回流焊原理及温度曲线
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回流焊PCB温度曲线讲解1. 引言回流焊是电子元器件表面贴装的主要连接工艺之一。
在回流焊过程中,合适的温度曲线对于保证焊点质量以及避免元器件损坏至关重要。
本文将介绍回流焊的基本原理,并详细讲解回流焊PCB温度曲线的设计和特点。
2. 回流焊的基本原理回流焊是利用热风或蒸汽将焊料预热至熔点,通过表面张力作用使焊料润湿焊盘,然后快速冷却固化焊点的方法。
其基本原理如下:•加热:通过预热炉或沿焊点方向移动的加热头,将焊盘、元器件表面和焊料加热至熔点附近。
•润湿:在焊料熔化后,焊料会润湿焊盘和元器件表面,形成液态焊接材料。
•冷却:在焊料润湿后,迅速冷却焊点,使焊料固化,固定连接元器件和焊盘。
3. PCB温度曲线的设计为了确保回流焊质量和避免元器件受损,需要设计合适的PCB温度曲线。
PCB温度曲线由预热阶段、高温阶段和冷却阶段组成。
3.1 预热阶段在预热阶段,PCB温度逐渐升高,热量逐渐传导到焊盘和元器件表面。
此阶段的温度升高速度较慢,以免过快的温度变化引发热应力而损坏元器件。
3.2 高温阶段在高温阶段,PCB温度达到焊料的熔点。
此阶段的温度需要保持一定时间,以确保焊料充分熔化并使焊点质量达到要求。
在高温阶段,焊料的表面张力会促使其润湿焊盘和元器件表面。
3.3 冷却阶段在冷却阶段,PCB温度迅速下降。
冷却阶段的温度变化速度需要适当控制,以避免焊点在急剧温度变化中产生冷焊、裂纹等缺陷。
4. 回流焊PCB温度曲线的特点回流焊PCB温度曲线的设计需考虑以下几个因素:4.1 元器件耐热温度不同的元器件有不同的耐热温度。
在设计温度曲线时,需要确保元器件能够耐受高温环境,避免损坏。
4.2 焊料熔点根据焊料的熔点来确定高温阶段的温度和时间。
高温阶段的温度需要高于焊料熔点以保证焊料能够充分熔化。
4.3 焊接质量要求回流焊的质量要求取决于焊接应用的具体要求,如焊点的可靠性、电气性能等。
根据焊点的要求,调整高温阶段的温度和时间,以保证焊接质量。
回流焊炉温度曲线怎么看,它使用时的注意事项有哪些在使用回流焊机时,关键技术参数就是回流焊炉的温度曲线值,回流焊炉的温度曲线调好了,才能焊接出合格的电子产品。
回流焊炉的温度曲线怎么看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(例如8热2冷大型机,总长5-6m的铅回焊炉),以达到锡膏熔融及冷却愈合成为焊点的目的,其主要温度变化可分为四部分:1、回流焊炉起步预热段指最前两段之炉区,从室温起步到达110-120℃之鞍首而言(例如10段机之1-2温区)。
2、回流焊炉的升温(恒温)吸热段指回流焊炉曲线之缓升而较平坦的鞍部(例如10段回流焊炉之3-6段而言,时间60-90秒.),鞍尾温度150-170℃。
希望能达到电路板与零组件的内外均温,与赶走溶剂避免溅锡之目的。
3、回流焊炉峰温强热段(回流焊炉的熔融区)可将PCB板面温度迅速(3℃/秒)冲高到235-245℃之间,以达到锡膏熔焊的目的;此段耗时以不超过20秒为宜(例如10段回流焊炉之7-8两段)。
4、回流焊炉的快速冷却段之后再快速降温(3-5℃/秒)使回流焊接点能瞬间固化形成焊点,如此将可减少焊点之表面粗糙与微裂,且老化强度也会更好(例如10段回流焊炉之9-10段)。
在使用温度曲线测试仪时,应注意以下几点:1)测定时,必须使用已完全装配过的板。
首先对印制板元器件进行热特性分析,由于印制板受热性能不同,元器件体积大小及材料差异等原因,各点实际受热升温不相同,找出最热点、最冷点,分别设置热电偶便可测量出最高温度与最低温度。
2)尽可能多设置热电偶测试点,以求全面反映印制板各部分真实受热状态。
例如印制板中心与边缘受热程度不一样,大体积元件与小型元件热容量不同及热敏感元件都必须设置测试点。
3)热电偶探头外形微小,必须用指定高温焊料或胶粘剂固定在测试位置,否则受热松动,偏离预定测试点,引起测试误差。
其实,回流焊炉温曲线以及使用温度曲线测试仪时,目前市场上的回流焊大、中、小型号的都有,简易的有三温区的到八温区的,大型的有六温区到十六温区的。
回流焊八温区标准曲线
回流焊八温区标准曲线
回流焊是一种用于电子元件焊接的工艺,其八温区标准曲线是回流焊温度设置的参考。
以下是回流焊八温区标准曲线的各个阶段:
1.预热阶段
在预热阶段,温度从室温逐渐上升到预热温度。
这个阶段的目的是使回流焊炉内的温度稳定,以确保焊接效果的一致性。
预热阶段通常持续几分钟,并且在这个阶段,元件逐渐加热到足够温度,以便进行下一步操作。
2.浸温阶段
在浸温阶段,温度继续上升到浸温温度。
这个阶段的目的是使元件的焊接部分达到熔点,以便进行焊接操作。
浸温阶段通常持续几秒钟,并且在这个阶段,元件焊接部分会融化并准备好进行焊接。
3.回流阶段
在回流阶段,温度继续上升到回流温度。
这个阶段的目的是使焊接部分的金属完全熔化并形成焊点。
回流阶段通常持续几秒钟,并且在这个阶段,元件被放置在回流焊炉中,以形成焊接点。
4.冷却阶段
在冷却阶段,温度逐渐降低到室温。
这个阶段的目的是使焊接部分的金属冷却并固定下来。
冷却阶段通常持续几分钟,并且在这个阶段,元件被取出并放置在冷却架上,以加速冷却过程。
以上是回流焊八温区标准曲线的四个阶段。
在设置回流焊温度时,应该根据具体的元件和焊接需求进行调整,以确保焊接效果的最佳化。
回流炉炉温曲线分析温度曲线是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。
温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。
这对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。
图2.1标准回流焊接温度曲线图2.2某印制板实际回流焊接温度曲线A.升温段:(Preheat Zone)又称为预热段,该区域通常是指温度由常温升高至150℃左右的区域,其目的是把室温的PCB尽快加热,以达到第二个特定目标,但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损,过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。
忧郁加热速度较快,在温区的后段SMA内的温差较大。
为防止热冲击对元件的损伤。
一般规定最大速度为4℃/S。
然而,通常上升速率设定为1-3℃/S。
典型的升温度速率为2℃/S。
B.保温段:(Soaking Zone)是指温度从120 ℃/S-150℃/S升至焊膏熔点的区域。
保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。
在这个区域里给予足够的时间是较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。
到保温段结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。
应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
C.回流段:(Reflow Zone)在这一区域里加热器的温度设置的最高,使组件的温度快速上升至峰值温度。
在焊接段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同,一般推荐为焊膏的熔点温度加20-40℃。
对于熔点为183℃的Sn63/Pb37焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏,峰值温度一般为210-230℃/S,再流时间不要多长,以防对SMA造成不良影响。
理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小。
回流焊温度曲线讲解引言回流焊是电子产品制造中常用的一种焊接方法,它通过在高温环境下对焊接点进行加热,使焊膏熔化并与焊接点结合。
回流焊的温度曲线对焊接质量起着重要影响,本文将对回流焊温度曲线进行详细讲解。
回流焊温度曲线回流焊温度曲线通常是一个时间-温度图表,描述了在回流焊过程中焊接区域的温度变化情况。
回流焊温度曲线一般由以下几个阶段组成:预热阶段在回流焊过程开始之前的预热阶段,温度逐渐升高以使电路板和组件适应温度变化并消除一些潜在的热应力。
预热阶段温度通常从室温开始,逐渐升高至大约100°C。
热上升阶段热上升阶段是回流焊过程中温度升高最迅速的阶段,通常称为“热冲击”。
在这个阶段,温度快速上升至最高点,以确保焊接区域达到足够的温度以熔化焊膏。
焊接保持阶段焊接保持阶段是回流焊过程中温度维持在一定水平的阶段,通常在焊接温度的峰值处保持一段时间。
在这个阶段,焊膏完全熔化并与焊接点形成牢固的连接。
冷却阶段冷却阶段是回流焊过程中温度逐渐降低的阶段,焊接区域的温度逐渐接近室温。
冷却速率对焊接质量也有一定影响,过快的冷却可能导致焊接点的冷焊和应力积累。
回流焊温度曲线设计原则设计良好的回流焊温度曲线能够保证焊接质量,提高生产效率和产品可靠性。
以下是一些回流焊温度曲线设计的原则:温度控制回流焊温度曲线的设计应考虑到焊接区域的温度分布,确保所有焊接点达到所需的温度。
控制温度过高可能导致焊接点损坏或电路板变形,而温度过低则会导致焊接不良。
上升速率热上升阶段的速率应根据回流焊设备和焊接材料的规格来确定。
过快的上升速率可能导致焊接区域温度不均匀,增加焊接缺陷的风险。
焊接保持时间焊接保持阶段的时间应根据焊膏的特性和焊接点的要求来确定。
保持时间过短可能导致焊点不够牢固,而保持时间过长可能会造成过度熔化和焊接缺陷。
冷却速率冷却阶段的速率应适中,过快的冷却速率可能引起焊接点冷焊,过慢的冷却速率则可能导致应力积累和焊接不稳定。
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。
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。
无铅锡膏回流焊温度曲线与焊接原理针对目前应用广泛的无铅锡膏,本文探讨无铅锡膏回流焊温度曲线的工艺要求及设置方法,并简明阐述锡膏回流焊的基本原理。
回流焊是SMT表面组装的核心工艺。
SMT生产中的电路设计、锡膏印刷、元器件装配,最终都是为了焊接成PCB成品。
所有的不良都将在回流焊之后表现出来。
而SMT 生产中的大部分工艺控制都是为了得到高直通率的品质结果,若回流焊温度曲线没有设置好,前段的所有品质管控都失去了意义。
所以,正确设置回流焊温度,实现温度曲线的最优化,是所有SMT产线工艺控制中的重中之重。
图一图一为典型的Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金传统无铅锡膏温度曲线。
A为升温区,B为恒温区(浸润区),C为熔锡区。
260S后为冷却区。
升温区A,目的是快速使PCB板升温到助焊剂激活温度。
在45-60秒左右从室温升温至150℃左右,斜率应在1到3之间。
升温过快容易发生坍塌导致锡珠、桥接等不良产生。
恒温区B,从150℃至190℃平缓升温,时间以具体的产品要求为依据,控制在60到120秒左右,充分发挥助焊溶剂的活性,去除焊接面氧化物。
时间过长,则易出现活化过度,影响焊接品质。
在此阶段中,助焊溶剂中的活性剂开始起作用,松香树脂开始软化流动,活性剂随松香树脂在PCB焊盘和零件焊接端面扩散和浸润,并与焊盘和零件焊接面表面氧化物反应,清洁被焊接表面并去除杂质。
同时松香树脂快速膨胀在焊接表面外层形成保护膜与隔绝与外界气体接触,保护焊接面不再发生氧化。
设置充足的恒温时间,目的是让PCB焊盘与零件再回流焊接前达到一致的温度,减少温差,因为PCB 上面贴装的不同零件吸热能力有很大的区别。
防止回焊时的温度不均衡造成品质问题,如立碑、虚焊等不良。
恒温区升温太快,锡膏中助焊剂就会迅速膨胀挥发,产生气孔、炸锡、锡珠等各种品质问题。
而恒温时间过长,则会使助焊溶剂过度挥发,在回流焊接时失去活性和保护功能,造成虚焊、焊点残留物发黑、焊点不光亮等等一系列不良后果。
回流焊原理与温度曲线:
从温度曲线分析回流焊的原理: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,完成整个回流焊。
温度曲线是保证焊接质量的关键,实际温度曲线和焊锡膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致。
160℃前的升温速度控制在1℃/s~2℃/s,如果升温斜率速度太快,一方面使元器件及PCB受热太快,易损坏元器件,易造成PCB变形;另一方面,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。
峰值温度一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,甚至损坏元器件和PCB。
根据回流焊温度曲线及回流原理,目前市场上的回流焊机一般为简易四温区回流焊机,还有大型的六八甚至十二温区的回流焊机,而型号为QHL320A的回流焊机采用20段可编程温度控制,相当于20温区回流焊机,这样将回流温度曲线细分,进而控温更精确,更加拟合理想的回流温度曲线,达到完美焊良好的焊接质量从何保障?QHL320A回流焊机除了在控制上完全符合回流焊的温度曲线以外,同时也可以使用户真正了解回流焊接的原理。
QHL320A回流焊机具有大尺寸透明视窗的功能,用户可通过透明视窗对整个焊接过程进行全程控制,同时可观察焊锡膏在整个焊接过程中的变化状态,易于发现焊接过程中出现的问题,通过参数调整加以改善,从而保证良好的焊接质量。
同时QHL320A回流焊机为小型台式回流焊机,采用全静止焊接,有效的防止了大型多温区回流焊机履带式传送所产生的微小振动,此振动有可能在焊接区焊锡膏熔化的流动状态下对微小间距的IC(如间距≤0.5mm)和元件(如0603.0402和0201等)的焊接产生影响,导致元器件的漂移锡珠锡桥等焊接缺陷,而全静止焊接则完全避免了以上可能出现的缺陷。