回流焊是電子制造領(lǐng)域常見(jiàn)的焊接方式之一。在回流焊應(yīng)用中，我們經(jīng)常會(huì)遇到各種缺陷，包括濺錫（spattering）、空洞（voiding）、塌陷（slumping）、短路（bridging）、立碑（tombstoning）等。而這些缺陷其實(shí)可以通過(guò)調(diào)整回流溫度曲線來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。為了實(shí)現(xiàn)回流曲線的準(zhǔn)確調(diào)整，理解回流溫度曲線的各個(gè)階段如何影響最終焊接的效果就顯得至關(guān)重要。

一、熱風(fēng)回流焊溫度曲線介紹

對(duì)熱風(fēng)回流焊來(lái)講，我們可以把溫度曲線分為預(yù)熱區(qū)，保溫區(qū)，回流區(qū)和冷卻區(qū)這幾個(gè)過(guò)程，在焊接過(guò)程中需要使用助焊劑清除焊件表面氧化物焊膏的熔融，再流動(dòng)與焊膏冷卻凝固。經(jīng)過(guò)以上步驟回流焊接完成后的快速冷卻有助于得到一個(gè)明亮的焊點(diǎn)，與飽滿的外形，較低的接觸角度，而緩慢冷卻的話很容易會(huì)導(dǎo)致其PAD的更多分解物進(jìn)入錫中，產(chǎn)生一些灰暗毛躁的焊點(diǎn)，甚至還會(huì)引起沾錫不良和弱焊點(diǎn)結(jié)合力等后果，一般來(lái)講冷卻區(qū)降溫的速率在-4攝氏度以內(nèi)，冷卻溫度至75攝氏度即可，一般情況下也都需要使用冷卻風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)行冷卻處理。

二、熱風(fēng)回流焊溫度曲線設(shè)置方法

首先我們要了解回流焊的幾個(gè)關(guān)鍵的地方及溫度的分區(qū)情況及回流焊的種類：
A、影響爐溫的關(guān)鍵地方是：
1.各溫區(qū)的溫度設(shè)定數(shù)值
2.各加熱馬達(dá)的溫差
3.鏈條及網(wǎng)帶的速度
4.錫膏的成份
5.PCB板的厚度及元件的大小和密度
6.加熱區(qū)的數(shù)量及回流焊的長(zhǎng)度
7.加熱區(qū)的有效長(zhǎng)度及泠卻的特點(diǎn)等
B、根據(jù)什么設(shè)置回流焊機(jī)溫度曲線
1、根據(jù)使用焊錫膏的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置。不同金屬含量的焊錫膏有不同的溫度曲線，應(yīng)按照焊錫膏生產(chǎn)廠商提供的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置具體產(chǎn)品的回流焊溫度曲線；
2、根據(jù)PCB的材料、厚度、是否多層板、尺寸大小等;
3、根據(jù)表面組裝板搭載元器件的密度、元器件的大小以及有無(wú)BGA、CSP等特殊元器件進(jìn)行設(shè)置。
4、根據(jù)設(shè)備的具體情況，例如：加熱區(qū)的長(zhǎng)度、加熱源的材料、回(再)流焊爐的構(gòu)造和熱傳導(dǎo)方式等因素進(jìn)行設(shè)置。

無(wú)鉛錫膏分析：
常用無(wú)鉛錫膏的合金為Sn96.5Ag3Gu0.5，熔點(diǎn)是217度，下面以本公司典型產(chǎn)品ES-1000無(wú)鉛固晶錫膏為例說(shuō)明，其推薦的回流曲線如下圖:

1、預(yù)熱區(qū)
預(yù)熱區(qū)升溫到150度，時(shí)間為90S左右,建議升溫速度控制在0.75°C/s 到 2°C/s之間.
2、恒溫區(qū)
恒溫區(qū)的最高溫度是217度左右，時(shí)間為80S，最高溫度和最低溫度差25度,建議升溫速度控制在0.5°C/s 到 1°C/s之間.
3、回流區(qū)
回流區(qū)的最高溫度是235-255度，最低溫度為217度，達(dá)到峰值的時(shí)間大概是35S左右;建議升溫速度控制在1°C/s 到 2°C/s之間,整個(gè)回流的時(shí)間保持在30-60S。
4、泠卻區(qū)
泠卻區(qū)的時(shí)間為70S左右，溫度由245度降到75度左右，建議降溫速度控制在1.5°C/s 到 3°C/s之間.

三、熱風(fēng)回流焊溫度各個(gè)階段分析

能過(guò)以上步驟完成了熱風(fēng)回流焊溫度曲線設(shè)置方法，接著就要分析一下各個(gè)階段回流焊的溫度了，熱風(fēng)回流焊溫度曲線分為四個(gè)階段：回流焊預(yù)熱溫度、回流焊均熱溫度、回流焊回流焊接溫度、回流焊冷卻溫度。

1、熱風(fēng)回流焊溫度預(yù)熱階段分析
回流焊預(yù)熱階段主要是蒸發(fā)、干燥焊錫膏中的溶劑，同時(shí)激活助焊劑中的活性劑，并開(kāi)始去除氧化物。這一階段非常關(guān)鍵，必須進(jìn)行緩慢而可控的升溫。如果升溫過(guò)快，助焊劑會(huì)沸騰，并將焊錫飛濺到整塊板上。而另一種缺陷則來(lái)自過(guò)快的升溫導(dǎo)致的焊錫膏塌陷，并最終造成錫橋的產(chǎn)生。當(dāng)然，在所有溶劑蒸發(fā)前的焊錫膏加熱過(guò)程過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)使得焊錫膏粘度下降，從而產(chǎn)生塌陷。。
2、熱風(fēng)回流焊均熱溫度階段分析
熱風(fēng)回流焊均熱溫度主要是減少進(jìn)入回流區(qū)的熱應(yīng)力沖擊，防止焊接翹起，大體積的元件冷焊等問(wèn)題。均熱階段另一個(gè)重要作用就是焊錫膏中的助焊劑開(kāi)始發(fā)生活性反應(yīng)，增大焊件表面潤(rùn)濕性能，使得融化的焊錫能夠很好地潤(rùn)濕焊件表面。所以在均熱溫度階段我們需要分析是否控制好溫度，保證保證助焊劑能很好地清潔焊面，又要保證助焊劑到達(dá)回流之前沒(méi)有完全消耗掉。
3、回流焊回流焊接溫度階段分析
回流焊回流階段溫度一般會(huì)高于回流線的溫度217攝氏度，錫膏在這個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)生潤(rùn)濕反應(yīng)，然后生成金屬間化合物層。到達(dá)最高溫度(235 -255℃)，然后全自動(dòng)回流焊開(kāi)始降溫，落到回流線以下，焊錫凝固?；亓鲄^(qū)同樣應(yīng)考慮溫度的上升和下降斜率不能使元件受到熱沖擊。回流區(qū)的最高溫度是由PCB板上的溫度敏感元件的耐溫能力決定的。在回流區(qū)的時(shí)間應(yīng)該在保證元件完成良好焊接的前提下越短越好，一般為30-60秒最好，過(guò)長(zhǎng)的回流時(shí)間和較高溫度，如回流時(shí)間大于90秒，最高溫度大于260度，會(huì)造成金屬間化合物層增厚，影響焊點(diǎn)的長(zhǎng)期可靠性。
4、回流焊溫度冷卻階段分析
要想擁有好看，光亮，平滑的焊點(diǎn)，我們必須要控制好回流焊的溫度冷卻過(guò)程，因?yàn)槿绻鋮s不好的話會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題，比如元件彎曲，焊點(diǎn)無(wú)光，焊點(diǎn)表面有很多突起的毛刺。所以我們?cè)趯?duì)回流焊進(jìn)行冷卻時(shí)一定要控制好溫度曲線。

四、熱風(fēng)回流焊溫度會(huì)受到哪些因素影響

因?yàn)闊犸L(fēng)回流焊的溫度控制直接影響著回流焊的質(zhì)量好壞，因?yàn)榛亓骱傅暮附庸に嚧翱诒容^小，所以我們要采用橫向溫度的控制方法。熱風(fēng)回流焊橫向溫度曲線正常情況受到以下因素的影響。
1、熱風(fēng)回流焊的熱風(fēng)傳遞過(guò)程
在無(wú)鉛焊接時(shí)，我們需要注意熱效率在傳遞過(guò)程中的損耗。特別是像一些大熱容量的元器件，如果受熱不夠很容易造成溫度不足。
2、熱風(fēng)回流焊熱傳遞方法
一般我們都是采用熱風(fēng)微循環(huán)的加熱方式，把出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)加熱板孔吹氣，讓熱風(fēng)在小范圍內(nèi)流動(dòng)。小循環(huán)的設(shè)計(jì)由于熱風(fēng)的流動(dòng)集中且有明確的方向性。這樣的熱風(fēng)加熱熱傳遞效果增加15%左右，而熱傳遞效果的增加對(duì)減少大小熱容量器件的橫向溫差會(huì)起到較大的作用。
3、熱風(fēng)回流焊鏈速的控制
鏈速的控制會(huì)影響線路板的橫向溫差。常規(guī)而言，降低鏈速，會(huì)給予大熱容量的器件更多的升溫時(shí)間，從而使橫向溫差減小。但是畢竟?fàn)t溫曲線的設(shè)置取決于焊膏的要求，所以無(wú)限制的降低鏈速在實(shí)際生產(chǎn)中是不現(xiàn)實(shí)的。
4、熱風(fēng)回流焊風(fēng)速與風(fēng)量的控制
我們?cè)趯?duì)風(fēng)速和風(fēng)量的控制過(guò)程中需要注意風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速盡量減少設(shè)備抽排風(fēng)量以避免對(duì)爐內(nèi)熱風(fēng)流動(dòng)造成影響。還有一個(gè)是設(shè)備的穩(wěn)定性，如果設(shè)備不穩(wěn)定很容易跳出工藝窗口導(dǎo)致冷焊或原器件損壞，所以我們?cè)趯?duì)熱風(fēng)回流焊風(fēng)速和風(fēng)量控制時(shí)也不要忘記了對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。
總結(jié)，通過(guò)以上對(duì)熱風(fēng)回流焊的溫度曲線介紹，設(shè)置，分析及回流焊的影響因素詳細(xì)分析，相信大家都很清楚熱風(fēng)回流焊溫度設(shè)置方法了，希望本文能夠幫助大家。晨日科技也樂(lè)于幫助客戶解決焊接過(guò)程中的各項(xiàng)技術(shù)難題，包括對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試等，如果您有任何問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我們的工程師，我們將竭誠(chéng)為您服務(wù)。