回流焊Reflow曲線講解

ReflowProfileReflowProfile簡(jiǎn)介描繪溫度曲線是確定產(chǎn)線在回流焊階段所須經(jīng)受時(shí)間/溫度持續(xù)時(shí)間之過(guò)程。這一過(guò)程主要由諸如合金比例，球體大小，金屬成分，漿體化學(xué)特性等錫漿特點(diǎn)所決定?；亓鳡t產(chǎn)生充分熱能的能力，以及產(chǎn)線量產(chǎn)，表面幾何性質(zhì)的復(fù)雜性，載具傳導(dǎo)率都會(huì)影響回流爐的設(shè)定值和傳送帶速度?；镜臅r(shí)間/溫度持續(xù)時(shí)間信息通常能夠在錫漿廠商的數(shù)據(jù)清單上得到。元件或物料也會(huì)對(duì)產(chǎn)線經(jīng)受的最高溫度做出要求。

“RamptoDwell-RamptoPeak”是通用產(chǎn)品的一個(gè)基本曲線圖。這一曲線圖清晰的分出了4個(gè)區(qū)：預(yù)熱區(qū)；預(yù)流區(qū)(soak區(qū))；回流區(qū)及冷卻區(qū)。ReflowProfile簡(jiǎn)介T(mén)he'RamptoDwell—RamptoPeak'reflowprofileReflowProfile簡(jiǎn)介我們給出一些在回流焊階段比較重要的基本參數(shù)：預(yù)熱區(qū)內(nèi)的溫度梯度預(yù)流溫度和時(shí)間預(yù)流溫區(qū)到波峰溫度間的溫度梯度錫料超過(guò)液相線溫度之時(shí)間(TAL)最高波峰溫度冷卻區(qū)內(nèi)的冷卻梯度錫漿、元件廠商會(huì)提供上述數(shù)據(jù)中的大部分。我們需要關(guān)注的第一個(gè)溫度：全液相線溫度

fullliquidustemperature

或最低回流溫度

minimumreflowtemperature(T1)T1是一個(gè)理想的熱能級(jí)，在這一級(jí)熔化的錫料能流過(guò)金屬的表面，并濕化以形成焊點(diǎn)。對(duì)于Sn63/Pb37,區(qū)間是200°—225°C對(duì)于Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5,區(qū)間是230°—240°C值得注意的是，T1約高于錫料熔點(diǎn)15°to 20°C。

熔點(diǎn) Sn63/37 183°C Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 216~220°CReflowProfile簡(jiǎn)介ReflowProfile簡(jiǎn)介第二個(gè)溫度是：最易碎元件

mostvulnerablecomponent(MVC)溫度(T2)MVC是指一條產(chǎn)線上具有最低熱阻抗力的元件。MVC可能是連接器,

LED，QFP，BGA，CSP，甚至是載具材料?；亓骱覆ǚ宥蔚臏囟葏^(qū)間確定后，

整條產(chǎn)線的最大可忍受梯度也一并確定。(T2-T1)理想情況下，波峰溫度盡可能接近（但低于）T1

會(huì)實(shí)現(xiàn)最小斜率的理想狀態(tài)。T2有助于減少對(duì)高溫偏移的全面暴露和縮短

液態(tài)滯留時(shí)間。使液態(tài)滯留時(shí)間最小并使時(shí)間/溫度間隔符合錫漿廠商的推薦標(biāo)準(zhǔn)有利于金屬互化物的形成。金屬互化層過(guò)薄，焊點(diǎn)就會(huì)不牢固?；亓鲿r(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致生成過(guò)多金屬互化物，造成焊點(diǎn)堅(jiān)硬但易碎，影響產(chǎn)品長(zhǎng)期的可靠性。

超過(guò)液相線溫度之時(shí)間(TAL) Sn63/37 30~45sec@183°C Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 20~40sec@200°C通用產(chǎn)品在預(yù)熱區(qū)的加熱通常以4°C/秒或更小幅度變化?？焖偕郎貢?huì)導(dǎo)致錫漿熱脫落。以1~2°C/秒或更小幅度變化適合于精密或微型產(chǎn)品。ReflowProfile簡(jiǎn)介ReflowProfile簡(jiǎn)介預(yù)熱區(qū)的滯留時(shí)間(soak區(qū))用于溶劑蒸發(fā)和激活助焊膏。

滯留溫度

持續(xù)時(shí)間 Zn63/37 140~170°C 60~120sec Zn96.5/Ag3.0/Cu0.5 150~200°C 60~120sec滯留時(shí)間不足會(huì)產(chǎn)生大型錫球。滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)純粹或大型錫球就會(huì)叢生。有必要保持滯留段與波峰段保持小于100°C的差距，“滯留至波峰”梯度與預(yù)熱段梯度保持一致。使冷卻率小于等于預(yù)熱率有利于使元件免于遭受熱沖擊。ReflowProfile簡(jiǎn)介一個(gè)“Ramp”or“Tent”溫度曲線圖是根據(jù)新的錫漿(no-clean)成分比和目前復(fù)雜產(chǎn)品的要求來(lái)制作的。使制程中由加熱導(dǎo)致的損害最小可以減少諸如元件爆裂(“popcorning”)，

板子變形，分層等殘余的壓力或問(wèn)題。對(duì)于大多數(shù)

no-clean

錫漿而言，其本身含有不太活躍的助焊膏，滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)只會(huì)在回流焊之前將助焊膏耗盡。其第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)減少先前本應(yīng)用于

滯留區(qū)的時(shí)間而加快了整個(gè)回流焊的過(guò)程，產(chǎn)出平均提升20%-25%。

RampprofileforNocleansolderpasteReflowProfile簡(jiǎn)介曲線圖錯(cuò)誤會(huì)產(chǎn)生不良不良現(xiàn)象導(dǎo)致不良可能的原因元件爆裂預(yù)熱區(qū)升溫過(guò)快錫球回流焊之前未完全干燥，過(guò)高的干燥溫度冰焊點(diǎn)回流時(shí)間不足Soldernotwettoleads干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致助焊膏性狀變化，回流焊過(guò)度導(dǎo)致氧化Pad上錫不濕過(guò)多氣流導(dǎo)致鉛比板子加熱更快零件/板子起火回流溫度過(guò)高ReflowProfile常見(jiàn)不良現(xiàn)象ReflowProfile簡(jiǎn)介

熱電偶裝置熱電偶的正確裝置對(duì)Profile曲線圖的測(cè)量至關(guān)重要。裝置一個(gè)高溫錫合金或?qū)щ姯h(huán)氧樹(shù)脂。應(yīng)裝置于板子上體現(xiàn)最熱點(diǎn)與最冰點(diǎn)的連接位置(lead-to-pad連接處)。通常最熱點(diǎn)是位于板子角落或邊緣的low-mass元件，如電阻。最冰點(diǎn)則可能是位于板子中心部分的諸如

QFP,PLCC,BGA,CSP,LGA與金屬零件等

high-mass元件附近。對(duì)于BGA/CSP/LGA，較冷點(diǎn)會(huì)處于近于中心的位置而較熱點(diǎn)則處于外圍。

其他熱電偶應(yīng)與熱敏感元件(MVC)

和其他high-mass零件相連接以確保其充分受熱。使用已組裝元件的板子作為測(cè)量Profile的載具。不要使用未組裝板測(cè)量。推薦使用TypeK,30AWG熱電偶導(dǎo)線。導(dǎo)線要擰在一起，事前焊在一起為佳，

要盡可能擰緊并與高溫錫合金焊在一起以得到精確的溫度記錄。ReflowPr