PCB回流焊温度曲线设定优化.PDF

电子技术 • Electronic technology PCB回流焊温度曲线设定优化 文/孙立强 回流焊接技术是现代电子产 摘 品组装工艺中最常用的技术，而 要 回流焊温度曲线的设置是 PCB 组 件回流焊接过程中最关键的技术。 本文描述回流焊温度曲线设置和 优化的一些方法和技术探讨。 【关键词】PCB 组装 无铅回流焊接 回流焊 温度曲线 回流焊温度曲线测试仪 温度曲线 分析软件 1 前言 电子工业常被称为是成熟的工业，而 图1 PCB 的回流焊接工艺被认为是一种非常成熟的 技术，但是新的挑战也不断出现。例如：现有 的元件尺寸从01005 到 50mmX50mm 的都有， 挥发。若斜率太大，升温速率过快，锡膏势必 时溶剂猛烈沸腾而发生飞溅产生 “锡珠”。润 且分布在组装密度非常高的双面 PCB 上。所 由于低沸点溶剂的快速挥发或者水气迅速沸腾 湿不足，可能会产生浸润不足的“少锡”“虚焊”、 选器件的布局、元件尺寸、封装形式和热容以 “空焊”、 “漏铜”的不良。2 、预热时间过长。 而发生飞溅，从而在炉后发生 “锡珠”缺陷。 及不同的热敏感元件的最大允许温度和不同配 过大的斜率也会由于热应力的原因造成例如陶 活性剂消耗过度，在下一个温度区域焊接区熔 方的焊料和焊剂等问题。没有考虑上述问题的 瓷电容微裂、PCB 板变形曲翘、BGA 内部损 融时没有足够的活性剂即时清除与隔离高温产 回流焊温度曲线会产生不可接受的焊点、失效 坏等机械损伤。升温过快的另一个不良后果是 生的氧化物和助焊剂高温碳化的残留物。这种 的元件和整体更低的可靠性。所以对回流焊温 锡膏无法承受较大的热冲击而发生坍塌，这是 情况在炉后的也会表现出 “虚焊”、 “残留物 度曲线设置和优化进行探讨是非常有必要的。 造成 “短路”的原因之一。通常将该区域的斜 发黑”、 “焊点灰暗”等不良现象。 以最常用的无铅锡膏 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 率实际控制在 1.5-2.5之间能得到满意的效果。 4 回流焊接区C 锡银铜合金为例，介绍理想的回流焊温度曲线 设定优化方案和分析其原理。 3 预热恒温区B 回 流 区 又 叫 焊 接 区 或 Refelow 区。 图 1 所示为典型的 SAC305 合金无铅锡膏 此区域为保温区、活化区，该区域 PCB SAC305 合金的熔点在 217 ℃ -218 ℃之间， 回流焊温度曲线图。构成曲线的每一个点代表 表面温度由 150℃平缓上升至 200 ℃，时间窗 所以本区域为 217 ℃的时间，峰值温度 了对应PCB 上测温点在过炉时相应时间测得 口在60-120 秒之间。PCB 板上各个部分缓缓 245 ℃，时间 30-70 秒。形成优质焊点的温度 的温度，把这些点连接起来，就得到了连续变 受到热风加热，温度随时间缓慢上升。斜率在 一般在焊料熔点之上 15-30℃左右，所以回流 化的曲线。也可以看做 PCB 上测试点的温度 0.3-0.8 之间。 区最低峰值温度应该设置在230 ℃以上。考虑 在炉子内随着时间变化的过程。 此时锡膏中的有机溶剂继续挥发。活性 到 Sn96.5Ag3.0Cu0.5 无铅锡膏的熔点已经在 通常把这个曲线分成 4 个区域，就得到 物质被温度激活开始发挥作用，清除焊盘表面、 217 ℃以上，为照顾到PCB 和元器件不受高温 了