回流焊曲线讲解-有助于理解BGA焊接

通过对回流焊温度曲线的分段描述，理解焊膏各成分在回流炉中不同阶段所发生的变化，给出获得最佳温度曲线的一些基本数据，并分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。

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。

为充分理解焊膏在回流焊接的不同阶段会发生什么，产生的温度分布对焊膏组成成分的影响，以下先介绍焊膏的组成成分及其特性，再介绍获得温度曲线的方法，然后对温度曲线进行较为详细的分段简析，最后列表分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。

(1)冷却段这一段焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被焊接表面，快速度地冷却会得到明亮的焊点并有好的外形及低的接触角度，缓慢冷却会使板材溶于焊锡中，而生成灰暗和毛糙的焊点，并可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。

(2)回流焊接段这一段把电路板带入铅锡粉末熔点之上，让铅锡粉末微粒结合成一个锡球并让被焊金属表面充分润湿。

结合和润湿是在助焊剂帮助下进行的，温度越高助焊剂效率越高，粘度及表面张力则随温度的升高而下降，这促使焊锡更快地湿润。

但过高的温度可能使板子承受热损伤，并可能引起铅锡粉末再氧化加速、焊膏残留物烧焦、板子变色、元件失去功能等问题，而过低的温度会使助焊剂效率低下，可能使铅锡粉末处于非焊接状态而增加生焊、虚焊发生的机率，因此应找到理想的峰值与时间的最佳结合，一般应使曲线的尖端区覆盖面积最小。

曲线的峰值一般为210℃－230℃，达到峰值温度的持续时间为3－5秒，超过铅锡合金熔点温度183℃的持续时间维持在20－30秒之间。

(3)保温段溶剂的沸点在125－150℃之间，从保温段开始溶剂将不断蒸发，树脂或松香在70－100℃开始软化和流动，一旦熔化，树脂或松香能在被焊表面迅速扩散，溶解于其中的活性剂随之流动并与铅锡粉末的表面氧化物进行反应，以确保铅锡粉末在焊接段熔焊时是清洁的。

回流焊PCB温度曲线讲解回流焊是一种常用的电子组装工艺，用于将电子元件焊接到印刷电路板（PCB）上。

在回流焊过程中，PCB需要经历一系列的温度变化，以确保焊点可靠连接。

下面将讲解回流焊温度曲线的各个阶段及其作用。

1. 预热阶段（Preheat Stage）：回流焊过程开始时，PCB需要从室温逐渐升温至预定温度。

预热阶段的作用是除去PCB上的水分和挥发性有机物，以避免在焊接过程中产生气泡和蒸汽。

通常，预热温度为100°C至150°C，持续时间为1至2分钟。

2. 热液相预热阶段（Thermal Soak Stage）：在预热阶段后，PCB会继续加热至更高的温度，通常为150°C至200°C。

这一阶段的目的是让整个PCB均匀达到焊接温度，以减少焊接过程中的热应力。

热液相预热阶段的持续时间通常为1至4分钟。

3. 焊接阶段（Reflow Stage）：当PCB达到焊接温度时，焊膏开始熔化，将电子元件与PCB焊接在一起。

焊接温度通常为220°C至245°C，具体取决于焊膏的特性。

焊接阶段的持续时间通常为1至3分钟。

4. 冷却阶段（Cooling Stage）：焊接完成后，PCB需要冷却到室温，以确保焊点的稳定性。

冷却阶段通常使用强制风冷却或自然冷却。

冷却时间因焊接设备和PCB的尺寸而异，一般为1至5分钟。

回流焊温度曲线中的每个阶段都有其特定的温度和时间要求，这是为了保证焊接质量和工艺稳定性。

通过控制这些参数，焊接过程中的温度变化可以最小化，从而减少因热应力引起的PCB变形和元件损坏的风险。

总结来说，回流焊温度曲线包括预热阶段、热液相预热阶段、焊接阶段和冷却阶段。

每个阶段都有其特定的温度和时间要求，以确保焊接质量和PCB的稳定性。

通过合理控制回流焊温度曲线，可以提高焊接过程的可靠性和稳定性，从而保证电子产品的性能和可靠性。

回流焊是一种广泛应用于电子制造业的关键工艺，它能够将电子元件精准地焊接到印刷电路板（PCB）上。

回流焊接温度曲线作温度曲线(profiling)是确定在回流整个周期印刷电路板(PCB)装配必须经受的时间/温度关系的过程。

它决定于锡膏的特性，如合金、锡球尺寸、金属含量和锡膏的化学成分。

装配的量、表面几何形状的复杂性和基板导热性、以及炉给出足够热能的能力，所有都影响发热器的设定和炉传送带的速度。

炉的热传播效率，和操作员的经验一起，也影响反复试验所得到的温度曲线。

锡膏制造商提供基本的时间/温度关系资料。

它应用于特定的配方，通常可在产品的数据表中找到。

可是，元件和材料将决定装配所能忍受的最高温度。

涉及的第一个温度是完全液化温度(full liquidus temperature)或最低回流温度(T1)。

这是一个理想的温度水平，在这点，熔化的焊锡可流过将要熔湿来形成焊接点的金属表面。

它决定于锡膏特定的合金成分，但也可能受锡球尺寸和其它配方因素的影响，可能在数据表中指出一个围。

对Sn63/Pb37，该围平均为200 ~ 225°C。

对特定锡膏给定的最小值成为每个连接点必须获得焊接的最低温度。

这个温度通常比焊锡的熔点高出大约15 ~ 20°C。

(只要达到焊锡熔点是一个常见的错误假设。

)回流规格的第二个元素是最脆弱元件(MVC, most vulnerable component)的温度(T2)。

正如其名所示，MVC就是装配上最低温度“痛苦”忍耐度的元件。

从这点看，应该建立一个低过5°C的“缓冲器”，让其变成MVC。

它可能是连接器、双排包装(DIP, dual in-line package)的开关、发光二极管(LED, light emitting diode)、或甚至是基板材料或锡膏。

MVC是随应用不同而不同，可能要求元件工程人员在研究中的帮助。

在建立回流周期峰值温度围后，也要决定贯穿装配的最大允许温度变化率(T2-T1)。

是否能够保持在围，取决于诸如表面几何形状的量与复杂性、装配基板的化学成分、和炉的热传导效率等因素。

爱迅通信工程部培训专用爱迅工程部2019.2.13目录爱迅通信工程部培训专用 回流焊工艺回流焊结构与原理SMT回流焊接流程回流焊曲线曲线说明曲线测试问题与对策清理与维护结束1回流焊工艺爱迅通信工程部培训专用 电子制造业中SMT回流炉焊接是最终实现SMT工艺的工序。

是PCBA电子線路板组装作业中的重要工序，如果没有很好的掌握它，不但会出现许多“临时故障”还会直接影响焊点的寿命回流焊是英文Reflow，是通过重新熔化预先印刷到PCB焊盘上的膏状软钎焊料，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。

回流焊是将元器件焊接到PCB板材上，是针对SMD(表面贴装器件)的焊接。

回流焊是靠热气流对焊点的作用,之所以叫"回流焊"是因为气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的。

回流焊结构与原理①爱迅通信工程部培训专用 我们要了解影响热能从回流炉加热器向电路板传递的主要因素。

在通常情况下，如图所示，回流焊炉的风扇推动气体（空气或氮气）经过加热线圈，气体被加热后，通过孔板内的一系列孔口传递到产品上。

回流焊结构与原理②爱迅通信工程部培训专用 SMT回流焊炉温区的工作原理就是当组装PCB板在金属网式或双轨式输送带上，通过回焊炉各温区段的热冷行程，以达到锡膏熔融及冷却结合成为焊点的目的。

1：预热区（又名：升温区）2：恒温区（保温区/活性区）3：回流区4：冷却区回流焊结构与原理③爱迅通信工程部培训专用 当PCB进入升温区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。

PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件。

当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。

PCB进入冷却区，使焊点凝固此；时完成了回流焊。

回流焊温度曲线
回流焊是一种电子元器件的表面贴装技术，通过加热并熔化预先涂覆
在电路板上的焊膏，将元器件粘贴在电路板上。

温度曲线是指回流焊
过程中，焊接区域内温度随时间变化的曲线。

温度曲线通常分为预热区、回流区和冷却区三个阶段。

预热区温度一
般控制在100℃~150℃之间，用于驱除焊膏中的挥发物质和水分。

回流区温度一般控制在220℃~260℃之间，用于将焊膏熔化并使元器件与电路板连接。

冷却区温度一般控制在100℃以下，用于使焊点冷却
固化。

具体来说，在预热区内，温度慢慢上升到100℃~150℃之间，并保持一段时间以驱除挥发物质和水分。

然后进入回流区，在几秒钟内迅速
达到220℃~260℃的高温，使得焊膏快速熔化并粘合元器件与电路板。

最后进入冷却区，在几十秒钟内温度逐渐降低到100℃以下，使焊点
冷却固化。

温度曲线的控制非常关键，过高或过低都会对焊点质量造成影响。

过
高会导致焊点熔化不充分，过低则会导致焊点连接不牢固。

因此，在
回流焊过程中，需要精确控制加热速率、保持时间和冷却速率等参数，以确保焊接质量。

从下面回流焊炉温曲线标准图分析回流焊的原理：当PCB进入升温区（干燥区）时，焊锡膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时焊锡膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊锡膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；PCB进入保温区时，使PCB 和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接区升温过快而损坏PCB和元器件；当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊锡膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点；PCB进入冷却区，使焊点凝固，完成了整个回流焊接过程。

回流焊温度曲线图
回流焊炉温曲线是保证焊接质量的关键，实际炉温曲线和焊锡膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本致。

160℃前的升温速度控制在1℃/s～2℃/s，如果升温斜率速度太快，方面使元器件及PCB受热太快，易损坏元器件，易造成PCB变形；另方面，焊锡膏中的溶剂挥发速度太快，容易溅出金属成分，产生焊锡球。

峰值温度般设定在比焊锡膏熔化温度高20℃～40℃左右（例如Sn63/Pb37焊锡膏的熔点为183℃，峰值温度应设置在205℃～230℃左右），回（再）流时间为10s～60s，峰值温度低或回（再）流时间短，会使焊接不充分，
严重时会造成焊锡膏不熔；峰值温度过高或回（再）流时间长，造成金属粉末氧化，影响焊接质量，甚损坏元器件和PCB。

根据回流焊炉温曲线及回流原理，目前市场上的回流焊大、中、小型号的都有，简易的有小三温区的到八温区的，大型的有六温区到十六温区的。

回流焊温区越大焊接的效果会越好，这个要根据客户的产品需求来定。

回流焊温度曲线回流焊是电子制造业中常见的一种技术，它涉及将电子元器件焊接到电路板上。

这种焊接过程需要通过一定的温度控制保证焊点质量，而回流焊温度曲线则是这个过程中非常重要的一部分。

回流焊温度曲线通常是一个图形，它显示了整个焊接过程中焊接区域的温度变化情况。

这个图形通常包括四个主要的部分：预热区、焊接区、冷却区和可控的保温区。

每一个部分的温度变化都需要在整个焊接过程中进行精确控制。

预热区是焊接过程开始时的一段时间，在这个过程中，温度会缓慢升高，以保证焊接区域达到适当的温度，但又不至于造成过热或过早的蒸汽产生。

在预热区内，焊接区域的温度通常会升至150-200摄氏度左右。

焊接区是在预热区之后的一段时间里，温度会进一步升高，直至超过焊点和焊台的熔点。

在这一段时间内，焊料会融化并与将要焊接的元器件发生反应，从而实现焊接的目的。

在整个焊接区内，焊接区域的温度通常会保持在220-260摄氏度之间。

冷却区是焊接区之后的另一段时间，在这个过程中，被焊接的电路板会被迅速地冷却，以稳定焊点形态和组织。

在这一段时间内，焊接区域的温度通常会急剧下降，直至达到焊点和焊台的固化点为止。

最后是可控的保温区，这部分区域通常是为了保持焊点的最终组织状态和形态而设置的。

在这一部分的过程中，焊点和电路板的温度会保持在相对恒定的水平，以实现最终的化学和物理性质的稳定。

总的来说，回流焊温度曲线是一个非常重要的工具，它可以帮助工程师控制整个焊接过程的温度，从而实现良好的焊接效果。

对于电子制造业来说，这种技术是必不可少的，因为它可以确保产品的长期稳定性和可靠性。

当锡膏至于一个加热的环境中，锡膏回流分为五个阶段1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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.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。

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。

怎样设定锡膏回流温度曲线理想的曲线由四个部分或区间组成，前面三个区加热、最后一个区冷却。

炉的温区越多，越能使温度曲线的轮廓达到更准确和接近设定。

大多数锡膏都能用四个基本温区成功回流。

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。

回流焊曲线
回流焊曲线是指在表面组装(SMT)工艺中，用于控制回流焊过程的温度曲线。

回流焊是一种常见的电子元器件焊接工艺，通过将焊接区域加热至熔点，然后快速冷却以实现焊接。

一般来说，回流焊曲线通常包括预热阶段、保温阶段和冷却阶段。

曲线的斜率、峰值温度、保温时间和冷却速率等参数会根据具体的焊接要求和元器件特性而有所不同。

预热阶段：将焊接区域温度逐渐升高，以达到焊接温度所需的预定温度。

保温阶段：在达到焊接温度后，保持一定时间以确保焊料充分熔化和元器件焊接牢固。

冷却阶段：将焊接区域温度迅速降低，使焊点迅速凝固并固定在PCB板上。

通过控制回流焊曲线，可以确保元器件焊接的质量和可靠性，避免因温度过高或过低而导致的焊接缺陷。

BGA回流温度曲线设置方法2009-10-26 12:10使用BGA贴装元件的印刷电路板(PCB)装配中，一条优化的回流温度曲线是优质的焊点形成最重要的因素之一。

温度曲线是施加于电路装配上的温度对时间的函数的一种具体的表示。

我们根据焊接需要把加热温度设定成几个连续的加热温度段，每段称为一个温区。

几个参数影响曲线的形状，其中最关键的是加热时间和每个区的温度的温度值。

电路板在每个区所设定的温度下的时间长短，决定了在该温区下电路板温度。

每个温区所花的持续时间总和决定总共的处理时间。

每个温区的温度设定影响电路板的温度在该区的上升速度及温度值，较高的温度的在PCB与电路板的温度之间产生一个较大的温差。

增设定温度值允许机板更快地达到给定温度。

但这会带来另外一个不良的后果，电路板上因为排列元件的密度和种类不同，其热容量也不一样，过快的加热速度会让热容量小的地方温度升温快，高热容量区域温度上升缓慢，造成在同样的加热时间下过快的加热速度使电路板上温差变打，引起电路板变形，降低装配成功率和焊接可靠性。

在加热过程中合适的加温速率也是焊接控制的关键因素。

在开始作曲线步骤之前，需要下列设备和辅助工具：温度测试仪、热电偶、将热电偶附着于PCB的工具和锡膏参数表。

可从大多数主要的电子工具供应商买到温度曲线附件工具箱，这工具箱使得作曲线方便，因为它包含全部所需的附件(除了曲线仪本身)。

这中间的重点是将热电偶可靠的附着于PCB，较好的方法是使用高温焊锡如银/锡合金，焊点尽量最小。

另一种方便的方法是用少量的热化合物(也叫热导膏或热油脂)斑点覆盖住热电偶，再用高温胶带粘住固定在电路板上。

锡膏特性参数表也是必要的，其包含的信息对温度曲线是至关重要的，如：所希望的温度曲线持续时间、锡膏活性温度、合金熔点和所希望的回流最高温度。

现在我们对理想的温度曲线做一个基本的认识。

理论上理想的曲线由四个部分或区间组成，前面三个区加热、最后一个区冷却。

BGA回流焊接温度曲线的问题分析
我公司从2004年采用MCF5272芯片以来，我们的生产进入BGA生产时代。

最早我们的BGA焊接在北京和河南许继焊接，2006年在浪潮也焊接了一部分，在当时BGA这一块一直有问题，板卡失效比较多，很多的板卡没能修复。

于是我们事业部研发改变思路，先生产核心板，在核心板测试没有问题的情况下再焊接到主板上。

当时我们把问题板卡拿到中兴电子做了分析，分析结果是BGA的外围焊球在PCB侧IMC处发生断裂，内部焊球与PCB未见开裂。

中兴分析人员给出建议；优化回流参数，峰值温度不能过高或者回流时间过长，必须在合适的范围内。

无铅BGA进行有铅焊接时，峰值要在230度，不能超过235度，回流时间在40-90秒，217度以上时间在20-60秒。

同时设法减少ICT 和周转对PCB和BGA带来的应力损伤。

许继电子给出我们的建议；由于以上器件在加工工艺上属SMT行业内最忌讳的无铅器件有铅焊接，无铅的锡球与有铅的焊锡在什么样的温度下焊接最理想难以验证。

（本公司经长期的实验认为回流焊峰值在225度置230度焊接比较理想，如客户无特殊要求本公司以此峰值设定）即便如此在大批量的生产中也会出现难以预料的缺陷。