SMT回流焊溫度直線和曲線

由于整個(gè)回流焊過程的要點(diǎn)是控制焊接過程中各點(diǎn)的溫度和時(shí)間，因此溫度曲線是常用且重要的過程管理工具。

基本上，如果我們可以提高焊接端的溫度，使其超過其熔化溫度（但不超過產(chǎn)品安全溫度），但升溫不要太快（避免熱沖擊損壞），并保持適當(dāng)?shù)臅r(shí)間 受控冷卻（提供適當(dāng)?shù)臒崃浚┖蟆?我們有可能滿足焊接要求。

事實(shí)上，這很難做到。 主要存在三個(gè)問題。 首先，我們的實(shí)際產(chǎn)品有不同的設(shè)備和布線，這意味著PCB上不同點(diǎn)的熱容量存在差異。它可能已經(jīng)超過安全溫度并造成損壞。 然而，如果我們將A點(diǎn)溫度降低到滿足要求，則B點(diǎn)可能會(huì)再次出現(xiàn)冷焊故障。

感溫線面臨的第二個(gè)問題是，在實(shí)際焊接中，我們首先要處理掉焊膏中無(wú)用的成分，使其完全、溫和地?fù)]發(fā)。 這個(gè)揮發(fā)過程對(duì)于不同的焊膏有不同的要求。

電路板

但由于錫膏中存在溶劑、穩(wěn)定劑、稀釋劑、增稠劑，各成分揮發(fā)所需的時(shí)間和溫度不同，由于上述的熱點(diǎn)和冷點(diǎn)，我們可能無(wú)法通過這條直線。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)不復(fù)雜的情況下（熱容間隙小、安全窗口大），我們可以通過放慢加熱速度來(lái)滿足要求，但從室溫到峰值溫度一般需要200度左右（無(wú)鉛技術(shù)更高）這個(gè) 對(duì)于需要快速生產(chǎn)的用戶來(lái)說(shuō)也是一個(gè)難題。

第三個(gè)問題是PCB設(shè)計(jì)通常涉及許多不同的設(shè)備數(shù)據(jù)和封裝。 我們之前使用的回流焊爐大部分都是熱風(fēng)技術(shù)空氣本身不是良好的熱導(dǎo)體，它的熱量傳遞必須依靠對(duì)流氣流控制是一個(gè)困難的過程更何況必須控制到這么小的面積精密SMT 焊接端接，幾乎不可能做好。此外，元件布局與PCB的流程有關(guān)。 對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，處理表面各個(gè)點(diǎn)的溫度和時(shí)間關(guān)系是比較困難的，這導(dǎo)致我們有一條可以靈活設(shè)置和調(diào)整的“曲線”，如果我們想解決所有求解器相關(guān)的問題（ 如解球、氣孔、吸錫等）。

Timg回流溫度曲線：

如果我們想避免上述溫度線性問題，并且有更好的處理能力。 整個(gè)回流焊接過程可分為5個(gè)步驟。 即1、預(yù)熱；2、恒溫；3、焊接；4、焊接；5、冷卻

第一步升溫的目的是使多氯聯(lián)苯上各點(diǎn)的溫度盡快進(jìn)入工作狀態(tài)而不損壞產(chǎn)品。 所謂工作狀態(tài)就是錫膏中不利于焊接的成分開始揮發(fā)。

恒溫區(qū)有兩個(gè)功能。 一是恒溫，為冷點(diǎn)溫度趕上熱點(diǎn)提供足夠的時(shí)間。 當(dāng)焊點(diǎn)溫度接近熱風(fēng)溫度時(shí)，加熱速度較慢。 我們利用這種現(xiàn)象使冷點(diǎn)的溫度逐漸接近熱點(diǎn)的溫度。 使熱點(diǎn)和冷點(diǎn)溫度接近的目的是為了減小進(jìn)入助焊劑和焊接區(qū)域時(shí)峰值溫差的幅度，從而控制焊點(diǎn)質(zhì)量并保證一致性。 恒溫區(qū)的第二個(gè)作用是揮發(fā)掉焊膏中無(wú)用的化學(xué)成分。

焊接過程是焊膏中的活性物質(zhì)（助焊劑）發(fā)揮作用的過程。 此時(shí)的溫度和時(shí)間為助焊劑清洗氧化物提供了起始條件。

當(dāng)溫度進(jìn)入焊接區(qū)域時(shí)，提供足夠的熱量來(lái)熔化焊膏的金屬顆粒。 一般用于器件焊接端和PCB焊盤的材料的熔點(diǎn)比焊膏要高。 該區(qū)域的起始溫度由焊膏的特性決定。 例如，63Sn37焊膏的溫度為183oC。 當(dāng)溫度升到這個(gè)溫度以上時(shí)，溫度必須繼續(xù)升高并保持足夠的時(shí)間，使熔化的焊膏有足夠的潤(rùn)濕性，才能在器件的焊端和PCB焊盤之間形成IMC。

最終冷卻區(qū)的作用是使多氯聯(lián)苯恢復(fù)到室溫以供后續(xù)操作，冷卻速率還可以控制焊點(diǎn)中的微晶結(jié)構(gòu)。 這會(huì)影響焊點(diǎn)的壽命。

回流焊工藝故障與曲線關(guān)系：

在以上五種回流焊工藝中，各部分都有其作用，相關(guān)的失效模式也不同。處理這些工藝問題的關(guān)鍵在于理解和判斷失效模式與工藝之間的關(guān)系。

例如，在第一次加熱過程中，由于設(shè)置不當(dāng)引起的故障可能是“瓦斯爆炸”、“錫飛濺造成的焊球“、“數(shù)據(jù)熱沖擊損壞”等問題。恒溫工藝帶來(lái)的問題可能是“熱塌陷”、“錫橋”、“殘留量高”、“錫球”、“潤(rùn)濕不良”、“氣孔”、“立碑”等。與焊接工藝有關(guān)的問題包括“焊球”、“潤(rùn)濕不良”、“焊錫不良”等。與焊接工藝設(shè)置不當(dāng)有關(guān)的問題可能是“潤(rùn)濕不良”、“吸錫”、“錫收縮”、“錫球”、“IMC形成不良”、“立碑”、“過熱損壞”、“冷焊”、 “焦化”、“焊端溶解”等。

冷卻可能引起的問題一般較少且較輕。 但如果設(shè)置不正確，也可能會(huì)影響焊點(diǎn)的壽命。