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波峰焊是 PCB 組裝中的一個關(guān)鍵過程，獲得恰到好處的溫度對于創(chuàng)建堅固、可靠的焊點至關(guān)重要。如果您正在尋找最佳的波峰焊溫度曲線、理想的波峰焊溫度范圍，或者溫度如何影響元件和無鉛焊料，那么您來對地方了。簡而言之，無鉛焊料的典型波峰焊溫度范圍在 250°C 至 260°C 之間，而傳統(tǒng)的含鉛焊料則約為 240°C 至 250°C。 但是，微調(diào)此配置文件取決于您的特定組件、電路板設(shè)計和焊接類型，以避免冷接或熱損壞等缺陷。

什么是波峰焊，為什么溫度很重要？

波峰焊是電子制造中使用的一種批量焊接方法，用于將通孔元件連接到印刷電路板 （PCB）。在此過程中，PCB 通過一波熔融焊料，將元件引線粘合到電路板的焊盤上。該技術(shù)快速高效，非常適合大批量生產(chǎn)。

溫度在波峰焊中起著重要作用。如果焊料太冷，則可能導(dǎo)致潤濕不良和接頭脆弱。如果溫度過高，可能會損壞敏感元件或?qū)е潞笜颉Ｔ诓ǚ搴笢囟确秶鷥?nèi)取得適當(dāng)?shù)钠胶饪纱_?？煽康倪B接并保護 PCB 的完整性。

了解波峰焊溫度曲線

波峰焊溫度曲線是指 PCB 在焊接過程中經(jīng)歷的溫度變化順序。此配置文件通常包括四個關(guān)鍵階段：預(yù)熱、助焊劑活化、焊接和冷卻。讓我們分解每個階段及其溫度注意事項。

1. 預(yù)熱階段

在 PCB 遇到焊錫波之前，它會經(jīng)過預(yù)熱以逐漸升高其溫度。此步驟通常設(shè)置在 100°C 和 150°C 之間，以減少對組件的熱沖擊并激活助焊劑。預(yù)熱通常持續(xù) 60 到 120 秒，具體取決于電路板尺寸和元件密度。

2. 助焊劑活化

助焊劑用于清潔 PCB 和元件引線的表面，確保更好的焊料附著力。在預(yù)熱過程中，助焊劑在 120°C 至 150°C 左右激活，去除氧化物并為焊接表面做準(zhǔn)備。

3. 焊接階段

這是該過程的核心，PCB 通過熔融的焊料波峰。這里的波峰焊溫度范圍很關(guān)鍵。對于無鉛焊料，溫度通常設(shè)置在 250°C 至 260°C 之間，而含鉛焊料在 240°C 至 250°C 之間效果良好。 與波形的接觸時間很短，通常為 2 到 4 秒，以防止過熱。

4. 冷卻階段

焊接后，PCB 冷卻以固化接頭?？焖倮鋮s會導(dǎo)致熱應(yīng)力，因此受控的冷卻速率是理想的，通常是在電路板遠(yuǎn)離波浪時自然實現(xiàn)的。

掌握這種波峰焊溫度曲線可以最大限度地減少潤濕不足、焊橋或組件損壞等缺陷。根據(jù)您的特定設(shè)置調(diào)整配置文件是獲得一致結(jié)果的關(guān)鍵。

尋找最佳波峰焊溫度范圍

波峰焊溫度范圍因焊料類型和 PCB 上的組件而異。下面仔細(xì)介紹了建議的范圍和要考慮的因素。

基于鉛的焊料與無鉛焊料

傳統(tǒng)的鉛基焊料，如 63/37 錫鉛，在 183°C 左右的較低溫度下熔化。 但是，在波峰焊過程中，電位器溫度設(shè)置得更高（通常為 240°C 至 250°C），以確保適當(dāng)?shù)牧鲃有院蜐櫇裥?。無鉛焊料，如 SAC305（錫-銀-銅），具有較高的熔點，約為 217°C 至 221°C，需要 250°C 至 260°C 的罐溫才能獲得最佳效果。

組件靈敏度

并非所有組件都能承受高溫。例如，電解電容器和某些 IC 的最大額定溫度可能低至 250°C。 在波峰焊過程中超過此值會導(dǎo)致內(nèi)部損壞或使用壽命縮短。請務(wù)必檢查元件的數(shù)據(jù)表，以確保所選的波峰焊溫度范圍是安全的。

電路板設(shè)計和材料

PCB 材料和厚度也會影響溫度設(shè)置。較厚的電路板或銅含量高的電路板可能需要略高的預(yù)熱溫度（接近 150°C）以確保均勻加熱。FR-4 是一種常見的 PCB 材料，可以在短時間內(nèi)承受高達 260°C 的溫度，但長時間暴露有分層的風(fēng)險。

通過平衡這些因素，您可以為特定的裝配過程確定合適的溫度范圍，從而降低缺陷和返工的風(fēng)險。

無鉛焊料的最佳波峰焊溫度

由于 RoHS 等環(huán)境法規(guī)，全球轉(zhuǎn)向無鉛焊接，因此找到無鉛焊料的最佳波峰焊溫度比以往任何時候都更加重要。無鉛合金，如 SAC305，由于其熔點較高，需要更高的溫度。以下是優(yōu)化無鉛焊料設(shè)置的方法。

推薦溫度設(shè)置

對于大多數(shù)無鉛焊料，將焊錫鍋溫度設(shè)置在 250°C 和 260°C 之間。 該系列可確保焊料正確流動并潤濕表面，而不會使組件過熱。在預(yù)熱期間，以 120°C 至 150°C 為目標(biāo)，以最大限度地減少熱沖擊，因為無鉛焊接通常涉及更劇烈的溫度跳躍。

無鉛焊料的挑戰(zhàn)

無鉛焊料的容忍度不如基于鉛的替代品。它具有較窄的工藝窗口，這意味著溫度的微小偏差會導(dǎo)致接頭不良。例如，如果溫度降至 250°C 以下，您可能會看到不完整的潤濕或冷焊點。相反，溫度高于 260°C 會增加元件損壞和焊料氧化的風(fēng)險。

成功秘訣

為了使用無鉛焊料獲得最佳效果，請使用校準(zhǔn)溫度計持續(xù)監(jiān)測焊錫鍋溫度。調(diào)整輸送機速度以控制與波的接觸時間 - 2 到 3 秒通常是理想的。此外，如果可能，請使用氮氣氣氛以減少高溫下的氧化。

波峰焊溫度對元件的影響

如果不仔細(xì)管理，波峰焊溫度對元件的影響可能會很大。高溫或長時間暴露在高溫下會損壞 PCB 和組件，導(dǎo)致即時故障或長期可靠性問題。讓我們探討最常見的影響以及如何減輕這些影響。

熱應(yīng)力和組件損壞

LED、電容器和微控制器等組件通常具有嚴(yán)格的溫度限制。例如，許多表面貼裝電容器的額定溫度最高為 250°C，持續(xù)時間不超過 10 秒。在波峰焊過程中超過此值會導(dǎo)致內(nèi)部裂紋或退化，隨著時間的推移導(dǎo)致故障。

焊點缺陷

不正確的溫度會導(dǎo)致焊點不良。如果焊料波太冷（含鉛焊波低于 240°C，無鉛焊波低于 250°C），焊料可能無法正確潤濕，從而產(chǎn)生機械脆弱的冷焊點。另一方面，過高的溫度（高于 260°C）會導(dǎo)致焊盤之間出現(xiàn)焊橋或金屬間化合物過度生長，從而削弱接頭。

PCB 的翹曲和分層

PCB 本身容易受到高溫的影響。長時間暴露在 260°C 以上的溫度下會導(dǎo)致電路板材料翹曲或分層，尤其是在多層設(shè)計中。這不僅會影響電路板的結(jié)構(gòu)完整性，還會破壞元件和走線的對齊。

緩解策略

為了最大限度地降低這些風(fēng)險，請始終根據(jù)電路板上最敏感的元件定制波峰焊溫度曲線。使用熱分析工具監(jiān)控 PCB 在此過程中經(jīng)歷的實際溫度。此外，考慮對采用混合技術(shù)的電路板進行選擇性焊接，其中只有特定區(qū)域暴露在焊錫波中。

優(yōu)化波峰焊溫度的最佳實踐

現(xiàn)在我們已經(jīng)介紹了基礎(chǔ)知識，這里有一些實用技巧可以微調(diào)您的波峰焊工藝以獲得可靠的結(jié)果。

1. 使用熱分析工具

投資一個熱剖面儀來測量焊接過程中 PCB 不同區(qū)域的溫度。這些工具提供實時數(shù)據(jù)，幫助您調(diào)整預(yù)熱和焊料波溫度以匹配理想的曲線。

2. 定期維護設(shè)備

維護良好的波峰焊機可確保溫度一致。檢查焊錫槽是否有污染，并根據(jù)需要補充助焊劑。定期校準(zhǔn)溫度傳感器，以避免可能影響波峰焊溫度范圍的漂移。

3.進行測試

在運行完整的生產(chǎn)批次之前，請使用虛擬板測試溫度設(shè)置。檢查焊點的質(zhì)量，并檢查是否有任何組件應(yīng)力或電路板損壞的跡象。根據(jù)這些結(jié)果根據(jù)需要調(diào)整配置文件。

4. 調(diào)整輸送機速度

PCB 通過焊錫波的速度會影響曝光時間。較慢的速度會增加接觸時間，這對于較厚的電路板可能是必要的，但會使敏感元件過熱。以 2 到 4 秒的接觸時間為起點。

5. 記錄和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置

在設(shè)置中找到無鉛焊料或含鉛焊料的最佳波峰焊溫度后，請記錄設(shè)置。標(biāo)準(zhǔn)化流程可以減少可變性，并有助于保持生產(chǎn)運行之間的一致性。

與溫度問題相關(guān)的常見波峰焊缺陷

即使有最好的意圖，波峰焊過程中也可能出現(xiàn)與溫度相關(guān)的缺陷。以下是一些常見問題及其解決方法。

• 冷焊點：由溫度不足引起（含鉛低于 240°C，無鉛低于 250°C）。提高焊錫鍋溫度或延長預(yù)熱時間。

• 焊橋：通常是由于溫度過高或助焊劑殘留。稍微降低焊錫波峰高度或溫度，并確保正確的助焊劑應(yīng)用。

• 潤濕不足：由低溫或助焊劑活性差產(chǎn)生。驗證預(yù)熱溫度（120°C 至 150°C）并檢查助焊劑質(zhì)量。

• 組件損壞：由溫度超過組件限制引起。查看數(shù)據(jù)表并在需要時降低焊錫鍋溫度。

通過了解這些缺陷及其與溫度的聯(lián)系，您可以更有效地解決問題并提高整體焊接質(zhì)量。

完善波峰焊溫度以取得成功

優(yōu)化波峰焊溫度曲線是實現(xiàn)可靠 PCB 接頭的游戲規(guī)則改變者。無論您是在 250°C 至 260°C 的波峰焊溫度范圍內(nèi)進行無鉛焊接，還是針對敏感元件進行調(diào)整，精度都是關(guān)鍵。通過仔細(xì)管理波峰焊溫度對組件的影響并遵循最佳實踐，您可以最大限度地減少缺陷并提高組件的質(zhì)量。