錫膏的溫度性質(zhì)是決定SMT焊接質(zhì)量的核心因素，主要體現(xiàn)在合金熔點特性、回流溫度敏感性、溫度對物理化學(xué)性能的影響等方面，原理、分類及應(yīng)用角度詳細(xì)解析：

核心溫度特性：合金熔點與相變

 1. 熔點（固液相轉(zhuǎn)變溫度）

 定義：錫膏從固態(tài)熔融成液態(tài)的溫度區(qū)間（非純金屬合金通常為固液共存的溫度范圍）。

 決定因素：由錫膏的合金成分直接決定，常見分類及熔點如下：

類型 典型合金配方 熔點范圍（°C） 液相線溫度（°C，完全熔融） 應(yīng)用場景 

高溫錫膏 Sn-Ag-Cu（SAC305） 217~220 217 高可靠性、耐高溫產(chǎn)品（如汽車電子） 

中溫錫膏 Sn-Bi-Ag 151~172 172 熱敏元件、低Tg板材焊接 

低溫錫膏 Sn-Bi（共晶） 138（單一熔點） 138 二次回流、柔性板（FPC）、LED封裝 

超低溫錫膏 Sn-Bi-In 105~130 130 極熱敏元件（如MEMS傳感器） 

固液共存區(qū)（塑性階段）

 溫度介于固相點和液相點之間時，錫膏處于“半熔融狀態(tài)”，具備一定流動性但未完全潤濕焊盤，此階段對溫度停留時間敏感：

時間過短：焊膏未充分軟化，導(dǎo)致焊料鋪展不均（虛焊）；

 時間過長：助焊劑提前揮發(fā)，焊料氧化加?。ê更c發(fā)黑）。

 回流焊接中的溫度響應(yīng)：四階段曲線解析

 錫膏在回流爐中的溫度變化直接影響焊接過程，需匹配其“溫度-物理化學(xué)特性”：

 預(yù)熱區(qū)（100~150°C，升溫速率1~3°C/s）

 溫度作用：

緩慢蒸發(fā)錫膏中的溶劑（如松油醇），避免高溫爆濺（形成錫珠）；

激活助焊劑初步去除焊盤氧化層，為后續(xù)潤濕做準(zhǔn)備。

 溫度敏感點：溶劑沸點（通常120~150°C），若升溫過快，溶劑殘留會導(dǎo)致焊點空洞。

 保溫區(qū)（150~180°C，停留60~90秒）

 溫度作用：

使PCB、元件與錫膏溫度均勻化（溫差≤10°C），避免熱應(yīng)力導(dǎo)致元件開裂（如陶瓷電容）；

 助焊劑充分活化，深度清潔焊盤表面，提升錫膏潤濕性。

關(guān)鍵控制：溫度需高于助焊劑活化溫度（通常130~150°C），但低于錫膏固相點（避免提前熔融）。

  回流區(qū)（峰值溫度：熔點+30~50°C，液相線以上時間60~90秒）

 溫度核心參數(shù)：

峰值溫度：必須高于液相線溫度（確保完全熔融），但不超過元件耐受極限（如LED芯片耐溫≤200°C）；

液相線以上時間：決定焊料潤濕性和金屬間化合物（IMC）層厚度：

過短：IMC過?。ê更c強度不足）；

 過長：IMC過厚（焊點脆化，抗疲勞性下降）。

不同錫膏的峰值溫度差異：

高溫錫膏（SAC305）：峰值240~250°C（液相線217°C+23~33°C）；

中溫錫膏（Sn-Bi-Ag）：峰值180~200°C（液相線172°C+8~28°C）；

低溫錫膏（Sn-Bi）：峰值160~180°C（液相線138°C+22~42°C）。

 冷卻區(qū)（降溫速率≤4°C/s）

 溫度作用：

 錫膏從液態(tài)快速凝固，形成致密焊點，降溫速率影響焊點結(jié)晶顆粒粗細(xì)：

過快（>5°C/s）：晶粒細(xì)化，焊點強度高但脆性增加；

 過慢（<1°C/s）：晶粒粗大，焊點塑性好但抗剪切強度下降。

溫度對錫膏性能的關(guān)鍵影響

 1. 潤濕性（焊接質(zhì)量的核心指標(biāo)）

 溫度不足：錫膏未完全熔融，焊料無法鋪展，導(dǎo)致焊盤潤濕不良（呈球狀，接觸角>90°）；

溫度過高：助焊劑過度分解，焊料氧化加劇，潤濕性反而下降（焊點表面粗糙、有殘渣）。

 2. 焊點可靠性

 低溫焊接（如Sn-Bi）：

優(yōu)勢：低溫對元件損傷小；

劣勢：Bi的脆性導(dǎo)致焊點抗熱循環(huán)能力差（-40~85°C循環(huán)測試易開裂）。

高溫焊接（如SAC305）：

優(yōu)勢：Sn-Ag-Cu合金的IMC層穩(wěn)定，耐高溫性強；

劣勢：高溫可能導(dǎo)致PCB板材分層（尤其是低Tg材料）。

3. 工藝兼容性

 二次回流場景：需確保后工序溫度低于前工序錫膏的熔點（如先用高溫錫膏焊接主器件，再用低溫錫膏補焊熱敏元件），避免前焊點二次熔融移位。

 不同應(yīng)用場景的溫度性質(zhì)適配原則

 需求場景 錫膏類型 核心溫度性質(zhì)要求 典型案例 

高可靠性、耐高溫 高溫錫膏（SAC） 液相線≥217°C，峰值溫度240~250°C 汽車PCBA、工業(yè)控制板 

熱敏元件、低Tg板材 中溫錫膏（Sn-Bi-Ag） 液相線172°C左右，峰值≤200°C 消費電子（手機主板FPC）、LED燈板 

二次回流、柔性板焊接 低溫錫膏（Sn-Bi） 熔點138°C，峰值≤180°C 智能手表多層FPC焊接、BGA返修 

極敏感元件（如MEMS） 超低溫錫膏（Sn-Bi-In） 熔點≤130°C，峰值≤160°C 醫(yī)療傳感器、航空航天微型器件 

 溫度控制的實戰(zhàn)要點

 基于合金成分設(shè)定基線：

峰值溫度=液相線溫度+30~50°C（具體參考錫膏廠家TDS文檔，如Alpha中溫錫膏推薦峰值比液相線高28°C）；

液相線以上時間：60~90秒（含Bi的錫膏需控制上限，避免Bi氧化）。

元件耐溫極限優(yōu)先：

若元件最高耐溫為180°C，即使錫膏液相線172°C，峰值溫度也需限制在180°C（僅高于液相線8°C，需延長保溫時間補償潤濕性）。

 設(shè)備校準(zhǔn)與實時監(jiān)控：

每周用爐溫測試儀測試回流曲線，確保各溫區(qū)溫度波動≤±5°C；

對大尺寸PCB或復(fù)雜元件布局，增加溫度測試點（如元件引腳、PCB邊緣），避免局部溫度異常。

錫膏的溫度性質(zhì)本質(zhì)是“合金成分-溫度-工藝性能”的動態(tài)匹配，核心在于：

熔點決定基礎(chǔ)溫度區(qū)間：根據(jù)元件耐溫、PCB材質(zhì)選擇合適合金（高/中/低溫錫膏）；

回流曲線控制相變過程：通過預(yù)熱→保溫→回流→冷卻四階段，精準(zhǔn)調(diào)控錫膏的溶劑揮發(fā)、助焊活化、熔融潤濕及結(jié)晶固化；

溫度偏差直接影響質(zhì)量：不足導(dǎo)致虛焊、潤濕不良，過高導(dǎo)致氧化、元件損傷，需結(jié)合廠家數(shù)據(jù)與工藝驗證實現(xiàn)“溫度-可靠性”平衡。

 實際生產(chǎn)中，建議以錫膏供應(yīng)商提供的溫度曲線為起點，通過小樣測試（如切片分析IMC層厚度、拉力測試焊點強度）優(yōu)化參數(shù)，確保溫度性質(zhì)與工藝需求完全匹配。