在PCBA加工中，科學設定回流焊爐溫曲線需結合PCB材質、元器件特性、焊膏類型及設備能力，通過分階段控制溫度參數實現工藝優化。以下是具體設定方法及優化策略：

一、回流焊溫度曲線四大核心階段

1. 預熱區（升溫區）

• 大尺寸或高熱容量元件需延長預熱時間，避免溫差過大。

• 吸濕敏感元件（如MSL級別高的IC）需預烘烤（125℃，24小時）去除水分。

• 溫度范圍：室溫→150-180℃

• 升溫速率：1-3℃/s（過快導致元件開裂，過慢助焊劑提前揮發）。

• 時間：60-90秒

• 目標：均勻加熱PCB，激活助焊劑，減少熱沖擊。

• 參數：

• 優化點：

2. 恒溫區（保溫區/活性區）

• 時間不足會導致助焊劑活性不足，時間過長則焊料氧化。

• 關鍵元件（如BGA）下方增加散熱通道（如熱過孔）以降低局部溫度。

• 溫度范圍：150-180℃→180-200℃

• 升溫速率：0.3-0.8℃/s

• 時間：60-120秒

• 目標：揮發溶劑，去除氧化物，使PCB溫度均一化。

• 參數：

• 優化點：

3. 回流區（峰值區）

• 峰值溫度過高或時間過長會導致PCB分層、元件熱損壞。

• 使用低熔點焊膏（如Bi基焊膏）可降低峰值溫度，減少熱應力。

• 無鉛錫膏（如SAC305）：峰值溫度240-250℃，時間45-90秒。

• 有鉛錫膏：峰值溫度210-230℃，時間20-30秒。

• 超過熔點時間（TAL）：需嚴格控制在推薦范圍內（過長損傷元件，過短潤濕不足）。

• 目標：焊料熔融，形成可靠焊點。

• 參數：

• 優化點：

4. 冷卻區

• 強制冷卻（如風冷）需避免局部不均勻。

• 氮氣保護可降低氧化，允許峰值溫度降低5-10℃。

• 降溫速率：-3至-10℃/s（過快導致焊點脆裂，過慢則晶粒粗大）。

• 目標溫度：降至75℃以下

• 目標：快速凝固焊點，形成致密結構。

• 參數：

• 優化點：

二、科學設定溫度曲線的關鍵步驟

1. 分析曲線需求

• 參考焊膏供應商提供的推薦曲線（如峰值溫度、TAL時間）。

• 確認元器件耐熱限制（如電解電容、連接器峰值溫度≤240℃）。

• 評估PCB特性（多層板、厚銅板需延長恒溫時間，薄板或柔性板需降低升溫速率）。

2. 預設溫度參數

• 預熱區：155℃（150℃+5℃溫差）

• 恒溫區：165℃、180℃、195℃、210℃（緩慢遞增）

• 回流區：230℃、255℃（峰值溫度）

• 冷卻區：225℃（初步設定，后續校準）

• 以8溫區回流焊為例：

3. 實測驗證與調整

• 峰值溫度誤差：±5℃以內

• TAL時間誤差：±10秒以內

• 使用測溫板（Profiling Board）在PCB關鍵位置（如BGA底部、大焊點、邊緣）固定熱電偶，模擬真實焊接。

• 根據實測數據校準溫度曲線：

• 反復試驗調整，直至焊接結果（如焊點潤濕性、錫膏熔化情況）符合要求。

三、工藝優化支持策略

1. 使用溫度監控系統

• 配備實時溫度監控系統（如熱電偶或紅外傳感器），記錄分析溫度曲線。

• 結合ANSYS Icepak、FloTHERM等軟件模擬溫度場，優化布線和散熱設計。

2. 持續改進與記錄

• 每次調整后詳細記錄溫度曲線設置和焊接結果，便于追溯歷史數據。

• 定期復測（如每班次或更換錫膏批次時），確保工藝穩定性。

3. 針對常見問題優化

• 冷焊：提高峰值溫度5-10℃或延長回流時間。

• 元件墓碑：優化恒溫區均勻性，檢查焊盤設計對稱性。

• 焊球/飛濺：降低預熱升溫速率至1-2℃/s。

• PCB分層/變色：降低峰值溫度并縮短TAL。