回流焊接曲线
回流焊八温区标准曲线
回流焊八温区标准曲线
回流焊八温区标准曲线
回流焊是一种用于电子元件焊接的工艺，其八温区标准曲线是回流焊温度设置的参考。
以下是回流焊八温区标准曲线的各个阶段：
1.预热阶段
在预热阶段，温度从室温逐渐上升到预热温度。
这个阶段的目的是使回流焊炉内的温度稳定，以确保焊接效果的一致性。
预热阶段通常持续几分钟，并且在这个阶段，元件逐渐加热到足够温度，以便进行下一步操作。
2.浸温阶段
在浸温阶段，温度继续上升到浸温温度。
这个阶段的目的是使元件的焊接部分达到熔点，以便进行焊接操作。
浸温阶段通常持续几秒钟，并且在这个阶段，元件焊接部分会融化并准备好进行焊接。
3.回流阶段
在回流阶段，温度继续上升到回流温度。
这个阶段的目的是使焊接部分的金属完全熔化并形成焊点。
回流阶段通常持续几秒钟，并且在这个阶段，元件被放置在回流焊炉中，以形成焊接点。
4.冷却阶段
在冷却阶段，温度逐渐降低到室温。
这个阶段的目的是使焊接部分的金属冷却并固定下来。
冷却阶段通常持续几分钟，并且在这个阶段，元件被取出并放置在冷却架上，以加速冷却过程。
以上是回流焊八温区标准曲线的四个阶段。
在设置回流焊温度时，应该根据具体的元件和焊接需求进行调整，以确保焊接效果的最佳化。
回流焊接温度曲线控制研究
回流焊接温度曲线控制研究一、本文概述随着电子制造技术的快速发展，回流焊接技术已成为电子组装过程中不可或缺的一环。
回流焊接温度曲线控制对于确保焊接质量、提高生产效率以及降低产品不良率具有重要意义。
本文旨在深入研究回流焊接温度曲线的控制方法和技术，分析其对焊接质量的影响，并探讨优化回流焊接工艺的途径。
文章首先介绍了回流焊接的基本原理和温度曲线控制的重要性，然后综述了国内外在回流焊接温度曲线控制方面的研究现状和发展趋势。
在此基础上，文章重点分析了回流焊接温度曲线的影响因素及其优化方法，包括预热温度、保温时间、峰值温度、冷却速率等参数的控制与优化。
文章还讨论了回流焊接过程中可能出现的缺陷及其防止措施，如焊接不良、焊接变形等。
文章总结了回流焊接温度曲线控制的实践经验，提出了改进回流焊接工艺的建议和展望。
通过本文的研究，旨在为电子制造企业提供更为精确、高效的回流焊接温度曲线控制方法，促进电子制造技术的持续发展和进步。
二、回流焊接温度曲线基础理论回流焊接是一种重要的电子制造过程，主要用于将表面贴装元器件（SMD）焊接到印刷电路板（PCB）上。
回流焊接过程中，焊接温度曲线的控制是确保焊接质量和可靠性的关键。
理解回流焊接温度曲线的基础理论对于优化焊接工艺和提高生产效率至关重要。
回流焊接温度曲线是指在焊接过程中，焊接区域温度随时间变化的曲线。
它通常包括预热、保温、回流和冷却四个阶段。
每个阶段对焊接质量的影响都非常重要。
在预热阶段，PCB和元器件逐渐升温，这个过程的目的是使PCB 和元器件达到适合焊接的温度。
预热阶段如果升温过快，可能会导致元器件受损；如果升温过慢，则可能导致焊接质量下降。
保温阶段是为了确保PCB和元器件在焊接前达到稳定的温度。
这个阶段可以防止由于温度波动导致的焊接问题。
回流阶段是焊接过程中最关键的阶段。
在这个阶段，焊接区域温度迅速升高到峰值，使焊料熔化并润湿元器件引脚和PCB焊盘，形成焊接连接。
回流阶段的温度和时间控制对于焊接质量至关重要，温度过高或时间过长可能导致元器件受损，温度过低或时间过短则可能导致焊接不良。
回流焊温度曲线与翘曲
有关“回流焊温度”的曲线与翘曲
回流焊温度曲线是焊接过程中温度随时间变化的曲线，它对于焊接质量和焊接效果具有重要影响。
翘曲是焊接过程中常见的缺陷之一，表现为焊接后焊点表面不平整、扭曲或弯曲。
有关“回流焊温度”的曲线与翘曲如下：
1.预热区温度过低：如果预热区温度过低，会导致焊料没有充分软化，流动性差，容易形
成焊点表面不平整、扭曲或弯曲的现象。
适当提高预热区温度可以改善翘曲现象。
2.升温斜率过大：如果升温斜率过大，会使板材变形翘曲，焊点也会受到一定的影响，从
而导致翘曲。
因此，需要选择适当的升温斜率，缓慢升温，避免板材和焊点过快受热而变形。
3.峰值温度过高：如果峰值温度过高，会使焊料过度熔化，导致焊点形状不规则、表面不
平整，甚至出现焊珠现象。
适当降低峰值温度可以改善翘曲现象。
4.冷却区温度过低或冷却速度过快：如果冷却区温度过低或冷却速度过快，会导致焊点收
缩过快，容易形成表面不平整、扭曲或弯曲的现象。
适当提高冷却区温度或减缓冷却速度可以改善翘曲现象。
综上所述，回流焊温度曲线对翘曲的影响主要表现在预热区温度、升温斜率、峰值温度和冷却区温度等方面。
为了获得良好的焊接效果和减少翘曲现象，需要根据具体的焊接材料和工艺要求，合理设置回流焊温度曲线。
回流焊温度曲线
冷却区：温度由Tmax～180℃，温度下降速率最大不能超过4℃/s。
温度从室温25℃升温到250℃时间不应该超过6分钟。
该Hale Waihona Puke 流焊曲线仅为推荐值，客户端需根据实际生产情况做相应调整。
回流时间以30～90s为目标，对于一些热容较大无法满足时间要求的单板可将回流时间放宽至120s。
无铅回流焊接工艺曲线，如下图
无铅回流焊工艺参数，如下表
区域
时间
升温速率
峰值温度
降温速率
预热区（室温～150℃）
60～150s
≤2.0℃/s
均温区（150～200℃）
60～120s
＜1.0℃/s
回流区（＞217℃）
60～90s
230-260℃
冷却区（Tmax～180℃）
1.0℃/s≤Slope≤4.0℃/s
说明：
预热区：温度由室温～150℃，温度上升速率控制在2℃/s左右，该温区时间为60～150s。
均温区：温度由150℃～200℃，稳定缓慢升温，温度上升速率小于1℃/s，且该区域时间控制在60~120s（注意：该区域一定缓慢受热，否则易导致焊接不良）。
回流区：温度由217℃～Tmax～217℃，整个区间时间控制在60～90s。
测量回流焊曲线的方法有三种
测量回流焊曲线的方法有三种
测量回流焊曲线的方法有三种:
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。
sn-ag回流焊焊接曲线
回流焊温度曲线是影响焊接效果的关键因素，它可以被分为预热区、保温区、回流区和冷却区。
在预热阶段，电路板的温度由常温升高至150°C左右，助焊剂在此过程中会润湿焊盘和元器件引脚。
接下来是保温区，这一阶段的主要任务是使焊膏中的部分溶剂和水气挥发，以免影响焊接品质。
当PCB进入回流区，焊锡膏开始熔化并流动，与焊膏冷却凝固。
为了得到明亮的焊点和饱满的外形，回流焊接完成后需要快速冷却。
这有助于减少PAD的分解物进入锡中，避免产生灰暗毛躁的焊点和弱焊点结合力等问题。
冷却阶段的任务是将电路板冷却至室温，一般需要使用冷却风扇进行强行冷却处理。
为了防止电路板受到热冲击，冷却速率应在-4摄氏度/秒以内，理想情况下冷却温度应达到75摄氏度。
值得注意的是，钎料的液相线温度虽然存在差异，但在回流焊曲线中，峰值温度通常高于钎料熔点的25~60 ℃，以保证焊接效果。
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。
回流焊接温度曲线
回流焊接温度曲线作温度曲线profiling是确定在回流整个周期内印刷电路板PCB装配必须经受的时间/温度关系的过程.它决定于锡膏的特性,如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分.装配的量、表面几何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能力,所有都影响发热器的设定和炉传送带的速度.炉的热传播效率,和操作员的经验一起,也影响反复试验所得到的温度曲线.锡膏制造商提供基本的时间/温度关系资料.它应用于特定的配方,通常可在产品的数据表中找到.可是,元件和材料将决定装配所能忍受的最高温度.涉及的第一个温度是完全液化温度full liquidus temperature 或最低回流温度T1.这是一个理想的温度水平,在这点,熔化的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面.它决定于锡膏内特定的合金成分,但也可能受锡球尺寸和其它配方因素的影响,可能在数据表中指出一个范围.对Sn63/Pb37,该范围平均为200 ~ 225°C.对特定锡膏给定的最小值成为每个连接点必须获得焊接的最低温度.这个温度通常比焊锡的熔点高出大约15 ~ 20°C.只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设.回流规格的第二个元素是最脆弱元件MVC, most vulnerable component的温度T2.正如其名所示,MVC就是装配上最低温度“痛苦”忍耐度的元件.从这点看,应该建立一个低过5°C的“缓冲器”,让其变成MVC.它可能是连接器、双排包装DIP, dual in-line package的开关、发光二极管LED, light emitting diode、或甚至是基板材料或锡膏.MVC是随应用不同而不同,可能要求元件工程人员在研究中的帮助.在建立回流周期峰值温度范围后,也要决定贯穿装配的最大允许温度变化率T2-T1.是否能够保持在范围内,取决于诸如表面几何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传导效率等因素.理想地,峰值温度尽可能靠近但不低于T1可望得到最小的温度变化率.这帮助减少液态居留时间以及整个对高温漂移的暴露量.传统地,作回流曲线就是使液态居留时间最小和把时间/温度范围与锡膏制造商所制订的相符合.持续时间太长可造成连接处过多的金属间的增长,影响其长期可靠性以及破坏基板和元件.就加热速率而言,多数实践者运行在每秒4°C或更低,测量如何20秒的时间间隔.一个良好的做法是,保持相同或比加热更低的冷却速率来避免元件温度冲击.图一是最熟悉的回流温度曲线.最初的100°C是预热区,跟着是保温区soak or preflow zone,在这里温度持续在150 ~ 170°C 之间对Sn63/Pb37.然后,装配被加热超过焊锡熔点,进入回流区,再到峰值温度,最后离开炉的加热部分.一旦通过峰值温度,装配冷却下来.温度热电偶的安装适当地将热电偶安装于装配上是关键的.热电偶或者是用高温焊锡合金或者是用导电性胶来安装,提供定期检测板的温度曲线精度和可重复性的工具.对很低数量的和高混合技术的板,也可使用非破坏性和可再使用的接触探头.应该使用装配了元件的装配板来通过炉膛.除非是回流光板bare board,否则应该避免使用没有安装元件的板来作温度曲线.热电偶应该安装在那些代表板上最热与最冷的连接点上引脚到焊盘的连接点上.最热的元件通常是位于板角或板边附近的低质量的元件,如电阻.最冷的点可能在板中心附近的高质量的元件,如QFPquad flat pack、PLCCplastic leaded chip carrier或BGAball grid array.其它的热电偶应该放在热敏感元件即MVC 和其它高质量元件上,以保证其被足够地加热.如果用前面已经焊接的装配板,则必须从那些热电偶将要安装的连接点上去掉焊锡.因为板可能是用Sn63/Pb37焊接的,而现在将要用Sn10/Pb90,用后者来简单焊接热电偶将会产生一种“神秘”合金,或者一种不能维持测试板所要求的多个温度变化的合金.在去掉老的焊锡后,用少量助焊剂,跟着用少量而足够的高温焊锡.如果用导电性胶来安装热电偶,同样的步骤去掉下面的Sn63/Pb37或其它合金.这是为了避免破坏热电偶的胶合附着,从而可能导致回流期间的托焊.推荐使用K型、30 AWG 的热电偶线,最好预先焊接.在安装之后,热电偶引线引到PCB装配的后面相对行进方向.有人宁愿用一个接头接在热电偶引线的尾沿.这样测量设备可很快连接和分开.开普敦Kapton胶带一种耐高温胶带用来在适当位置固定热电偶的引线.多数回流机器装备有机上作温度曲线的软件,允许热电偶引线插在炉子上,实时地从系统显示屏幕上跟踪.有人宁愿使用数据记录设备,和测试装配板一起从炉中通过,以可编程的时间间隔从多个热电偶记录温度.这些系统是作为“运行与读数run-and-read”或数据发送单元来使用的,允许实时地观察温度曲线.对后者,系统必须不受射频干扰RFI, radio frequency interference、电磁干扰EMI, electromagnetic interference 和串扰crosstalk的影响,因此当来自发射机的数据还没有来时,不会去“猜测”温度.不管用哪一种数据记录器,定期的校准是必要的.渐升式温度曲线Ramp profile保温区soak zone有热机械的thermomechanical重要性,它允许装配的较冷部分“赶上”较热部分,达到温度的平衡或在整个板上很低的温度差别.在红外IR, infrared回流焊接开始使用以来,这个曲线是常用的.在加热PCB装配中,SMT早期的红外与对流红外炉实际上缺乏热传导能力,特别是与今天的对流为主的convection-dominant炉相比较.这样,锡膏制造商们配制它们的几乎松香温和活性RMA, rosin mildly active材料,来满足回流前居留时间的要求,尝试减少温度差别图二.另一方面,以对流为主要热机制的对流为主的convection-dominant炉通常比其前期的炉具有高得多的热传导效率.因此,除非装配的元件实在太多,需要保温来获得所希望的温度差别,否则回流前的保温区是多余的,甚至可能是是有害的,如果温度高于基板玻璃态转化温度substrate glass-transitionTg的时间过长.在大多数应用中,渐升式温度曲线ramp profile是非常好的图三.尽管有人认为锡膏助焊剂配方要求回流前保温preflow soak,事实上,这只是为了能够接纳那些老的、现在几乎绝种的、对流/IR炉技术.一项最近的有关锡膏配方的调查显示,大多数RMA、免洗和水溶性材料都将在渐升式温度曲线上达到规定要求1.事实上,许多有机酸OA, organic acid水溶性配方地使用的保温时间也要尽可能小—由于有大量的异丙醇含量作为溶剂,它们容易很快挥发.在使用渐升式温度曲线ramp profile之前,应该咨询锡膏制造商,以确保兼容性.虽然一些非常量大或复杂的PCB装配还将要求回流前的保温,但大多数装配即,那些主要在线的将受益于渐升式温度曲线ramp profile.事实上,后者应该是如何锡膏评估程序中的部分,不管是免洗,还是水溶性.氮气环境一个焊接的现有问题是有关在回流焊接炉中使用氮气环境的好处.这不是一个新问题—至少一半十年前安装的回流炉被指定要有氮气容器.而且,最近与制造商的交谈也显示还有同样的比例存在,尽管使用氮气的关键理由可能现在还未被证实.首先,重要的是理解使回流环境惰性化是怎样影响焊接过程的.焊接中助焊剂的目的是从要焊接的表面,即元件引脚和PCB 焊盘,去掉氧化物.当然,热是氧化的催化剂.因为,根据定义,热是不可能从基本的温度回流焊接过程中去掉的,那么氧—氧化的另一元素—通过惰性的氮气的取代而减少.除了大大地减少,如果没有消除,可焊接表面的进一步氧化,这个工艺也改善熔锡的表面张力.在八十年代中期,免洗焊锡膏成为可行的替代品.理想的配方是外观可接受的光亮的、稀薄的和无粘性的、腐蚀与电迁移良性的、和足够薄以致于不影响ICTin-circuit test针床的测试探针.残留很低的锡膏助焊剂固体含量大约为 ~ %满足前两个标准,但通常影响ICT.只有固体含量低于%的超低残留材料才可看作与测试探针兼容.可是,低残留的好处伴随着低侵蚀性助焊剂处理的成本代价,需要它所能得到的全部帮助,包括回流期间防止进一步氧化的形成.这个要用氮气加入到回流过程来完成.如果使用超低残留焊锡膏,那么需要氮气环境.可是,近年来,也可买到超低残留的焊锡膏,在室内环境非氮气也表现得非常的好.原来的有机可焊性保护层OSP, organic solderability preservative在热环境中有效地消失,对双面装配,要求氮气回流环境来维持第二面的可焊性.现在的OSP也会在有助焊剂和热的时候消失,但第二面的保护剂保持完整,直到印有锡膏,因此回流时不要求惰性气体环境.氮气回流焊接的最古老动机就是前面所提到的改善表面张力的优点,通过减少缺陷而改善焊接合格率即是归功于它.其它的好处包括：较少的锡球形成、更好的熔湿、和更少的开路与锡桥.早期的SMT手册提倡密间距的连接使用氮气,这是基于科学试验得出的结论.可是,这测试是实验室的试验,即,“烧杯试验”与实际生产的关系,没有把使用氮气的成本计算在内.应该记住,在过去十五年,炉的制造商已经花了许多钱在开发R&D之中,来完善不漏气的气体容器.虽然当使用诸如对流为主的convection-dominant这类紊流空气时,不容易将气体消耗减到最小,但是有些制造商使用高炉内气体流动和低氮气总消耗,已经达到非常低的氧气水平.这样做,他们已经大大地减低了使用氮气的成本.随着连接的密度增加,过程窗口变小.在这个交接口,在有CSPchip scale package和倒装芯片flip chip的应用中使用氮气是很好的保证.双面回流焊接人们早就认识到的SMT的一个优点是,元件可以贴装在基板的两面.可是,问题马上出现了：怎样将前面回流焊接的元件保持在反过来的一面上完好无损,如果第二面也要回流焊接人们已经采取了无数的方法来解决这个困难：一个方法是有胶将元件粘在板上,这个方法只用于波峰焊接无源元件passive component、小型引脚的晶体管SOT和小型引脚集成电路SOIC.可是,这个方法涉及增加步骤和设备来滴胶和固化胶.另一个方法是为装配的顶面和底面使用两种不同的焊锡合金,第二面的锡膏的熔点较低.第三个方法是企图在炉内装配板的顶面和底面之间产生一个温度差.可是,由于温度差,基板Z轴方向产生的应力可能对PCB结构,包括通路孔和内层,有损耗作用.在有些应用中,虽然这种应力可能是有名无实的,但还是需要小心处理.事实上,有更实际的解决办法.人们不要低估熔化金属的粘性能力—它远比锡膏的粘性强. 记住这一点,元件绑解的表面积越大,保持它掉落的力就越大.为了决定哪些元件可用作底面贴附与随后的“回流”,导出了一个比率,评估元件质量与引脚/元件焊盘接触面积之间的关系2：元件重量克焊盘配合的总面积平方英寸这里,第二面的每平方英寸克必须小于或等于30.侵入式焊接Intrusive Soldering波峰焊接是一个昂贵的工艺,因为伴随着越来越多的对其废气排放的研究—这也是工业为什么要减少波峰焊接需求的一个理由.另一个理由是随着表面贴装元件SMD的使用,放用回流焊接传统通孔元件特别是连接器的兴趣越来越多.取消波峰焊接不仅经济上和制造上有好处,而且消除了一个处理中心,通过减少周期时间和占地面积使得装配线更流畅.从工艺观点来看,PCB 减少一次加热过程,这一点对潜在的温度损害和金属间增长是很重要的.侵入式焊接即通孔回流through-hole reflow、单中心回流焊接single-center reflow soldering、引脚插入锡膏pin-in-paste,等是一个表面贴装和通孔元件都在回流焊接系统中焊接的工艺.采用该工艺可减少波峰和手工焊接.这不是一个“插入式drop-in”的工艺 151; 因为沉积的焊锡用来连接SMD 和传统两种元件,控制锡量是必须的.有人用模板stencil来将锡膏印刷到孔内.这里,小心是很重要的,以保证插入的通孔元件引脚不会带走太多的锡膏.其它的使用者将焊锡预成型结合到工业中,来提供足够的锡量给插入的元件.可是,这是一个昂贵的选择,并且不太适合于自动过程.一个更先进的方法是调节围绕电镀通孔周围的焊盘直径与几何形状.最主要的问题是多少锡量才达到“足够的”通孔连接以及“最佳的”锡膏沉积方法,该工艺还处在试验阶段.侵入式焊接Intrusive soldering也要求回流系统比平常多的加热能力.工艺中增加的通孔元件数量对回流系统的热传送效率的要求更高.许多混合技术装配的复杂表面几何形状要求一个很高的热传送系数,以可接受的温度差来充分地回流装配.虽然大多数对流为主的炉可胜任这个任务,在某些装配上的某些元件的热敏感性可能阻碍其通过回流焊系统.这个情况可能在使用较高熔点的无铅焊锡时,变得更富挑战性.可是,对大多数应用,侵入式焊接具有很大的吸引力,理所当然应该得到考虑.结论虽然本文重点在量的回流焊接上面,但相同的原则与惯例对其它的选择性的回流工艺,包括激光,都是可应用的.虽然回流焊接是一个高要求的工艺,但它不是“火箭科技”—必须控制但非常可受的.适当的设备与材料选择,以及理解主要的热、化学和冶金的工艺,将向高合格率的焊接工艺迈出一大步.溅锡的影响减到最小罗丝.伯恩逊、大卫.斯比罗里和杰弗里.安卫勒美在回流之后,内存模块的连接器“金手指”可能出现溅锡的污染,这意味着产品的品质和可靠性问题和制造流程问题.溅锡只是表面污染的一种,其它类型包括水渍污染和助焊剂飞溅.这些影响较小,但由于焊锡飞溅,焊锡已实际上熔湿了“金手指”的表面.“小爆炸”溅锡有许多原因,不一定是回流焊接时热的或熔化的焊锡爆发性的排气结果.例如,通过观察过程,以保证锡膏丝印时的最佳清洁度,溅锡问题可以减少或消除.任何方法,如果使锡膏粉球可能沉积在金手指上,并在回流过程时仍存在,都可以产生溅锡.包括：在丝印期间没有擦拭模板底面模板脏误印后不适当的清洁方法丝印期间不小心的处理机板材料和污染物中过多的潮汽极快的温升斜率超过每秒4° C在后面的原因中,助焊剂的激烈排气可能引起熔化焊接点中的小爆炸,促使焊锡颗粒变成在回流腔内空中乱飞,飞溅在PCB 上,污染连接器的“金手指”.PCB材料内夹住潮气的情况是一样的,和助焊剂排气有相同的效果.类似地,板表面上的外来污染也引起溅锡.溅锡的影响虽然人们对溅锡可能对连接器接口有有害的影响的关注,还没有得到证实,但它仍然是个问题,因为轻微的飞溅“锡块”产生对连接器金手指平面的破坏.这些锡块是不柔顺的,锡本身比金导电性差,特别是遭受氧化之后.第一个最容易的消除溅锡的方法是在锡膏的模板丝印过程.如果这个过程是产生溅锡的原因的话,那么通过良好的设备的管理及保养来得到控制,包括适当的丝印机设定和操作员培训.如果原因不在这里,那么必须检查其它方面.水印污染：其根本原因还未完全理解,虽然可能涉及许多根源.因为已经显示清洁的、未加工的、无锡膏的和没有加元件的板,在回流后也会产生水印污染,所以其中包括了许多的原因：PCB制造残留、炉中的凝结物、干助焊剂的飞溅、清洗板的残留和导热金的变色等.水印污染经常难于发现,但其对连接器接口似乎并无影响.事实上内存模块的使用者并不关心这类表面污染,常常看作为金的变色.助焊剂飞溅：一般理解为,助焊剂水滴在回流炉中变成空中乱飞,分散和附着在整个板上,包括金手指.有两种理论试图说明助焊剂飞溅：溶剂排放理论和合并理论丝印期间的清洁再次认为有影响,但可控制.溶剂排放理论：认为锡膏助焊剂中使用的溶剂必须在回流时蒸发.如果使用过高温度,溶剂会“闪沸”成气体类似于在热锅上滴水,把固体带到空中,随机散落到板上,成为助焊剂飞溅.为了证实或反驳这个理论,使用热板对样板进行导热性试验,并作测试.使用的温度设定点分别为190° C,200° C和220°C.膏状的助焊剂不含焊锡粉末在任何情况下都不出现飞溅.可是,锡膏含有粉末的助焊剂在焊锡熔化和焊接期间始终都有飞溅.表一和表二是结果.表一、溶剂排气模拟试验表二、从金属焊接中的助焊剂飞溅模拟试验可以推断,如果助焊剂沸腾引起飞溅,那么当助焊剂单独加热时应该看到.可是,由于飞溅是在焊锡结合时观察到的,这里应该可找到其作用原理.测试说明溶剂排气理论不能解释助焊剂飞溅.结合理论：当焊锡熔化和结合时熔化材料的表面张力―一个很大的力量―在被夹住的助焊剂上施加压力,当足够大时,猛烈地排出.这一理论得到了对BGA 装配内焊锡空洞的研究的支持,其中描述了表面张力和助焊剂排气之间的联系助焊剂排气率模型.因此,有力的喷出是助焊剂飞溅最可能的原因.接下来的实验室助焊剂飞溅模拟说明了结合的影响,甚至当锡膏在回流前已烘干.尽管如此,完全的烘干大大地减少了飞溅表三.表三、来自金属结合的助焊剂飞溅模拟―烘干研究150oC 观察到飞溅1-2飞溅无飞溅无飞溅160oC 1-2飞溅无飞溅无飞溅无飞溅170oC 无飞溅无飞溅无飞溅无飞溅用锡膏B 90% Sn63/Pb37 合金作试验熔湿速度因为结合模型看来会成功,所以调查了各种材料的熔湿速度.熔湿速度受合金类型、温度、助焊剂载体和回流环境的影响.如图一所说明,温度对熔湿速度有戏剧性的影响,温度越高,速度越快.图一、一种焊锡配方在不同温度测试的熔湿速度,影响因素包括合金类型、温度、助焊剂载体和回流环境.李宁成博士在其论文,“通过缺陷机制分析优化回流曲线”中说,惰性气体氮也会增加熔湿速度.SMT专栏作家珍尼.黄博士和其它人的报告说,共晶合金的熔湿速度倾向于比非共晶材料快.因此,Sn63/Pb37一般比Sn62/Pb36/Ag2熔湿速度更快.影响熔湿、从而影响结合和潜在飞溅的因素如表四所示. 表四、可能引起溅锡的因素溅锡的解决方案预防：防止溅锡沉积的一个方法就是在金手指上涂敷一层可驳除的阻焊层,在丝印锡膏后涂敷,回流后拿掉.这个方法还没有印证,可能成本高,因为牵涉手工作业,涂敷板上选择性区域会造成困难,中断生产流水作业.另外可选择在金手指上贴临时胶带.这个方法也有同样的缺点.最小化：优化助焊剂载体的化学成份,和回流温度曲线,将溅锡减到最低.为了证明这一点,得到内存模块制造商的支持,通过评估对材料和回流温度曲线优化的影响,来评价表准锡膏系统.清楚地表明活性剂、溶剂、合金和回流温度曲线对溅锡程度有重要影响.因此,有信心着手解决问题,这些参数的适当调整可以将溅锡减到最小.非标准材料,如聚合助焊剂系统由于成本高、货架寿命丝印寿命短、工艺变化范围小、并返工困难,不包括在本研究范围.但是,聚合助焊剂有希望最终提供一个可能最小化的溅锡解决方案,因为潜在的飞溅材料在温度激化的聚合过程中被包围.因此,没有液体助焊剂留下来产生飞溅.测试样板是一块六个小板的内存模块,没有贴装元件.已发现元件回减小溅锡的影响,因为元件会阻隔助焊剂从金手指上排出.现有生产材料和温度曲线作基本的试验条件表五.生产电路板的飞溅水平大约每100块组合板有一个飞溅锡球.两个工程师通过20倍的显微镜观察所有的板,以评估溅锡程度.表五、测试材料残留慢高推荐惰性中助焊剂E 低残留,高溶剂含量,空气或氮气回流慢高惰性中助焊剂F 极低残留,惰性回流助焊剂A: Kester244, B: 92, C: 92J, D:51SC, E: 73D, F:75 在线研究中使用不同特性的表准锡膏.根据其不同的湿润速度和溶剂性能来选择这些材料.为减少研究中的变量参数,所有锡膏使用同一种合金：Sn63/Pb37,粒度-325/+500目.最小化试验结果回流温度曲线的选择：试验期间得到明确,回流曲线和材料类型两者都必须调整以使飞溅最小.测试使用的两条主要的回流曲线不同在于其保温区的特性.没有平坦保温区的线性上升温度曲线图二结果是所有材料都存在一些溅锡,在原来的生产材料上增加了溅锡.因此,这个曲线形状没有作继续研究.基于飞溅机制的假设,这个线性的曲线没有充分烘干助焊剂.一个更有前途的基本曲线形状包括一个160oC的高温保温烘干,以蒸发所有溶剂图三.这种溶剂失散增加助焊剂剩余的粘性,减少挥发成份,因此减少飞溅.可是,这样烘干的潜在问题包括熔湿变差和产生空洞.使用惰性气体氮气可以帮助改善熔湿和减少空洞,但对飞溅却无效果.这个曲线也是一个“长”曲线,消除了过快温升率的需要最高每秒175oC.图二、线性温升曲线,没有保温平台区,对任何焊锡和助焊剂材料都造成一些溅锡图三、有一个高温保温区的温度曲线,溶剂的消失提高余下的助焊剂粘性,因此减少溅锡所有温度曲线研究的结果在图四和表六中总结.光板上测得的飞溅程度,在已贴装元件的生产板上大大减少.估计表明,光板上少于10-20个飞溅锡球,将在贴装元件板上不产生飞溅.因此,助焊剂类型D,E和F表五都提供了可行的溅锡解决方案.D型助焊剂载体有其它有点,工艺范围大和可以空气回流.三种材料的特点都是熔湿速度慢,但溶剂种类不同,这显示所有溶剂都可以有效烘干,熔湿速度才是助焊剂飞溅的关键因素.。
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。
回流焊温度曲线的设定依据
回流焊温度曲线的设定依据回流焊温度曲线的设定依据温度曲线是保证焊接质量的关键，实时温度曲线和焊膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致。
160℃前的升温速度控制在1—2℃／s。
如果升温斜率速度太快，一方面使元器件及PCB受热太决，易损坏元器件和造成PCB变形。
另一方面，焊膏中的熔剂挥发速度太快，容易溅出金属成份，产生锡珠。
峰值温度一般设定在比焊膏金属熔点高30-40℃左右(例如63Sn／37Pb焊膏的熔点为183℃，峰值温度应设置在215℃左右)，回流时间为30~60s。
峰值温度低或回流时间短，会使焊接不充分，严重时会造成焊膏不熔。
峰值温度过高或回流时间过长，容易造成金属粉末氧化，影响焊接质量；甚至会损坏元器件和印制板。
设置回流焊温度曲线的依据：1.根据使用焊膏的温度曲线进行设置。
不同金属含量的焊膏有不同的温度曲线，应按照焊膏供应商提供的温度曲线进行具体产品的回流焊温度曲线设置。
2.根据PCB板的材料、厚度、是否多层板、尺寸大小进行设置。
3.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.此外，根据设备的具体隋况，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。
热风(回流)炉和红外(回流)炉有很大区别，红外炉主要是辐射传导，其优点是热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线；双面焊时，PCB上、下温度易控制；其缺点是温度不均匀。
在同一块PCB上由于器件线的要求。
5.根据温度传感器的实际位置确定各温区的设置温度，若温度传感器位置在发热体内部，设置温度比实际温度高30℃左右。
6.根据排风量的大小进行设置。
一般回流焊炉对排风量都有具体要求，但实际排风量因各种原因有时会有所变化，确定一个产品的温度曲线时，因考虑排风量，并定时测量。
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。
《回流焊曲线讲解》课件
回流焊曲线讲解
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目录
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添加目录项标题 回流焊曲线的基本概念 回流焊曲线的影响因素 回流焊曲线的分析方法 回流焊曲线的优化措施 回流焊曲线的应用实例
01
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02
回流焊曲线的基本概念
什么是回流焊曲线
回流焊曲线是描述回流焊过程中温度和时间关系的曲线 回流焊曲线包括预热区、恒温区和冷却区 回流焊曲线的设置直接影响焊接质量 回流焊曲线的优化可以提高焊接效率和可靠性
温度变化率的分析
温度变化率：指回流焊过程中，温度随时间的变化速度
影响因素：包括加热速度、冷却速度、加热时间、冷却时间等 重要性：温度变化率对焊接质量有重要影响，过高或过低都会导致焊接 不良 控制方法：通过调整加热速度和冷却速度，以及加热时间和冷却时间来 控制温度变化率
温度均匀性的分析
温度均匀性是回流焊曲 线的重要指标
温度稳定性：影响回流 焊曲线的稳定性和重复
性
04
回流焊曲线的分析方法
温度曲线的分析
温度曲线的组成：预热区、恒温区、回流 区和冷却区
预热区的作用：使焊膏中的溶剂挥发，避 免焊膏飞溅
恒温区的作用：使焊膏中的焊料熔化，形 成焊点
回流区的作用：使焊料充分熔化，形成良 好的焊点
冷却区的作用：使焊点固化，避免焊点脱 落
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回流焊曲线可以评估设备的温度 控制能力
回流焊曲线可以指导设备的参数 设置和优化
回流焊曲线在品质控制中的应用
回流焊曲线是品质控制的重要工具 回流焊曲线可以帮助工程师优化焊接工艺 回流焊曲线可以预测焊接缺陷 回流焊曲线可以指导工程师进行品质控制和改进
reflow曲线区间温度
在回流焊过程中，温度曲线一般包括预热区、恒温区和回流区。
预热区的目的是使PCB板从室温缓慢加热到150°C左右，以利于锡膏中的部分溶剂及水气挥发，避免影响后续的焊接品质。
预热区的升温速度通常控制在1.5°C～3°C/sec之间，以避免零件内外或不同零件间有温度不均匀的现象发生，造成零件变形等问题。
恒温区的主要目的是使锡膏在大约150°C的温度下保持一段时间，以便助焊剂中的活性剂得以活化，助焊剂可以快速地扩散并覆盖到最大区域的焊点。
回流区的温度最高，一般在200°C-240°C之间，这个温度区间取决于所使用的锡膏类型。
例如，对于Sn63/Pb37的锡膏，其回流区的温度区间是200°C-225°C；对于Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5的锡膏，其回流区的温度区间是230°C-240°C。
以上内容仅供参考，建议查阅关于回流焊温度曲线的专业书籍或咨询专业人士，获取更准确的信息。
回流焊温度曲线 RSS&RTS
回流焊的回流焊接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。
大多数新式的回流焊接炉，叫做强制对流式，将热空气吹到装配板上或周围。
这种炉的一个优点是可以对装配板逐渐地和一致地提供热量，不管零件的颜色和质地。
虽然，由于不同的厚度和元件密度，热量的吸收可能不同，但强制对流式炉逐渐地供热，其D T没有太大的差别。
另外，这种炉可以严格地控制给定温度曲线的最高温度和温度速率，其提供了更好的区到区的稳定性，和一个更受控的回流过程。
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D T。
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。
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。
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。
如图一所示，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。