許多舊式的爐傾向于以不同速率來(lái)加熱一個(gè)裝配上的不同零件，取決于回流焊接的零件和線(xiàn)路板層的顏色和質(zhì)地。一個(gè)裝配上的某些區域可以達到比其它區域高得多的溫度，這個(gè)溫度變化叫做裝配的D T。如果D T大，裝配的有些區域可能吸收過(guò)多熱量，而另一些區域則熱量不夠。這可能引起許多焊接缺陷，包括焊錫球、不熔濕、損壞元件、空洞和燒焦的殘留物。

為什么和什么時(shí)候保溫

保溫區的唯一目的是減少或消除大的D T。保溫應該在裝配達到焊錫回流溫度之前，把裝配上所有零件的溫度達到均衡，使得所有的零件同時(shí)回流。由于保溫區是沒(méi)有必要的，因此溫度曲線(xiàn)可以改成線(xiàn)性的升溫-到-回流(RTS)的回流溫度曲線(xiàn)。

應該注意到，保溫區一般是不需要用來(lái)激化錫膏中的助焊劑化學(xué)成分。這是工業(yè)中的一個(gè)普遍的錯誤概念，應予糾正。當使用線(xiàn)性的RTS溫度曲線(xiàn)時(shí)，大多數錫膏的化學(xué)成分都顯示充分的濕潤活性。事實(shí)上，使用

RTS溫度曲線(xiàn)一般都會(huì )改善濕潤。

升溫-保溫-回流

升溫-保溫-回流(RSS)溫度曲線(xiàn)可用于RMA或免洗化學(xué)成分，但一般不推薦用于水溶化學(xué)成分，因為RSS保溫區可能過(guò)早地破壞錫膏活性劑，造成不充分的濕潤。使用RSS溫度曲線(xiàn)的唯一目的是消除或減少D T。

RSS溫度曲線(xiàn)開(kāi)始以一個(gè)陡坡溫升，在90秒的目標時(shí)間內大約150°C，最大速率可達2~3°C。隨后，在150~170°C之間，將裝配板保溫90秒鐘；裝配板在保溫區結束時(shí)應該達到溫度均衡。保溫區之后，裝配板進(jìn)入回流區，在183°C以上回流時(shí)間為60(±15)秒鐘。

整個(gè)溫度曲線(xiàn)應該從45°C到峰值溫度215(±5)°C持續3.5~4分鐘。冷卻速率應控制在每秒4°C。一般，較快的冷卻速率可得到較細的顆粒結構和較高強度與較亮的焊接點(diǎn)?？墒?，超過(guò)每秒4°C會(huì )造成溫度沖擊。

RTS溫度曲線(xiàn)可用于任何化學(xué)成分或合金，為水溶錫膏和難于焊接的合金與零件所首選。

RTS溫度曲線(xiàn)比RSS有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。RTS一般得到更光亮的焊點(diǎn)，可焊性問(wèn)題很少，因為在RTS溫度曲線(xiàn)下回流的錫膏在預熱階段保持住其助焊劑載體。這也將更好地提高濕潤性，因此，RTS應該用于難于濕潤的合金和零件。

因為RTS曲線(xiàn)的升溫速率是如此受控的，所以很少機會(huì )造成焊接缺陷或溫度沖擊。另外，RTS曲線(xiàn)更經(jīng)濟，因為減少了爐前半部分的加熱能量。此外，排除RTS的故障相對比較簡(jiǎn)單，有排除RSS曲線(xiàn)故障經(jīng)驗的操作員應該沒(méi)有困難來(lái)調節RTS曲線(xiàn)，以達到優(yōu)化的溫度曲線(xiàn)效果。

RTS曲線(xiàn)簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一條從室溫到回流峰值溫度的溫度漸升曲線(xiàn)，RTS曲線(xiàn)溫升區其作用是裝配的預熱區，這里助焊劑被激化，揮發(fā)物被揮發(fā)，裝配準備回流，并防止溫度沖擊。RTS曲線(xiàn)典型的升溫速率為每秒0.6~1.8°C。升溫的最初90秒鐘應該盡可能保持線(xiàn)性。

設定RTS溫度曲線(xiàn)

RTS曲線(xiàn)的升溫基本原則是，曲線(xiàn)的三分之二在150°C以下。在這個(gè)溫度后，大多數錫膏內的活性系統開(kāi)始很快失效。因此，保持曲線(xiàn)的前段冷一些將活性劑保持時(shí)間長(cháng)一些，其結果是良好的濕潤和光亮的焊接點(diǎn)。

RTS曲線(xiàn)回流區是裝配達到焊錫回流溫度的階段。在達到150°C之后，峰值溫度應盡快地達到，峰值溫度應控制在215(±5)°C，液化居留時(shí)間為60(±15)秒鐘。液化之上的這個(gè)時(shí)間將減少助焊劑受夾和空洞，增加拉伸強度。和RSS一樣，RTS曲線(xiàn)長(cháng)度也應該是從室溫到峰值溫度最大3.5~4分鐘，冷卻速率控制在每秒4°C。

排除RSS和RTS曲線(xiàn)的故障，原則是相同的：按需要，調節溫度和曲線(xiàn)溫度的時(shí)間，以達到優(yōu)化的結果。時(shí)常，這要求試驗和出錯，略增加或減少溫度，觀(guān)察結果。以下是使用RTS曲線(xiàn)遇見(jiàn)的普遍回流問(wèn)題，以及解決辦法。

焊錫球

許多細小的焊錫球鑲陷在回流后助焊劑殘留的周邊上。在RTS曲線(xiàn)上，這個(gè)通常是升溫速率太慢的結果，由于助焊劑載體在回流之前燒完，發(fā)生金屬氧化。這個(gè)問(wèn)題一般可通過(guò)曲線(xiàn)溫升速率略微提高達到解決。焊錫球也可能是溫升速率太快的結果，但是，這對RTS曲線(xiàn)不大可能，因為其相對較慢、較平穩的溫升。

經(jīng)常與焊錫球混淆，焊錫珠是一顆或一些大的焊錫球，通常落在片狀電容和電阻周?chē)?。雖然這常常是絲印時(shí)錫膏過(guò)量堆積的結果，但有時(shí)可以調節溫度曲線(xiàn)解決。和焊錫球一樣，在RTS曲線(xiàn)上產(chǎn)生的焊錫珠通常是升溫速率太慢的結果。這種情況下，慢的升溫速率引起毛細管作用，將未回流的錫膏從焊錫堆積處吸到元件下面?；亓髌陂g，這些錫膏形成錫珠，由于焊錫表面張力將元件拉向機板，而被擠出到元件邊。和焊錫球一樣，焊錫珠的解決辦法也是提高升溫速率，直到問(wèn)題解決。

熔濕性差

熔濕性差經(jīng)常是時(shí)間與溫度比率的結果。錫膏內的活性劑由有機酸組成，隨時(shí)間和溫度而退化。如果曲線(xiàn)太長(cháng)，焊接點(diǎn)的熔濕可能受損害。因為使用RTS曲線(xiàn)，錫膏活性劑通常維持時(shí)間較長(cháng)，因此熔濕性差比RSS較不易發(fā)生。如果RTS還出現熔濕性差，應采取步驟以保證曲線(xiàn)的前面三分之二發(fā)生在150°C之下。這將延長(cháng)錫膏活性劑的壽命，結果改善熔濕性。

焊錫不足

焊錫不足通常是不均勻加熱或過(guò)快加熱的結果，使得元件引腳太熱，焊錫吸上引腳?；亓骱笠_看到去錫變厚，焊盤(pán)上將出現少錫。減低加熱速率或保證裝配的均勻受熱將有助于防止該缺陷。

墓碑

墓碑通常是不相等的熔濕力的結果，使得回流后元件在一端上站起來(lái)。一般，加熱越慢，板越平穩，越少發(fā)生。降低裝配通過(guò)183°C的溫升速率將有助于校正這個(gè)缺陷?？斩?/p>

空洞是錫點(diǎn)的X光或截面檢查通常所發(fā)現的缺陷?？斩词清a點(diǎn)內的微小“氣泡” ，可能是被夾住的空氣或助焊劑?？斩匆话阌扇齻€(gè)曲線(xiàn)錯誤所引起：不夠峰值溫度；回流時(shí)間不夠；升溫階段溫度過(guò)高。由于RTS曲線(xiàn)升溫速率是嚴密控制的，空洞通常是第一或第二個(gè)錯誤的結果，造成沒(méi)揮發(fā)的助焊劑被夾住在錫點(diǎn)內。這種情況下，為了避免空洞的產(chǎn)生，應在空洞發(fā)生的點(diǎn)測量溫度曲線(xiàn)，適當調整直到問(wèn)題解決。

無(wú)光澤、顆粒狀焊點(diǎn)

一個(gè)相對普遍的回流焊缺陷是無(wú)光澤、顆粒狀焊點(diǎn)。這個(gè)缺陷可能只是美觀(guān)上的，但也可能是不牢固焊點(diǎn)的征兆。在RTS曲線(xiàn)內改正這個(gè)缺陷，應該將回流前兩個(gè)區的溫度減少5°C；峰值溫度提高5°C。如果這樣還不行，那么，應繼續這樣調節溫度直到達到希望的結果。這些調節將延長(cháng)錫膏活性劑壽命，減少錫膏的氧化暴露，改善熔濕能力。燒焦的殘留物

燒焦的殘留物，雖然不一定是功能缺陷，但可能在使用RTS溫度曲線(xiàn)時(shí)遇見(jiàn)。為了糾正該缺陷，回流區的時(shí)間和溫度要減少，通常5°C。

結論

RTS溫度曲線(xiàn)不是適于每一個(gè)回流焊接問(wèn)題的萬(wàn)靈藥，也不能用于所有的爐或所有的裝配?？墒?，采用RTS溫度曲線(xiàn)可以減少能源成本、增加效率、減少焊接缺陷、改善熔濕性能和簡(jiǎn)化回流工序。這并不是說(shuō)RSS溫度曲線(xiàn)已變得過(guò)時(shí)，或者RTS曲線(xiàn)不能用于舊式的爐。無(wú)論如何，工程師應該知道還有更好的回流溫度曲線(xiàn)可以利用。

注：所有溫度曲線(xiàn)都是使用Sn63/Pb37合金，183°C的共晶熔點(diǎn)。

群焊的溫度曲線(xiàn)

作溫度曲線(xiàn)是一個(gè)很好的直觀(guān)化方法，保持對回流焊接或波峰焊接工藝過(guò)程的跟蹤。通過(guò)繪制當印刷電路裝配(PCA)穿過(guò)爐子時(shí)的時(shí)間溫度曲線(xiàn)，可以計算在任何給定時(shí)間所吸收的熱量。只有當所有涉及的零件在正確的時(shí)間暴露給正確的熱量時(shí)，才可以使群焊達到完善。這不是一個(gè)容易達到的目標，因為零件經(jīng)常有不同的熱容量，并在不同的時(shí)間達到所希望的溫度。

經(jīng)常我們看到在一個(gè)PCA上不只一種大小的焊點(diǎn)，同一個(gè)溫度曲線(xiàn)要熔化不同數量的焊錫。需要考慮PCA的定位與方向、熱源位置與設備內均勻的空氣循環(huán)，以給焊接點(diǎn)輸送正確的熱量。許多人從經(jīng)驗中了解到，大型元件底部與PCA其它位置的溫度差別是不容忽視的。

為什么得到正確的熱量是如此重要呢？當焊接點(diǎn)不得到足夠的熱量，助焊劑可能不完全激化，焊接合金可能未完全熔化。在最終產(chǎn)品檢查中，可能觀(guān)察到冷焊點(diǎn)(cold solder)、元件豎立(tomb-stoning)、不濕潤(non-wetting)、錫球/飛濺(solder ball/　splash)等結果。另一方面，如果吸收太多熱量，元件或板可能被損壞。最終結果可能是元件爆裂或PCB翹曲，同時(shí)不能經(jīng)受對長(cháng)期的產(chǎn)品可靠性的影響。

對于波峰焊接，裝配已經(jīng)部分地安裝了回流焊接的表面貼裝元件。已回流的焊接點(diǎn)可能回到一個(gè)液化階段，降低固態(tài)焊點(diǎn)的位置精度。

除了熱的數量之外，加熱時(shí)間也是重要的。PCA溫度必須以預先決定的速率從室溫提高到液化溫度，而不能給裝配帶來(lái)嚴重的溫度沖擊。這個(gè)預熱，或升溫階段也將在助焊劑完全被激化之前讓其中的溶劑蒸發(fā)。重要的是要保證，裝配上的所有零件在上升到焊接合金液化溫度之前，以最大的預熱溫度達到溫度平衡。這個(gè)預熱有時(shí)叫作“駐留時(shí)間”或“保溫時(shí)間”。

對于蒸發(fā)錫膏內的揮發(fā)性成分和激化助焊劑是重要的。在達到液化溫度之后，裝配應該有足夠的時(shí)間停留在該溫度之上，以保證裝配的所有區域都達到液化溫度，適當地形成焊接點(diǎn)。如果在裝配中有表面貼裝膠要固化，固化時(shí)間和溫度必須與焊接溫度曲線(xiàn)協(xié)調。

在焊接點(diǎn)形成之后，裝配必須從液化溫度冷卻超過(guò)150°C到室溫。同樣，這必須一預先確定的速度來(lái)完成，以避免溫度沖擊。穩定的降溫將給足夠的時(shí)間讓熔化的焊錫固化。這也將避免由于元件與PCB之間的溫度膨脹系數(CTE)不同所產(chǎn)生的力對新形成的焊接點(diǎn)損壞。