如何设定回流焊温度曲线
如何设定回流焊温度曲线之欧阳与创编
随着电子产业的飞速发展，高集成度、高可靠性已经成为行业的新潮流。
在这种趋势的推动下，SMT（表面贴装技术）在中国也得到了进一步的推广和发展。
很多公司在生产和研发中已经大量的应用了S MT工艺和表面贴装元器件（S MC／SMD）。
因此，焊接过程也就无法避免的大量的使用回流焊机（reflow solderin g）。
我就针对回流焊温度曲线的整定谈谈我在工作中的一些经验和看法。
回流焊作为表面贴装工艺生产的一个主要设备，它的正确使用无疑是进一步确保焊接质量和产品质量。
在回流焊的使用中，最难以把握的就是回流焊的温度曲线的整定。
怎样才能更合理的整定回流焊的温度曲线呢？要解决这个问题，我们首先要了解回流焊的工作原理。
从温度曲线（见图1-1）分析回流焊的原理：当PCB进入升温区（干燥区）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、元器件端头和引脚与氧气隔离→PCB进入保温区时，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。
这款机子下部的两个加热器是用来做底部预热的，当PCB板从机子的左侧进入，依次通过上方第一块加热器、下方第一块加热器、上方第二块加热器、上方第三块加热器、下方第二块加热器、上方第四块加热器。
每块加热器的传感器分布如图。
PCB板进入炉子的过程是一个吸热的过程，它会从室温慢慢的接近它所处环境的温度。
那么，当环境的温度发生变化时，PCB板的温度也将随着环境的温度变化而变化，形成一条温度曲线。
因此，我们怎样利用回流焊的不同的加热器使PCB上的温度变化符合标准要求的温度曲线，这就是回流焊温度曲线的整定。
根据TR360回流焊结构图，我们知道这款回流焊的上方第四个加热器的温度最高，是用来焊接的，第六个传感器处的温度是最高的，对应到温度曲线的最高温度，我们就知道PCB到达这一点时所需要的时间是150秒。
如何设置回流焊温度曲线
一、回流温度曲线在生产中地位：回流焊接是在SMT工业组装基板上形成焊接点的主要方法，在SMT工艺中回流焊接是核心工艺。
因为表面组装PCB的设计，焊膏的印刷和元器件的贴装等产生的缺陷，最终都将集中表现在焊接中，而表面组装生产中所有工艺控制的目的都是为了获得良好的焊接质量，如果没有合理可行的回流焊接工艺，前面任何工艺控制都将失去意义。
而回流焊接工艺的表现形式主要为回流温度曲线，它是指PCB的表面组装器件上测试点处温度随时间变化的曲线。
因而回流温度曲线是决定焊接缺陷的重要因素。
因回流曲线不适当而影响的缺陷形式主要有：部品爆裂/破裂、翘件、锡粒、桥接、虚焊以及生半田、PCB脱层起泡等。
因此适当设计回流温度曲线可得到高的良品率及高的可靠度，对回流温度曲线的合理控制，在生产制程中有着举足轻重的作用。
二、回流温度曲线的一般技术要求及主要形式：1．回流温度曲线各环节的一般技术要求：一般而言，回流温度曲线可分为三个阶段：预热阶段、回流阶段、冷却阶段。
①预热阶段：预热是指为了使锡水活性化为目的和为了避免浸锡时进行急剧高温加热引起部品不具合为目的所进行的加热行为。
•预热温度：依使用锡膏的种类及厂商推荐的条件设定。
一般设定在80～160℃范围内使其慢慢升温（最佳曲线）；而对于传统曲线恒温区在140～160℃间，注意温度高则氧化速度会加快很多（在高温区会线性增大，在150℃左右的预热温度下，氧化速度是常温下的数倍，铜板温度与氧化速度的关系见附图）预热温度太低则助焊剂活性化不充分。
•预热时间视PCB板上热容量最大的部品、PCB面积、PCB厚度以及所用锡膏性能而定。
一般在80～160℃预热段内时间为60～120sec，由此有效除去焊膏中易挥发的溶剂，减少对元件的热冲击，同时使助焊剂充分活化，并且使温度差变得较小。
•预热段温度上升率：就加热阶段而言，温度范围在室温与溶点温度之间慢的上升率可望减少大部分的缺陷。
对最佳曲线而言推荐以0.5～1℃/sec的慢上升率，对传统曲线而言要求在3～4℃/sec以下进行升温较好。
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。
67 回流焊温度曲线设定
(2)熱電偶浮起的情況下，熱電偶沒有接觸到測定點測定值 是固定材料的自身的溫度，產生誤差。熱電偶的打結部從固 定材料中露出，直接感受爐內溫度會影響溫度Profile，不能 達到正確的曲線。另外，如下圖所示打結部分頭部露出在外 面或者熱電偶線接觸同樣影響測量結果。
IC等作為測定對象時，固結果。
但是，現在精密元件，在腳和銅箔之間固定很困難，只 要是接近底部測定的話就可以。
3.影響爐溫曲線的因素 测試时，必须使用已完全装配过的板。首先对印制板元 器件进行热特性分析，由于印制板受热性能不同，元器件体 积大小及材料差异等原因，各点实际受热升温不相同，找出 最热点，最冷点，分别设置热电偶便可测量出最高温度与最 低温度。 尽可能多设置热电偶测试点，以求全面反映印制板各部 分真实受热状态。例如印制板中心与边缘受热程度不一样， 大体积元件与小型元件热容量不同及热敏感元件都必须设置 测试点。
線經不同測定數據的平均值也可能不同，所以用不同線 經的測定的數據不可以用于比較。
C:锡膏参数表 锡膏特性参数表也是必要的，其包含的信息对温度曲线 是至关重要的，如：所希望的温度曲线持续时间、锡膏活性 温度、合金熔点和所希望的回流最高温度。 D:热电偶附着于PCB的方法 较好的方法是使用高温焊锡如银/锡合金，焊点尽量最小。 少量的热化合物(也叫热导膏或热油脂)斑点覆盖住热电 偶，再用高温胶带(如Kapton)粘住。
熱電偶固定材料的選擇方法 固定材料是接著劑和高溫焊錫，理由是使用其中任何一 種，也不會改變測量精度。固定材料不同測定數據的平均值 也會不同，所以不要將固定材料不同的測量數據混在一起。 耐熱膠紙，容易使熱電偶浮起，引起很大的測量誤差， 所以不要使用。
E:用高温胶，如氰基丙烯酸盐粘合剂，通常是将热电偶尖 附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金属端之间。 (图一、将热电偶尖附着在PCB焊盘和相应的元件引脚或金 属端之间)
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℃。
回流焊温度曲线讲解
回流焊温度曲线讲解引言回流焊是电子产品制造中常用的一种焊接方法，它通过在高温环境下对焊接点进行加热，使焊膏熔化并与焊接点结合。
回流焊的温度曲线对焊接质量起着重要影响，本文将对回流焊温度曲线进行详细讲解。
回流焊温度曲线回流焊温度曲线通常是一个时间-温度图表，描述了在回流焊过程中焊接区域的温度变化情况。
回流焊温度曲线一般由以下几个阶段组成：预热阶段在回流焊过程开始之前的预热阶段，温度逐渐升高以使电路板和组件适应温度变化并消除一些潜在的热应力。
预热阶段温度通常从室温开始，逐渐升高至大约100°C。
热上升阶段热上升阶段是回流焊过程中温度升高最迅速的阶段，通常称为“热冲击”。
在这个阶段，温度快速上升至最高点，以确保焊接区域达到足够的温度以熔化焊膏。
焊接保持阶段焊接保持阶段是回流焊过程中温度维持在一定水平的阶段，通常在焊接温度的峰值处保持一段时间。
在这个阶段，焊膏完全熔化并与焊接点形成牢固的连接。
冷却阶段冷却阶段是回流焊过程中温度逐渐降低的阶段，焊接区域的温度逐渐接近室温。
冷却速率对焊接质量也有一定影响，过快的冷却可能导致焊接点的冷焊和应力积累。
回流焊温度曲线设计原则设计良好的回流焊温度曲线能够保证焊接质量，提高生产效率和产品可靠性。
以下是一些回流焊温度曲线设计的原则：温度控制回流焊温度曲线的设计应考虑到焊接区域的温度分布，确保所有焊接点达到所需的温度。
控制温度过高可能导致焊接点损坏或电路板变形，而温度过低则会导致焊接不良。
上升速率热上升阶段的速率应根据回流焊设备和焊接材料的规格来确定。
过快的上升速率可能导致焊接区域温度不均匀，增加焊接缺陷的风险。
焊接保持时间焊接保持阶段的时间应根据焊膏的特性和焊接点的要求来确定。
保持时间过短可能导致焊点不够牢固，而保持时间过长可能会造成过度熔化和焊接缺陷。
冷却速率冷却阶段的速率应适中，过快的冷却速率可能引起焊接点冷焊，过慢的冷却速率则可能导致应力积累和焊接不稳定。
回流焊温度与温度曲线设置规范
回流焊温度与温度曲线设置规范
1目的
1.1指导技术人员正确设置温度
2 范围
2.1本司SMT技术人员适用
2.2本司回流焊适用
3 内容
3.1设定原则:根据锡膏、胶水供应商所提供有关锡膏、胶水的温度曲线图与性
能数据等资料作为参考,以实际生产产品不同适当设定各温区温度;
3.2设定温度依据测试温度为准,若不合格需做相应修改后再测试,直到合格为
止;
3.3无特殊要求下,本司回流焊温度曲线应符合如下条件：
3.3.1 无铅锡膏(一般以Sn96 /Ag3.5/Cu0.5、Sn96.5/ Ag3/ Cu0.5、、Sn96.5/
Ag3.5为准);
150℃-190℃之时间段为: 60ses-120ses
高于220℃之时间段为: 30 ses-90 ses;
峰值温度为:235℃~255℃
3.32胶水:130℃~155℃之间保持时间为:120 ses-180 ses
3.4我公司回流焊显示器实际温度与设置温度相差5℃以上(不含5℃)时为异常,
此时不可使用回流焊.
4 温度测试
4．1 每个班次需对运行中的回流炉进行一次温度测量确认，如有转线之机型重新设置温度曲线后需要再次测量温度达到合格。
回流焊炉温曲线的设定及异常情况分析
回流焊温度曲线的设定及异常情况分析正确设定回流焊温度曲线是获得优良焊接质关键前言红外回流焊是SMT大生产中重要的工艺环节，它是一种自动群焊过程，成千上万个焊点在短短几分钟内一次完成，其焊接质量的优劣直接影响到产品的质量和可靠性，对于数字化的电子产品，产品的质量几乎就是焊接的质量。
做好回流焊，人们都知道关键是设定回流炉的炉温曲线，有关回流炉的炉温曲线，许多专业文章中均有报导，但面对一台新的红外回流炉，如何尽快设定回流炉温度曲线呢？这就需要我们首先对所使用的锡膏中金属成分与熔点、活性温度等特性有一个全面了解，对回流炉的结构，包括加热温区的数量、热风系统、加热器的尺寸及其控温精度、加热区的有效长度、冷却区特点、传送系统等应有一个全面认识，以及对焊接对象--表面贴装组件（SMA）尺寸、组件大小及其分布做到心中有数，不难看出，回流焊是SMT工艺中复杂而又关键的一环，它涉及到材料、设备、热传导、焊接等方面的知识。
本文将从分析典型的焊接温度曲线入手，较为详细地介绍如何正确设定回流炉温度曲线，并实际介绍BGA以及双面回流焊的温度曲线的设定。
理想的温度曲线图1是中温锡膏（Sn63/Sn62）理想的红外回流温度曲线，它反映了SMA通过回流炉时，PCB上某一点的温度随时间变化的曲线，它能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，从事SMT焊接的工程技术人员，应对理想的温度曲线有一个基本的认识，该曲线由四个区间组成，即预热区、保温区/活性区、回流区、冷却区，前三个阶段为加热区，最后一阶段为冷却区，大部分焊锡膏都能用这四个温区成功实现回流焊。
故红外回流炉均设有4-5个温度，以适应焊接的需要。
图1 理想的温度曲线为了加深对理想的温度曲线的认识，现将各区的温度、停留时间以及焊锡膏在各区的变化情况，介绍如下：1、预热区预热区通常指由室温升至150℃左右的区域。
在这个区域，SMA平稳升温，在预热区，焊膏中的部分溶剂能够及时挥发，元器件特别是IC器件缓缓升温，以适应以后的高温。
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如何设定回流焊温度曲线
如何设定回流焊温度曲线
首先我们要了解回流焊的几个关键的地方及温度的分区情况及回流焊的种类.
影响炉温的关键地方是：
1：各温区的温度设定数值
2：各加热马达的温差
3：链条及网带的速度
4：锡膏的成份
5：PCB板的厚度及元件的大小和密度
6：加热区的数量及回流焊的长度
7：加热区的有效长度及泠却的特点等
回流焊的分区情况：
1：预热区（又名：升温区）
2：恒温区（保温区/活性区）
3：回流区
4 ：泠却区
那么，如何正确的设定回流焊的温度曲线
下面我们以有铅锡膏来做一个简单的分析（Sn/pb）
一：预热区
预热区通常指由室温升至150度左右的区域，在这个区域，SMA平稳升温，在预热区锡膏的部分溶剂能够及时的发挥。
元件特别是集成电路缓慢升温。
以适应以后的高温，但是由于SMA表面元件大小不一。
其温度有不均匀的现象。
在些温区升温的速度应控制在1-3度/S 如果升温太快的话，由于热应力的影响会导致陶瓷电容破裂/PCB变形/IC芯片损坏同时锡膏中的溶剂挥发太快，导致锡珠的产生，回流焊的预热区一般占加热信道长度的1/4—1/3 时间一般为60—120S
二：恒温区
所谓恒温意思就是要相对保持平衡。
在恒温区温度通常控制在150-170度的区域，此时锡膏处于融化前夕，锡膏中的挥发进一步被去除，活化剂开始激活，并有效的去除表面的氧化物，SMA表面温度受到热风对流的影响。
不同大小/不同元件的温度能够保持平衡。
板面的温差也接近最小数值，曲线状态接近水平，它也是评估回流焊工艺的一个窗口。
选择能够维持平坦活性温度曲线的炉子将提高SMA的焊接效果。
特别是防止立碑缺陷的产生。
通常恒温区的在炉子的加热信道占60—120/S的时间，若时间太长也会导致锡膏氧化问题。
导致锡珠增多，恒温渠温度过低时此时容易引起锡膏中溶剂得不到充分的挥发，当到回流区时锡膏中的溶剂受到高温容易引起激烈的挥发，其结果会导致飞珠的形成。
恒温区的梯度过大。
这意味
着PCB的板面温度差过大，特别是靠近大元件四周的电阻/电容及电感两端受热不平衡，锡膏融化时有一
个延迟故引起立碑缺陷。
三：回流区
回流区的温度最高，SMA进入该区域后迅速升温，并超出熔点30—40度，即板面温度瞬间达到215-
225度，（此温度又称之为峰值温度）时间约为5—10/S 在回流区焊膏很快融化，并迅速湿润焊盘，随着
温度的进一步提高，焊料表面张力降低。
焊料爬至元件引脚的一定高度。
形成一个（弯月面）从微观上看：此时焊料中的锡与焊盘上的铜或金属由于扩散作用而形成金属间的化合物，SMA在回流区停留时间过长或
温度过高会造成PCB板面发黄/起泡/元件的损坏/如果温度设定正确：PCB的色质保持原貌。
焊点光亮。
在回流区，锡膏融化后产生的表面张力能适应的校正由贴片过程中引起的元件引脚偏移。
但也会由于焊盘
设计不正确引起多种焊接缺陷，回流区的升温率应该控制在2。
5度---3度/S 一般应该在25-30/S内达
到峰值。
温度过低。
焊料虽然融化，但流动性差，焊料不能充分的湿润，故造成假焊及泠焊
四：泠却区
SMA运行到泠却区后，焊点迅速降温。
焊料凝固。
焊点迅速泠却。
表面连续呈弯月形通常泠却的方法
是在回流焊出口处安装风扇。
强制泠却。
并采用水泠或风泠，理想的泠却温度曲线同回流区升温曲线呈镜
像关系（对称分布）
图一（无铅温度曲线）
无铅温度分析：
无铅锡膏的熔点是217度，常见的无铅锡膏的成份为：Sn/Ag/Gu 其比率是：96.5/3.0/0.5 如图（一）所示：
预热区
预热区升温到175度，时间为100S左右，由此可得预热区的升温率（由于本测试仪是采用在线测试，所以从0—46S这段时间还没有进入预热区，时间146-46=100S，由于室温为26度175-26=149度升温率为；149度/100S=1.49度/S）
恒温区
恒温区的最高温度是200度左右，时间为80S，最高温度和最低温度差25度
回流区
回流区的最高温度是245度，最低温度为200度，达到峰值的时间大概是35/S左右回流区的升温率为：45度/35S=1.3度/S 按照（如何正确的设定温度曲线）可知：此温度曲线达到
峰值的时间太长。
整个回流的时间大概是60S
泠却区
泠却区的时间为100S左右，温度由245度降到45度左右，泠却的速度为：245度—45度=200度
/100S=2度/S
图二（无铅温度曲线）
如图（二）所示：
泠却温度曲线没有同回流区升温曲线呈镜像关系（对称分布）所以上图并非为理想标准曲线
图（三）理想标准温度曲线（黑线）
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