行业资讯
首页 / 设备与自动化 / 正文

回流焊温区怎么设定 有铅无铅熔点对照与参数窗口 PCBA 行业资讯

PCBA 行业资讯 2026-10-16 阅读 5 分钟

有铅 183℃、无铅 217℃,两个熔点差 34℃,温区设定就完全不是一套参数。这篇按「数据硬核」走,只给数值窗口和判定边界,不铺垫。

一、先分清:有铅和无铅的熔点决定了温区基线

温区设定不是拍脑袋调,根子在合金熔点。

Sn63Pb37 共晶合金熔点 183℃;SAC305(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)熔点 217℃。液相线以上多少度开始熔、多少度能润湿,决定了各区温度下限。

一个常见误区是把峰值温度简单加 34℃。实际上无铅不光熔点高,润湿力还差一截,需要更长预热和更高活性区温度来补偿。所以无铅的预热区反而比有铅更慢、更平。

先说结论:有铅工艺窗口宽,无铅窄。有铅能过的曲线,无铅直接照搬大概率出冷焊或立碑。

二、回流焊四类温区各自在干什么

回流焊炉通常 8~10 个温区,按功能分四段:预热区、恒温(活性)区、回流区、冷却区。每段的任务和判据不一样。

预热区负责把板面从室温升到 150℃ 左右,升温速率典型控制 1~3℃/s。太快,助焊剂飞溅、元件热冲击开裂;太慢,助焊剂提前挥发完,到回流区没活性了。

恒温区(也叫活性区)把温度稳在 150~180℃(有铅)/ 150~200℃(无铅),让整板温差收拢、助焊剂活化。这段时间典型 60~120 s。

回流区是真正熔化焊料的段,峰值温度和液相线以上时间(TAL)都在这段定。冷却区控制降温速率,太快焊点脆、太慢晶粒粗大。

四段串起来看,有铅的总周期短、峰值低;无铅每段都往后拉一截。

三、有铅与无铅温度曲线对照表

下面这张表是车间里最常用的参数对照,数值取的是工艺窗口中位,不是极限值。实际设定还要按板厚、元件密度、炉子长度微调。

参数项 有铅(Sn63Pb37) 无铅(SAC305)
合金熔点 183℃ 217℃
预热升温速率 2~4℃/s 1~3℃/s
恒温区温度 150~170℃ 150~190℃
恒温时间 60~90 s 80~120 s
峰值温度 210~225℃ 235~250℃
液相线以上时间(TAL) 45~75 s 60~90 s
冷却速率 2~4℃/s 2~4℃/s

这张表里最容易看错的是峰值温度差。有铅峰值 210~225℃,离熔点 183℃ 有 27~42℃ 的过冲;无铅峰值 235~250℃,离 217℃ 只有 18~33℃ 的过冲。无铅的过冲余量比有铅小,所以无铅对炉温稳定性和热电偶精度的要求更高。炉温飘 5℃,有铅还在窗口内,无铅可能就掉到冷焊边缘了。

再看 TAL。无铅的 TAL 要求 60~90 s,比有铅长 15~30 s。这段延长是为润湿和金属间化合物生长留时间。TAL 少于 45 s,冷焊风险上来了;超过 120 s,IMC 层过厚,焊点反而变脆。

四、峰值温度与 TAL 的判定边界

峰值温度不是越高越好,TAL 也不是越长越好。两边都有边界。

峰值温度偏低:无铅低于 230℃、有铅低于 205℃,焊料未完全熔化或润湿不足,判冷焊。外观是焊点发暗、不饱满、脚边有残留凸起。

峰值温度偏高:无铅超过 255℃、有铅超过 235℃,风险转向元件分层、PCB 起泡、金层发黑。塑封体吸水后的爆米花效应多在这个区间触发。

TAL 的下限:无铅少于 50 s、有铅少于 40 s,判润湿时间不足。上限:两者都不宜超过 100 s,超过后 IMC 厚度可能突破 4 μm,焊点韧性下降。

实测时看的是板面实测曲线,不是炉子设定温度。炉温设定和板面温度差 10~20℃ 很正常,板子越厚、元件越密,差值越大。

五、温区设定实操:从炉温到板温怎么调

炉子面板上的设定值调完,不等于板面曲线就对了。要按下面顺序走一遍。

第一步,用带热电偶的测温板跑一次。热电偶贴在板面关键点:BGA 底部、大铜箔区、连接器引脚、板边和板中心各取一点。至少 5 个测点。

第二步,看实测峰值和目标峰值的差值。差得多,先动回流区设定,每次调 5℃,不要一次跳 15℃。

第三步,看板上各测点的温差。无铅板面均匀性一般控制在 ±10℃ 以内,超过说明恒温区时间不够或热容差异太大。有铅可以放宽到 ±15℃。

第四步,确认 TAL。从曲线上量液相线以上那段,无铅对 60~90 s,有铅对 45~75 s。不在窗口内就回头调回流区和链速。

链速是个容易被忽略的杠杆。链速加快 10 cm/min,TAL 大约缩短 5~8 s,峰值也会掉 3~5℃。调不动炉温时,先动链速比动温区更省事。

💡 换线时先确认测温板的热电偶没有脱焊。偶点虚接会让曲线看起来峰值偏低,实际板温正常,判断方向就反了。
⚠️ 无铅工艺不要把有铅曲线拿来改个峰值就用。预热和恒温区的时间差不是调一两个温区能补上的,整条曲线要重新做。

六、有铅改无铅时,温区怎么迁移

产线从有铅切无铅,不是把峰值加 30℃ 就完事。要动的地方至少四处。

预热速率降下来。有铅 2~4℃/s 搬到无铅,助焊剂容易在 120℃ 前就飞溅。建议先降到 1.5~2.5℃/s 跑一版。

恒温区温度上限抬高。有铅 170℃ 封顶,无铅可以到 190℃,多出来的 20℃ 用来补润湿。

恒温时间加长。从 60~90 s 拉到 80~120 s,给助焊剂足够的活化窗口。

峰值和 TAL 同步上移。峰值按 235~245℃ 起调,TAL 对 60~90 s。

整套迁移做完,通常要跑 3~5 版测温板才能收敛到一个稳定窗口。板子层数多、BGA 多的产品,版数还要加。收敛判据是:连续三版实测峰值波动在 ±5℃ 以内、TAL 波动在 ±8 s 以内。

还有一点:无铅焊料的润湿角比有铅大,同样的焊盘和钢网开孔,无铅的焊点外观会更「收」。验收时拿有铅的外观标准去套无铅,会把合格品判成不良。

标签:
← PCBA行业资讯:分板机选型看应力峰值 铣刀机械力与激光热影响对比波峰焊锡炉温度怎么调 连锡拉尖成因判定与调整顺序 PCBA 行业资讯 →
网站地图XML地图