理想無鉛回流焊溫度曲線的組成和變化情況分析

標(biāo)準(zhǔn)無鉛回流焊溫度曲線，反映了回流焊錫膏合金在整個回流焊接過程中PCB上某一點的溫度隨時間變化的曲線，它直觀反映出該點在整個焊接過程中的溫度變化，為獲得最佳焊接效果提供了科學(xué)的依據(jù)。該曲線由五個溫度區(qū)間組成，即升溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)，快速升溫區(qū)，回流區(qū)和冷卻區(qū)，大部分焊錫膏都能用這五個溫區(qū)成功實現(xiàn)回流焊。

理想無鉛回流焊溫度曲線

詳細(xì)了解回流焊各溫區(qū)的溫度、錫膏合金受熱時間以及錫膏在各溫區(qū)的變化情況，有助于更深入的理解理想溫度曲線的意義，下面具體講解一下。

1.升溫區(qū)

升溫區(qū)通常指從室溫（25℃）上升到160℃左右的區(qū)域，在這個加熱區(qū)域SMA平穩(wěn)受熱升溫，焊錫膏中的溶劑緩慢揮發(fā)，各種元件尤其是IC元件緩慢升溫，以適應(yīng)后面焊接溫度的要求。但是PCB上元件大小不一，各種元件的溫度上升速度也不完全一樣，所以在升溫區(qū)溫度上升的速度要求控制在0.5—2.0℃/s，推薦速度在1.0—1.5℃/s。

如果升溫速度過快，由于熱應(yīng)力作用，可能會導(dǎo)致陶瓷電容產(chǎn)生細(xì)微裂縫、PCB變形、IC芯片損壞，同時焊錫膏中的溶劑揮發(fā)過快，導(dǎo)致錫珠不良發(fā)生。

如果升溫速度太慢，SMA及各種元件的溫度不足，導(dǎo)致焊接時錫膏無法潤濕元件產(chǎn)生虛焊，同時焊錫膏中溶劑不能完全揮發(fā)，在回流區(qū)爆沸產(chǎn)生錫珠。

2.預(yù)熱區(qū)

預(yù)熱區(qū)又稱保溫區(qū)，指溫度從160℃上升到180℃左右的區(qū)域，焊錫膏中殘留的溶劑揮發(fā)完畢，焊錫膏中的助焊劑活性隨著溫度的上升而逐漸增強，將PCB焊盤和元件端子表面的氧化物和污物清除。SMA緩慢升溫，不同大小，不同材料的元件基本保持相同的溫度上升速度。PCB在預(yù)熱區(qū)的加熱時間在40—70秒左右，溫度上升速度在0.5℃/s以下。

如果加熱時間太短，焊錫膏中的溶劑沒有完全揮發(fā)，回流焊時會爆沸產(chǎn)生錫珠。 如果加熱時間太長，助焊劑活性消失后還沒有進(jìn)行回流焊，在焊接時容易產(chǎn)生潤濕不良，同時焊錫膏金屬顆粒容易氧化，出現(xiàn)錫珠。

3.快速升溫區(qū)

快速升溫區(qū)是指溫度從180℃上升到錫膏熔點（217℃）的區(qū)域，在此區(qū)域，錫膏合金在10—20秒內(nèi)迅速上升到焊接溫度，溫度上升速度要求大于2℃/s。焊錫膏也迅速升溫接近熔化狀態(tài)。

4.回流區(qū)

回流區(qū)是指溫度從217℃上升到240℃，然后逐漸下降到217℃的區(qū)域。在回流區(qū)，焊錫膏熔化成液態(tài)，并迅速潤濕焊盤，隨著溫度的進(jìn)一步升高，焊料表面張力降低，焊料沿元件引腳爬升，形成一個彎月面。此時焊料中的錫與PCB焊盤上的銅形成金屬間化合物，錫原子與銅原子在其界面上相互滲透，初期Cu-Sn合金的結(jié)構(gòu)為Cu6Sn5，厚度約為1—3um，如果回流時間過長，溫度過高，銅原子進(jìn)一步滲透到Cu6Sn5中，其局部組織將從Cu6Sn5變成Cu3Sn，前者合金焊接強度高，導(dǎo)電性好，而后者則呈脆性，焊接強度低、導(dǎo)電性差，所以要抑制Cu3Sn產(chǎn)生。

如果錫膏合金在回流區(qū)時間過長或溫度過高會造成PCB板面燒焦、起泡，以致?lián)p壞元件。SMA在理想的溫度下回流，PCB顏色能保持原貌，焊點光亮。在回流時，焊錫膏熔化后產(chǎn)生的表面張力能適度校準(zhǔn)由于貼片過程中引起的元件引腳偏移，同時也會由于焊盤設(shè)計不合理引起多種焊接不良，如“立碑”，“橋聯(lián)”等?；亓鲄^(qū)的最高溫度為240±5℃，SMA在回流區(qū)停留的時間為50—60秒。

如果錫膏合金在回流區(qū)時間過長或溫度過高會造成PCB板面燒焦、起泡，以致?lián)p壞元件。錫膏合金在理想的溫度下回流，PCB顏色能保持原貌，焊點光亮。在回流時，焊錫膏熔化后產(chǎn)生的表面張力能適度校準(zhǔn)由于貼片過程中引起的元件引腳偏移，同時也會由于焊盤設(shè)計不合理引起多種焊接不良，如“立碑”，“橋聯(lián)”等。

回流區(qū)的最高溫度為240±5℃，SMA在回流區(qū)停留的時間為50—60秒。

5.冷卻區(qū)

加熱程序運行到冷卻區(qū)后，焊點迅速降溫，焊料凝固。焊點迅速冷卻可以使焊料晶格細(xì)化，結(jié)合強度提高，焊點表面光亮，表面連續(xù)成彎月面。冷卻區(qū)的降溫速度要求大于4℃/s.QHL360小型無鉛回流焊采用強制排熱降溫，降溫速度可以達(dá)到8℃/s.

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