SMT回流焊一般分為預熱區(qū)、保溫(均熱)區(qū)、回流區(qū)和冷卻區(qū)這四個階段。整個回流焊過程的通過時間通常控制在 3 - 7 分鐘 。不過,這并非絕對固定值,會因多種因素而有所變動。

一、各階段通過時間及作用

1.1、預熱區(qū):

時間:預熱區(qū)時間一般在 60 - 120 秒 。

作用:此階段目的是將 PCB 板的溫度從室溫緩慢提升至助焊劑開始活化的溫度,通常需達到 135℃ - 150℃ 。該階段升溫速率應控制在 1 - 3℃/ 秒 。通過緩慢升溫,能有效去除焊膏中易揮發(fā)的溶劑,減少對元件的熱沖擊,還能使助焊劑初步活化,同時縮小 PCB 板不同部位間的溫度差。


1.2、保溫(均熱)區(qū):

時間:持續(xù)時間通常為 60 - 120 秒 。

作用:在此階段,將 PCB 板維持在特定溫度范圍,一般為 150℃ - 180℃(依焊膏類型調整)。這可讓 PCB 板各區(qū)域的元件達到相同溫度,進一步減少相對溫度差,確保助焊劑充分發(fā)揮作用,去除元件電極和焊盤表面的氧化物,為后續(xù)焊接奠定良好基礎,同時防止 PCB 板突然進入高溫焊接區(qū)而受損。


1.3、回流區(qū):

時間:回流區(qū)高于焊料熔點的時間一般在 30 - 60 秒 ,但也有資料顯示為 10 - 30 秒或 45 - 90 秒 。峰值溫度持續(xù)時間很關鍵,需嚴格把控。

作用:此階段要將 PCB 板溫度提升至焊膏熔點以上,有鉛焊膏溫度峰值為 210℃ - 230℃,無鉛焊膏為 235℃ - 260℃ 。在這個溫度下,焊膏中的焊料粉末熔化,液態(tài)焊料浸潤、擴散并在 PCB 焊盤和元件引腳間流動,形成焊點,完成元件電極與焊盤的焊接。


1.4、冷卻區(qū):

時間:冷卻時間一般在 70 - 150 秒 。

作用:該階段需快速將 PCB 板溫度降至 100℃以下 ,通常降溫速率設定為 3 - 4℃/ 秒 。通過快速冷卻,使焊點凝固,形成堅固的焊接接頭,提升焊接質量。但冷卻速率不宜過快,否則焊點可能出現裂紋;也不宜過慢,以免焊點氧化加重。理想的冷卻曲線與回流區(qū)曲線呈鏡像關系,越接近此關系,焊點的固態(tài)結構越緊密,焊接質量越高。


二、影響通過時間的因素

1、焊膏類型:不同成分和特性的焊膏,其推薦的回流焊溫度曲線和各階段時間不同。例如,某些特殊焊膏可能需要更長的預熱或回流時間,以保證其充分熔化和化學反應。


2、PCB 板材質與尺寸:PCB 板的材質決定了其熱傳導性能,尺寸大小影響其熱容量。材質熱傳導好、尺寸小的 PCB 板,升溫、降溫速度相對較快,所需回流焊時間可能較短;而材質熱傳導差、尺寸大的 PCB 板,可能需要更長時間來使整個板子達到均勻溫度并完成焊接過程。


3、元件類型與布局:小型元件如貼片電阻、電容,熱容量小,焊接時間相對較短,可能 2 - 3 秒即可 ;大型元件如體積較大的電解電容、電感或大尺寸 BGA 芯片等,熱容量大,需要更長的焊接時間,可能 5 - 8 秒甚至更久 。若 PCB 板上元件布局密集,熱量傳遞受影響,也可能需要適當延長回流焊時間。


4、回流焊設備:不同品牌、型號的回流焊爐,其加熱方式、溫區(qū)數量、溫區(qū)長度和加熱效率等存在差異。加熱效率高、溫區(qū)多且合理的設備,可能在較短時間內完成高質量焊接;而一些老舊或性能不佳的設備,可能需要更長時間來保證焊接效果。