隨著芯片被廣泛的運(yùn)用，很多公司在生產(chǎn)和研發(fā)中也大量的使用SMT工藝和表面貼裝元器件。那么在焊接過程中需要使用到回流焊機(jī)來對芯片元器件進(jìn)行焊接，那么今天崴泰科技BGA返修臺廠家小編就給大家介紹一下熱風(fēng)回流焊溫度設(shè)置方法。

一、熱風(fēng)回流焊溫度曲線介紹

對熱風(fēng)回流焊來講，我們可以把溫度曲線分為預(yù)熱區(qū)，保溫區(qū)，回流區(qū)和冷卻區(qū)這幾個(gè)過程，在焊接過程中需要使用助焊劑清除焊件表面氧化物焊膏的熔融，再流動(dòng)與焊膏冷卻凝固。經(jīng)過以上步驟回流焊接完成后的快速冷卻有助于得到一個(gè)明亮的焊點(diǎn)，與飽滿的外形，較低的接觸角度，而緩慢冷卻的話很容易會(huì)導(dǎo)致其PAD的更多分解物進(jìn)入錫中，產(chǎn)生一些灰暗毛躁的焊點(diǎn)，甚至還會(huì)引起沾錫不良和弱焊點(diǎn)結(jié)合力等后果，一般來講冷卻區(qū)降溫的速率在-4攝氏度以內(nèi)，冷卻溫度至75攝氏度即可，一般情況下也都需要使用冷卻風(fēng)扇對其進(jìn)行強(qiáng)行冷卻處理。

二、熱風(fēng)回流焊溫度曲線設(shè)置方法

首先我們要了解回流焊的幾個(gè)關(guān)鍵的地方及溫度的分區(qū)情況及回流焊的種類
A.影響爐溫的關(guān)鍵地方是：
1.各溫區(qū)的溫度設(shè)定數(shù)值
2.各加熱馬達(dá)的溫差
3.鏈條及網(wǎng)帶的速度
4.錫膏的成份
5.PCB板的厚度及元件的大小和密度
6.加熱區(qū)的數(shù)量及回流焊的長度
7.加熱區(qū)的有效長度及泠卻的特點(diǎn)等
B.回流焊的分區(qū)情況：
1.預(yù)熱區(qū)(又名：升溫區(qū))
2.恒溫區(qū)(保溫區(qū)/活性區(qū))
3.回流區(qū)
4.泠卻區(qū)
根據(jù)什么設(shè)置回流焊機(jī)溫度曲線
1、根據(jù)使用焊錫膏的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置。不同金屬含量的焊錫膏有不同的溫度曲線，應(yīng)按照焊錫膏生產(chǎn)廠商提供的溫度曲線進(jìn)行設(shè)置具體產(chǎn)品的回流焊溫度曲線;
2、根據(jù)PCB的材料、厚度、是否多層板、尺寸大小等;
3、根據(jù)表面組裝板搭載元器件的密度、元器件的大小以及有無BGA、CSP等特殊元器件進(jìn)行設(shè)置。
4、根據(jù)設(shè)備的具體情況，例如：加熱區(qū)的長度、加熱源的材料、回(再)流焊爐的構(gòu)造和熱傳導(dǎo)方式等因素進(jìn)行設(shè)置。
圖一(無鉛溫度曲線)

無鉛溫度分析：
無鉛錫膏的熔點(diǎn)是217度，常見的無鉛錫膏的成份為：Sn/Ag/Gu 其比率是：96.5/3.0/0.5 如圖(一)所示：
1、預(yù)熱區(qū)
預(yù)熱區(qū)升溫到175度，時(shí)間為100S左右，由此可得預(yù)熱區(qū)的升溫率(由于本測試儀是采用在線測試，所以從0—46S這段時(shí)間還沒有進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，時(shí)間146-46=100S，由于室溫為26度 175-26=149度 升溫率為;149度/100S=1.49度/S)
2、恒溫區(qū)
恒溫區(qū)的最高溫度是200度左右，時(shí)間為80S，最高溫度和最低溫度差25度
3、回流區(qū)
回流區(qū)的最高溫度是245度，最低溫度為200度，達(dá)到峰值的時(shí)間大概是35/S左右;回流區(qū)的升溫率為：45度/35S=1.3度/S 按照(如何正確的設(shè)定溫度曲線)可知：此溫度曲線達(dá)到峰值的時(shí)間太長。整個(gè)回流的時(shí)間大概是60S
4、泠卻區(qū)
泠卻區(qū)的時(shí)間為100S左右，溫度由245度降到45度左右，泠卻的速度為：245度—45度=200度/100S=2度/S
圖二(有鉛回流焊溫度曲線)

圖(二)所示：泠卻溫度曲線沒有同回流區(qū)升溫曲線呈鏡像關(guān)系(對稱分布)所以上圖并非為理想標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖(三)理想標(biāo)準(zhǔn)回流焊溫度曲線(黑線)

三、熱風(fēng)回流焊溫度各個(gè)階段分析

能過以上步驟完成了熱風(fēng)回流焊溫度曲線設(shè)置方法，接著就要分析一下各個(gè)階段回流焊的溫度了，熱風(fēng)回流焊溫度曲線分為四個(gè)階段：回流焊預(yù)熱溫度、回流焊均熱溫度、回流焊回流焊接溫度、回流焊冷卻溫度。
1、熱風(fēng)回流焊溫度預(yù)熱階段分析
回流焊預(yù)熱階段主要是需要把錫膏中較低熔點(diǎn)的溶劑揮發(fā)掉。錫膏中助焊劑的主要成分包括松香，活性劑，黏度改善劑，和溶劑。溶劑的作用主要作為松香的載體和保證錫膏的儲(chǔ)藏時(shí)間。我們在進(jìn)行預(yù)熱的時(shí)候要控制升溫斜率，太高的升溫速度會(huì)造成元件的熱應(yīng)力沖擊，損傷元件或減低元件性能和壽命和造成錫膏的塌陷，引起短路的危險(xiǎn)。

2、熱風(fēng)回流焊均熱溫度階段分析
熱風(fēng)回流焊均熱溫度主要是減少進(jìn)入回流區(qū)的熱應(yīng)力沖擊，防止焊接翹起，大體積的元件冷焊等問題。均熱階段另一個(gè)重要作用就是焊錫膏中的助焊劑開始發(fā)生活性反應(yīng)，增大焊件表面潤濕性能，使得融化的焊錫能夠很好地潤濕焊件表面。所以在均熱溫度階段我們需要分析是否控制好溫度，保證保證助焊劑能很好地清潔焊面，又要保證助焊劑到達(dá)回流之前沒有完全消耗掉。
3、回流焊回流焊接溫度階段分析
回流焊回流階段溫度一般會(huì)高于回流線的溫度183攝氏度，錫膏在這個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)生潤濕反應(yīng)，然后生成金屬間化合物層。到達(dá)最高溫度(215 ℃左右)，然后全自動(dòng)回流焊開始降溫，落到回流線以下，焊錫凝固。回流區(qū)同樣應(yīng)考慮溫度的上升和下降斜率不能使元件受到熱沖擊?；亓鲄^(qū)的最高溫度是由PCB板上的溫度敏感元件的耐溫能力決定的。在回流區(qū)的時(shí)間應(yīng)該在保證元件完成良好焊接的前提下越短越好，一般為30-60秒最好，過長的回流時(shí)間和較高溫度，如回流時(shí)間大于90秒，最高溫度大于230度，會(huì)造成金屬間化合物層增厚，影響焊點(diǎn)的長期可靠性。
4、回流焊溫度冷卻階段分析
要想擁有好看，光亮，平滑的焊點(diǎn)，我們必須要控制好回流焊的溫度冷卻過程，因?yàn)槿绻鋮s不好的話會(huì)產(chǎn)生很多問題，比如元件彎曲，焊點(diǎn)無光，焊點(diǎn)表面有很多突起的毛刺。所以我們在對回流焊進(jìn)行冷卻時(shí)一定要控制好溫度曲線。

四、熱風(fēng)回流焊溫度會(huì)受到哪些因素影響

因?yàn)闊犸L(fēng)回流焊的溫度控制直接影響著回流焊的質(zhì)量好壞，因?yàn)榛亓骱傅暮附庸に嚧翱诒容^小，所以我們要采用橫向溫度的控制方法。熱風(fēng)回流焊橫向溫度曲線正常情況受到以下因素的影響。
1、熱風(fēng)回流焊的熱風(fēng)傳遞過程
在無鉛焊接時(shí)，我們需要注意熱效率在傳遞過程中的損耗。特別是像一些大熱容量的元器件，如果受熱不夠很容狗日的造成溫度不足。
2、熱風(fēng)回流焊熱傳遞方法
一般我們都是采用熱風(fēng)微循環(huán)的加熱方式，把出風(fēng)口對準(zhǔn)加熱板孔吹氣，讓熱風(fēng)在小范圍內(nèi)流動(dòng)。小循環(huán)的設(shè)計(jì)由于熱風(fēng)的流動(dòng)集中且有明確的方向性。這樣的熱風(fēng)加熱熱傳遞效果增加15%左右，而熱傳遞效果的增加對減少大小熱容量器件的橫向溫差會(huì)起到較大的作用。
3、熱風(fēng)回流焊鏈速的控制
鏈速的控制會(huì)影響線路板的橫向溫差。常規(guī)而言，降低鏈速，會(huì)給予大熱容量的器件更多的升溫時(shí)間，從而使橫向溫差減小。但是畢竟?fàn)t溫曲線的設(shè)置取決于焊膏的要求，所以無限制的降低鏈速在實(shí)際生產(chǎn)中是不現(xiàn)實(shí)的。
4、熱風(fēng)回流焊風(fēng)速與風(fēng)量的控制
我們在對風(fēng)速和風(fēng)量的控制過程中需要注意風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速盡量減少設(shè)備抽排風(fēng)量以夠了對爐內(nèi)熱風(fēng)流動(dòng)造成影響。還有一個(gè)是設(shè)備的穩(wěn)定性，如果設(shè)備不穩(wěn)定很容易跳出工藝窗口導(dǎo)致冷焊或原器件損壞，所以我們在對熱風(fēng)回流焊風(fēng)速和風(fēng)量控制時(shí)也不要忘記了對設(shè)備穩(wěn)定性進(jìn)行測試。
總結(jié)，通過以上對熱風(fēng)回流焊的溫度曲線介紹，設(shè)置，分析及回流焊的影響因素詳細(xì)分析，相信大家都很清楚熱風(fēng)回流焊溫度設(shè)置方法了，希望本文能夠幫助大家。