SAC305锡膏的焊接温度曲线是怎样的
来源:优特尔锡膏 浏览: 发布时间:2025-06-18
SAC305锡膏的焊接温度曲线需根据工艺类型(回流焊/波峰焊)、PCB设计、元件特性及设备能力动态调整,基于行业标准与实践验证的详细温度曲线方案:
回流焊温度曲线:四阶段精准控制
1. 预热区(Preheat)
温度范围:150-180℃(PCB表面温度)
时间控制:60-120秒
升温速率:1.5-3℃/秒
核心作用:
逐步挥发锡膏中的溶剂(如松节油),避免因溶剂沸腾产生锡珠;
使PCB与元件达到热平衡(温差≤5℃),减少热应力导致的元件开裂;
激活助焊剂中的活化剂(如有机酸),开始初步去除氧化层。
2. 保温区(Soak)
温度范围:180-200℃
时间控制:60-90秒
关键目标:
助焊剂充分活化,完全去除焊盘与引脚的氧化层,降低表面张力以提升润湿性;
确保PCB板上各区域温度均匀(温差≤5℃),避免因局部过热或过冷导致焊接缺陷;
部分锡膏(如含高沸点溶剂)在此阶段开始软化,为熔融做准备。
3. 回流区(Reflow)
峰值温度:235-245℃(推荐238-243℃)
液态保持时间(TAL):230℃以上维持20-30秒
工艺要求:
锡膏完全熔化并润湿焊盘,形成厚度1-3μm的IMC(金属间化合物)层;
峰值温度需高于合金熔点(217℃)30-40℃,但不超过250℃以避免元件损伤;
氮气环境(氧浓度≤1000ppm)可降低峰值温度5-10℃,同时减少氧化。
4. 冷却区(Cooling)
冷却速率:2-4℃/秒(陶瓷元件建议≤2℃/秒)
核心作用:
快速凝固焊点,细化晶粒结构,提升机械强度(晶粒尺寸20-30μm最佳);
避免IMC层过度生长(>5μm会降低焊点韧性);
冷却过慢可能导致元件内部应力集中,过冷则可能引发PCB翘曲。
波峰焊温度曲线:高温环境下的适配方案
1. 预热区
温度范围:100-125℃(PCB表面温度)
时间控制:30-60秒
调整逻辑:
单/双面板:90-110℃;多层板(4层以上):115-125℃;
确保助焊剂活化充分(有机酸类活化剂需≥100℃维持30秒)。
2. 锡炉区
锡炉温度:255-265℃(焊点实际温度≥235℃)
传送速度:1.2-1.8米/分钟
协同优化:
速度快(1.8米/分钟)→ 温度升至265℃,焊接时间约3秒;
速度慢(1.2米/分钟)→ 温度降至255℃,避免元件过热;
SAC305表面张力较大(460dyne/260℃),需较高温度补偿润湿性。
3. 冷却区
冷却方式:风冷或水冷(根据元件耐温性选择)
关键指标:焊点温度从235℃降至150℃的时间≤30秒,避免IMC层过度生长。
特殊场景下的温度曲线调整策略
1. 细间距元件(0.3mm以下引脚)
优化方案:
峰值温度降低至235-240℃,减少桥连风险;
采用“阶梯式”升温:前30秒以3℃/秒升至150℃,后30秒以1℃/秒升至180℃,避免助焊剂剧烈挥发。
2. 高可靠性需求(汽车/军工)
强化参数:
峰值温度提高至245-250℃,TAL延长至30-40秒,确保IMC层均匀致密;
氮气保护(氧浓度≤500ppm),可降低氧化并允许温度微调。
3. 低温元件(如塑料封装传感器)
保护措施:
预热区温度上限降至170℃,保温时间缩短至60秒;
回流区峰值不超过235℃,TAL控制在15-20秒。
温度曲线验证与优化方法
1. 初期验证
工具:8-16通道热电偶测温仪(如Easysampler),在PCB关键位置(BGA中心、大面积铜箔、边缘元件)粘贴热电偶;
标准:
各测温点峰值温差≤10℃,炉内温度均匀性达标;
实际峰值与设定值偏差≤±5℃,否则需调整设备功率。
2. 微观分析
切片检测:
IMC层厚度1-3μm为优,>5μm需降低峰值温度或缩短TAL;
晶粒结构需均匀,无粗大晶粒(>50μm)或裂纹。
3. 长期可靠性测试
环境试验:
温度循环(-40℃~125℃,1000次):焊点开裂率≤5%;
高温高湿(85℃/85%RH,1000小时):绝缘电阻下降≤10%。
行业标准与厂商建议
IPC-7530:推荐SAC305回流焊峰值温度235-250℃,TAL 20-40秒;
JEDEC J-STD-020:元件耐温标准(如BGA封装允许260℃/10秒);
厂商技术手册:参考优特尔等供应商提供的DS数据,例如:
助焊剂活化温度区间(如150-200℃);
锡粉粒径对温度的影响(T4粉需更高热量)。
SAC305锡膏的焊接温度曲线需以合金熔点(217℃)为基准,结合工艺类型、元件特性及设备能力动态调整:
回流焊:四阶段精准控制,峰值温度235-245℃,TAL 20-30秒;
波峰焊:高温补偿(锡炉255-265℃)与速度协同;
特殊场景:通过氮气保护、阶梯式升温等策略优化。
建议优先参考IPC标准及厂商技术规格书,并通过测温、切片与可靠性测试形成闭环优化,最终在“焊接充分性”与“热损伤风险”间找到平衡点。
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