SMT回流焊工藝之回流溫度曲線

在SMT生產流程中，如何控制回焊爐的溫度是非常重要的一環，好的爐溫曲線圖意味著可以形成良好的焊點。

上一期分享（SMT回流焊溫度解析之錫膏焊接特性）中，我們著重介紹了SMT回流工藝中的錫膏焊接部分。本期內容主要對回流溫度曲線的相關內容進行介紹。

一、再流焊曲線分類

引入標準為IPC J-STD-020 非氣密表面貼裝器件潮濕/再流焊敏感分級

標準溫度曲線如下圖：

二、RSS（Ramp soak spike）曲線解析

1、概念

RSS非線性溫度曲線，即升溫-保溫-回流溫度曲線，其整個回流過程嚴格分為預熱、恒溫、回流、冷卻四個溫區。

適用于板面面積大、PCB/器件熱容差異大、對助焊劑殘留要求高的產品。

2、RSS曲線的特征及適用性

★ 特征

1、升溫快、恒溫時間長、進入焊接速度快，曲線呈“馬鞍”型；

2、該溫度曲線能夠控制元件間的溫差，回流時能夠達到相同溫度；

3、可以讓錫膏內多余的助焊劑充分揮發，以減少焊接后的殘留；

4、推薦使用高殘留/高活性的錫膏；

5、較常用日系錫膏，助焊劑多數為松香型。

★最大優勢

1、消除或減少△T（溫度差）

2、助焊劑殘留少

二、RTS（ Rampto spike ）曲線解析

1、概念

RTS線形溫度曲線，即升溫-回流溫度曲線。從產品進入設備預熱開始，溫度曲線呈一條向上45°延伸的線，達到錫膏熔點后回流，最后冷卻完成焊接的過程。

適用于小型化PCB、微型化貼片產品、密Pitch器件、對焊點外觀要求較高等產品類型。

2、RTS曲線的特征及適用性

★ 特征

1、可用于任何化學成分或合金，為水溶錫膏和難于焊接的合金與零件所首選。

2、在RTS溫度曲線下回流的錫膏在預熱階段可保持住其助焊劑載體，因此能得到更光亮的焊點，可焊性問題很少；

3、可提高助焊劑濕潤性。

★最大優勢

助焊劑活性強，對難焊接的PCB、器件鍍層金屬明顯的改善作用。

一、回流溫度設定

可通過器件耐溫、工藝要求、回流設備、錫膏特性和PCB的Tg值（衡量PCB板耐熱性能的指標）五個方面，對回流時的溫度進行評估設定。

標準或規格書推薦的溫度曲線并非最優化曲線（限值是重點），關鍵是要結合產品本身布局、材料等因素綜合考慮，制定符合產品特點的溫度。

二、RSS曲線與RTS曲線的設定推薦

RSS曲線

RSS曲線

RTS曲線

RTS曲線

注：以上為溫度設定參考，實際溫度設定需根據產品評估后確定。

三、回流溫度的評價方法

關于如何評價分析回流溫度，可以從以下兩個維度進行——

其中，第二種方式可精準判斷焊接條件的可行性和穩定性，特別是針對BGA類產品。

一、回流溫度曲線標本測試點選取原則及方法

★ 必要評價原則：

1、客戶特定要求接點的，依照客戶要求實施，并根據風險評估結果，適當追加內部管制接點；

2、至少選取3點作為測試點，以PCBA上對角線位置進行選點（一面）；

3、對產品風險評估出的溫度風險點位進行監控，例如溫度敏感器件、有失效歷史的器件或設計結構等；

4、PCBA上選定一個空PAD作為測度點,目的是測試該PCB在回流過程中的溫度。

★ 其他評價原則：

1、有BGA元件時，要求表面和焊點端子各接一個測試點。當幾個BGA同時存在時，至少選擇一個面積最大的接點測試，若有0.5pitch及以下的BGA時，必須同時對該BGA設置點測試；

2、當有 LED元件時，最少選擇一個點進行溫度測試；

3、CHIP件，特別是電容需接點測試；

4、吸熱量大的焊點或接地PAD需接點測試。

二、熱電偶線的相關要求

需使用高溫錫線將電偶線閉合端焊接在測試點上，要求標準為緊密纏繞3圈以內。

熱電偶線閉合點的形成時，要牢固、導線不分開，因此，接頭外延部分的存在是避不可少，只能要求接近閉合部位，以減小溫差。

三、標本的分類、整理與標識

標本分為專用標本和通用標本。

專用標本需與生產實物一致，原則上所有有BGA或者回流風險器件的產品必須使用專用標本；通用標本可同類型產品替代標本。

關于標本的整理與標識，需要注意以下幾個方面：

1、測試插頭不可隨用隨裝，必須固化管理（即一個標本一組測試插頭）；

2、插頭按照測試通道編號，捆扎，有空間的情況下，可將測試點位進行備注；

3、熱電偶走線方面，按照下記圖示，規則性布線，轉角位置進行圓弧形彎腳處理。

騰昕檢測有話說：

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