在PCBA加工中，科學(xué)設(shè)定回流焊爐溫曲線需結(jié)合PCB材質(zhì)、元器件特性、焊膏類型及設(shè)備能力，通過分階段控制溫度參數(shù)實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化。以下是具體設(shè)定方法及優(yōu)化策略：

一、回流焊溫度曲線四大核心階段

1. 預(yù)熱區(qū)（升溫區(qū)）

• 大尺寸或高熱容量元件需延長預(yù)熱時(shí)間，避免溫差過大。

• 吸濕敏感元件（如MSL級別高的IC）需預(yù)烘烤（125℃，24小時(shí)）去除水分。

• 溫度范圍：室溫→150-180℃

• 升溫速率：1-3℃/s（過快導(dǎo)致元件開裂，過慢助焊劑提前揮發(fā)）。

• 時(shí)間：60-90秒

• 目標(biāo)：均勻加熱PCB，激活助焊劑，減少熱沖擊。

• 參數(shù)：

• 優(yōu)化點(diǎn)：

2. 恒溫區(qū)（保溫區(qū)/活性區(qū)）

• 時(shí)間不足會導(dǎo)致助焊劑活性不足，時(shí)間過長則焊料氧化。

• 關(guān)鍵元件（如BGA）下方增加散熱通道（如熱過孔）以降低局部溫度。

• 溫度范圍：150-180℃→180-200℃

• 升溫速率：0.3-0.8℃/s

• 時(shí)間：60-120秒

• 目標(biāo)：揮發(fā)溶劑，去除氧化物，使PCB溫度均一化。

• 參數(shù)：

• 優(yōu)化點(diǎn)：

3. 回流區(qū)（峰值區(qū)）

• 峰值溫度過高或時(shí)間過長會導(dǎo)致PCB分層、元件熱損壞。

• 使用低熔點(diǎn)焊膏（如Bi基焊膏）可降低峰值溫度，減少熱應(yīng)力。

• 無鉛錫膏（如SAC305）：峰值溫度240-250℃，時(shí)間45-90秒。

• 有鉛錫膏：峰值溫度210-230℃，時(shí)間20-30秒。

• 超過熔點(diǎn)時(shí)間（TAL）：需嚴(yán)格控制在推薦范圍內(nèi)（過長損傷元件，過短潤濕不足）。

• 目標(biāo)：焊料熔融，形成可靠焊點(diǎn)。

• 參數(shù)：

• 優(yōu)化點(diǎn)：

4. 冷卻區(qū)

• 強(qiáng)制冷卻（如風(fēng)冷）需避免局部不均勻。

• 氮?dú)獗Ｗo(hù)可降低氧化，允許峰值溫度降低5-10℃。

• 降溫速率：-3至-10℃/s（過快導(dǎo)致焊點(diǎn)脆裂，過慢則晶粒粗大）。

• 目標(biāo)溫度：降至75℃以下

• 目標(biāo)：快速凝固焊點(diǎn)，形成致密結(jié)構(gòu)。

• 參數(shù)：

• 優(yōu)化點(diǎn)：

二、科學(xué)設(shè)定溫度曲線的關(guān)鍵步驟

1. 分析曲線需求

• 參考焊膏供應(yīng)商提供的推薦曲線（如峰值溫度、TAL時(shí)間）。

• 確認(rèn)元器件耐熱限制（如電解電容、連接器峰值溫度≤240℃）。

• 評估PCB特性（多層板、厚銅板需延長恒溫時(shí)間，薄板或柔性板需降低升溫速率）。

2. 預(yù)設(shè)溫度參數(shù)

• 預(yù)熱區(qū)：155℃（150℃+5℃溫差）

• 恒溫區(qū)：165℃、180℃、195℃、210℃（緩慢遞增）

• 回流區(qū)：230℃、255℃（峰值溫度）

• 冷卻區(qū)：225℃（初步設(shè)定，后續(xù)校準(zhǔn)）

• 以8溫區(qū)回流焊為例：

3. 實(shí)測驗(yàn)證與調(diào)整

• 峰值溫度誤差：±5℃以內(nèi)

• TAL時(shí)間誤差：±10秒以內(nèi)

• 使用測溫板（Profiling Board）在PCB關(guān)鍵位置（如BGA底部、大焊點(diǎn)、邊緣）固定熱電偶，模擬真實(shí)焊接。

• 根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)校準(zhǔn)溫度曲線：

• 反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整，直至焊接結(jié)果（如焊點(diǎn)潤濕性、錫膏熔化情況）符合要求。

三、工藝優(yōu)化支持策略

1. 使用溫度監(jiān)控系統(tǒng)

• 配備實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控系統(tǒng)（如熱電偶或紅外傳感器），記錄分析溫度曲線。

• 結(jié)合ANSYS Icepak、FloTHERM等軟件模擬溫度場，優(yōu)化布線和散熱設(shè)計(jì)。

2. 持續(xù)改進(jìn)與記錄

• 每次調(diào)整后詳細(xì)記錄溫度曲線設(shè)置和焊接結(jié)果，便于追溯歷史數(shù)據(jù)。

• 定期復(fù)測（如每班次或更換錫膏批次時(shí)），確保工藝穩(wěn)定性。

3. 針對常見問題優(yōu)化

• 冷焊：提高峰值溫度5-10℃或延長回流時(shí)間。

• 元件墓碑：優(yōu)化恒溫區(qū)均勻性，檢查焊盤設(shè)計(jì)對稱性。

• 焊球/飛濺：降低預(yù)熱升溫速率至1-2℃/s。

• PCB分層/變色：降低峰值溫度并縮短TAL。