PCBA制造过程中温度曲线分析

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一般分为3类：三角形温度曲线、升温-保温-峰值温度曲线、低峰值温度曲线。

（1）适用于简单的PCBA产品的三角形温度曲线

对于简单产品，由于PCB相对容易加热、元件与印制板的温度比较接近，PCB表面温度差较小，因此可以使用三角形温度曲线。

当锡滑有适当配方时，三角形温度曲线将得到更光亮的焊点。但助焊剂活化时间和温度必须

适应无铅焊膏的较高熔化温度。三角形曲线的升温速度是整体控制的，一般为1-1.5℃s，与传统的升温-保温一峰值曲线比较，能量成本较低。一般不推荐这种曲线。

（2）推荐的升温一保温一峰值温度曲线

升温-保温一峰值温度曲线又称帐蓬形曲线。图中是推荐的升温一保温一峰值温度曲线（与图1相同），其中曲线1是Sn37Pb焊的温度曲线，曲线2是无铅Sn-Ag-Cu焊膏的温度曲线。从图中看出，元件和传统FR4印制板的极限温度为245℃，无铅焊接的工艺窗口比Sn-37Pb

窄得多。因此无铅焊接更需要通过缓慢升温、充分预热PCB、降低PCB表面温差△，使PCB表面温度均匀，从而实现较低的峰值温度（235～245℃），避免损坏元器件和FR-4基材PCB。升温一保温-峰值温度曲线的要求如下。

1、升温速度应限制到0.5～1℃/s或4℃/s以下，取决于锡膏和元件。

2、锡膏中助焊剂成分的配方应该符合曲线，保温温度过高会损坏锡膏的性能。

3、第二个温度上升斜率在峰值区入口，典型的斜率为3℃/s液相线以上时间要求50～60s，峰值温度235～245℃。

4、冷却区，为了防止焊点结晶颗粒长大，防止产生偏析，要求焊点快速降温，但还应特别注意减小应力。例如，陶瓷片状电容的最大冷却速度为-2～-4℃/s。

（3）低峰值温度曲线

所低峰值温度曲线，就是首先加过缓慢升温和充分预热，降低PCB表面温差在回流区，大元件和大热容量位置一般都滞后小元件到达峰值温度。、图3是低峰值温度（230-240℃）曲线示意图。图中，实线为小元件的温度曲线，虚线为大元件的温度曲线。当小元件到达峰值温度时保持低峰值温度、较宽峰值时间，让小元件等候大元件；等大元件也到达峰值温度并保持几秒钟，然后再降温。通过这种措施可防损坏元器件。

低峰值温度（230～240℃）接近Sn-37Pb的峰值温度，因此损坏器件风险小，能耗少；但对PCB的布局、热设计、再流焊接工艺曲线的调整、工艺控制，以及对设备横向温度均匀性等要求比较高。低峰值温度曲线不是对所有产品都适用，实际生产中一定要根据PCB、元器件、焊膏等的具体情况设置温度曲线，复杂的板可能需要260℃。

通过焊接理论学习可以看山出，焊接过程中涉及润湿、黏度、毛细管现象、热传导、扩散、溶解等物理反应，助焊剂分解、氧化、还原等化学反应，还涉及治金学、合金层、金相、老化等，是很复杂的过程。在SMT贴片工艺中，必须运用焊接理论正确设置再流焊温度曲线。PCBA制造中同时还要掌握正确的工艺方法，并通过工艺控制，尽最使SMT实现通过印刷焊膏、贴装元器件、最后从再流焊炉出来的SMA合格率实现零（无）缺陷或接近零缺陷的再流焊接质量，同时还要求所有的焊点达到一定的机械强度，只有这样的产品才能实现高质量、高可靠性

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三种曲线分析