SMT生產(chǎn)線的核心焊接工序為回流焊,其溫度控制需遵循“預(yù)熱-保溫-回流-冷卻”的完整曲線,不同階段溫度范圍不同,且需結(jié)合錫膏類型、電子元件特性、PCB板材參數(shù)靈活調(diào)整。以下是通用溫度標準及關(guān)鍵注意事項:

一、核心溫區(qū)溫度范圍(通用標準)

根據(jù)國際IPC/JEDEC J-STD-020規(guī)范及行業(yè)實踐,回流焊各階段核心溫度范圍如下,適用于多數(shù)常規(guī)電子料(如普通電阻、電容、芯片等):

1. 預(yù)熱區(qū)(升溫區(qū))

溫度范圍:室溫升至130℃~180℃(常規(guī)目標150℃~170℃);

升溫速率:1℃/s ~ 3℃/s(嚴禁過快,否則易導(dǎo)致錫膏飛濺、元件熱應(yīng)力開裂,如MLCC電容);

核心作用:均勻加熱PCB與電子料,去除錫膏中助焊劑溶劑,避免后續(xù)高溫沖擊。

2. 保溫區(qū)(活性區(qū))

溫度范圍:穩(wěn)定在150℃~180℃(略低于錫膏熔點);

持續(xù)時間:60s ~ 120s(根據(jù)錫膏活性調(diào)整);

核心作用:使PCB及各電子料溫度均勻化,充分激活助焊劑以清除焊盤、元件引腳的氧化物,進一步揮發(fā)殘留溶劑。

3. 回流區(qū)(熔融焊接區(qū))

此階段溫度需超過錫膏熔點,是形成可靠焊點的關(guān)鍵,核心參數(shù)分錫膏類型區(qū)分:

- 有鉛錫膏(如Sn63/Pb37):熔點約183℃,峰值溫度需控制在215℃~225℃(熔點以上32℃~42℃),液相線以上時間(焊料熔融狀態(tài))60s~150s;

- 無鉛錫膏(主流Sn-Ag-Cu合金):熔點約217℃~227℃,峰值溫度需控制在235℃~250℃(熔點以上20℃~40℃),液相線以上時間45s~90s;

- 升溫速率:2℃/s ~ 4℃/s,確保焊料快速熔融但不局部過熱。

4. 冷卻區(qū)

溫度范圍:從峰值溫度降至180℃以下(焊點固化溫度);

冷卻速率:1℃/s ~ 4℃/s(過快>4℃/s易導(dǎo)致焊點微裂紋、元件開裂;過慢影響生產(chǎn)效率及焊點結(jié)晶質(zhì)量);

核心作用:使熔融焊料快速凝固,形成牢固焊點,減少金屬間化合物過度生長。


二、不同電子料的溫度適配調(diào)整

部分特殊電子料耐熱性或散熱性特殊,需針對性調(diào)整回流區(qū)峰值溫度及持續(xù)時間,避免損壞元件或焊接不良:

1. 耐熱性較差元件

- 電解電容:峰值溫度降低2℃~5℃(無鉛工藝230℃~245℃),縮短液相線以上時間至30s~50s,防止電解液膨脹爆漿;

- LED(尤其是藍光、白光):峰值溫度控制在235℃~245℃(無鉛),持續(xù)時間10s~20s,避免高溫導(dǎo)致光衰;

- 熱敏傳感器、電池管理芯片:峰值溫度降低5℃~10℃,持續(xù)時間10s~20s,必要時采用局部加熱,減少對元件性能的影響。

2. 散熱性較差元件

- BGA(球柵陣列封裝):預(yù)熱速率放緩至1℃/s ~ 2℃/s,保溫時間延長至70s~90s,回流峰值溫度比常規(guī)高2℃~3℃(無鉛248℃~253℃),確保底部焊球充分熔融;

- 大體積QFN、功率器件:延長保溫時間,回流峰值溫度取常規(guī)上限(無鉛245℃~250℃),保證熱量穿透至焊點。


三、關(guān)鍵限制條件(不可突破)

1. PCB板材限制:峰值溫度不可超過PCB玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),普通FR-4板材Tg約130℃~140℃,中Tg(150℃~160℃)、高Tg(>170℃)適用于無鉛高溫工藝,否則易導(dǎo)致PCB分層、起泡;

2. 元件耐熱極限:任何情況下,回流峰值溫度需低于電子料標注的最大耐熱溫度(Tmax),多數(shù)常規(guī)元件Tmax≥260℃,但特殊元件需查閱 datasheet;

3. 錫膏特性匹配:嚴格遵循錫膏供應(yīng)商推薦參數(shù),如部分低熔點無鉛錫膏(Sn-Bi系)熔點138℃,回流峰值溫度僅需170℃~180℃,不可按常規(guī)無鉛參數(shù)設(shè)置。


電子料SMT焊接的核心溫度聚焦于回流區(qū),常規(guī)場景下:有鉛工藝整體峰值215℃~225℃,無鉛工藝235℃~250℃;預(yù)熱與保溫區(qū)通用150℃~180℃。實際生產(chǎn)需結(jié)合錫膏類型、元件特性(耐熱/散熱)、PCB參數(shù),通過測溫板(熱電偶)實測調(diào)整,確保溫度均勻性(爐內(nèi)溫差≤±2℃),避免虛焊、連錫、元件損壞等問題。