小型台式回流焊炉温度曲线设置指导

《小型台式回流焊炉温度曲线设置指导》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、小型台式回流焊炉温度曲线设置指导文章来源：北京青云创新       发布时间：2011-07-23        文字大小：大  中  小红外回流焊接是SMT生产中十分重要的工艺过程，它是一种自动群焊过程，PCB上所有的焊点在短短几分钟之内一次完成，其焊接质量的好坏直接影响到产品的质量和可靠性，对于大多数电子产品，焊接质量基本上决定了产品质量。为了保证焊接质量，关键就是设置好回流炉的温度曲线，面对一台新的小型台式回流炉，如何尽快设置合理的温度曲线呢？这就需要首先对回流焊接原理有充分的了解，其次对所使用的锡膏中金属成分与熔点、活性温度等特性

2、有全面的了解，对回流炉的结构，包括可控加热段数、每段加热时间、可控最高温度、热风循环路径、加热器的大小及控温精度等有一个全面的认识，以及对焊接对象——表面贴装组件（SMA）尺寸、PCB层数、元件大小及元件分布有所了解。本文将从分析回流焊接的工艺原理入手，结合典型的焊接温度曲线，详细地介绍如何正确设置小型台式回流炉的温度曲线。一.回流焊接原理：焊接学中，根据焊料的熔点，钎焊分为软钎焊和硬钎焊，熔点高于450℃的焊接为硬钎焊，熔点低于450℃的焊接为软钎焊。钎焊是采用比焊件（被焊接金属，或称母材）熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高

3、于钎料熔点，低于焊件熔化温度，利用液态钎料润湿焊件，填充接头间隙并与焊件表面相互扩散实现焊接的方法。目前我们采用的回流焊都属于软钎焊。在回流焊工艺中，一个完整焊点形成的过程如下：1.表面清洁随着温度上升，焊锡膏中溶剂逐渐挥发完全，助焊剂开始呈现活化作用，清理焊接界面，清除PCB焊盘和元件焊接端子上的氧化膜和污物。2.活化润湿随着温度继续上升，助焊剂的活化作用提升，助焊剂沿着焊盘表面和元件焊接端子扩散，润湿焊接界面。3.锡膏熔化随着温度上升到锡膏熔点，金属分子具备一定的动能，熔融的液态焊料在金属表面漫流铺展。4.形成结合层熔融的液态焊料在短

4、时间内完成润湿、扩散、溶解，通过毛细作用和冶金结合，形成结合层，即IMC（金属间化合物）。5.冷却凝固随着温度下降到焊料的固相温度以下，焊料冷却凝固后形成具有一定机械强度的焊点。整个焊接过程完成。二.理想温度曲线图1是常用无铅锡膏（SAC305）理想的红外回流温度曲线，它反映了SMA在整个回流焊接过程中PCB上某一点的温度随时间变化的曲线，它直观反映出该点在整个焊接过程中的温度变化，为获得最佳焊接效果提供了科学的依据。该曲线由五个温度区间组成，即升温区，预热区，快速升温区，回流区和冷却区，大部分焊锡膏都能用这五个温区成功实现回流焊。图1理

5、想温度曲线详细了解各温区的温度、SMA受热时间以及锡膏在各温区的变化情况，有助于更深入的理解理想温度曲线的意义。1.升温区升温区通常指从室温（25℃）上升到160℃左右的区域，在这个加热区域SMA平稳受热升温，焊锡膏中的溶剂缓慢挥发，各种元件尤其是IC元件缓慢升温，以适应后面焊接温度的要求。但是PCB上元件大小不一，各种元件的温度上升速度也不完全一样，所以在升温区温度上升的速度要求控制在0.5—2.0℃/s,推荐速度在1.0—1.5℃/s。如果升温速度过快，由于热应力作用，可能会导致陶瓷电容产生细微裂缝、PCB变形、IC芯片损坏，同时焊锡

6、膏中的溶剂挥发过快，导致锡珠不良发生。如果升温速度太慢，SMA及各种元件的温度不足，导致焊接时锡膏无法润湿元件产生虚焊，同时焊锡膏中溶剂不能完全挥发，在回流区爆沸产生锡珠。2.预热区预热区又称保温区，指温度从160℃上升到180℃左右的区域，焊锡膏中残留的溶剂挥发完毕，焊锡膏中的助焊剂活性随着温度的上升而逐渐增强，将PCB焊盘和元件端子表面的氧化物和污物清除。SMA缓慢升温，不同大小，不同材料的元件基本保持相同的温度上升速度。PCB在预热区的加热时间在40—70秒左右，温度上升速度在0.5℃/s以下。如果加热时间太短，焊锡膏中的溶剂没有完

7、全挥发，回流焊时会爆沸产生锡珠。如果加热时间太长，助焊剂活性消失后还没有进行回流焊，在焊接时容易产生润湿不良，同时焊锡膏金属颗粒容易氧化，出现锡珠。3.快速升温区快速升温区是指温度从180℃上升到锡膏熔点（217℃）的区域，在此区域，SMA在10—20秒内迅速上升到焊接温度，温度上升速度要求大于2℃/s。焊锡膏也迅速升温接近熔化状态。4.回流区回流区是指温度从217℃上升到240℃，然后逐渐下降到217℃的区域。在回流区，焊锡膏熔化成液态，并迅速润湿焊盘，随着温度的进一步升高，焊料表面张力降低，焊料沿元件引脚爬升，形成一个弯月面。此时焊料

8、中的锡与PCB焊盘上的铜形成金属间化合物，锡原子与铜原子在其界面上相互渗透，初期Cu-Sn合金的结构为Cu6Sn5,厚度约为1—3um，如果回流时间过长，温度过高，铜原子进一步渗透到Cu6Sn