锡膏使用中什么是回流曲线

锡膏（尤其是无铅锡膏、固晶锡膏等）的焊接工艺中，回流曲线（Reflow Profile）是指回流焊过程中，焊接区域的温度随时间变化的曲线。

它是回流焊工艺的核心参数，直接决定锡膏能否充分熔融、润湿性是否良好，以及焊点的可靠性（如是否出现冷焊、虚焊、空洞、元件热损伤等问题）。

 回流曲线的核心组成阶段

 回流曲线通常分为 4个关键阶段（以无铅锡膏SAC305为例，不同合金体系会略有差异）：

 1. 预热阶段（Preheat Zone）

  温度范围：室温~150~180℃（升温速率通常控制在 1~3℃/秒）。

 作用：

缓慢升高温度，让锡膏中的溶剂（助焊剂中的有机成分）均匀挥发，避免因溶剂骤沸导致锡膏飞溅（形成“锡珠”）。

 预热基板和元件，减少温差应力，防止元件因热冲击开裂（尤其对陶瓷、玻璃封装元件至关重要）。

激活助焊剂，去除焊盘和元件引脚表面的氧化层，为后续焊接做准备。

2. 保温阶段（Soak Zone，又称恒温阶段）

 温度范围：150~180℃（持续 60~120秒）。

 作用：

 让基板、元件和锡膏充分均匀受热，确保整个焊接区域温度一致（温差≤±5℃）。

进一步挥发溶剂，避免残留过多助焊剂导致焊点空洞或腐蚀。

 对于无铅锡膏（如SAC305，液相线温度217℃），保温阶段温度需低于液相线，确保锡膏处于“半熔融”状态（焊粉未完全融化，但助焊剂充分活化）。

3. 回流阶段（Reflow Zone，核心阶段）

 温度范围：

 超过锡膏合金的 液相线温度（Liquidus Temperature）+30~50℃，并保持 30~60秒（“高温停留时间”）。

例：SAC305（液相线217℃）的回流峰值温度通常为 240~250℃，Sn-Pb共晶（液相线183℃）约为 210~220℃。

 作用：

焊粉完全熔融，在助焊剂辅助下浸润焊盘和引脚，形成金属间化合物（IMC，如Sn-Ag-Cu合金层），实现电气连接和机械固定。

高温停留时间需足够让焊料充分铺展，但过长会导致元件氧化、基板变色或焊料飞溅（空洞率升高）。

 4. 冷却阶段（Cooling Zone）

 温度范围：峰值温度~室温（降温速率通常控制在 3~6℃/秒，大功率器件可更快以提升焊点致密度）。

 作用：

熔融的焊料快速凝固，形成结构致密的焊点，减少晶粒粗大（晶粒越细，焊点强度越高）。

控制冷却速率可调节焊点的机械性能（如抗剪切强度、抗疲劳性），避免因急冷导致基板或元件开裂（尤其对PCB板的玻纤层和BGA元件敏感）。

 回流曲线的关键参数

 1. 升温速率（Ramp Rate）：

 预热阶段升温过快会导致溶剂爆沸（锡珠），过慢会延长生产时间、助焊剂提前失效。

2. 峰值温度（Peak Temperature）：

 必须高于液相线温度，确保焊料熔融；但超过合金耐温上限会导致元件损坏（如LED芯片的荧光粉退化）。

3. 高温停留时间（Time Above Liquidus, TAL）：

无铅锡膏（如SAC305）通常要求TAL为 60~90秒，确保充分润湿性和IMC形成。

4. 冷却速率：

快速冷却（如5℃/秒）可提升焊点强度，但需避免元件热应力过大。

不同锡膏的回流曲线差异

 无铅锡膏（如SAC305、Sn-Bi-Ag）：液相线较高（180~217℃），回流峰值温度240~250℃，整体曲线温度区间更高。

有铅锡膏（如Sn-Pb共晶）：液相线低（183℃），回流峰值温度210~220℃，适合对温度敏感的元件。

低温锡膏（如Sn-Bi合金，熔点138℃）：回流峰值温度仅需160~180℃，用于返修或热敏元件（如柔性电路板）。

 回流曲线的重要性

  焊接质量：曲线不当会导致冷焊（未完全熔融）、虚焊（润湿性差）、空洞（溶剂未充分挥发）、元件烧毁等问题。

一致性：批量生产中需确保每批次曲线重复精度（温差≤±3℃），避免焊点性能波动。

工艺适配：需根据锡膏厂商推荐的曲线（如贺力斯，优特尔品牌会提供官方参考曲线）、元件类型（如MiniLED芯片、功率器件）和设备（回流焊炉的温区数量、风速）进行调试。

 回流曲线是锡膏焊接工艺的，通过精准控制各阶段的温度和时间，实现焊料从“固态→熔融→固态”的相变，最终形成可靠焊点。

实际应用中，需结合锡膏合金类型、元件特性和设备能力，通过炉温测试仪实测曲线并优化，确保焊接质量稳定。