回流焊曲线讲解

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1、回流焊溫度曲线讲解目录1.如何设定炉温曲线？1.1锡膏特性与回流曲线的重要关系1.2PCB板的特性与回流曲线的关系(测温板）1.3回流炉设备的特点与回流曲线的关系1.4设定炉温曲线的方法2.如何应用Reflow改善制程的品性良率？设定一个回流曲线之前要考虑的因素有很多，一般包括：所使用的锡膏特性，PCB板的特性，回流炉的特点等。下面分别讨论。1.如何设定炉温曲线？锡膏特性决定回流曲线的基本特性。不同的锡膏由于助焊剂（Flux）有不同的化学组分，因此它的化学变化有不同的温度要求，对回流温度曲线也有不同的要求。一般锡膏

2、供应商都能提供一个参考回流曲线，我们可在此基础上根据自己的产品特性优化。以下图为例，来分析回流焊曲线。它可分为4个主要阶段：1.1锡膏特性与回流曲线的重要关系图一回流炉曲线1）预热（Preheat）阶段，2）恒温（Soak或Equilibrium）阶段。3）回流（ReflowSpike）阶段。在回流阶段PCB达到最高温度。4）冷却（Cooling）阶段，曲线由最高温度点下降的过程。1.1.1预热阶段预热阶段的目的是把锡膏中较低熔点的溶剂挥发走。锡膏中助焊剂的主要成分包括松香，活性剂，黏度改善剂，和溶剂。溶剂的作用主

3、要作为松香的载体和保证锡膏的储藏时间。预热阶段需把过多的溶剂挥发掉，但是一定要控制升温斜率，太高的升温速度会造成元件的热应力冲击，损伤元件或减低元件性能和寿命，后者带来的危害更大，因为产品已流到了客户手里。另一个原因是太高的升温速度会造成锡膏的塌陷，引起短路的危险恒温阶段的设定主要应参考焊锡膏供应商的建议和PCB板热容的大小。因为恒温阶段有两个作用，一个是使整个PCB板都能达到均匀的温度（175℃左右），恒温的目的是为了减少进入回流区的热应力冲击，以及其它焊接缺陷如元件翘起（立碑）等。恒温阶段另一个重要作用就是焊锡

4、膏中的助焊剂开始发生活性反应，它将清除焊件表面的氧化物和杂质，增大焊件表面润湿性能（及表面能），使得融化的焊锡能够很好地润湿焊件表面。由于恒温段的重要性，因此恒温时间和温度必须很好地控制，既要保证助焊剂能很好地清洁焊面，又要保证助焊剂到达回流之前没有完全消耗掉。助焊剂要保留到回流焊阶段是必需的，它能促进焊锡润湿过程和防止焊接表面的再氧化。1.1.2恒温阶段温度继续升高越过回流线（217℃），锡膏融化并发生润湿反应，开始生成金属间化合物层。到达最高温度（240℃左右），然后开始降温，落到回流线以下，焊锡凝固。回流区同

5、样应考虑温度的上升和下降斜率不能使元件受到热冲击。回流区的最高温度是由PCB板上的温度敏感元件的耐温能力决定的。在回流区的时间应该在保证元件完成良好焊接的前提下越短越好，一般为30-60秒最好，过长的回流时间和较高温度，如回流时间大于90秒，最高温度大于260℃，会造成金属间化合物层增厚，影响焊点的长期可靠性。1.1.3回流阶段1.1.4冷却阶段冷却阶段的重要性往往被忽视。好的冷却过程对焊接的最后结果也起着关键作用。好的焊点应该是光亮的，平滑的。而如果冷却效果不好，会产生很多问题诸如元件翘起，焊点发暗，焊点表面不光

6、滑，以及会造成金属间化合物层增厚等问题。因此回流焊接必须提供良好的冷却曲线，既不能过慢造成冷却不良，又不能太快，造成元件的热冲击。1.2PCB板的特性与回流曲线的关系(测温板）回流曲线的设定，与要焊接的PCB板的特性也有重要关系。板子的厚薄，元件的大小，元件周围有无大的吸热部件，如金属屏蔽材料，大面积的地线焊盘等，都对板子的温度变化有影响。因此笼统地说一个回流曲线的好坏是无意义的。一个回流曲线必须是针对某一个或某一类产品而测量得到的。一般我们推荐客户都用需要生产的实际产品作为测温板。目前常用的测量回流焊曲线的方法有

7、三种：1）用回流炉本身配备的长热偶线（一般常用的工业标准是K型热偶线），热偶线的一端焊接到PCB板上，另一端插到设备的预设热偶插口上。把板放进炉内，当板子从炉另一端出来时，用热偶线把板子从出口端拉回来。在测量的同时温度曲线就可显示到设备的显示器上。一般回流炉都带有多个K型热偶插口，因此可连接多根热偶线，同时测量PCB板几个点的温度曲线。2）用一个小的温度跟踪记录器。它能够跟随待测PCB板进入回流炉。记录器上也有多个热偶插口，可因此可连接多根热偶线。记录器里存放的温度数据，只有在出炉后，才可输到电脑里分析或从打印机中

8、输出。3）带无线数据传输的温度跟踪记录器。与第2种方法相同，只是多了一个无线传输功能。当它在炉内测温时，在存储温度数据的同时把数据用无线方式传到外面的接受器上，接受器与电脑相连。目前我们见得最多的是第二种方法。热偶线的安装有一般两种，一是高温焊锡丝，温度在300℃以上（高于回流最高温度）。另一种方法是用胶或是高温胶带把它粘住。这样热偶线就不会在回流区脱落。焊