理想無鉛回流焊溫度曲線的組成和變化情況分析

標準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的依據。該曲線由五個溫度區(qū)間組成，即升溫區(qū)，預熱區(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)成功實現回流焊。

理想無鉛回流焊溫度曲線

詳細了解回流焊各溫區(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，由于熱應力作用，可能會導致陶瓷電容產生細微裂縫、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，導致焊接時錫膏無法潤濕元件產生虛焊，同時焊錫膏中溶劑不能完全揮發(fā)，在回流區(qū)爆沸產生錫珠。

2.預熱區(qū)

預熱區(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)，回流焊時會爆沸產生錫珠。 如果加熱時間太長，助焊劑活性消失后還沒有進行回流焊，在焊接時容易產生潤濕不良，同時焊錫膏金屬顆粒容易氧化，出現錫珠。

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合金的結構為Cu6Sn5，厚度約為1—3um，如果回流時間過長，溫度過高，銅原子進一步滲透到Cu6Sn5中，其局部組織將從Cu6Sn5變成Cu3Sn，前者合金焊接強度高，導電性好，而后者則呈脆性，焊接強度低、導電性差，所以要抑制Cu3Sn產生。

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，以致損壞元件。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，焊錫膏熔化后產生的表面張力能適度校準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計不合理引起多種焊接不良，如“立碑”，“橋聯”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，以致損壞元件。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，焊錫膏熔化后產生的表面張力能適度校準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計不合理引起多種焊接不良，如“立碑”，“橋聯”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化，結合強度提高，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，降溫速度可以達到8℃/s.

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