什么是回流焊？其原理及工藝介紹
日期：2024-04-12 11:42:47 瀏覽量：816 標簽: 回流焊
回流焊是一種常見的表面貼裝技術，用于在電子產品制造中將表面貼裝元件（SMD）焊接到印刷電路板（PCB）上。回流焊的過程是將貼裝元件放置在PCB上，然后將整個裝配件送入回流爐中進行加熱，使焊膏熔化并將貼裝元件焊接到PCB上。
一、回流焊原理介紹
回流焊技術在電子制造領域并不陌生，我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設備的內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板，讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。這種工藝的優勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。
回流焊技術在電子制造領域并不陌生，我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的。這種設備的內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板，讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。
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二、回流焊工藝
回流焊加工的為表面貼裝的板，其流程比較復雜，可分為兩種：單面貼裝、雙面貼裝。
1、單面貼裝
預涂錫膏 →貼片(分為手工貼裝和機器自動貼裝) → 回流焊 → 檢查及電測試。
2、雙面貼裝
A面預涂錫膏 → 貼片(分為手工貼裝和機器自動貼裝) → 回流焊 →B面預涂錫膏 →貼片(分為手工貼裝和機器自動貼裝)→ 回流焊 → 檢查及電測試。
三、回流焊工藝發展
1.熱板(Hot-plate)及推板式熱板傳導回流焊：
這類回流焊爐依靠傳送帶或推板下的熱源加熱，通過熱傳導的方式加熱基板上的元件，用于采用陶瓷(Al2O3)基板厚膜電路的單面組裝，陶瓷基板上只有貼放在傳送帶上才能得到足夠的熱量，其結構簡單，價格便宜。我國的一些厚膜電路廠在80年代初曾引進過此類設備。
2. 紅外線輻射回流焊：
此類回流焊爐也多為傳送帶式，但傳送帶僅起支托、傳送基板的作用，其加熱方式主要依紅外線熱源以輻射方式加熱，爐膛內的溫度比前一種方式均勻，網孔較大，適于對雙面組裝的基板進行回流焊接加熱。這類回流焊爐可以說是回流焊爐的基本型。在我國使用的很多，價格也比較便宜。
3. 紅外加熱風(Hot air)回流焊：
這類回流焊爐是在IR爐的基礎上加上熱風使爐內溫度更均勻，單純使用紅外輻射加熱時，人們發現在同樣的加熱環境內，不同材料及顏色吸收熱量是不同的，即(1)式中Q值是不同的，因而引起的溫升ΔT也不同，例如IC等SMD的封裝是黑色的酚醛或環氧，而引線是白色的金屬，單純加熱時，引線的溫度低于其黑色的SMD本體。加上熱風后可使溫度更均勻，而克服吸熱差異及陰影不良情況，IR + Hot air的回流焊爐在國際上曾使用得很普遍。
4. 充氮(N2)回流焊：
隨著組裝密度的提高，精細間距(Fine pitch)組裝技術的出現，產生了充氮回流焊工藝和設備，改善了回流焊的質量和成品率，已成為回流焊的發展方向。氮氣回流焊有以下優點：
(1) 防止減少氧化
(2) 提高焊接潤濕力，加快潤濕速度
(3) 減少錫球的產生，避免橋接，得到列好的焊接質量
四、回流焊相關知識
1、回流焊預熱
該區域的目的是把室溫的PCB盡快加熱，以達到第二個特定目標，但升溫速率要控制在適當范圍以內，如果過快，會產生熱沖擊，電路板和元件都可能受損;過慢，則溶劑揮發不充分，影響焊接質量。由于加熱速度較快，在溫區的后段SMA內的溫差較大。為防止熱沖擊對元件的損傷，一般規定最大速度為4℃/s。然而,通常上升速率設定為1-3℃/s。典型的升溫速率為2℃/s。
2、回流焊保溫
保溫段是指溫度從120—150℃升至焊膏熔點的區域。其主要目的是使SMA內各元件的溫度趨于穩定，盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件，并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到保溫段結束，焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去，整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是SMA上所有元件在這一段結束時應具有相同的溫度，否則進入到回流段將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。
3、回流焊的回流
在這一區域里加熱器的溫度設臵得最高，使組件的溫度快速上升至峰值溫度。在回流段其焊接峰值溫度視所用焊膏的不同而不同，一般推薦為焊膏的熔點溫度加20-40℃。對于熔點為183℃的焊膏和熔點為179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏，峰值溫度一般為210-230℃，再流時間不要過長，以防對SMA造成不良影響。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區”覆蓋的面積最小。
