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得益于升温-到-回流的回流温度曲线
如果遵循某些指引，和对回流过程中可能遇见的参数有很强的理解，经常和温度曲线联系在一起的苦恼可以大大减轻。
大卫.苏拉斯基(美)
许多旧式的炉倾向于以不同速率来加热一个装配上的不同零件，取决于回流焊接的零件和线路板层的颜色和质地。一个装配上的某些区域可以达到比其它区域高得多的温度，这个温度变化叫做装配的D
T。如果D T大，装配的有些区域可能吸收过多热量，而另一些区域则热量不够。这可能引起许多焊接缺陷，包括焊锡球、不熔湿、损坏元件、空洞和烧焦的残留物。
较新式的回流焊接炉
大多数新式的回流焊接炉，叫做强制对流式，将热空气吹到装配板上或周围。这种炉的一个优点是可以对装配板逐渐地和一致地提供热量，不管零件的颜色和质地。虽然，由于不同的厚度和元件密度，热量的吸收可能不同，但强制对流式炉逐渐地供热，其D
T没有太大的差别。另外，这种炉可以严格地控制给定温度曲线的最高温度和温度速率，其提供了更好的区到区的稳定性，和一个更受控的回流过程。
为什么和什么时候保温
保温区的唯一目的是减少或消除大的D T。保温应该在装配达到焊锡回流温度之前，把装配上所有零件的温度达到均衡，使得所有的零件同时回流。由于保温区是没有必要的，因此温度曲线可以改成线性的升温-到-回流(RTS)的回流温度曲线。
应该注意到，保温区一般是不需要用来激化锡膏中的助焊剂化学成分。这是工业中的一个普遍的错误概念，应予纠正。当使用线性的RTS温度曲线时，大多数锡膏的化学成分都显示充分的湿润活性。事实上，使用
RTS温度曲线一般都会改善湿润。
升温-保温-回流
升温-保温-回流(RSS)温度曲线可用于RMA或免洗化学成分，但一般不推荐用于水溶化学成分，因为RSS保温区可能过早地破坏锡膏活性剂，造成不充分的湿润。使用RSS温度曲线的唯一目的是消除或减少D
T。
如图一所示，RSS温度曲线开始以一个陡坡温升，在90秒的目标时间内大约150°
C，最大速率可达2~3° C。随后，在150~170°
C之间，将装配板保温90秒钟；装配板在保温区结束时应该达到温度均衡。保温区之后，装配板进入回流区，在183°
C以上回流时间为60(± 15)秒钟。
整个温度曲线应该从45° C到峰值温度215(±
5)° C持续3.5~4分钟。冷却速率应控制在每秒4°
C。一般，较快的冷却速率可得到较细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。可是，超过每秒4°
C会造成温度冲击。
图一、典型的升温-保温-回流温度曲线
升温-到-回流
RTS温度曲线可用于任何化学成分或合金，为水溶锡膏和难于焊接的合金与零件所首选。如果装配上存在较大的D
T，例如工序中使用了夹具或效率低的回流焊接炉，那么RTS可能不为适当的温度曲线选择。
RTS温度曲线比RSS有几个优点。RTS一般得到更光亮的焊点，可焊性问题很少，因为在RTS温度曲线下回流的锡膏在预热阶段保持住其助焊剂载体。这也将更好地提高湿润性，因此，RTS应该用于难于湿润的合金和零件。因为RTS曲线的升温速率是如此受控的，所以很少机会造成焊接缺陷或温度冲击。另外，RTS曲线更经济，因为减少了炉前半部分的加热能量。此外，排除RTS的故障相对比较简单，有排除RSS曲线故障经验的操作员应该没有困难来调节RTS曲线，以达到优化的温度曲线效果。
图二、典型的升温-到-回流温度曲线，从室温到峰值温度线性上升
设定RTS温度曲线
如图二所示，RTS曲线简单地说就是一条从室温到回流峰值温度的温度渐升曲线，RTS曲线温升区其作用是装配的预热区，这里助焊剂被激化，挥发物被挥发，装配准备回流，并防止温度冲击。RTS曲线典型的升温速率为每秒0.6~1.8°
C。升温的最初90秒钟应该尽可能保持线性。
RTS曲线的升温基本原则是，曲线的三分之二在150°
C以下。在这个温度后，大多数锡膏内的活性系统开始很快失效。因此，保持曲线的前段冷一些将活性剂保持时间长一些，其结果是良好的湿润和光亮的焊接点。
RTS曲线回流区是装配达到焊锡回流温度的阶段。在达到150°
C之后，峰值温度应尽快地达到，峰值温度应控制在215(± 5)° C，液化居留时间为60(±
15)秒钟。液化之上的这个时间将减少助焊剂受夹和空洞，增加拉伸强度。和RSS一样，RTS曲线长度也应该是从室温到峰值温度最大3.5~4分钟，冷却速率控制在每秒4°
C。
某些机板镀层可能会增加曲线峰值温度，如果焊接“金盖镍”镀层的焊盘，峰值温度至少应达到220°
C；这样可以防止回流后温度可靠性问题，因为锡和金在217° C形成第二种共晶合金。如果焊接有机表面防护剂涂层(OSP)的焊盘，可能要求达到225°
C的峰值温度，以完全渗透涂层。使用哪一种温度曲线都有必要调节峰值温度。
排除RTS曲线的故障
排除RSS和RTS曲线的故障，原则是相同的：按需要，调节温度和曲线温度的时间，以达到优化的结果。时常，这要求试验和出错，略增加或减少温度，观察结果。以下是使用RTS曲线遇见的普遍回流问题，以及解决办法。
焊锡球
许多细小的焊锡球镶陷在回流后助焊剂残留的周边上。在RTS曲线上，这个通常是升温速率太慢的结果，由于助焊剂载体在回流之前烧完，发生金属氧化。这个问题一般可通过曲线温升速率略微提高达到解决。焊锡球也可能是温升速率太快的结果，但是，这对RTS曲线不大可能，因为其相对较慢、较平稳的温升。
焊锡珠
经常与焊锡球混淆，焊锡珠是一颗或一些大的焊锡球，通常落在片状电容和电阻周围(图三)。虽然这常常是丝印时锡膏过量堆积的结果，但有时可以调节温度曲线解决。和焊锡球一样，在RTS曲线上产生的焊锡珠通常是升温速率太慢的结果。这种情况下，慢的升温速率引起毛细管作用，将未回流的锡膏从焊锡堆积处吸到元件下面。回流期间，这些锡膏形成锡珠，由于焊锡表面张力将元件拉向机板，而被挤出到元件边。和焊锡球一样，焊锡珠的解决办法也是提高升温速率，直到问题解决。
图三、可看到电容旁边的焊锡珠
熔湿性差
熔湿性差(图四)经常是时间与温度比率的结果。锡膏内的活性剂由有机酸组成，随时间和温度而退化。如果曲线太长，焊接点的熔湿可能受损害。因为使用RTS曲线，锡膏活性剂通常维持时间较长，因此熔湿性差比RSS较不易发生。如果RTS还出现熔湿性差，应采取步骤以保证曲线的前面三分之二发生在150°
C之下。这将延长锡膏活性剂的寿命，结果改善熔湿性。
图四、熔湿性差可能是由时间和温度比所引起
焊锡不足
焊锡不足通常是不均匀加热或过快加热的结果，使得元件引脚太热，焊锡吸上引脚。回流后引脚看到去锡变厚，焊盘上将出现少锡。减低加热速率或保证装配的均匀受热将有助于防止该缺陷。
墓碑
墓碑通常是不相等的熔湿力的结果，使得回流后元件在一端上站起来(图五)。一般，加热越慢，板越平稳，越少发生。降低装配通过183°
C的温升速率将有助于校正这个缺陷。
图五、不平衡的熔湿力使元件立起来
空洞
空洞是锡点的X光或截面检查通常所发现的缺陷。空洞是锡点内的微小“气泡”(图六)，可能是被夹住的空气或助焊剂。空洞一般由三个曲线错误所引起：不够峰值温度；回流时间不够；升温阶段温度过高。由于RTS曲线升温速率是严密控制的，空洞通常是第一或第二个错误的结果，造成没挥发的助焊剂被夹住在锡点内。这种情况下，为了避免空洞的产生，应在空洞发生的点测量温度曲线，适当调整直到问题解决。
图六、空洞是由于空气或助焊剂被夹住而形成
无光泽、颗粒状焊点
一个相对普遍的回流焊缺陷是无光泽、颗粒状焊点(图七)。这个缺陷可能只是美观上的，但也可能是不牢固焊点的征兆。在RTS曲线内改正这个缺陷，应该将回流前两个区的温度减少5°
C；峰值温度提高5° C。如果这样还不行，那么，应继续这样调节温度直到达到希望的结果。这些调节将延长锡膏活性剂寿命，减少锡膏的氧化暴露，改善熔湿能力。
图七、无光泽和颗粒状焊点可能是脆弱的焊点
烧焦的残留物
烧焦的残留物，虽然不一定是功能缺陷，但可能在使用RTS温度曲线时遇见。为了纠正该缺陷，回流区的时间和温度要减少，通常5°
C。
结论
RTS温度曲线不是适于每一个回流焊接问题的万灵药，也不能用于所有的炉或所有的装配。可是，采用RTS温度曲线可以减少能源成本、增加效率、减少焊接缺陷、改善熔湿性能和简化回流工序。这并不是说RSS温度曲线已变得过时，或者RTS曲线不能用于旧式的炉。无论如何，工程师应该知道还有更好的回流温度曲线可以利用。
注：所有温度曲线都是使用Sn63/Pb37合金，183°
C的共晶熔点。
David Suraski may be contacted at AIM, 25 Kenny
Drive, Cranston, RI 02920; (401)463-5605; E-mail: dsuraski@aimsolder.com;
Web site: www.aimsolder.com.
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