湖南娄底SMT贴片加工中使用的回流焊简介

1.回流焊的种类
回流焊是SMT流程中非常关键的一环，其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起，如不能较好地对其进行控制，将对所生产产品的可靠性及使用寿命产生灾难性影响。回流焊的方式有很多，较早前比较流行的方式有红外式及气相式，现在较多厂商采用的是热风式回流焊，还有部分先进的或特定场合使用的再流方式，如：热型芯板、白光聚焦、垂直烘炉等。以下将对现在比较流行的热风式回流焊作简单的介绍。
2.热风式回流焊
现在所使用的大多数新式的回流焊接炉，叫做强制对流式热风回流焊炉。它通过内部的风扇，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，同一PCB上的温差没有太大的差别。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。
3.温区分布及各温区功能
热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；助焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。一个典型的温度曲线（Profile:指通过回焊炉时，PCB上某一焊点的温度随时间变化的曲线）分为预热区、保温区、回流区及冷却区。（见附图）①预热区：预热区的目的是使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。升温速率要控制在适当范围内（过快会产生热冲击，如：引起多层陶瓷电容器开裂、造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点；过慢则助焊剂Flux活性作用），一般规定大升温速率为4℃/sec,上升速率设定为1-3℃/sec,SESC的标准为低于2.5℃/seC.
②升温区：指从120℃升温至160℃的区域。主要目的是使PCB上各元件的温度趋于均匀，尽量减少温差，保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，到保温区结束时，焊盘、锡膏球及元件引脚上的氧化物应被除去，整个电路板的温度达到均衡。过程时间约60-120秒，根据焊料的性质有所差异。SESC的标准为：130-160℃,MAX120sec;

③焊接区：这一区域里的加热器的温度设置得高，焊接峰值温度视所用锡膏的不同而不同，一般推荐为锡膏的熔点温度加20-40℃.此时焊膏中的焊料开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿焊盘和元器件。有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“区”覆盖的面积小且左右对称，一般情况下超过200℃的时间范围为30-40sec.SESC的标准为Peak Temp.:210-220℃,超过200℃的时间范围：40±3sec;
④冷却区：用尽可能快的速度进行冷却，将有助于得到明亮的焊点并饱满的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致PAD的更多分解物进入锡中，产生灰暗毛糙的焊点，甚至引起沾锡不良和弱焊点结合力。降温速率一般为－4℃/sec以内，冷却至75℃左右即可，一般情况下都要用离子风扇进行强制冷却。SESC的标准为：Slope>-3℃/sec.
4.氮气的作用
使用惰性气体，一般采用氮气，这种方法在回流焊工艺中已被采用了相当长的一段时间，因为惰性气体可以减少焊接过程中的氧化，因此，这种工艺可以使用活性较低的焊膏材料。这一点对于低残留物焊膏和免清洗尤为重要。另外，对于多次焊接工艺也相当关键。比如：在双面板的焊接中，氮气保护板子在多次回流工艺中有很大的优势，因为在N2的保护下，板上的铜质焊盘与线路的可焊性得到了很好的保护。使用氮气的另一个好处是增加表面张力，它使得制造商在选择器件时有更大的余地（尤其是超细间距器件），并且增加焊点表面光洁度，使薄型材料不易褪色。