制程常见问题分析

SMT常见工艺问题简述(已点击1239次)

以下是我结合自己多年的实践经验，把零星收集的一些与工艺有关的文章经过整理后所得。希望对大家有一点帮助。

SMT常见工艺问题概述（一）

锡膏制程

（一）普通锡膏（63/37）

普通锡膏于制程中常见的工艺问题主要为以下几种：

元件竖立，短路，冷焊，偏移，锡珠

下面就这几种常见的现象简述一下控制的心得体会。

1．元件竖立

元件竖立又叫“曼哈顿效应“。主要是由于元件两端焊锡浸润不均匀，因此,熔融焊料的不够均衡的表面张力拉力就施加在元件的两端上，引发此类不良的原因较多，但主要有三大类。即：

A．元件不良：元件两端电极氧化或附有异物，导致焊锡时上锡不良；基板材料导热性差，基板的厚度均匀性差；焊盘的热容量差异较大，焊盘的可焊性差异较大；锡膏中助焊剂的均匀性差或活性差。B．设计缺失：焊盘铜箔大小不一或一端连接有接地等较大的铜箔，造成回流时焊盘两端受热不均匀。C．制程缺失：制程缺失的因素很多。如两个焊盘上的锡膏厚度差异较大，锡膏太厚，印刷精度差，错位严重；预热温度太低；贴装精度差，元件偏移严重等。

以上三种成因中第一项就不用赘述了。只要严把进料和储存两关就好了。下面简述一下二，三两项成因的控制方法。

——对于设计上的缺失，长期办法当然是修改设计方案。短期办法或没法修改方案的情况下，就需要从二个方面入手。一是通过更改钢网的开口设计来达到控制的目的。即将铜箔较小的一端焊盘网孔局部加大，使之与大铜箔大小比例为1：1。从而降低焊盘两端锡膏回流时的时间差；二是修改炉温曲线，即延长升温区（回流前）的时间，降低升温速率，使整块PCB上各点的温度尽量保持平衡。从而避免因回流时的温度不平衡而导致元件受力竖起。

——制程缺失产生的原因就更多了。一个公司制程品质的好坏不在于有多么先进的设备，关键在于制程控制的方法和管理的力度上。好的控制方法应该从原材料的采购，进料的检验，储存环境和储存条件的设定等做起，每一环节都切实履行自己的职责，再到原物料的使用（包括使用环境，使用条件等工艺参数的设定）和设备的维护保养，校正以及参数设定，操作人员的培训和管理等，需要一个贯穿始终，环环相扣，职责分工明确又相互关联的控制系统。在各个职能部门和相关工作人员的通力协作下才能臻至理想状态。这一点，每个公司有每个公司的做法和不同的控制体系。具体的操作就是仁者见仁，智者见智了。

2．短路

短路这种不良现象多发于细间距IC的引脚之间，所以又叫“桥接“。当然也有CHIP件之间发生短路现象的，那是极少数。下面就细间距IC引脚间的桥接问题浅谈它的诚因及解决方法。

桥接现象多发于0.5mm及以下间距的IC引脚间，因其间距较小，故模板设计不当或印刷稍有疏漏就极易产生。

A．模板

依据IPC-7525钢网设计指南要求，为保证锡膏能顺畅地从网板开孔中释放到PCB焊盘上，在网板的开孔方面，主要依赖于三个因素：

1、）面积比/宽厚比>0.66

2、）网孔孔壁光滑。制作过程中要求供应商作电抛光处理。

3、）以印刷面为上面，网孔下开口应比上开口宽0.01mm或0.02mm，即开口成倒锥形，便于焊膏有效释放，同时可减少网板清洁次数。

具体的说也就是对于间距为0.5mm及以下的IC，由于其PITCH小，容易产生桥接，钢网开口方式长度方

向不变，开口宽度为0.5~0.75焊盘宽度。厚度为0.12~0.15mm，最好使用激光切割并进行抛光处理，以保证开口形状为倒梯形和内壁光滑，以利印刷时下锡和成型良好。

B．锡膏

锡膏的正确选择对于解决桥接问题也有很大关系。0.5mm及以下间距的IC使用锡膏时应选择粒度在20~45um，黏度在800~1200pa.s左右的，锡膏的活性可根据PCB表面清洁程度来决定，一般采用RMA 级。

C．印刷

印刷也是非常重要的一环。

（1）刮刀的类型：刮刀有塑胶刮刀和钢刮刀两种，对于PITCH≤0.5mm的IC，印刷时应选用钢刮刀，以利于印刷后的锡膏成型。

（2）刮刀的调整：刮刀的运行角度以45°的方向进行印刷可明显改善锡膏不同模板开口走向上的失衡现象，同时还可以减少对细间距的模板开口的损坏；刮刀压力一般为30N/mm2。

（3）印刷速度：锡膏在刮刀的推动下会在模板上向前滚动。印刷速度快有利于模板的回弹，但同时会阻碍锡膏漏印；而速度过慢，锡膏在模板上将不会滚动，引起焊盘上所印的锡膏分辨率不良，通常对于细间距的印刷速度范围为10~20mm/s

（4）印刷方式：目前最普遍的印刷方式分为“接触式印刷”和“非接触式印刷”。模板与PCB之间存在间隙的印刷方式为“非接触式印刷”。一般间隙值为0.5~1.0mm，其优点是适合不同黏度锡膏。锡膏是被刮刀推入模板开孔与PCB焊盘接触，在刮刀慢慢移开之后，模板即会与PCB自动分离，这样可以减少由于真空漏气而造成模板污染的困扰。

模板与PCB之间没有间隙的印刷方式称之为“接触式印刷”。它要求整体结构的稳定性，适用于印刷高精度的锡膏，模板与PCB保持非常平坦的接触，在印刷完后才与PCB脱离，因而该方式达到的印刷精度较高，尤适用于细间距、超细间距的锡膏印刷。

贴装的精度是首先必须保证的，其次是贴

D．贴装装的高度，对于PITCH≤0.5mm的IC在贴装时应采用0距离或者0~-0.1mm的贴装高度，以避免因贴装高度过低而使锡膏成型塌落，造成回流时产生短路。

E．回流

1、升温速度太快

2、加热温度过高

3、锡膏受热速度比电路板更快

4、焊剂润湿速度太快。

3．冷焊

冷焊是指在元件电极或引脚与电路板焊点之间没有形成焊接点。一般来说，这可归因于以下四方面的原因：1、焊锡熔敷不足2、引脚共面性差3、润湿不够4、焊锡损耗，这是由镀锡板上锡膏塌落，引脚的芯吸作用或焊点附近的通孔引起的

引脚的芯吸作用可以通过减慢加热速度以及让底面比顶面受热更多来加以解决,此外,使用润湿速度较慢的焊剂,较高的活化温度也能最大限度地减少芯吸作用.用焊锡掩膜来覆盖连接路径也能防止由附近的通孔引起的芯吸作用。

4．偏移

偏移是指元件两端或IC引脚在回流后超出焊盘范围或歪斜。产生的原因主要是（1）贴装精度不够造成元件偏移

（2）贴装压力太大破坏了锡膏的完整性

（3）元件太轻，锡膏太厚

解决的办法是调整贴装精度；调整贴装高度，使元件贴装完成后是轻放在锡膏上面，而不是陷入锡膏中破坏其完整性，这样在回流时通过锡膏熔融时产生的拉力使元件自动校正完成焊接。

5．锡珠

锡珠就是指锡膏在回流后产生的一个个焊锡球.它们形成在具有极低的托脚的元件如高电容的周围。锡珠是由焊剂排气而引起,在预热阶段这种排气作用超过了锡膏的内聚力,排气促进了锡膏在低间隙元件下形成孤

立的颗粒,在熔融时,熔化了的孤立锡膏再次从元件下冒出来,并聚结起形成锡珠。

锡珠的成因包括：1、焊点和元件重叠太多2、在元件下涂了过多的锡膏3、贴装元件的压力太大，使锡膏被挤出元件电极两端4、预热时温度上升速度太快5、预热温度太高6、湿气从元件和阻焊料中释放出来7、焊剂的活性太高8、所用的粉料太细9、金属负荷太低10、印刷成型不好，锡膏塌落太多11、锡粉氧化物太多12、锡膏回温不足，吸收了空气中的水分13、PCB吸潮14、PCB焊盘上有阻焊物，造成回流时上锡不良。

解决锡珠可从以下几方面如手：

（1）模板：改变传统的开口方法，将开口设计成半圆、凹形或菱形，以减少锡膏印刷量及贴装时挤压溢出的可能性。

（2）调节回流温度，使预热温度缓慢上升和加长预热时间。

（3）充分保证锡膏满足回温时间。

（4）吸潮的PCB应先预烤4～6小时，温度为80～110℃

（二）高温锡膏

高温锡膏制程中常见的工艺问题主要为：

元件竖立空焊偏移

1．元件竖立

元件竖立在高温锡膏制程中为发生率最高的不良项目，这是因为高温锡膏的熔融温度很高（245℃），一般的电子元件两端电极在高温下均会出现不同程度的氧化现象，若有元件的电极在达到熔融温度之前氧化，则回流时就会产生上锡不良而被锡膏的熔融拉力拉起造成竖立。另外，在高温锡膏制程中若PCB焊盘设计不当（大小不对称），则产生竖件的可能性将会比普通锡膏高。

要有效防止元件竖立的发生，除应该注意普通锡膏制程中的关键点外，还应该在回流曲线上有所改进。即使PCB从常温升至175℃的时间保持在80～95S之间，从175℃～245℃的时间保持在45～60S之间，245℃以上的时间保持在30S左右。这样，将会最大限度的减少竖立的发生。

2．空焊

高温制程中的空焊问题是仅次于元件竖立的又一大难关。其形成的原因除普通制程中的焊锡熔敷不足、引脚共面性差、润湿不够、焊锡损耗外，还有一种就是由于高温制程中回流的温度很高，造成锡膏中的活性剂挥发过多，而高温锡膏的流变性本来就较普通锡膏差，故此锡膏在回流时产生了一层氧化膜而阻碍了焊点的形成。解决的办法是降低预热区温度，使预热区温度缓慢上升（1.5～2℃/S）；延长预热时间（由90S 左右延长至120S左右）。

3．偏移

因高温锡膏的流变性较差，故防止偏移的最好办法是保证贴装的精确度。

电子元件产生虚焊的原因与规律对于电子设备来说，特别是使用时间较长的电站设备来说，内部的元件出现虚焊造成接触不良现象是常见的故障之一，也是比较难于超找的故障。

1、元件产生虚焊的常见原因

(1)焊锡熔点比较低，强度不大

由于焊锡熔点低，而元件引脚和固定元件的板子材料不同，其热膨胀系数不同，日久后，伴随着元件工作温度的变化，在热胀冷缩的作用下，就会产生虚焊现象。

(2)元件引脚存在的应力现象

如果元件安装不到位，或者元件比较重，或者固定元件的线路板存在变形，都会使得元件引脚对其焊点产生应力作用，在这个应力作用的长期作用下，就会产生虚焊现象。

(3)焊接时用锡量太少

在安装或维修过程中，焊接元件时用锡量太少，时间长后就比较容易产生虚焊现象。

(4)元件产生的高温引起其固定点焊锡变质

有的元件会产生较高的温度，在长期的高温作用下，固定点的焊锡重者会发生脱焊，轻者出现虚焊故障。

(5)元件引脚安装时没有处理好

在元件安装时或者在维修过程中，没有处理很好地对元件的引脚进行去脂去氧气层处理，或镀锡不好，这也是产生虚焊的常见

(6)焊锡本身质量不良

如果同时有很多点都出现了虚焊的故障，多数原因是因为焊锡本身质量不好引起的。

(7)线路板敷铜面质量不好

焊接之前线路板敷铜没有很好地进行去脂去氧化层和加涂敷、助焊处理，造成吃锡效果为好，日久后出现了虚焊现象。

2、虚焊故障常见的种类

(1)虚焊部位在焊点与焊盘之间

如图1所示。产生这种虚焊现象的原因是虽然元件引脚处理得好，但线路板敷铜焊盘面上没有处理好，导致焊接时吃锡不充分造成的。这种虚焊现象由于隐藏在焊点下面，一般不容易发现。

(2)虚焊点在元件引脚与焊点之间

如图2所示。产生的原因主要是元件引脚没有得到很好的处理，导致引脚与焊点不能很好地熔合。日久后元件引脚氧化现象加剧，形成时通时不通的接触不良现象。

(3)虚焊点产生在焊点中间

如图3所示。这类现象经常出现在工作温度比较高的的元件周围产生的原因主要是因为焊点处用锡量比较少，焊接温度太高（加速氧化）或太低，造成焊接质量差。这种焊点周围会有一圈比较明显的塌陷，且焊点不够光滑，焊点颜色呈暗灰，因此相对来说，还是比较容易发现的。

3、虚焊点容易发生的部位

(1)体积和重量比较大的元件

因为元件本身的重量比较大，在安装或搬运的过程中容易产生应力。久后元件引脚就会逐渐与线路板分离，产生虚焊。

(2)经常会受到外力作用的元件

在电子设备中，为了与其他设备连接方便，设置了插接件，还有如各种微动开关之类器件。若这些经常受到外力作用或者使用不当会使这些元件产生松动，久而久之产生虚焊。

(3)工作温度比较高的元件

在电子设备中，不可避免地存在着一些工作温度比较高的元件，比如大功率电阻，大功率开关管和散热器周围元件等，这些元件由于本身的温度比较高，在热胀冷缩作用下其引脚很容易产生虚焊现象。

(4)线路板容易产生变形的部位

线路板有的部位没有固定，长期处于悬空状态，而有的固定不平整，容易出现变形。安装在变形部位的元件就比较容易出现虚焊现象。

(5)安装不合理的元件

元件与电路板不很相符，或是代用品，造成安装得很别扭，这些容易受到挤压，从而出现虚焊。

4、虚焊故障常用的检修方法

有的虚焊故障点非常隐蔽，所以在检修虚焊故障时要认真仔细，要有足够的照明度，必要时还可以借助于放大镜和通表（万用表低阻档）检查。

(1)震动法

当遇到虚焊现象时，可以采取敲击的方法来证实，用螺丝刀手柄轻轻敲击线板，以确定虚焊点的位置。但在采用敲击法时，应保证人身安全，同时也要保证设备的安全，以免扩大故障范围。

(2)晃动法

就是用手或镊子对低电压元件逐个地进行晃动，以感觉元件有无松动现象，这主要应对比较大的元件进行晃动。另外，在用这个方法之前，应对故障范围进行压缩，确定出故障的大致范围，否则面对众多元件，逐个晃动是很不现实的。

(3)补焊法

补焊法是当仔细检查后仍旧不能发现故障时进行的一种维修方法，就是对故障范围内的元件逐个进行焊接。这样，虽然没有发现真正故障点，但却能达到维修的目的。

虚焊的原因及解决

（时间:2006-11-30 共有

1102 人次浏览）[信息来源:互联网]

能焊接，但用二百多的SMT回流焊再加上使用腐蚀性较弱的免清洗焊膏就难以熔化。故氧化的SMD 就不宜用再流焊炉焊接。买元件时一定要看清是否有氧化的情况，且买回来后要及时使用。同理，氧

化的焊膏也不能使用。\A

（2）多条腿的表面贴装元件，其腿细小，在外力的作用下极易变形，一旦变形，肯定会发生虚焊或缺焊的现象，所以贴前焊后要认真检查及时修复

回流焊

https://www.360docs.net/doc/9d3307141.html,作者:未知来自:未知点击:341 时间:2003-10-15

中锡球形成的机理回流焊接中出的锡球，常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分，所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出，形成锡球。因此，焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。 2.1.2.2 原因分析与控制方法造成焊锡润湿性差的原因很多，以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施： a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，达到平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出焊锡球。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在1～4°C/s是较理想的。 b)如果总在同一位置上出现焊球，就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求，对于焊盘大小偏大，以及表面材质较软（如铜模板），造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时，回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。 c)如果在贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏（我们认为至少4小时），则会减轻这种影响。 d)另外，焊膏印错的印制板清洗不充分，使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被贴放的元器件重新对准、贴放，使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程行生产，加强工艺过程的质量控制。细间距引脚桥接问题导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有：a)漏印的焊膏成型不佳；b)印制板上有缺陷的细间距引线制作；c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而，应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键工序的质量控制入手，尽可能避免桥接隐患。

2.3.1模板材料的选择 SMT工艺质量问题70%出至于印刷这到工序，而模板是必不可少的关键工装，直接影响印刷质量。通常我们使用的模板材料是铜板和不锈钢板，不锈钢板与铜板相比有较小的摩擦系数和较高的弹性，因此在其它条件一定的情况下，更有利于焊膏脱模和焊膏成型效果好。通过0.5mm引脚中心距QFP208器件组装试验统计，因铜模板漏印不合格而造成的疵点数占器件总焊点数（208个）的20%左右；在其它条件一定的情况下，利用不锈钢模板漏印，造成的疵点率平均为3%。因此，对引脚中心距为0.635mm以下的细间距元器件的印刷，提出必须采用不锈钢板的要求，厚度优选0.15mm～0.2mm.。

2.3.2丝印过程工艺控制焊膏在进行回流焊之前，若出现坍塌，成型的焊膏图形边不清晰，在贴放元器件或进入回流焊预热区时，由于焊膏中的助焊剂软化，则会造成引脚桥接。焊

膏的坍塌是由于使用了不合适的焊膏材料和不宜的环境条件，如较高的室温会造成焊膏坍塌。在丝印工序中，我们通过以下工艺的调整，小心地控制焊膏的流变特性，减少了坍塌。

a)丝印细间距引线，通常选用厚度较薄的模板，为避免漏印的焊膏量偏少，所需的焊膏黏度应较低，这样焊膏流动性好，易漏印，而且模板与PCB脱模时不易带走焊膏，保证焊膏涂覆量。但同时为了保持焊膏印刷图形的理想形态，又需要较高的焊膏黏度。我们解决这一矛盾的方法是选用45-75um的更小粒度和球形颗粒焊膏，如爱法公司的RMA390DH3型焊膏。另外，在丝印时保持适宜的环境温度，焊膏黏度与环境温度的关系式表示如下：logu=A/T+B ---------------(1) 式中：u —粘度系数； A，B—常数 T—绝对温度。通过上式可看出，温度越高，粘度越小。因此，为获得较高的粘度，我们将环境温度控制20+3°C。 b)刮刀的速度和压力也影响焊膏的流变特性。因为他们决定了焊膏所受的剪切速率和剪切力大小。焊膏黏度与剪切速率的关系如图2所示。在焊膏类型和环境温度较合适的情况下，在刮刀压力一定的情况下，将印刷速度调慢，可以保持焊膏黏度基本不变，这样供给焊膏的时间加长，焊膏量就增多，而且有好的成型。另外，控制脱模速率的减慢和模板与PCB的最小间隙，也会在减少细间距引脚桥接方面起到良好的效果。根据我们使用的SP200型丝印机，我们认为印刷细间距线较理想的工艺参数是：印刷速度保持在

10mm/s-25mm/s；脱模速率控制在2s左右；模板与PCB的最小间隙小于等于0.2mm。

锡膏回流温度曲线的设定与测量

（时间:2007-10-26 8:49:21 共有

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摘要：回流焊接是表面组装技术（SMT）中所特有的工艺。本文主要介绍了锡膏工艺回流温度曲线的设定方法和回流温度曲线的测量方法。

关键词: 温度曲线、回流焊、温区

引言:

自80年代以来，电子产品以惊人的速度向轻薄短小和高性能化方向发展，在这个过程中表面组装技术(SMT)的普及应用起了关键的作用。在目前业内的印刷和贴片设备、技术相差不大的情况下，回流焊接技术的好坏对于最终产品的质量和可靠性显得至关重要。因此对回流焊工艺进行深入研究、开发合理的回流焊温度曲线,是保证表面组装质量的重要环节。

回流焊设备的发展

在电子行业中，大量的表面组装组件(SMA)通过回流焊进行焊接，目前回流焊设备的种类以热传递方式划分有红外线、全热风、红外线加热风三种类型。

红外线：红外线回流焊是以红外线辐射的方式实现被焊元器件加热的焊接方式。具有加热快，节能，运行平稳的特点。但由于印刷线路板及各种元器件因材质，色泽的不同对红外线辐射的热吸收率存在着很大的差异，因此造成印刷线路板上各种不同元件之间，以及相同元件的不同区域之间存在温度不均匀的现象。全热风：全热风回流焊是通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使炉内热气流循环，从而实现被焊元器件加热的焊接方式。这种加热方式印刷线路板上元器件的温度接近设定的加热温区的气体温度，完全克服了红外线回流焊的温差和遮蔽效应，但在全热风回流焊设备中循环气体的对流速度至关重要,为确保炉内的循环气体能够作用于印刷线路板上的每一个区域，气流必须具有足够的速度，这在一定程度上易造成印刷线路板的抖动和元器件的移位。此外这种加热方式就热交换而言效率差、能耗高。

红外加热风：红外加热风回流焊是在红外线加热的基础上追加了热风的循环，通过红外线和热风双重作用来实现被焊元器件加热的焊接方式。这种加热方式使炉内的温度更均匀，充分利用了红外线穿

透力强，具有热效率高，能耗低的特点，同时又有效地克服了红外线加热方式的温差和遮蔽效应，弥补了热风加热方式对气体流动速度要求过快而造成不良影响。

温度曲线

温度曲线是施加于装配元件上的温度对时间的函数Y=F(T)，体现为回流过程中印刷线路板上某一给定点的温度随时间变化的一条曲线。如图1 所示，（图1 给出的是一条较典型的RSS温度曲线）。图中横轴是时间，纵轴是温度，曲线Y是一条随时间的增加温度不断发生变化的曲线。曲线Y在OtT坐标系中所包围的面积为被测点在整个回流焊接过程中所接收到的能量的总和。用能量的概念表示的温度曲线函数为Y=∫d(T)。温度曲线又可分为RSS曲线和RTS曲线。

RSS曲线：是一种由升温、保温、回流、冷却四个温度区间组成的温度曲线。其每个温度区间在整个回流焊接过程中扮演着不同的角色。升温区：通过缓慢加热的方式使印刷线路板从室温加热至135-170℃（SN63/PB37），升温速度一般在1-3℃/S。保温区：通过保持相对稳定的温度使锡膏内的助焊剂发挥作用并适当散发。回流区：炉内的温度达到最高点，使锡膏液化，印刷线路板的焊盘和元器件的焊极之间形成合金，完成焊接过程。冷却区：对完成焊接的印刷线路板进行降温。

RTS曲线：是一种从升温至回流的温度曲线。可分为升温区和冷却区。升温区：占整个回流焊接过程的2/3，速度平缓一般为0.5-1.5℃/S。使印刷线路板的温度从室温升至峰值温度。冷却区：对完成焊接的印刷线路板进行降温。

RSS曲线与RTS曲线的比较：

RSS曲线：重视温度与时间的结合，曲线的区间划分祥细，生产效率高，适应能力一般。适用于印刷线路板尺寸偏小，板上元器件体积较小、种类较少的产品。

RTS曲线：重视升温速率，曲线的区间划分模糊，生产效率不高，适应能力强。适用于印刷线路板尺寸较大，板上元器件体积较大、种类较多的产品。

温度曲线的设定

温度曲线是由回流焊炉的多个参数共同作用的结果，其中起决定性作用的两个参数是传送带速度和温区的温度设定。传送带速度决定了印刷线路板暴露在每个温区的持续时间，增加持续时间可以使印刷线路板上元器件的温度更加接近该温区的设定温度。每个温区所用的持续时间的总和又决定了整个回流过程的处理时间。每个温区的温度设定影响印刷线路板通该温区时温度的高低。印刷线路板在整个回流焊接过程中的升温速度则是传送带速和各温区的温度设定两个参数共同作用的结果。因此只有合理的设定炉温参数才能得到理想的炉温曲线。?蝣梏龊rb

现以最为常用的RSS曲线为例介绍一下炉温曲线的设定方法。

链速的设定：设定温度曲线时第一个要考虑参数是传输带的速度设定，该设定将决定印刷线路板通过加热通道所花的时间。传送带速度的设定可以通过计算的方法获得。这里要引入一个指标，负载因子。负载因子：F=L/(L+s) L=基板的长，S=基板与基板间的间隔。负载因子的大小决定了生产过程中炉内的印刷线路板对炉内温度的影响程度。负载因子的数值越大炉内的温度越不稳定，一般取值在0.5~0.9之间。在权衡了效率和炉温的稳定程度后建议取值为0.7-0.8。在知道生产的板长和生产节拍后就可以计算出传送带的传送速度（最慢值）。传送速度(最慢值)=印刷线路板长/0.8/生产节拍。传送速度（最快值）由锡膏的特性决定，绝大多数锡膏要求从升温开始到炉内峰值温度的时间应不少于180秒。这样就可以得出传送速度（最大值）=炉内加热区的长度/180S。在得出两个极限速度后就可以根据实际生产产品的难易程度选取适当的传送速度一般可取中间值。

温区温度的设定：一个完整的RSS炉温曲线包括四个温区。分别为：

预热区：其目的是将印刷线路板的温度从室温提升到锡膏内助焊剂发挥作用所需的活性温度135℃，温区的加热速率应控制在每秒1~3℃，温度升得太快会引起某些缺陷，如陶瓷电容的细微裂纹。

保温区：其目的是将印刷线路板维持在某个特定温度范围并持续一段时间，使印刷线路板上各个区域的元器件温度相同，减少他们的相对温差，并使锡膏内部的助焊剂充分的发挥作用，去除元器件电极和焊盘表面的氧化物，从而提高焊接质量。一般普遍的活性温度范围是135-170℃（以SN63PB37为例），活性时间设定在60-90秒。如果活性温度设定过高会使助焊剂过早的失去除污的功能，温度太低助焊剂则发挥不了除污的作用。活性时间设定的过长会使锡膏内助焊剂的过度挥发，致使在焊接时缺少助焊剂的参与使焊点易氧化，润湿能力差，时间太短则参与焊接的助焊剂过多，可能会出现锡球，锡珠等焊接不良。从而影响焊接质量。

回流区：其目的是使印刷线路板的温度提升到锡膏的熔点温度以上并维持一定的焊接时间，使其形成合金，完成元器件电极与焊盘的焊接。该区的温度设定在183℃以上，时间为30-90秒。（以SN63PB37为例）峰值不宜超过230℃，200℃以上的时间为20-30秒。如果温度低于183℃将无法形成合金实现不了焊接，若高于230℃会对元器件带来损害，同时也会加剧印刷线路板的变形。如果时间不足会使合金层较薄，焊点的强度不够，时间较长则合金层较厚使焊点较脆。

冷却区：其目的是使印刷线路板降温，通常设定为每秒3-4℃。如速率过高会使焊点出现龟裂现象，过慢则会加剧焊点氧化。理想的冷却曲线应该是和回流区曲线成镜像关系，越是靠近这种镜像关系，焊点达到固态的结构越紧密，得到焊接点的质量越高，结合完整性越好。

了解了温度曲线各个温区的特性后就可以根据产品的特点来设定回流焊炉每个温区的温度了。一但温区的温度设定以后回流焊炉内的热容量就确定了下来。在生产过程中通过炉内的产品会不断的吸收热量，随着炉内产品数量的不断增加被吸收的热量也在不断的增加。如果回流焊炉所能补允的热量小于产品所吸收的热量时就不能够保证产品的品质。而实际生产中是不可能对炉温进行实时更新的，因此这就要求设定的温度曲线具有一定的适应能力或针对不同的产品种类设定不同的温度曲线。如，印刷线路板的尺寸较小，元器件体积较小的产品，因这种产品对热量的吸收较小，元器件本身的升温速度也相对较快，所以曲线升温区的升温速率可以适当加大，保温区的保温时间可以相对缩短。而对于印刷线路板的尺寸较大，元器体积较大的产品，其对热量吸收的要求较高，元器件本身的内外部温差较大，所以其升温区的升温速率应降低，保温区的保温时间应加长以保证板面上各种元器件及元器件的每个部位之间的温差最小。

典型区间温度设定（SN63PB37）

区间温度时间速率

升温室温~135℃大于30S 1~3℃/S

保温135~170℃60-90S 0.5~1℃/S

回流183~183℃60~90S 1~3℃/S

冷却1~4℃/S

温度曲线的测量

因回流焊设备的结构和工作原理决定了温区的设定温度反映到生产的产品上时会有不小的差异。回流焊设备上显示的区间温度并不是实际的区间温度，显示温度只是代表该温区内热敏电偶所感应到的环境温度，如果热电偶靠近加热源，显示的温度将相应比温区内其它区域的温度高，热电偶越靠近印刷线路板的传送轨道，显示的温度将越能反映产品的实际温度。因此在设定了温度之后还必需对产品进行实际的测量以得到产品实际的温度，并对设定的温度进行分析，修改以得到一条针对某种产品的最佳温度曲线。

炉温曲线测量需要的设备和辅助工具：

温度曲线仪：测温仪一般分为两类：实时测温仪，能够即时传送温度、时间数据并作出图形。另一种非实时测温仪，通过采样、储存，然后将采集来的数据上载到计算机进行分析。

热电偶：用于感受环境温度的介质。其工作原理是由两种不同成分的导体组成回路，当测温端和

参比端存在温差时回路中就会产生热电流，通过电流的大小来反映外界温度的变化。热电偶一般要求较小直径，因为较小直径的热电偶热质量小、响应快，得到的结果较为精确。

将热电偶附着于印刷线路板上的工具：焊料，胶粘剂，高温胶带。

测试点的选择：实际在生产一块印刷线路板过程中，板面上各个区域所承载的各种元器件的温度是不尽相同的。炉内的热空气在热风机的作用下在炉内流动（从上、下两个加热板向传输轨道方向流动，当遇到阻隔时就沿着印刷线路板的表面向板的边缘扩散，这样板的中心区域就变成了温度最低的地方）。元器件体积的大小也决定着温度的高低，体积小的元器件温度高，体积大的元器件温度低。因此在实际测量中要较真实，较全面的反映被测产品的真实温度被测点的选取尤为重要。一般遵循以下几个原则。髾躯夈?╡

1) 在条件允许的条件下尽量多的选取被点。

2) 被测点的选择尽量在同一纵轴线上。

3) 对温度有特殊要求的元器件。

4) 板面温度最高的位置。

5) 板面温度最低的位置。

热电偶的固定：选择好被测点后则需在被测点安置热电偶，一般有以下几种方法：

1) 使用焊料固定，一般使用PB含量较高的高温焊料将热电偶固定在被测点。要求焊点要尽可能的小，因为高温焊料的可焊性不高所以对焊接的技能要求较高，由于是高温焊接所以对元器件的热冲击也较大。测温效果较好。j 氻箨&

2) 使用胶粘剂固定，一般使用环氧树脂类的胶粘剂将热电偶固定在被测点。要求胶点要尽可能的小。测温效果一般。

3) 使用高温胶带固定，一般使用具有耐高温、导热性能好的胶带将热电偶固定在被测点。要求要尽可能的将热电偶靠近被测点。这种方法操作方便，但测量效果最差。

每种方法都应该将热电偶的测量端尽可能的靠近被测点，这样才能够得到较真实的测量结果。

测量方法：

1) 对被测的印刷线路板进行热性能分析选择被测点。j肶?裞猄7

2) 将热电偶附着在被测的印刷线路板上。为了保证测量结果的准确性被测的印刷线路板应选用完全贴装的产品。

3) 触发测温仪开始记录数据并将测温仪连同被测的印刷线路板一同放入回流焊炉内。这里要注意两点。第一点：测温仪有两种，一种是触发后立即开始记录数据，这就要求在触发后在最短的时间内将测温仪放入回流焊炉，以保证所测回流时间的准确性。另一种测温仪为温感型，当环境温度升高到40℃（一般高于人体的体温，用于保证在操作阶段不会记录数据。）以上时才开始记录数据，这种测温仪对放入时间就没有什么要求。第二点：为了最大限度的还原生产时的实际环境，在被测板的前方要保证正常生产时的过板数量。在被测板放入炉腔后不可再放入产品，避免意外发生。

4) 最后将从炉中采集好数据的测温仪接入计算机，生成温度曲线。

曲线分析与炉温调整：分析温度曲线之前需掌握几个控制点的数据。

1) 确定从环境温度到回流峰值温度的总时间。

2) 各温区的工艺参数（温度、时间、升温速度）。

具体调整方法如下：首先通过调整传送带速度来满足从环境温度到回流峰值温度的总时间与所希望的加热曲线居留时间相区配。下一步，应以从左到右的顺序调整曲线的偏差（流程顺序），来保证整体曲线的形状和各温区的工艺参数、给定的标准相符。例：如果预热区和回流区中存在差异，首先应将预热区的差异调整正确，最好一次调整一个参数，在作进一步调整之前应先运行调整后的曲线并测出新的曲线

后再参照新的曲线进行调整。因为一个给定温区的温度改变将影响其随后温区的温度变化。应以循序渐进的原则进行炉温曲线的调整。

结论: 温度曲线是通过设定、测量、调整三个步骤得来的。而在实际的操作中要得到一条适合产品特点的温度曲线是要经过很多次的测量和调整才能够实现的。一条完美的锡膏回流温度曲线不仅可以得到光亮的、结构紧密的焊点，而且还能够对印刷、贴片等工序造成的不良起到一定的修复作用。因此，温度曲线的设定及正确的测量方法是一个合格的SMT工程师所必需具备专业知识。