無鉛焊錫膏

在成分中，主要是由錫/銀/銅三部分組成，由銀和銅來代替原來的鉛的成分。

無鉛焊錫膏特性和現(xiàn)象

在錫/銀/銅系統(tǒng)中，錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應(yīng)是決定應(yīng)用溫度、固化機(jī)制以及機(jī)械性能的主要因素。按照二元相位圖，在這三個(gè)元素之間有三種可能的二元共晶反應(yīng)。銀與錫之間的一種反應(yīng)在221°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應(yīng)在227°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應(yīng)在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金?？墒?，在現(xiàn)時(shí)的研究中1，對(duì)錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測(cè)量，在779°C沒有發(fā)現(xiàn)相位轉(zhuǎn)變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應(yīng)。而在溫度動(dòng)力學(xué)上更適于銀或銅與錫反應(yīng)，以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此，錫/銀/銅三重反應(yīng)可預(yù)料包括錫基質(zhì)相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。

和雙相的錫/銀和錫/銅系統(tǒng)所確認(rèn)的一樣，相對(duì)較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質(zhì)的錫/銀/銅三重合金中，可通過建立一個(gè)長(zhǎng)期的內(nèi)部應(yīng)力，有效地強(qiáng)化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細(xì)小的錫基質(zhì)顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細(xì)小，越可以有效的分隔錫基質(zhì)顆粒，結(jié)果是得到整體更細(xì)小的微組織。這有助于顆粒邊界的滑動(dòng)機(jī)制，因此延長(zhǎng)了提升溫度下的疲勞壽命。

雖然銀和銅在合金設(shè)計(jì)中的特定配方對(duì)得到合金的機(jī)械性能是關(guān)鍵的，但發(fā)現(xiàn)熔化溫度對(duì)0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化并不敏感。

機(jī)械性能對(duì)銀和銅含量的相互關(guān)系分別作如下總結(jié)2：當(dāng)銀的含量為大約3.0~3.1%時(shí)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%，而幾乎成線性的增加。超過1.5%的銅，屈服強(qiáng)度會(huì)減低，但合金的抗拉強(qiáng)度保持穩(wěn)定。整體的合金塑性對(duì)0.5~1.5%的銅是高的，然后隨著銅的進(jìn)一步增加而降低。對(duì)于銀的含量(0.5~1.7%范圍的銅)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銀的含量增加到4.1%，而幾乎成線性的增加，但是塑性減少。

在3.0~3.1%的銀時(shí)，疲勞壽命在1.5%的銅時(shí)達(dá)到最大。發(fā)現(xiàn)銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達(dá)4.7%)對(duì)機(jī)械性能沒有任何的提高。當(dāng)銅和銀兩者都配制較高時(shí)，塑性受到損害，如96.3Sn/4.7Ag/1.7Cu。

最佳合金成分

合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被認(rèn)為是最佳的。其良好的性能是細(xì)小的微組織形成的結(jié)果，微組織給予高的疲勞壽命和塑性。對(duì)于0.5~0.7%銅的焊錫合金，任何高于大約3%的含銀量都將增加Ag3Sn的粒子體積分?jǐn)?shù)，從而得到更高的強(qiáng)度?？墒?，它不會(huì)再增加疲勞壽命，可能由于較大的Ag3Sn粒子形成。在較高的含銅量(1~1.7%Cu)時(shí)，較大的Ag3Sn粒子可能可能超過較高的Ag3Sn粒子體積分?jǐn)?shù)的影響，造成疲勞壽命降低。當(dāng)銅超過1.5%(3~3.1%Ag)，Cu6Sn5粒子體積分?jǐn)?shù)也會(huì)增加?？墒?，強(qiáng)度和疲勞壽命不會(huì)隨銅而進(jìn)一步增加。在錫/銀/銅三重系統(tǒng)中，1.5%的銅(3~3.1%Ag)最有效地產(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量的、最細(xì)小的微組織尺寸的Cu6Sn5粒子，從而達(dá)到最高的疲勞壽命、強(qiáng)度和塑性。

據(jù)報(bào)道，合金93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu是217°C溫度的三重共晶合金3?？墒?，在冷卻

焊錫膏

曲線測(cè)量中，這種合金成分沒有觀察到精確熔化溫度。而得到一個(gè)小的溫度范圍：216~217°C。

這種合金成分提高現(xiàn)時(shí)研究中的三重合金成分最高的抗拉強(qiáng)度，但其塑性遠(yuǎn)低于63Sn/37Pb。95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu比95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的屈服強(qiáng)度低。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的疲勞壽命低于95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu。如果顆粒邊界滑動(dòng)機(jī)制主要決定共晶焊錫合金，那么95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，而不是93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu，應(yīng)該更靠近真正的共晶特性。

另外，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu比93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

與63Sn/37Pb比較

3.0~4.7%Ag和0.5~1.7%Cu的合金成分通常具有比63Sn/37Pb更高的抗拉強(qiáng)度。例如，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu和93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu在強(qiáng)度和疲勞特性上比63Sn/37Pb好得多。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性較63Sn/37Pb低，而95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的塑性比63Sn/37Pb還高。

焊錫膏

與96.5Sn/3.5Ag比較

95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu具有216~217°C的熔化溫度(幾乎共晶)，比共晶的96.5Sn/3.5Ag低大約4°C。當(dāng)與96.5Sn/3.5Ag比較基本的機(jī)械性能時(shí)，研究中的特定合金成分在強(qiáng)度和疲勞壽命上表現(xiàn)更好。可是，含有較高銀和銅的合金成分，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性比93.6Sn/4.7Ag低。

與99.3Sn/0.7Cu比較

3.0~4.7%Ag和0.5~1.5%Cu的錫/銀/銅成分合金具有較好的強(qiáng)度和疲勞特性，但塑性比99.3Sn/0.7Cu低。

推薦

錫/銀/銅系統(tǒng)中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，它具有良好的強(qiáng)度、抗疲勞和塑性?？墒菓?yīng)該注意的是，錫/銀/銅系統(tǒng)能夠達(dá)到的最低熔化溫度是216~217°C，這還太高，以適于現(xiàn)時(shí)SMT結(jié)構(gòu)下的電路板應(yīng)用(低于215°C的熔化溫度被認(rèn)為是一個(gè)實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn))。

總而言之，含有0.5~1.5%Cu和3.0~3.1%Ag的錫/銀/銅系統(tǒng)的合金成分具有相當(dāng)好的物理和機(jī)械性能。相當(dāng)而言，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu成本比那些含銀量高的合金低，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu。在某些情況中，較高的含銀量可能減低某些性能。

設(shè)定錫膏回流溫度曲線

正確的溫度曲線將保證高品質(zhì)的焊接錫點(diǎn)。

無鉛焊錫膏測(cè)試方法

在使用表面貼裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點(diǎn)，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí)，回流過程中在任何給定的時(shí)間上，代表PCB上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。

幾個(gè)參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定。帶速?zèng)Q定機(jī)板暴露在每個(gè)區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時(shí)間，增加持續(xù)時(shí)間可以允許更多時(shí)間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每個(gè)區(qū)所花的持續(xù)時(shí)間總和決定總共的處理時(shí)間。

每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響PCB的溫度上升速度，高溫在PCB與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。增加區(qū)的設(shè)定溫度允許機(jī)板更快地達(dá)到給定溫度。因此，必須作出一個(gè)圖形來決定PCB的溫度曲線。接下來是這個(gè)步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。

在開始作曲線步驟之前，需要下列設(shè)備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于PCB的工具和錫膏參數(shù)表。可從大多數(shù)主要的電子工具供應(yīng)商買到溫度曲線附件工具箱，這工具箱使得作曲線方便，因?yàn)樗克璧母郊?除了曲線儀本身)。

在20世紀(jì)70年代的表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Assembly，簡(jiǎn)稱SMT)，是指在印制電路板焊盤上印刷、涂布焊錫膏，并將表面貼裝元器件準(zhǔn)確的貼放到涂有焊錫膏的焊盤上，按照特定的回流溫度曲線加熱電路板，讓焊錫膏熔化，其合金成分冷卻凝固后在元器件與印制電路板之間形成焊點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)冶金連接的技術(shù)。

焊錫膏是伴隨著SMT應(yīng)運(yùn)而生的一種新型焊接材料。焊錫膏是一個(gè)復(fù)雜的體系，是由焊錫粉、助焊劑以及其它的添加物加以混合，形成的乳脂狀混合物。焊錫膏在常溫下有一定的勃度，可將電子元器件初粘在既定位置，在焊接溫度下，隨著溶劑和部分添加劑的揮發(fā)，將被焊元器件與印制電路焊盤焊接在一起形成永久連接。

研究表明，助焊劑不僅能去除被焊金屬表面的氧化物，而且能夠防止焊接時(shí)基體金屬被氧化，比促使熱從熱源區(qū)向焊接區(qū)傳遞，促使焊料的熔化并潤(rùn)濕被焊金屬表面，并且還能降低熔融焊料的表面張力。而在焊錫膏中，除了這些作用外，助焊劑還起到承載合金粉末的作用。焊錫膏的助焊劑的主要成分有活化劑、觸變劑、樹脂和溶劑等。助焊劑的成分和含量對(duì)焊錫膏的勃度、潤(rùn)濕性能、抗熱塌性能、黏結(jié)性能有很重要的影響。

無鉛焊錫膏的成分及最佳合金成分比較

在無鉛錫膏的成分中，主要是由錫/銀/銅三部分組成，由銀和銅來代替原來的鉛的成分。

一、根本的特性和現(xiàn)象

在錫/銀/銅系統(tǒng)中，錫與次要元素(銀和銅)之間的冶金反應(yīng)是決定應(yīng)用溫度、固化機(jī)制以及機(jī)械性能的主要因素。按照二元相位圖，在這三個(gè)元素之間有三種可能的二元共晶反應(yīng)。銀與錫之間的一種反應(yīng)在221°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)。銅與錫反應(yīng)在227°C形成錫基質(zhì)相位的共晶結(jié)構(gòu)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。銀也可以與銅反應(yīng)在779°C形成富銀α相和富銅α相的共晶合金?？墒牵诂F(xiàn)時(shí)的研究中1，對(duì)錫/銀/銅三重化合物固化溫度的測(cè)量，在779°C沒有發(fā)現(xiàn)相位轉(zhuǎn)變。這表示很可能銀和銅在三重化合物中直接反應(yīng)。而在溫度動(dòng)力學(xué)上更適于銀或銅與錫反應(yīng)，以形成Ag3Sn或Cu6Sn5金屬間的化合物。因此，錫/銀/銅三重反應(yīng)可預(yù)料包括錫基質(zhì)相位、ε金屬之間的化合相位(Ag3Sn)和η金屬間的化合相位(Cu6Sn5)。

和雙相的錫/銀和錫/銅系統(tǒng)所確認(rèn)的一樣，相對(duì)較硬的Ag3Sn和Cu6Sn5 粒子在錫基質(zhì)的錫/銀/銅三重合金中，可通過建立一個(gè)長(zhǎng)期的內(nèi)部應(yīng)力，有效地強(qiáng)化合金。這些硬粒子也可有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔較細(xì)小的錫基質(zhì)顆粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越細(xì)小，越可以有效的分隔錫基質(zhì)顆粒，結(jié)果是得到整體更細(xì)小的微組織。這有助于顆粒邊界的滑動(dòng)機(jī)制，因此延長(zhǎng)了提升溫度下的疲勞壽命。

雖然銀和銅在合金設(shè)計(jì)中的特定配方對(duì)得到合金的機(jī)械性能是關(guān)鍵的，但發(fā)現(xiàn)熔化溫度對(duì)0.5~3.0%的銅和3.0~4.7%的銀的含量變化并不敏感。

機(jī)械性能對(duì)銀和銅含量的相互關(guān)系分別作如下總結(jié)2：當(dāng)銀的含量為大約3.0~3.1%時(shí)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銅的含量增加到大約1.5%，而幾乎成線性的增加。超過1.5%的銅，屈服強(qiáng)度會(huì)減低，但合金的抗拉強(qiáng)度保持穩(wěn)定。整體的合金塑性對(duì)0.5~1.5%的銅是高的，然后隨著銅的進(jìn)一步增加而降低。對(duì)于銀的含量(0.5~1.7%范圍的銅)，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度兩者都隨銀的含量增加到4.1%，而幾乎成線性的增加，但是塑性減少。

在3.0~3.1%的銀時(shí)，疲勞壽命在1.5%的銅時(shí)達(dá)到最大。發(fā)現(xiàn)銀的含量從3.0%增加到更高的水平(達(dá)4.7%)對(duì)機(jī)械性能沒有任何的提高。當(dāng)銅和銀兩者都配制較高時(shí)，塑性受到損害，如96.3Sn/4.7Ag/1.7Cu。

最佳合金成分

合金95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu被認(rèn)為是最佳的。其良好的性能是細(xì)小的微組織形成的結(jié)果，微組織給予高的疲勞壽命和塑性。對(duì)于0.5~0.7%銅的焊錫合金，任何高于大約3%的含銀量都將增加Ag3Sn的粒子體積分?jǐn)?shù)，從而得到更高的強(qiáng)度。可是，它不會(huì)再增加疲勞壽命，可能由于較大的Ag3Sn粒子形成。在較高的含銅量(1~1.7%Cu)時(shí)，較大的Ag3Sn粒子可能可能超過較高的Ag3Sn粒子體積分?jǐn)?shù)的影響，造成疲勞壽命降低。當(dāng)銅超過1.5%(3~3.1%Ag)，Cu6Sn5粒子體積分?jǐn)?shù)也會(huì)增加?？墒?，強(qiáng)度和疲勞壽命不會(huì)隨銅而進(jìn)一步增加。在錫/銀/銅三重系統(tǒng)中，1.5%的銅(3~3.1%Ag)最有效地產(chǎn)生適當(dāng)數(shù)量的、最細(xì)小的微組織尺寸的Cu6Sn5粒子，從而達(dá)到最高的疲勞壽命、強(qiáng)度和塑性。

據(jù)報(bào)道，合金93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu是217°C溫度的三重共晶合金3?？墒?，在冷卻曲線測(cè)量中，這種合金成分沒有觀察到精確熔化溫度。而得到一個(gè)小的溫度范圍：216~217°C。

這種合金成分提高現(xiàn)時(shí)研究中的三重合金成分最高的抗拉強(qiáng)度，但其塑性遠(yuǎn)低于63Sn/37Pb。合金95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu比95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的屈服強(qiáng)度低。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的疲勞壽命低于95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu。如果顆粒邊界滑動(dòng)機(jī)制主要決定共晶焊錫合金，那么95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，而不是93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu，應(yīng)該更靠近真正的共晶特性。

另外，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu比93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

與63Sn/37Pb比較

3.0~4.7%Ag和0.5~1.7%Cu的合金成分通常具有比63Sn/37Pb更高的抗拉強(qiáng)度。例如，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu和93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu在強(qiáng)度和疲勞特性上比63Sn/37Pb好得多。93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性較63Sn/37Pb低，而95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu的塑性比63Sn/37Pb還高。與96.5Sn/3.5Ag比較

95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu具有216~217°C的熔化溫度(幾乎共晶)，比共晶的96.5Sn/3.5Ag低大約4°C。當(dāng)與96.5Sn/3.5Ag比較基本的機(jī)械性能時(shí)，研究中的特定合金成分在強(qiáng)度和疲勞壽命上表現(xiàn)更好?？墒牵休^高銀和銅的合金成分，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu的塑性比93.6Sn/4.7Ag低。

與99.3Sn/0.7Cu比較

3.0~4.7%Ag和0.5~1.5%Cu的錫/銀/銅成分合金具有較好的強(qiáng)度和疲勞特性，但塑性比99.3Sn/0.7Cu低。

推薦

錫/銀/銅系統(tǒng)中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，它具有良好的強(qiáng)度、抗疲勞和塑性?？墒菓?yīng)該注意的是，錫/銀/銅系統(tǒng)能夠達(dá)到的最低熔化溫度是216~217°C，這還太高，以適于現(xiàn)時(shí)SMT結(jié)構(gòu)下的電路板應(yīng)用(低于215°C的熔化溫度被認(rèn)為是一個(gè)實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn))。

總而言之，含有0.5~1.5%Cu和3.0~3.1%Ag的錫/銀/銅系統(tǒng)的合金成分具有相當(dāng)好的物理和機(jī)械性能。相當(dāng)而言，95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu成本比那些含銀量高的合金低，如93.6Sn/4.7Ag/1.7Cu和95.4Sn/4.1Ag/0.5Cu。在某些情況中，較高的含銀量可能減低某些性能。

設(shè)定錫膏回流溫度曲線

正確的溫度曲線將保證高品質(zhì)的焊接錫點(diǎn)。

一、測(cè)試方法

在使用表面貼裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點(diǎn)，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí)，回流過程中在任何給定的時(shí)間上，代表PCB上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。幾個(gè)參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定。帶速?zèng)Q定機(jī)板暴露在每個(gè)區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時(shí)間，增加持續(xù)時(shí)間可以允許更多時(shí)間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每個(gè)區(qū)所花的持續(xù)時(shí)間總和決定總共的處理時(shí)間。

每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響PCB的溫度上升速度，高溫在PCB與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。增加區(qū)的設(shè)定溫度允許機(jī)板更快地達(dá)到給定溫度。因此，必須作出一個(gè)圖形來決定PCB的溫度曲線。接下來是這個(gè)步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。

在開始作曲線步驟之前，需要下列設(shè)備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于PCB的工具和錫膏參數(shù)表。可從大多數(shù)主要的電子工具供應(yīng)商買到溫度曲線附件工具箱，這工具箱使得作曲線方便，因?yàn)樗克璧母郊?除了曲線儀本身)

許多回流焊機(jī)器包括了一個(gè)板上測(cè)溫儀，甚至一些較小的、便宜的臺(tái)面式爐子。測(cè)溫儀一般分為兩類：實(shí)時(shí)測(cè)溫儀，即時(shí)傳送溫度/時(shí)間數(shù)據(jù)和作出圖形；而另一種測(cè)溫儀采樣儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后上載到計(jì)算機(jī)。

熱電偶必須長(zhǎng)度足夠，并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶，熱質(zhì)量小響應(yīng)快，得到的結(jié)果精確。

有幾種方法將熱電偶附著于PCB，較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點(diǎn)盡量最小。

另一種可接受的方法，快速、容易和對(duì)大多數(shù)應(yīng)用足夠準(zhǔn)確，少量的熱化合物(也叫熱導(dǎo)膏或熱油脂)斑點(diǎn)覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶(如Kapton)粘住。

還有一種方法來附著熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒有其它方法可靠。 附著的位置也要選擇，通常最好是將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間。

錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的信息對(duì)溫度曲線是至關(guān)重要的，如：所希望的溫度曲線持續(xù)時(shí)間、錫膏活性溫度、合金熔點(diǎn)和所希望的回流最高溫度。

開始之前，必須理想的溫度曲線有個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。爐的溫區(qū)越多，越能使溫度曲線的輪廓達(dá)到更準(zhǔn)確和接近設(shè)定。大多數(shù)錫膏都能用四個(gè)基本溫區(qū)成功回流。

預(yù)熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過每秒2~5°C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過度，沒有足夠的時(shí)間使PCB達(dá)到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的25~33%。

活性區(qū)，有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū)，這個(gè)區(qū)一般占加熱通道的33~50%，有兩個(gè)功用，第一是，將PCB在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫，允許不同質(zhì)量的元件在溫度上同質(zhì)，減少它們的相當(dāng)溫差。第二個(gè)功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是120~150°C，如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高，助焊劑沒有足夠的時(shí)間活性化，溫度曲線的斜率是一個(gè)向上遞增的斜率。雖然有的錫膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加，但是理想的曲線要求相當(dāng)平穩(wěn)的溫度，這樣使得PCB的溫度在活性區(qū)開始和結(jié)束時(shí)是相等的。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線，選擇能維持平坦的活性溫"para" label-module="para">

今天，最普遍使用的合金是Sn63/Pb37，這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個(gè)特定溫度下熔化的合金，非共晶合金有一個(gè)熔化的范圍，而不是熔點(diǎn)，有時(shí)叫做塑性裝態(tài)。本文所述的所有例子都是指共晶錫/鉛，因?yàn)槠涫褂脧V泛，該合金的熔點(diǎn)為183°C。

理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點(diǎn)達(dá)到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。

作溫度曲線的第一個(gè)考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定PCB在加熱"para" label-module="para">

接下來必須決定各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定，重要的是要了解實(shí)際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫度。顯示溫度只是代表區(qū)內(nèi)熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，顯示的溫度將相對(duì)比區(qū)間溫度較高，熱電偶越靠近PCB的直接通道，顯示的溫度將越能反應(yīng)區(qū)間溫度。明智的是向爐子制造商咨詢了解清楚顯示溫度和實(shí)際區(qū)間溫度的關(guān)系。本文中將考慮的是區(qū)間溫度而不是顯示溫度。表一列出的是用于典型PCB裝配回流的區(qū)間溫度和溫度確定后，必須輸入到爐的控制器?？纯词謨?cè)上其它需要調(diào)整的參數(shù)，這些參數(shù)包括冷卻風(fēng)扇速度、強(qiáng)制空氣沖擊和惰性氣體流量。一旦所有參數(shù)輸入后，啟動(dòng)機(jī)器，爐子穩(wěn)定后(即，所有實(shí)際顯示溫度接近符合設(shè)定參數(shù))可以開始作曲線。下一部將PCB放入傳送帶，觸發(fā)測(cè)溫儀開始記錄數(shù)據(jù)。為了方便，有些測(cè)溫儀包括觸發(fā)功能，在一個(gè)相對(duì)低的溫度自動(dòng)啟動(dòng)測(cè)溫儀，典型的這個(gè)溫度比人體溫度37°C(98.6°F)稍微高一點(diǎn)。例如，38°C(100°F)的自動(dòng)觸發(fā)器，允許測(cè)溫儀幾乎在PCB剛放入傳送帶進(jìn)入爐時(shí)開始工作，不至于熱電偶在人手上處理時(shí)產(chǎn)生誤觸發(fā)。

二、測(cè)試結(jié)果分析

首先，必須證實(shí)從環(huán)境溫度到回流峰值溫度的總時(shí)間和所希望的加熱曲線居留時(shí)間相協(xié)調(diào)，如果太長(zhǎng)，按比例地增加傳送帶速度，如果太短，則相反。

選擇與實(shí)際圖形形狀最相協(xié)調(diào)的曲線。應(yīng)該考慮從左道右(流程順序)的偏差，例如，如果預(yù)熱和回流區(qū)中存在差異，首先將預(yù)熱區(qū)的差異調(diào)正確，一般最好每次調(diào)一個(gè)參數(shù)，在作進(jìn)一步調(diào)整之前運(yùn)行這個(gè)曲線設(shè)定。這是因?yàn)橐粋€(gè)給定區(qū)的改變也將影響隨后區(qū)的結(jié)果。我們也建議新手所作的調(diào)整幅度相當(dāng)較小一點(diǎn)。一旦在特定的爐上取得經(jīng)驗(yàn)，則會(huì)有較好的“感覺”來作多大幅度的調(diào)整。

當(dāng)最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄或儲(chǔ)存以備后用。雖然這個(gè)過程開始很慢和費(fèi)力，但最終可以取得熟練和速度，結(jié)果得到高品質(zhì)的PCB的高效率的生產(chǎn)。