目　　錄 理解锡膏的回流过程 怎样设定锡膏回流温度曲线 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 群焊的温度曲线 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线.

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2 目　　錄 理解锡膏的回流过程 怎样设定锡膏回流温度曲线 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 群焊的温度曲线 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线

3 理解锡膏的回流过程 当锡膏至于一个加热的环境中，锡膏回流分为五个阶段
首先，用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发，温度上升必需慢(大约每秒3° C)，以限制沸腾和飞溅，防止形成小锡珠，还有，一些元件对内部应力比较敏感，如果元件外部温度上升太快，会造成断裂。

4 理解锡膏的回流过程 助焊剂活跃，化学清洗行动开始，水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会发生同样的清洗行动，只不过温度稍微不同。将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除。好的冶金学上的锡焊点要求“清洁”的表面。 当温度继续上升，焊锡颗粒首先单独熔化，并开始液化和表面吸锡的“灯草”过程。这样在所有可能的表面上覆盖，并开始形成锡焊点。

5 理解锡膏的回流过程 这个阶段最为重要，当单个的焊锡颗粒全部熔化后，结合一起形成液态锡，这时表面张力作用开始形成焊脚表面，如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil，则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开，即造成锡点开路。 冷却阶段，如果冷却快，锡点强度会稍微大一点，但不可以太快而引起元件内部的温度应力。

6 理解锡膏的回流过程

7 理解锡膏的回流过程 回流焊接要求总结： 重要的是有充分的缓慢加热来安全地蒸发溶剂，防止锡珠形成和限制由于温度膨胀引起的元件内部应力，造成断裂痕可靠性问题。其次，助焊剂活跃阶段必须有适当的时间和温度，允许清洁阶段在焊锡颗粒刚刚开始熔化时完成。

8 理解锡膏的回流过程 时间温度曲线中焊锡熔化的阶段是最重要的，必须充分地让焊锡颗粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩余溶剂和助焊剂残余的蒸发，形成焊脚表面。此阶段如果太热或太长，可能对元件和PCB造成伤害。锡膏回流温度曲线的设定，最好是根据锡膏供应商提供的数据进行，同时把握元件内部温度应力变化原则，即加热温升速度小于每秒3° C，和冷却温降速度小于5° C。

9 怎样设定锡膏回流温度曲线

10 怎样设定锡膏回流温度曲线 预热区，也叫斜坡区，用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。在这个区，产品的温度以不超过每秒2~5°C速度连续上升，温度升得太快会引起某些缺陷，如陶瓷电容的细微裂纹，而温度上升太慢，锡膏会感温过度，没有足够的时间使PCB达到活性温度。炉的预热区一般占整个加热通道长度的25~33%。

11 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°C。

12 怎样设定锡膏回流温度曲线 回流区，有时叫做峰值区或最后升温区。这个区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点，而峰值温度总是在熔点上。典型的峰值温度范围是205~230°C，这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒2~5°C，或达到回流峰值温度比推荐的高。这种情况可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损，并损害元件的完整性。

13 怎样设定锡膏回流温度曲线 理想的冷却区曲线应该是和回流区曲线成镜像关系。越是靠近这种镜像关系，焊点达到固态的结构越紧密，得到焊接点的质量越高，结合完整性越好。

14 怎样设定锡膏回流温度曲线 作温度曲线的第一个考虑参数是传输带的速度设定，该设定将决定PCB在加热通道所花的时间。典型的锡膏制造厂参数要求3~4分钟的加热曲线，用总的加热通道长度除以总的加热感温时间，即为准确的传输带速度，例如，当锡膏要求四分钟的加热时间，使用六英尺加热通道长度，计算为：6 英尺 ÷ 4 分钟 = 每分钟 1.5 英尺 = 每分钟 18 英寸。

15 怎样设定锡膏回流温度曲线 接下来必须决定各个区的温度设定，重要的是要了解实际的区间温度不一定就是该区的显示温度。显示温度只是代表区内热敏电偶的温度，如果热电偶越靠近加热源，显示的温度将相对比区间温度较高，热电偶越靠近PCB的直接通道，显示的温度将越能反应区间温度。

16 怎样设定锡膏回流温度线 典型PCB回流区间温度设定 区间 区间末实际板温 预热 210°C(410°F) 140°C(284°F) 活性
250°C(482°C) 210°C(482°F)

17 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。

18 怎样设定锡膏回流温度曲线

19 怎样设定锡膏回流温度曲线

20 怎样设定锡膏回流温度曲线

21 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 许多旧式的炉倾向于以不同速率来加热一个装配上的不同零件，取决于回流焊接的零件和线路板层的颜色和质地。一个装配上的某些区域可以达到比其它区域高得多的温度，这个温度变化叫做装配的D T。如果D T大，装配的有些区域可能吸收过多热量，而另一些区域则热量不够。这可能引起许多焊接缺陷，包括焊锡球、不熔湿、损坏元件、空洞和烧焦的残留物。

22 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

23 应该注意到，保温区一般是不需要用来激化锡膏中的助焊剂化学成分。这是工业中的一个普遍的错误概念，应予纠正。当使用线性的RTS温度曲线时，大多数锡膏的化学成分都显示充分的湿润活性。事实上，使用 RTS温度曲线一般都会改善湿润。

24 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 升温-保温-回流
升温-保温-回流(RSS)温度曲线可用于RMA或免洗化学成分，但一般不推荐用于水溶化学成分，因为RSS保温区可能过早地破坏锡膏活性剂，造成不充分的湿润。使用RSS温度曲线的唯一目的是消除或减少D T。

25 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 升温-保温-回流
RSS温度曲线开始以一个陡坡温升，在90秒的目标时间内大约150° C，最大速率可达2~3° C。随后，在150~170° C之间，将装配板保温90秒钟；装配板在保温区结束时应该达到温度均衡。保温区之后，装配板进入回流区，在183° C以上回流时间为60(± 15)秒钟。

26 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° C到峰值温度215(± 5)° C持续3.5~4分钟。冷却速率应控制在每秒4° C。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。

27 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

28 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

29 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 设定RTS温度曲线
RTS曲线简单地说就是一条从室温到回流峰值温度的温度渐升曲线，RTS曲线温升区其作用是装配的预热区，这里助焊剂被激化，挥发物被挥发，装配准备回流，并防止温度冲击。RTS曲线典型的升温速率为每秒0.6~1.8° C。升温的最初90秒钟应该尽可能保持线性。

30 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 设定RTS温度曲线
RTS曲线的升温基本原则是，曲线的三分之二在150° C以下。在这个温度后，大多数锡膏内的活性系统开始很快失效。因此，保持曲线的前段冷一些将活性剂保持时间长一些，其结果是良好的湿润和光亮的焊接点。

31 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 设定RTS温度曲线
RTS曲线回流区是装配达到焊锡回流温度的阶段。在达到150° C之后，峰值温度应尽快地达到，峰值温度应控制在215(± 5)° C，液化居留时间为60(± 15)秒钟。液化之上的这个时间将减少助焊剂受夹和空洞，增加拉伸强度。和RSS一样，RTS曲线长度也应该是从室温到峰值温度最大3.5~4分钟，冷却速率控制在每秒4° C。

32 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

33 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

34 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

35 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

36 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 焊锡不足
焊锡不足通常是不均匀加热或过快加热的结果，使得元件引脚太热，焊锡吸上引脚。回流后引脚看到去锡变厚，焊盘上将出现少锡。减低加热速率或保证装配的均匀受热将有助于防止该缺陷。

37 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 墓碑 墓碑通常是不相等的熔湿力的结果，使得回流后元件在一端上站起来。一般，加热越慢，板越平稳，越少发生。降低装配通过183° C的温升速率将有助于校正这个缺陷。

38 得益于升温-到-回流的回流温度曲线

39 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。

40 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 烧焦的残留物
烧焦的残留物，虽然不一定是功能缺陷，但可能在使用RTS温度曲线时遇见。为了纠正该缺陷，回流区的时间和温度要减少，通常5° C。

41 得益于升温-到-回流的回流温度曲线 结论 RTS温度曲线不是适于每一个回流焊接问题的万灵药，也不能用于所有的炉或所有的装配。可是，采用RTS温度曲线可以减少能源成本、增加效率、减少焊接缺陷、改善熔湿性能和简化回流工序。这并不是说RSS温度曲线已变得过时，或者RTS曲线不能用于旧式的炉。无论如何，工程师应该知道还有更好的回流温度曲线可以利用。 注：所有温度曲线都是使用Sn63/Pb37合金，183° C的共晶熔点。

42 群焊的温度曲线

43 群焊的温度曲线 经常我们看到在一个PCA上不只一种大小的焊点，同一个温度曲线要熔化不同数量的焊锡。需要考虑PCA的定位与方向、热源位置与设备内均匀的空气循环，以给焊接点输送正确的热量。许多人从经验中了解到，大型元件底部与PCA其它位置的温度差别是不容忽视的。

44 群焊的温度曲线 为什么得到正确的热量是如此重要呢？当焊接点不得到足够的热量，助焊剂可能不完全激化，焊接合金可能未完全熔化。在最终产品检查中，可能观察到冷焊点(cold solder)、元件竖立(tomb-stoning)、不湿润(non-wetting)、锡球/飞溅(solder ball/　splash)等结果。另一方面，如果吸收太多热量，元件或板可能被损坏。最终结果可能是元件爆裂或PCB翘曲，同时不能经受对长期的产品可靠性的影响。

45 群焊的温度曲线

46 群焊的温度曲线 除了热的数量之外，加热时间也是重要的。PCA温度必须以预先决定的速率从室温提高到液化温度，而不能给装配带来严重的温度冲击。这个预热，或升温阶段也将在助焊剂完全被激化之前让其中的溶剂蒸发。重要的是要保证，装配上的所有零件在上升到焊接合金液化温度之前，以最大的预热温度达到温度平衡。这个预热有时叫作“驻留时间”或“保温时间”。

47 群焊的温度曲线 对于蒸发锡膏内的挥发性成分和激化助焊剂是重要的。在达到液化温度之后，装配应该有足够的时间停留在该温度之上，以保证装配的所有区域都达到液化温度，适当地形成焊接点。如果在装配中有表面贴装胶要固化，固化时间和温度必须与焊接温度曲线协调。

48 群焊的温度曲线 在焊接点形成之后，装配必须从液化温度冷却超过150°C到室温。同样，这必须一预先确定的速度来完成，以避免温度冲击。稳定的降温将给足够的时间让熔化的焊锡固化。这也将避免由于元件与PCB之间的温度膨胀系数(CTE)不同所产生的力对新形成的焊接点损坏。

49 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 经典印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图，涉及将PCB装配上的热电偶连接到数据记录曲线仪上，并把整个装配从回流焊接炉中通过。作温度曲线有两个主要的目的：1) 为给定的PCB装配确定正确的工艺设定，2) 检验工艺的连续性，以保证可重复的结果。通过观察PCB在回流焊接炉中经过的实际温度(温度曲线)，可以检验和/或纠正炉的设定，以达到最终产品的最佳品质。 　　经典的PCB温度曲线将保证最终PCB装配的最佳的、持续的质量，实际上降低PCB的报废率，提高PCB的生产率和合格率，并且改善整体的获利能力。

50 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线

51 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 　一个典型的温度曲线包含几个不同的阶段 - 初试的升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品的冷却(cooling)。作为一般原则，所希望的温度坡度是在2~4°C范围内，以防止由于加热或冷却太快对板和/或元件所造成的损害。

52 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 在产品的加热期间，许多因素可能影响装配的品质。最初的升温是当产品进入炉子时的一个快速的温度上升。目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保温温度。最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下 - 对于共晶焊锡为183°C，保温时间在30~90秒之间。

53 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 保温区有两个用途：1) 将板、元件和材料带到一个均匀的温度，接近锡膏的熔点，允许较容易地转变到回流区，2) 激化装配上的助焊剂。在保温温度，激化的助焊剂开始清除焊盘与引脚的氧化物的过程，留下焊锡可以附着的清洁表面。向回流形成峰值温度是另一个转变，在此期间，装配的温度上升到焊锡熔点之上，锡膏变成液态。

54 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 一旦锡膏在熔点之上，装配进入回流区，通常叫做液态以上时间(TAL, time above liquidous)。回流区时炉子内的关键阶段，因为装配上的温度梯度必须最小，TAL必须保持在锡膏制造商所规定的参数之内。产品的峰值温度也是在这个阶段达到的 - 装配达到炉内的最高温度。

55 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 　必须小心的是，不要超过板上任何温度敏感元件的最高温度和加热速率。例如，一个典型的钽电容具有的最高温度为230°C。理想地，装配上所有的点应该同时、同速率达到相同的峰值温度，以保证所有零件在炉内经历相同的环境。在回流区之后，产品冷却，固化焊点，将装配为后面的工序准备。控制冷却速度也是关键的，冷却太快可能损坏装配，冷却太慢将增加TAL，可能造成脆弱的焊点。

56 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 在回流焊接工艺中使用两种常见类型的温度曲线，它们通常叫做保温型(soak)和帐篷型(tent)温度曲线。在保温型曲线中，如前面所讲到的，装配在一段时间内经历相同的温度。帐篷型温度曲线是一个连续的温度上升，从装配进入炉子开始，直到装配达到所希望的峰值温度。

57 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 典型的保温型温度曲线

58 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 典型的帐篷型温度曲线

59 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 所希望的温度曲线将基于装配制造中使用的锡膏类型而不同。取决于锡膏化学组成，制造商将建议最佳的温度曲线，以达到最高的性能。温度曲线的信息可以通过联系锡膏制造商得到。最常见的配方类型包括水溶性(OA)、松香适度激化型(RMA, rosin mildly activated)和免洗型(no-clean)锡膏。 　　

60 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 经典的PCB温度曲线系统元件 一个经典的PCB温度曲线系统由以下元件组成：
隔热保护，它保护曲线仪被炉子加热。 软件程序，它允许收集到的数据以一个格式观看，迅速确定焊接结果和/或在失控恶劣影响最终PCB产品之前找到失控的趋势。

61 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 读出与评估温度曲线数据
　　锡膏制造商一般对其锡膏配方专门有推荐的温度曲线。应该使用制造商的推荐来确定一个特定工艺的最佳曲线，与实际的装配结果进行比较。然后可能采取步骤来改变机器设定，以达到特殊装配的最佳结果

62 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线

63 回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 总结 　　做温度曲线是PCB装配中的一个关键元素，它用来决定过程机器的设定和确认工艺的连续性。没有可测量的结果，对回流工艺的控制是有限的。咨询一下锡膏供应商，查看一下元件规格，为一个特定的工艺确定最佳的曲线参数。通过实施经典PCB温度曲线和机器的品质管理温度曲线的一个正常的制度，PCB的报废率将会降低，而质量与产量都会改善。结果，总的运作成本将减低。

64 The End Thanks! 2001/11/22