作者简介：孔令辉, 深圳市共进电子股份有限公司工艺工程师

在SMT生产流程中，回焊炉的温度控制是很重要的一环，一张好的炉温曲线图可以形成优良的焊点。同样，如果炉温控制不好，就会发生冷焊、空焊等焊接不良，出现批量质量问题。本文主要从炉温曲线的类型、如何设定炉温曲线、炉温曲线的常见问题与对策等方面进行归纳总结。

目前大多数工厂所用的回焊炉大多是10温区和12温区的炉子（如图1），也有个别比较老的8温区的炉子。炉子不同，各温区温度设置也不相同。测量频次一般要求量产产品的炉温曲线每天测量一次，试产产品的炉温曲线每次上线前进行测量。

图1. 热风回流炉外观图

炉温曲线分为RSS和RTS两种类型。最初我接触到的就是RSS型炉温曲线（如图2），即整个回流过程严格分为预热、恒温、回流、冷却四个温区。在预热阶段，通过很短的时间将温度提高到150度左右，然后在150度到180度做一个平台，让PCBA充分均匀受热后再进行回流、冷却。故RSS炉温曲线也称为平台型炉温曲线，此种炉温曲线常应用于PCB面积较大、元件种类多、吸热性不同步元件的产品。

随着产品精密度的逐渐提高，RTS炉温曲线（如图3）是最近几年广泛应用的一种炉温曲线。RTS即线性炉温曲线，从PCBA进入回焊炉预热开始，炉温曲线呈一条向上45度延伸的线，达到锡膏熔点后回流、然后冷却完成焊接过程。故RTS炉温曲线也称为线型炉温曲线，此种炉温曲线可以减少锡膏内助焊剂挥发，以确保焊接时有足够的助焊剂起作用，从而形成良好的焊点。适用于有较多密脚IC、元件密集度较高的产品（如手机板）。

图2. RSS型炉温曲线图示

图3. RTS型炉温曲线图示

如何调试出一条好的炉温曲线呢？

一般锡膏厂商的TDS（产品技术资料）都会包含推荐的炉温曲线，这是我们设置参数的重要依据。然后再根据产品的复杂度，如Bottom面只有Chip元件的炉温，可以将制程界限适当定义宽松一些，而TOP面含有密集BGA或特殊芯片的产品，须将炉温制程界限的规格值进行加严管控。

炉温曲线调试中，还需要满足PCBA上元器件的封装体耐温要求。元器件的封装体耐温要求可参考元件的Datasheet。另外，PCB使用的板材，PCB的厚度也是需考虑的因素，防止过炉后PCB变形量过大。

在实际生产中，对于Bottom面容易发生掉件的产品，生产TOP时，回流区下炉温设置比上炉温设置低5~10℃，能够有效防止过炉时第一面元件掉件。（如图4）

图4. 防掉件炉温设置图

什么样的炉温曲线是好的炉温曲线？

1.PCBA上焊点的最热点和最冷点均在规格范围内，PWI值(工艺窗口指数）小于60%为佳；

2.曲线图上各条线分布均匀、整洁，无杂乱和忽高忽低现象；

3.目视完成回流焊接的焊点圆润饱满、光亮度佳,无焊接不良。

表1.常见与回流焊炉温有关的问题与对策

不良现象

原因分析

改善对策

锡珠

预热区升温斜率过快，造成焊锡飞溅，形成锡珠。

降低预热区升温斜率，一般应小于3℃/s。

连锡

连锡通常是发生在细密脚(fine pitch)元件的焊点之间，因此造成短路现象，其发生的原因主要有三种可能：
1.锡膏印刷不良，导致连锡；
2.预热升温过快，导致锡膏坍塌造成相邻锡膏连锡；
3.PCB脏污或PCB焊盘上有异物，造成连锡。

针对第二个原因，可以降低预热区的上升斜率来改善。

冷焊

发生冷焊的原因是在回流区的最高温度太低所造成。

增加回流区的最高峰值温度，延长回流时间。

空焊

1.恒温时间太长，助焊剂挥发过度造成PCB焊盘、元件焊端再度氧化产生 枕头效应 。

2.回流时间太长，导致锡膏与焊盘之间形成的IMC金属合金层太厚，受应力而产生 锡裂 。

1.加快回焊炉传送带链速，或修改温区的温度来缩短恒温时间。

2.适当缩短回流时间。

立碑

主要原因是锡膏熔化，Chip元件两端受力不均匀所致，主要有下列几种因素：
1.PCB焊盘设计问题；
2.元件两端的锡量不均或元件贴装偏移；
3.预热温度设置较低、预热时间设置较短，元件两端锡膏不同时熔化，从而导致两端张力不平衡形成立碑。

针对第三个原因，可以升高预热温度，延长预热时间来改善。