炉温测试仪回流温度曲线技术要求

XXX有限公司文件编号:批准：实施日期：2020.01.01 JJHT/ZLZD-03-2020（02D）版次：A/2 编写：XXX 发放部门：XXX炉温曲线测量管理规程1.目的：指导回流焊锡工艺以及胶水固化的回流炉之温度的设定。

2.适用范围适用于电子分厂SMT生产车间，采用熔点为200-220℃的无铅焊膏、以及使用环氧树脂类型胶水（红胶）进行固化的生产3.定义：无4.职责工程：工程师判断温度profile的正确性。

品质：质量部IPQC按照规定要求监督和检查温度profile的执行情况,并如实记录温度。

生产：生产部技术员按照规定要求设定和测量温度并负责制作测温板5.工作内容5.1炉温测量时间5.1.1 生产线转换机种，过炉前必须测量温度profile。

5.1.2 回流炉维修保养后，开机生产前必须测量温度profile。

5.1.3 回流炉停机4小时以上，开机生产前必须测量温度profile。

5.1.4 同一机种除了开始的时候测量温度profile，回流焊没有中途出现5.1.2、5.1.3、修改炉温和软件、硬件故障等条件下每12H测一次温度profile。

5.1.5 工艺工程师的要求测量温度profile条件下需测量profile。

5.2 测量所需工具5.2.1 高温锡线：成分大致Pb90Sn10,熔点温度约304度5.2.2 PCB：和生产产品类似的PCB。

5.2.3 热电偶：K型，温度测量范围-200～1250℃，精度±1.5℃。

5.2.4 烙铁：烙铁温度可以达到450℃。

5.2.5 手钻：直径约1mm的钻头5.2.6 测温仪：温度profile专用测量仪器。

5.3 测温板的制作：5.3.1 本司规定在温度profile测量中测量3点温度，分别为PCB表面温度、BGA底部温度（如果无其它测量点，BGA测量两点），如果产品中有CPU插座等温度敏感元件也必须测量一点。

如果PCB有其它特殊的地方也需要在该点测量温度。

XXX有限公司受控标识：f丄竖TJ 分发号：02D炉温曲线测量管理规程1.LI的：指导回流焊锡工艺以及胶水固化的回流炉之温度的设定。

2.适用范围适用于电子分厂SMT生产车间，采用熔点为200-220°C的无铅焊膏、以及使用环氧树脂类型胶水（红胶）进行固化的生产3.定义：无4.职责工程：工程师判断温度profile的正确性。

品质：质量部IPQC按照规定要求监督和检查温度profile的执行情况，并如实记录温度。

生产：生产部技术员按照规定要求设定和测量温度并负责制作测温板5.工作内容5. 1 炉温测量时间5. 1. 1 生产线转换机种，过炉前必须测量温度profileo5. 1. 2 回流炉维修保养后，开机生产前必须测量温度profileo5. 1. 3 回流炉停机4小时以上，开机生产前必须测量温度profileo5. 1.4 同一机种除了开始的时候测量温度profile,回流焊没有中途出现5. 1. 2、5.1. 3、修改炉温和软件、硬件故障等条件下每12H测一次温度profileo5. 1. □工艺工程师的要求测量温度profile条件下需测量profileo5. 2 测量所需工具5. 2. 1 高温锡线：成分大致Pb90Snl0,熔点温度约304度5.2.2 PCB：和生产产品类似的PCB。

5. 2.3 热电偶：K型，温度测量范围-200〜1250°C，精度±1.5°C。

5.2.4烙铁：烙铁温度可以达到450°C。

5.2.5手钻：直径约1mm的钻头5. 2. 6 测温仪：温度profile专用测量仪器。

5.3测温板的制作：5. 3. 1 本司规定在温度profile测量中测量3点温度，分别为PCB表面温度、BGA底部温度（如果无其它测量点，BGA测量两点）,如果产品中有CPU插座等温度敬感元件也必须测量一点。

如果PCB有其它特殊的地方也需要在该点测量温度。

炉温测试仪回流温度曲线技术要求一般而言，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60～120see，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。

②回流阶段：•回流曲线的峰值温度通常是由焊锡的熔点温度、组装基板和元件的耐热温度决定的。

一般最小峰值温度大约在焊锡熔点以上30℃左右(对于目前Sn63 - pb 焊锡，183℃熔融点，则最低峰值温度约210℃左右)。

峰值温度过低就易产生冷接点及润湿不够，熔融不足而致生半田，一般最高温度约235℃，过高则环氧树脂基板和塑胶部分焦化和脱层易发生，再者超额的共界金属化合物将形成，并导致脆的焊接点(焊接强度影响)。

•超过焊锡溶点以上的时间：由于共界金属化合物形成率、焊锡内盐基金属的分解率等因素，其产生及滤出不仅与温度成正比，且与超过焊锡溶点温度以上的时间成正比，为减少共界金属化合物的产生及滤出则超过熔点温度以上的时间必须减少，一般设定在45～90秒之间，此时间限制需要使用一个快速温升率，从熔点温度快速上升到峰值温度，同时考虑元件承受热应力因素，上升率须介于2.5～3.5℃/see之间，且最大改变率不可超过4℃/sec。

备注：执行日期为批准日期延后一个工作日开始。

1. 目的规范SMT炉温测试方法，为炉温设定、测试、分析提供标准，确保产品质量，为炉温曲线的制作、确认和跟踪过程一致性提供准确的作业指导。

2. 适用范围适用于SMT车间所有回流焊温度设定、测试、分析及监控。

3. 用语定义3.1升温阶段：也叫预热区，是为了是元器件在焊接时所受的热冲击最小。

一般升温变化速率不能超过3℃/S，升温太快会造成元器件损伤、出现锡球现象；升温太慢锡膏会感温过度，从而没有足够的时间达到活性，通常时间控制在60S左右。

3.2恒温阶段：也叫活性阶段。

用以将PCBA从活性温度提升到所要求的回流温度，一是允许不同质量的元件在温度上同质，而是允许助焊剂活化，锡膏中挥发性物质得到有利挥发。

3.3回流阶段：也叫峰值区或最后升温区，这个区将锡膏在活性温度提升到所要求的峰值温度，加热从熔化到液体状态的过程。

此段温度设定太高或超过客户所推荐的峰值高会使PCB脱层、卷曲、元件损坏等。

3.4冷却阶段：理想的冷却曲线一般和回流曲线成镜像，越是达到镜像关系，焊点达到的固态结构越紧密，焊点的质量越高，结合完整性就越好，一般降温速率控制在4℃/S。

4. 组织和职能4.1SMT工程师4.1.1有责任和权限制定炉温测试板制作及曲线判定标准。

4.1.2有责任和权限指导工艺员如何制作温度曲线图。

4.1.3有责任和权限定义热电偶在PCB上的测试点，特别是一些关键的元件定位。

4.1.4有责任和权限基于客户要求和公司内部标准来定义温度曲线的测试频率。

4.1.5有责任和权限对炉温曲线图进行审批。

4.2SMT IPQC4.2.1有责任和权限首件确认回流焊的参数设置并对曲线进行审核。

4.2.2有责任和权限定期监控炉温曲线设置状况以保证生产过程中质量的稳定。

4.3工艺员4.3.1有责任和权限在工程师的指导下制作温度曲线并交其审批。

4.3.2有责任和权限定期监控炉温曲线设置状况以保证生产过程中质量的稳定。

页次第 3 页，共7 页5.4、测试板放置方向及测试状态：5.4.1测试板流入方向有要求：以贴装进板方向为准。

5.4.2测试板流入方向无要求：定位孔靠向回焊焊操作一侧水平垂直放入履带中间。

5.4.3 若回流焊中央有支撑物体时，测温时空载测试。

若回焊炉中央无支撑物体时，测温时以满载测试。

5.5.测试点的选取5.5.1研发有指定选取测试点的板必须使用客户指定的测试点进行炉温测试.5.5.2研发没有指定选取测试点的板,选取测试点必须遵循以下要求:5.5.2.1至少选取三个点作为测试点，有BGA时BGA测试点不少于两点，测试BGA锡球和BGA表面温度各一点。

有QFP时在QFP引脚焊盘上选取一点测试QFP引脚底部温度，最后一点测试PCB表面温度或CHIP零件温度。

若PCB上有几个QFP，优先选取较大的为测试点。

5.5.2.1.1 PCBA 为100个点以下，则测温板只需选择三个点。

此三点选取必须符合5.5.2.1规定，且元件少的基板选点隔离越远越好。

对于SMT贴片零件多的基板，应从BGA﹑QFP﹑PLCC﹑SOP、SOJ﹑SOT﹑DIODE﹑CHIP 顺序选择测试点。

5.5.2.1.2 PCBA为100个点以上，分以下两种状况：A: PCBA 上有QFP ，但无BGA的PCB板,测温板只需选择四个点。

其中大IC及小IC各一点，有电感及高端电容必须选取，选点方式越近越好。

B: PCBA 上既有QFP又有BGA 的PCB板，测温板必须选择五个点以上，选点。

方式应选择零件较密的中心位置的点来测试。

5.5.2.2 若有一些特殊材料，在选取测试点时，必须优先考虑在此材料焊盘上选取测试点,以确保该材料的焊接效果页次第 4 页，共7 页5.5.2.3 回流焊测温引线固定的焊接点的大小必须在：L=3-5mm,W=2-4mm﹐违者需要重新焊接，在不影响牢固性及温度的状态下，焊点大小越小越好。

5.5.2.4 固定测温引线的材料必须是：380度以上的高温锡丝，贴片红胶或高温胶水固定，为保证其焊接的牢固性及温度的准确性，没有经试验的材料不可以使用。

如何设定出合格的炉温工艺曲线什么是回流焊：回流焊是英文Reflow是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。

回流焊是将元器件焊接到PCB板材上，回流焊是专门针对SMD 表面贴装器件的。

回流焊是靠热气流对焊点的作用,胶状的焊剂在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD的焊接；之所以叫"回流焊"是因为气体在焊机内循环来回流动产生高温达到焊接目的。

（回流焊温度曲线图）“产品质量是生产出来的，不是检验出来，只有在生产过程中的每个环节，严格按照生产工艺和作业指导书要求进行，才能保证产品的质量。

電子廠SmT贴片焊接车间在SmT生产流程中，回流炉参数设置的好坏是影响焊接质量的关键，通过温度曲线，可以为回流炉参数的设置提供准确的理论依据，在大多数情况下，温度的分布受组装电路板的特性、焊膏特性和所用回流炉能力的影响。

如何正确的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 ：泠却区回流焊焊接影响工艺的因素:1.通常PLCC、QFP与一个分立片状元件相比热容量要大，焊接大面积元件就比小元件更困难些。

2.在回流焊炉中传送带在周而复使传送产品进行回流焊的同时，也成为一个散热系统，此外在加热部分的边缘与中心散热条件不同，边缘一般温度偏低，炉内除各温区温度要求不同外，同一载面的温度也差异。

3.产品装载量不同的影响。

回流焊的温度曲线的调整要考虑在空载，负载及不同负载因子情况下能得到良好的重复性。

负载因子定义为： LF=L/(L+S);其中L=组装基板的长度，S=组装基板的间隔。

炉温测试仪调温度曲线的最佳方案锡膏接合行为的优劣受温度曲线影响是无庸置疑的，一般，温度曲线取决于PCB的复杂程度和回焊炉的加温特性而定。

事实上，锡膏并未存在特定的加温曲线，各厂商所提供的建议值仅能当作参考。

藉助测温器则可方便调整欲得之温度曲线。

关于广为使用且利于调整温度、,信赖度高之热对流式（Convection）等回焊炉设备，其它参考数据中皆有提及与其性能之比较。

此篇文章主要着眼于锡膏材料在各个回焊阶段的变化；包括所产生之加热曲线及不同锡膏组成所造成的影响。

锡膏回焊的各个阶段：欲探讨回焊曲线，较符合逻辑思考的方式是从回焊过程的末段向前段依序探讨。

这是因为整个温度曲线的焦点集中在锡膏融化、润湿与散布等过程，此一过程几乎是回焊过程的最终步骤。

图1则显示锡膏回焊的各个阶段，将在下文分开探讨：融锡凝固区（D区）只要锡膏中的粉末颗粒熔化，并能润湿待接合的表面，则冷却速率愈快愈好，如此一来，可得表面光亮之焊点、较小接触角且接合形状良好。

冷却速率慢会使较多基材物质熔入锡膏中，产生粗糙或空焊之接点。

甚者，所有接头端金属皆会溶解造成抗润湿或是焊点强度不佳。

当接点处之融锡未完全凝固前遭受振动，会使焊点完整性变差。

锡膏熔化区（C区）回焊之尖峰熔锡温度是使PCB高于锡膏所熔化的温度，尖峰温度的选择为温度曲线中的核心过程。

若温度不够高，则锡膏无法熔化；若温度过高，则会受热而损坏。

后者可藉由锡膏的残留物是否呈焦炭状、PCB的变色/棕化或零件的功能失效等方面判断。

理想的回焊尖峰温度的选择是使锡膏颗粒能合并成一液态锡球并润湿待接合之表面，润湿现象会伴随着毛细现象的进行，此一过程相当迅速。

锡膏中的助焊剂有助于合并和润湿的进行，但金属表面的氧化物及回焊炉中的氧气却会阻碍此一过程的进行。

温度愈高，助焊剂的作用愈强，但同时在回焊炉中遭受氧化的机会亦愈高。

锡膏熔化后的黏滞度和表面张力随温度升高而降低，可使润湿效果增快，因此，须选择一最佳的尖峰温度和时间搭配，用以减少尖峰区域的覆盖面积。