SMT回流焊PCB温度曲线讲解
SMT焊接核心工艺-完美炉温工艺曲线理论-分析
SMT焊接核心工艺-完美炉温工艺曲线理论-分析SMT焊接核心工艺温度曲线 Profile：SMT生产流程中，回流炉参数设置是影响焊接质量的关键，理想的温度曲线为回流炉参数的设置提供准确的理论依据，在大多数情况下，温度的分布受组装电路板的特性、焊膏特性和所用回流炉能力的影响。
温度曲线分区情况：1：预热区（又名：升温区）2：恒温区（保温区/活性区）3：回流区（焊接）4 ：泠却区（固化）对于smt无铅回流焊来说温度曲线的调整是个技术复杂难题，这个温度曲线一般的锡膏厂家在都会提供一个参考的曲线，由于smt回流焊千差万别导致很难达到他们参考炉温曲线的焊接效果，不光要知道回流焊炉温曲线该怎么调节还要知道锡膏和回流焊炉的作用原理。
下一节我們一起探討讲解一下smt无铅回流焊温度曲线。
典型：无铅炉温曲线（熱風迴焊爐温度曲线图）SMT焊接核心工艺温度曲线理论：曲线分成4个区域，首先得到PCB在通过回流焊时某一个区域所经历的时间。
这里我们阐明另一个概念“斜率①”。
用PCB通过回流焊某个区域的时间除以这个时间段内温度变化的绝对值，得到的值即为“斜率”。
引入斜率的概念是为了表示PCB受热后升降温的速率，是温度曲线中最重要的工艺参数之一。
PCB上所有电子元器件通过加热一次性完成焊接，SMT品质绝对是为获得优良的焊接质量。
对于一款新产品、新炉子、新锡膏，如何快速设定回流焊温度曲线？需要我们对温度曲线的概念和锡膏焊接原理有基本的认识。
本文以最常用的无铅锡膏Sn96.5Ag3.0Cu0.5锡银铜合金为例，介绍理想的回流焊温度曲线设定方案和分析其原理。
如图一：图一 SAC305无铅锡膏温度曲线图图中黄、橙、绿、紫、蓝和黑6条曲线即为温度曲线。
构成曲线的每一个点代表了对应PCB上测温点在过炉时相应时间测得的温度。
随着时间连续的记录即时温度，把这些点连接起来，就得到了连续变化的曲线。
可以看做PCB上测试点的温度在炉子内随着时间变化过程。
回流焊温度曲线分析解读 (1)
二.什么叫爐溫曲線
回流曲线是指PCBA通过回流炉时，PCBA上某一点的温度 随时间变化的曲线。通過温度曲线可以直观的分析該元件在 整个回流焊过程中的狀態。获得最佳的可焊性，避免由于超 温损坏元件，保证焊接质量。
三﹑設置爐溫曲線的依據
根据使用焊膏的温度曲线进行设置。 根据PCB板的材料、厚度、是否多层板、 尺寸大小进行设置。 根据表面组装板搭载元器件的密度、元器 件的大小以及有无BGA、CSP等特殊元器 件进行设置。
4.2恆溫區
指温度升至焊膏熔点的区域，也叫活性區 ，有两个功用， 第一，将PCB在相当稳定的温度下感温，允许不同质量的 元件在温度上同质，减少它们的相当温差。第二，保証助 焊剂活性化，挥发性的物质从锡膏中充分揮发。如果活性 区的温度设定太高，助焊剂没有足够的时间活性化，温度 曲线的斜率是一个向上递增的斜率。这个区一般占加热通 道的33~50% 。
目錄
回流爐簡介 什么叫爐溫曲線 設置爐溫曲線的依據 爐溫曲線的特性詳解 有鉛/無鉛錫膏回流曲线解析 與爐溫曲線相關的常見缺陷
一.回流爐簡介
回流焊﹕ 通過高溫焊料 固化，從而達到將PCB 和SMT的表面貼裝元件 連接在一起，形成電氣 回路。
目前回流焊的热传递方式大致经历了远红 线—全热风--红外/热风三个阶段。
4.3回流區
該区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到 所推荐的峰值温度，在这一区域里加热器的温度设 置得最高，使组件的温度快速上升至峰值温度，峰 值温度视所用焊膏的不同而不同，再流时间不要过 长，以防对PCBA造成不良影响。理想的温度曲线 是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。
4.4冷卻區
三﹑設置爐溫曲線的依據
根据设备的具体情况，例如加热区的长度、 加热源的材料、回流焊炉的构造和热传导 方式等因素进行设置。
回流炉炉温曲线分析
回流炉炉温曲线分析温度曲线是指SMA通过回流炉时，SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。
温度曲线提供了一种直观的方法，来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。
这对于获得最佳的可焊性，避免由于超温而对元件造成损坏，以及保证焊接质量都非常有用。
图2.1标准回流焊接温度曲线图2.2某印制板实际回流焊接温度曲线A.升温段：（Preheat Zone）又称为预热段，该区域通常是指温度由常温升高至150℃左右的区域，其目的是把室温的PCB尽快加热，以达到第二个特定目标，但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能受损，过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。
忧郁加热速度较快，在温区的后段SMA内的温差较大。
为防止热冲击对元件的损伤。
一般规定最大速度为4℃/S。
然而，通常上升速率设定为1-3℃/S。
典型的升温度速率为2℃/S。
B.保温段：（Soaking Zone）是指温度从120 ℃/S-150℃/S升至焊膏熔点的区域。
保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。
在这个区域里给予足够的时间是较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。
到保温段结束，焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡。
应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
C.回流段：（Reflow Zone）在这一区域里加热器的温度设置的最高，使组件的温度快速上升至峰值温度。
在焊接段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏的熔点温度加20-40℃。
对于熔点为183℃的Sn63/Pb37焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏，峰值温度一般为210-230℃/S，再流时间不要多长，以防对SMA造成不良影响。
理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小。
SMT回流焊PCB温度曲线讲解
区间
区间温度设定
区间末实际板温
预热 210℃(410°F)
140℃(284°F)
活性 177℃(350°F)
150℃(302°F)
回流 250℃(482℃)
210℃(482°F)
怎样设定锡膏回流温度曲线
图形曲线的形状必须和所希望的相比较，如果形状不协调， 则同下面的图形进行比较。选择与实际图形形状最相协调的曲 线。
得益于升温-到-回流的回流温度曲线
无光泽、颗粒状焊点 一个相对普遍的回流焊缺陷是无光泽、颗粒 状焊点。这个缺陷可能只是美观上的，但也 可能是不牢固焊点的征兆。在RTS曲线内改正 这个缺陷，应该将回流前两个区的温度减少 5° C；峰值温度提高5° C。如果这样还不行， 那么，应继续这样调节温度直到达到希望的 结果。这些调节将延长锡膏活性剂寿命，减 少锡膏的氧化暴露，改善熔湿能力。
得益于升温-到-回流的回流温度曲线
整个温度曲线应该从45℃到峰值温度215(± 5)℃持续3.5~4分钟。冷却速率应控制在每秒 4℃。一般，较快的冷却速率可得到较细的颗 粒结构和较高强度与较亮的焊接点。可是，超 过每秒4° C会造成温度冲击。
得益于升温-到-回流的回流温度曲线
升温-到-回流
RTS温度曲线可用于任何化学成分或合金，为水溶锡膏和难 于焊接的合金与零件所首选。 RTS温度曲线比RSS有几个优 点。RTS一般得到更光亮的焊点，可焊性问题很少，因为在 RTS温度曲线下回流的锡膏在预热阶段保持住其助焊剂载体。 这也将更好地提高湿润性，因此，RTS应该用于难于湿润的 合金和零件。
怎样设定锡膏回流温度曲线
活性区，有时叫做干燥或浸湿区，这个
区一般占加热通道的33~50%，有两个 功用，第一是，将PCB在相当稳定的温 度下感温，允许不同质量的元件在温度 上同质，减少它们的相当温差。第二个 功能是，允许助焊剂活性化，挥发性的 物质从锡膏中挥发。一般普遍的活性温 度范围是120~150℃。
SMT回流温度曲线
回流温度曲线回流焊分为四个温区：加热、保温、回流、冷却.预热段：该区域的目的是把室温的PCB尽快加热，以达到第二个特定目标，但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能受损，过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。
由于加热速度较快，在温区的后段SMA内的温差较大。
为防止热冲击对元件的损伤。
一般规定最大速度为40C/S。
然而，通常上升速率设定为1~30C/S。
典型的升温度速率为20C/S.保温段：是指温度从1200C~1500C升至焊膏熔点的区域。
保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。
在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。
到保温段结束，焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡。
应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
回流段:在这一区域里加热器的温度设置得最高，使组件的温度快速上升至峰值温度。
在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏为焊膏的溶点温度加20-400C.对于熔点为1830C的63Sn/37Pb 焊膏和熔点为1790C的Sn62/Pb36/Ag2膏焊，峰值温度一般为210-2300C，再流时间不要过长，以防对SMA造成不良影响。
理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小。
冷却段:这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。
缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。
在极端的情形下，它能引起沾锡不良和弱焊点结合力。
冷却段降温速率一般为3~100C/S,冷却至750C即可。
测量再流焊温度曲线测试仪（以下简称测温仪），其主体是扁平金属盒子，一端插座接着几个带有细导线的微型热电偶探头。
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理解锡膏的回流过程
时间温度曲线中焊锡熔化的阶段是最重要的， 必须充分地让焊锡颗粒完全熔化，液化形成冶 金焊接，剩余溶剂和助焊剂残余的蒸发，形成 焊脚表面。此阶段如果太热或太长，可能对元 件和PCB造成伤害。锡膏回流温度曲线的设定， 最好是根据锡膏供应商提供的数据进行，同时 把握元件内部温度应力变化原则，即加热温升 速度小于每秒3°C，和冷却ห้องสมุดไป่ตู้降速度小于5°C。
怎样设定锡膏回流温度曲线
活性区，有时叫做干燥或浸湿区，这个
区一般占加热通道的33~50%，有两个 功用，第一是，将PCB在相当稳定的温 度下感温，允许不同质量的元件在温度 上同质，减少它们的相当温差。第二个 功能是，允许助焊剂活性化，挥发性的 物质从锡膏中挥发。一般普遍的活性温 度范围是120~150°C。
3. 当温度继续上升，焊锡颗粒首先单 独熔化，并开始液化和表面吸锡的 “灯草”过程。这样在所有可能的 表面上覆盖SM，T回流并焊PCB开温度曲始线讲形解 成锡焊点。 4
理解锡膏的回流过程
4. 这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全 部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表 面张力作用开始形成焊脚表面，如果元件 引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil，则极可 能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造 成锡点开路。
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怎样设定锡膏回流温度曲线
接下来必须决定各个区的温度设定，重要的是 要了解实际的区间温度不一定就是该区的显示 温度。显示温度只是代表区内热敏电偶的温度， 如果热电偶越靠近加热源，显示的温度将相对 比区间温度较高，热电偶越靠近PCB的直接通 道，显示的温度将越能反应区间温度。
5. 冷却阶段，如果冷却快，锡点强度会稍微 大一点，但不可以太快而引起元件内部的 温度应力。
回流焊PCB温度曲线讲解
回流焊PCB温度曲线讲解回流焊是一种常用的电子组装工艺，用于将电子元件焊接到印刷电路板（PCB）上。
在回流焊过程中，PCB需要经历一系列的温度变化，以确保焊点可靠连接。
下面将讲解回流焊温度曲线的各个阶段及其作用。
1. 预热阶段（Preheat Stage）：回流焊过程开始时，PCB需要从室温逐渐升温至预定温度。
预热阶段的作用是除去PCB上的水分和挥发性有机物，以避免在焊接过程中产生气泡和蒸汽。
通常，预热温度为100°C至150°C，持续时间为1至2分钟。
2. 热液相预热阶段（Thermal Soak Stage）：在预热阶段后，PCB会继续加热至更高的温度，通常为150°C至200°C。
这一阶段的目的是让整个PCB均匀达到焊接温度，以减少焊接过程中的热应力。
热液相预热阶段的持续时间通常为1至4分钟。
3. 焊接阶段（Reflow Stage）：当PCB达到焊接温度时，焊膏开始熔化，将电子元件与PCB焊接在一起。
焊接温度通常为220°C至245°C，具体取决于焊膏的特性。
焊接阶段的持续时间通常为1至3分钟。
4. 冷却阶段（Cooling Stage）：焊接完成后，PCB需要冷却到室温，以确保焊点的稳定性。
冷却阶段通常使用强制风冷却或自然冷却。
冷却时间因焊接设备和PCB的尺寸而异，一般为1至5分钟。
回流焊温度曲线中的每个阶段都有其特定的温度和时间要求，这是为了保证焊接质量和工艺稳定性。
通过控制这些参数，焊接过程中的温度变化可以最小化，从而减少因热应力引起的PCB变形和元件损坏的风险。
总结来说，回流焊温度曲线包括预热阶段、热液相预热阶段、焊接阶段和冷却阶段。
每个阶段都有其特定的温度和时间要求，以确保焊接质量和PCB的稳定性。
通过合理控制回流焊温度曲线，可以提高焊接过程的可靠性和稳定性，从而保证电子产品的性能和可靠性。
回流焊是一种广泛应用于电子制造业的关键工艺，它能够将电子元件精准地焊接到印刷电路板（PCB）上。
回流焊接工艺的经典PCB温度曲线
回流焊接工艺的经典PCB温度曲线对于回流焊接工艺，温度曲线是非常重要的参考指标。
下面是一篇关于经典PCB温度曲线的介绍。
回流焊接是一种常用的电子组装工艺，能够快速、可靠地连接电子元器件与印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）。
随着电子设备的不断进一步迷你化和复杂化，回流焊接工艺的应用越来越广泛。
经典的PCB温度曲线通常可以分为四个主要阶段：预热、热插入、呼吸和冷却。
1. 预热阶段：在预热阶段，PCB和电子元器件被暴露在逐渐升高的温度下。
这个阶段的目标是将PCB和元器件逐渐加热至焊接温度，同时还可以除去潮湿度以减少热应力。
2. 热插入阶段：一旦预热阶段完成，进入热插入阶段。
此时焊接温度达到预定的最高值，以确保焊接剂充分熔化并完成焊接。
在这个阶段，PCB会保持在高温下一段时间，以确保焊点能够完全形成。
3. 呼吸阶段：在热插入阶段的末端，PCB进入呼吸阶段。
这个阶段是温度逐渐下降的过程，焊点开始冷却。
在此期间，焊点形成并固化。
4. 冷却阶段：最后，PCB进入冷却阶段。
整个PCB和焊点以及电子元器件逐渐恢复到室温。
此时，焊点已经形成，焊接过程完毕。
以上四个阶段构成了经典的PCB温度曲线。
在焊接过程中，控制好温度的升降速度和保持时间非常重要，以确保焊接质量和减少热应力。
通过合理设计温度曲线，可以确保焊接剂充分熔化和流动，同时避免元器件的过度加热或熔化。
此外，还需要注意选择适合的焊接剂和适当的温度曲线，以满足特定的焊接要求和电子元器件的特性。
总之，经典的PCB温度曲线是回流焊接工艺中的重要参考指标，用于控制焊接温度和时间，确保焊接质量和避免热应力。
合理设计和实施温度曲线可以提高焊接质量和可靠性，同时保护电子元器件。
在进行回流焊接工艺时，控制好温度曲线对于焊接质量至关重要。
下面将进一步探讨相关内容。
在经典的PCB温度曲线中，每个阶段的温度升降速度和保持时间都需要精确控制，以确保焊接剂充分熔化和流动，同时避免过度加热或熔化电子元器件。
回流焊接工艺的经典PCB温度曲线(全面)
回流焊接工艺的经典PCB温度曲线本文介绍对于回流焊接工艺的经典的PCB温度曲线作图方法,分析了两种最常见的回流焊接温度曲线类型:保温型和帐篷型...。
经典印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图,涉及将PCB装配上的热电偶连接到数据记录曲线仪上,并把整个装配从回流焊接炉中通过。
作温度曲线有两个主要的目的:1) 为给定的PCB装配确定正确的工艺设定,2) 检验工艺的连续性,以保证可重复的结果。
通过观察PCB在回流焊接炉中经过的实际温度(温度曲线),可以检验和/或纠正炉的设定,以达到最终产品的最佳品质。
经典的PCB温度曲线将保证最终PCB装配的最佳的、持续的质量,实际上降低PCB的报废率,提高PCB的生产率和合格率,并且改善整体的获利能力。
回流工艺在回流工艺过程中,在炉子内的加热将装配带到适当的焊接温度,而不损伤产品。
为了检验回流焊接工艺过程,人们使用一个作温度曲线的设备来确定工艺设定。
温度曲线是每个传感器在经过加热过程时的时间与温度的可视数据集合。
通过观察这条曲线,你可以视觉上准确地看出多少能量施加在产品上,能量施加哪里。
温度曲线允许操作员作适当的改变,以优化回流工艺过程。
一个典型的温度曲线包含几个不同的阶段 - 初试的升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品的冷却(cooling)。
作为一般原则,所希望的温度坡度是在2~4°C范围内,以防止由于加热或冷却太快对板和/或元件所造成的损害。
在产品的加热期间,许多因素可能影响装配的品质。
最初的升温是当产品进入炉子时的一个快速的温度上升。
目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保温温度。
最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下 - 对于共晶焊锡为183°C,保温时间在30~90秒之间。
保温区有两个用途:1) 将板、元件和材料带到一个均匀的温度,接近锡膏的熔点,允许较容易地转变到回流区,2) 激化装配上的助焊剂。
回流焊温度曲线设定详解
回流焊温度曲线设定详解回流焊温度曲线是由回流焊炉的多个参数共同作用的结果，其中起决定性作用的两个参数是传送带速度和温区的温度设定。
传送带速度决定了印刷线路板暴露在每个温区的持续时间，增加持续时间可以使印刷线路板上元器件的温度更加接近该温区的设定温度。
每个温区所用的持续时间的总和又决定了整个回流过程的处理时间。
每个温区的温度设定影响印刷线路板通该温区时温度的高低。
印刷线路板在整个回流焊接过程中的升温速度则是传送带速和各温区的温度设定两个参数共同作用的结果。
因此只有合理的设定炉温参数才能得到理想的炉温曲线。
广晟德为大家分享以最为常用的 RSS曲线为例介绍一下炉温曲线的设定方法。
一、回流焊链速的设定：设定回流焊温度曲线时第一个要考虑参数是传输带的速度设定，该设定将决定印刷线路板通过加热通道所花的时间。
传送带速度的设定可以通过计算的方法获得。
这里要引入一个指标，负载因子。
负载因子：F=L/(L+s) L=基板的长，S=基板与基板间的间隔。
负载因子的大小决定了生产过程中炉内的印刷线路板对炉内温度的影响程度。
负载因子的数值越大炉内的温度越不稳定，一般取值在0.5~0.9 之间。
在权衡了效率和炉温的稳定程度后建议取值为 0.7-0.8。
在知道生产的板长和生产节拍后就可以计算出传送带的传送速度（最慢值）。
传送速度(最慢值)=印刷线路板长/0.8/生产节拍。
传送速度（最快值）由锡膏的特性决定，绝大多数锡膏要求从升温开始到炉内峰值温度的时间应不少于 180 秒。
这样就可以得出传送速度（最大值）=炉内加热区的长度/180S。
在得出两个极限速度后就可以根据实际生产产品的难易程度选取适当的传送速度一般可取中间值。
二、回流焊温区温度的设定：一个完整的 RSS 炉温曲线包括四个温区分别为：回流焊预热区：其目的是将印刷线路板的温度从室温提升到锡膏内助焊剂发挥作用所需的活性温度135℃，温区的加热速率应控制在每秒 1~3℃，温度升得太快会引起某些缺陷，如陶瓷电容的细微裂纹。
回流焊曲线讲解
怎样设定锡膏回流温度曲线
怎样设定锡膏回流温度曲线
怎样设定锡膏回流温度曲线
得益于升温-到-回流的回流温度曲线
许多旧式的炉倾向于以不同速率来加热一 个装配上的不同零件，取决于回流焊接的 零件和线路板层的颜色和质地。一个装配 上的某些区域可以达到比其它区域高得多 的温度，这个温度变化叫做装配的D T。如 果D T大，装配的有些区域可能吸收过多热 量，而另一些区域则热量不够。这可能引 起许多焊接缺陷，包括焊锡球、不熔湿、 损坏元件、空洞和烧焦的残留物。
理解锡膏的回流过程
2.
3.
助焊剂活跃，化学清洗行动开始， 水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会 发生同样的清洗行动，只不过温度 稍微不同。将金属氧化物和某些污 染从即将结合的金属和焊锡颗粒上 清除。好的冶金学上的锡焊点要求 “清洁”的表面。 当温度继续上升，焊锡颗粒首先单 独熔化，并开始液化和表面吸锡的 “灯草”过程。这样在所有可能的 表面上覆盖，并开始形成锡焊点。
焊锡球
许多细小的焊锡球镶陷在回流后助焊剂残 留的周边上。在RTS曲线上，这个通常是 升温速率太慢的结果，由于助焊剂载体在 回流之前烧完，发生金属氧化。这个问题 一般可通过曲线温升速率略微提高达到解 决。焊锡球也可能是温升速率太快的结果 ，但是，这对RTS曲线不大可能，因为其 相对较慢、较平稳的温升。
理解锡膏的回流过程
理解锡膏的回流过程
回流焊接要求总结：
重要的是有充分的缓慢加热来安 全地蒸发溶剂，防止锡珠形成和限制由 于温度膨胀引起的元件内部应力，造成 断裂痕可靠性问题。其次，助焊剂活跃 阶段必须有适当的时间和温度，允许清 洁阶段在焊锡颗粒刚刚开始熔化时完成。
理解锡膏的回流过程
时间温度曲线中焊锡熔化的阶段 是最重要的，必须充分地让焊锡颗粒完全 熔化，液化形成冶金焊接，剩余溶剂和助 焊剂残余的蒸发，形成焊脚表面。此阶段 如果太热或太长，可能对元件和PCB造成伤 害。锡膏回流温度曲线的设定，最好是根 据锡膏供应商提供的数据进行，同时把握 元件内部温度应力变化原则，即加热温升 速度小于每秒3° C，和冷却温降速度小于 5° C。
回流焊的温度曲线
通过对回流焊温度曲线的分段描述，理解焊膏各成分在回流炉中不同阶段所发生的变化，给出获得最佳温度曲线的一些基本数据，并分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。
在SMT生产流程中，回流炉参数设置的好坏是影响焊接质量的关键，通过温度曲线，可以为回流炉参数的设置提供准确的理论依据，在大多数情况下，温度的分布受组装电路板的特性、焊膏特性和所用回流炉能力的影响。
为充分理解焊膏在回流焊接的不同阶段会发生什么，产生的温度分布对焊膏组成成分的影响，以下先介绍焊膏的组成成分及其特性，再介绍获得温度曲线的方法，然后对温度曲线进行较为详细的分段简析，最后列表分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。
(1)冷却段这一段焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被焊接表面，快速度地冷却会得到明亮的焊点并有好的外形及低的接触角度，缓慢冷却会使板材溶于焊锡中，而生成灰暗和毛糙的焊点，并可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。
(2)回流焊接段这一段把电路板带入铅锡粉末熔点之上，让铅锡粉末微粒结合成一个锡球并让被焊金属表面充分润湿。
结合和润湿是在助焊剂帮助下进行的，温度越高助焊剂效率越高，粘度及表面张力则随温度的升高而下降，这促使焊锡更快地湿润。
但过高的温度可能使板子承受热损伤，并可能引起铅锡粉末再氧化加速、焊膏残留物烧焦、板子变色、元件失去功能等问题，而过低的温度会使助焊剂效率低下，可能使铅锡粉末处于非焊接状态而增加生焊、虚焊发生的机率，因此应找到理想的峰值与时间的最佳结合，一般应使曲线的尖端区覆盖面积最小。
曲线的峰值一般为210℃－230℃，达到峰值温度的持续时间为3－5秒，超过铅锡合金熔点温度183℃的持续时间维持在20－30秒之间。
(3)保温段溶剂的沸点在125－150℃之间，从保温段开始溶剂将不断蒸发，树脂或松香在70－100℃开始软化和流动，一旦熔化，树脂或松香能在被焊表面迅速扩散，溶解于其中的活性剂随之流动并与铅锡粉末的表面氧化物进行反应，以确保铅锡粉末在焊接段熔焊时是清洁的。
典型回流炉温度曲线
典型回流炉温度曲线
典型回流炉温度曲线是指回流焊过程中，温度随时间变化的曲线。
以下是典型回流炉温度曲线的要点：
1.预热区：温度逐渐上升，旨在将PCB板缓慢加热，以减少温度冲击和热
应力。
此阶段的温度上升速度通常较慢。
2.保温区：温度保持相对稳定，目的是使PCB板达到一个均匀的温度，以
确保热传导的稳定性。
3.回流区：温度迅速上升到锡膏的熔点以上，使锡膏融化并润湿焊盘。
此阶
段的温度上升速度最快。
4.冷却区：温度逐渐下降，以快速固化焊点并减少热应力。
此阶段的温度下
降速度通常较快。
不同厂商和不同型号的回流炉温度曲线可能会有所不同，具体应以设备厂商提供的曲线为准。
此外，为了确保焊接质量和可靠性，应严格控制回流炉的温度和时间。
SMT回流焊PCB温度曲线讲解
它利用热量将焊料融化，使元件 与PCB板连接在一起，形成可靠 的电气连接。
SMT回流焊的工作原理
SMT回流焊通过加热元件和PCB板， 使焊料融化，当焊料冷却凝固后形成 焊接点。
温度曲线是SMT回流焊的关键因素， 它决定了焊接质量的好坏。
SMT回流焊的应用场景
SMT回流焊广泛应用于电子产品的制造中，如手机、电脑、电视等。 它能够实现自动化生产，提高生产效率，减少人工成本。
优化PCB设计
优化元器件布局
合理分布元器件，减小热阻抗，提高散热性能。
选择合适的基材
根据工艺需求选择合适的PCB基材，以提高耐热性和导热性。
加强关键区域的散热设计
在关键元器件或大功率元器件周围加强散热设计，提高局部散热能 力。
05 PCB温度曲线的测试与验证
CHAPTER
测试方法与设备
红外测温仪
冷却区温度与速度
优化冷却区温度和速度，控制焊点的冷却速度，防止因快速冷却 导致的应力集中。
优化焊膏选择
选择高可靠性焊膏
选用具有高可靠性、优良 润湿性的焊膏，提高焊接 质量。
考虑焊膏活性
根据PCB和元器件的材质 选择适宜活性的焊膏，以 获得良好的焊接效果。
考虑焊膏粘度
根据工艺需求选择合适粘 度的焊膏，确保良好的印 刷性能和脱模性。
设定测试点
在PCB上选择具有代表性的区域，设 置测温点，确保测温点的数量和分布 合理。
01
注意事项
确保测试过程中设备正常运行，避免 外界干扰，保证测试结果的准确性。
05
03
开始测试
将待测PCB放入回流焊设备，按照工 艺要求进行加热，同时实时监测各测 温点的温度变化。
04
回流焊工艺及曲线说明
爱迅通信工程部培训专用爱迅工程部2019.2.13目录爱迅通信工程部培训专用 回流焊工艺回流焊结构与原理SMT回流焊接流程回流焊曲线曲线说明曲线测试问题与对策清理与维护结束1回流焊工艺爱迅通信工程部培训专用 电子制造业中SMT回流炉焊接是最终实现SMT工艺的工序。
是PCBA电子線路板组装作业中的重要工序，如果没有很好的掌握它，不但会出现许多“临时故障”还会直接影响焊点的寿命回流焊是英文Reflow，是通过重新熔化预先印刷到PCB焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接。
回流焊是将元器件焊接到PCB板材上，是针对SMD(表面贴装器件)的焊接。
回流焊是靠热气流对焊点的作用,之所以叫"回流焊"是因为气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的。
回流焊结构与原理①爱迅通信工程部培训专用 我们要了解影响热能从回流炉加热器向电路板传递的主要因素。
在通常情况下，如图所示，回流焊炉的风扇推动气体（空气或氮气）经过加热线圈，气体被加热后，通过孔板内的一系列孔口传递到产品上。
回流焊结构与原理②爱迅通信工程部培训专用 SMT回流焊炉温区的工作原理就是当组装PCB板在金属网式或双轨式输送带上，通过回焊炉各温区段的热冷行程，以达到锡膏熔融及冷却结合成为焊点的目的。
1：预热区（又名：升温区）2：恒温区（保温区/活性区）3：回流区4：冷却区回流焊结构与原理③爱迅通信工程部培训专用 当PCB进入升温区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。
PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件。
当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。
PCB进入冷却区，使焊点凝固此；时完成了回流焊。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
•升温-到-回流
•因为RTS曲线的升温速率是如此受控的，所 以很少机会造成焊接缺陷或温度冲击。另外 ，RTS曲线更经济，因为减少了炉前半部分的 加热能量。此外，排除RTS的故障相对比较简 单，有排除RSS曲线故障经验的操作员应该 没有困难来调节RTS曲线，以达到优化的温度 曲线效果。
升温-到-回流
RTS温度曲线可用于任何化学成分或合金，为水溶锡膏和难 于焊接的合金与零件所首选。 RTS温度曲线比RSS有几个优 点。RTS一般得到更光亮的焊点，可焊性问题很少，因为在 RTS温度曲线下回流的锡膏在预热阶段保持住其助焊剂载体 。这也将更好地提高湿润性，因此，RTS应该用于难于湿润 的合金和零件。
•焊锡球 •许多细小的焊锡球镶陷在回流后助焊剂残留的周边上 。在RTS曲线上，这个通常是升温速率太慢的结果， 由于助焊剂载体在回流之前烧完，发生金属氧化。这 个问题一般可通过曲线温升速率略微提高达到解决。 焊锡球也可能是温升速率太快的结果，但是，这对 RTS曲线不大可能，因为其相对较慢、较平稳的温升 。
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
• 理想的曲线由四个部分或区间组成，前面三个区加热、最后 一个区冷却。炉的温区越多，越能使温度曲线的轮廓达到更准确 和接近设定。大多数锡膏都能用四个基本温区成功回流。
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
•预热区，也叫斜坡区，用来将PCB的温度从
周围环境温度提升到所需的活性温度。在这 个区，产品的温度以不超过每秒2~5°C速度 连续上升，温度升ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ太快会引起某些缺陷， 如陶瓷电容的细微裂纹，而温度上升太慢， 锡膏会感温过度，没有足够的时间使PCB达 到活性温度。炉的预热区一般占整个加热通 道长度的25~33%。
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得益于升温-到-回流的回流温度曲线
•空洞
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•理解锡膏的回流过程
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•理解锡膏的回流过程
•回流焊接要求总结： • 重要的是有充分的缓慢加热来完全 地蒸发溶剂，防止锡珠形成和限制由于 温度膨胀引起的元件内部应力，造成断 裂痕可靠性问题。其次，助焊剂活跃阶 段必须有适当的时间和温度，允许清洁 阶段在焊锡颗粒刚刚开始熔化时完成。
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理解锡膏的回流过程
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怎样设定锡膏回流温度曲线
理想的冷却区曲线应该是和回流区 曲线成镜像关系。越是靠近这种镜 像关系，焊点达到固态的结构越紧 密，得到焊接点的质量越高，结合 完整性越好。
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
•作温度曲线的第一个考虑参数是传输带的速度 设定，该设定将决定PCB在加热通道所花的时 间。典型的锡膏制造厂参数要求3~4分钟的加 热曲线，用总的加热通道长度除以总的加热感 温时间，即为准确的传输带速度，例如，当锡 膏要求四分钟的加热时间，使用六英尺加热通 道长度，计算为：6 英尺 ÷ 4 分钟 = 每分钟 1.5 英尺 = 每分钟 18 英寸。
•升温-保温-回流 •升温-保温-回流(RSS)温度曲线可用于RMA或免洗化 学成分，但一般不推荐用于水溶化学成分，因为RSS 保温区可能过早地破坏锡膏活性剂，造成不充分的湿 润。使用RSS温度曲线的唯一目的是消除或减少D T 。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
升温-保温-回流
RSS温度曲线开始以一个陡坡温升，在90秒的目标 时间内大约150° C，最大速率可达2~3° C。随 后，在150~170° C之间，将装配板保温90秒钟 ；装配板在保温区结束时应该达到温度均衡。保 温区之后，装配板进入回流区，在183° C以上回 流时间为60(± 15)秒钟。
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怎样设定锡膏回流温度曲线
接下来必须决定各个区的温度设定，重要的是 要了解实际的区间温度不一定就是该区的显示 温度。显示温度只是代表区内热敏电偶的温度 ，如果热电偶越靠近加热源，显示的温度将相 对比区间温度较高，热电偶越靠近PCB的直接 通道，显示的温度将越能反应区间温度。
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•怎样设定锡膏回流温度线
•设定RTS温度曲线
•RTS曲线回流区是装配达到焊锡回流温度的 阶段。在达到150° C之后，峰值温度应尽快地 达到，峰值温度应控制在215(± 5)° C，液化 居留时间为60(± 15)秒钟。液化之上的这个时 间将减少助焊剂受夹和空洞，增加拉伸强度。 和RSS一样，RTS曲线长度也应该是从室温到 峰值温度最大3.5~4分钟，冷却速率控制在每 秒4° C。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
设定RTS温度曲线
RTS曲线的升温基本原则是，曲线的三 分之二在150° C以下。在这个温度后， 大多数锡膏内的活性系统开始很快失效 。因此，保持曲线的前段冷一些将活性 剂保持时间长一些，其结果是良好的湿 润和光亮的焊接点。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
为什么和什么时候保温
应该注意到，保温区一般是不需要 用来激化锡膏中的助焊剂化学成分。 这是工业中的一个普遍的错误概念， 应予纠正。当使用线性的RTS温度曲 线时，大多数锡膏的化学成分都显示 充分的湿润活性。事实上，使用 RTS 温度曲线一般都会改善湿润。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
• 整个温度曲线应该从45°C到峰值温度 215(± 5)°C持续3.5~4分钟。冷却速率应控制 在每秒4°C。一般，较快的冷却速率可得到较 细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。可 是，超过每秒4° C会造成温度冲击。
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得益于升温-到-回流的回流温度曲线
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
•为什么和什么时候保温
•保温区的唯一目的是减少或消除大的DT。保 温应该在装配达到焊锡回流温度之前，把装 配上所有零件的温度达到均衡，使得所有的 零件同时回流。由于保温区是没有必要的， 因此温度曲线可以改成线性的升温-到-回流 (RTS)的回流温度曲线。
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
活性区，有时叫做干燥或浸湿区，这个
区一般占加热通道的33~50%，有两个 功用，第一是，将PCB在相当稳定的温 度下感温，允许不同质量的元件在温度 上同质，减少它们的相当温差。第二个 功能是，允许助焊剂活性化，挥发性的 物质从锡膏中挥发。一般普遍的活性温 度范围是120~150°C。
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理解锡膏的回流过程
2. 助焊剂活跃，化学清洗行动开始， 水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会 发生同样的清洗行动，只不过温度 稍微不同。将金属氧化物和某些污 染从即将结合的金属和焊锡颗粒上 清除。好的冶金学上的锡焊点要求 “清洁”的表面。
3. 当温度继续上升，焊锡颗粒首先单 独熔化，并开始液化和表面吸锡的 “灯草”过程。这样在所有可能的 表面上覆盖，并开始形成锡焊点。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
•熔湿性差 •熔湿性差经常是时间与温度比率的结果。锡膏内 的活性剂由有机酸组成，随时间和温度而退化。 如果曲线太长，焊接点的熔湿可能受损害。因为 使用RTS曲线，锡膏活性剂通常维持时间较长，因 此熔湿性差比RSS较不易发生。如果RTS还出现熔 湿性差，应采取步骤以保证曲线的前面三分之二 发生在150° C之下。这将延长锡膏活性剂的寿命 ，结果改善熔湿性。
•典型PCB回流区间温度设定
•区间
•区间温度设定
•区间末实际板温
•预热
•210°C(410°F )
•140°C(284°F)
•活性
•177°C(350°F )
•150°C(302°F)
•回流
•250°C(482° C)
•210°C(482°F)
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
• 图形曲线的形状必须和所希望的相比较，如果形状不协调， 则同下面的图形进行比较。选择与实际图形形状最相协调的曲 线。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
焊锡不足 焊锡不足通常是不均匀加热或过快加热
的结果，使得元件引脚太热，焊锡吸 上引脚。回流后引脚看到去锡变厚， 焊盘上将出现少锡。减低加热速率或 保证装配的均匀受热将有助于防止该 缺陷。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
•墓碑 •墓碑通常是不相等的熔湿力的结果，使 得回流后元件在一端上站起来。一般， 加热越慢，板越平稳，越少发生。降低 装配通过183° C的温升速率将有助于校 正这个缺陷。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
排除RTS曲线的故障
排除RSS和RTS曲线的故障，原则是相同的 ：按需要，调节温度和曲线温度的时间， 以达到优化的结果。时常，这要求试验和 出错，略增加或减少温度，观察结果。以 下是使用RTS曲线遇见的普遍回流问题， 以及解决办法。
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•得益于升温-到-回流的回流温度曲线
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
•回流区，有时叫做峰值区或最后升温区。这 个区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提 高到所推荐的峰值温度。活性温度总是比合 金的熔点温度低一点，而峰值温度总是在熔 点上。典型的峰值温度范围是205~230°C， 这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过 每秒2~5°C，或达到回流峰值温度比推荐的 高。这种情况可能引起PCB的过分卷曲、脱层 或烧损，并损害元件的完整性。
时间温度曲线中焊锡熔化的阶段是最重要的 ，必须充分地让焊锡颗粒完全熔化，液化形成 冶金焊接，剩余溶剂和助焊剂残余的蒸发，形 成焊脚表面。此阶段如果太热或太长，可能对 元件和PCB造成伤害。锡膏回流温度曲线的设 定，最好是根据锡膏供应商提供的数据进行， 同时把握元件内部温度应力变化原则，即加热 温升速度小于每秒3°C，和冷却温降速度小于 5°C。
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•怎样设定锡膏回流温度曲线
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•怎样设定锡膏回流温度曲线