回流焊原理以及工藝

1.什么是回流焊

回流焊是英文Reflow是通過重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏裝軟釬焊料，實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。回流焊是將元器件焊接到PCB板材上，回流焊是對(duì)表面帖裝器件的。回流焊是靠熱氣流對(duì)焊點(diǎn)的作用,膠狀的焊劑在一定的高溫氣流下進(jìn)行物理反應(yīng)達(dá)到SMD的焊接；之所以叫"回流焊"是因?yàn)闅怏w在焊機(jī)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生高溫達(dá)到焊接目的。

回流焊原理分為幾個(gè)描述：

A.當(dāng)PCB進(jìn)入升溫區(qū)時(shí)，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，同時(shí)，焊膏中的助焊劑潤(rùn)濕焊盤、元器件端頭和引腳，焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤，將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離。

B.PCB進(jìn)入保溫區(qū)時(shí)，使PCB和元器件得到充分的預(yù)熱，以防PCB突然進(jìn)入焊接高溫區(qū)而損壞PCB和元器件。

C.當(dāng)PCB進(jìn)入焊接區(qū)時(shí)，溫度迅速上升使焊膏達(dá)到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫對(duì)PCB的焊盤、元器件端頭和引腳潤(rùn)濕、擴(kuò)散、漫流或回流混合形成焊錫接點(diǎn)。

D.PCB進(jìn)入冷卻區(qū)，使焊點(diǎn)凝固此；時(shí)完成了回流焊。

雙軌回流焊的工作原理

雙軌回流焊爐通過同時(shí)平行處理兩個(gè)電路板，可使單個(gè)雙軌爐的產(chǎn)能提高兩倍。目前, 電路板制造商僅限于在每個(gè)軌道中處理相同或重量相似的電路板。而現(xiàn)在, 擁有獨(dú)立軌道速度的雙軌雙速回流焊爐使同時(shí)處理兩塊差異更大的電路板成為現(xiàn)實(shí)。首先，我們要了解影響熱能從回流爐加熱器向電路板傳遞的主要因素。在通常情況下，如圖所示，回流焊爐的風(fēng)扇推動(dòng)氣體（空氣或氮?dú)猓┙?jīng)過加熱線圈，氣體被加熱后，通過孔板內(nèi)的一系列孔口傳遞到產(chǎn)品上。

[雙軌回流焊的工作原理]

　　可用如下方程來描述熱能從氣流傳遞到電路板的過程，q = 傳遞到電路板上的熱能; a = 電路板和組件的對(duì)流熱傳遞系數(shù); t = 電路板的加熱時(shí)間; A = 傳熱表面積 ; ΔT = 對(duì)流氣體和電路板之間的溫度差 我們將電路板相關(guān)參數(shù)移到公式的一側(cè)，并將回流焊爐參數(shù)移到另一側(cè)，可得到如下公式： q = a | t | A | | T

雙軌回流焊PCB已經(jīng)相當(dāng)普及，并在逐漸變得復(fù)那時(shí)起來，它得以如此普及，主要原因是它給設(shè)計(jì)者提供了極為良好的彈性空間，從而設(shè)計(jì)出更為小巧，緊湊的低成本的產(chǎn)品。到今天為止，雙軌回流焊板一般都有通過回流焊接上面（元件面），然后通過波峰焊來焊接下面（引腳面）。目前的一個(gè)趨勢(shì)傾向于雙軌回流焊回流焊，但是這個(gè)工藝制程仍存在一些問題。大板的底部元件可能會(huì)在第二次回流焊過程中掉落，或者底部焊接點(diǎn)的部分熔融而造成焊點(diǎn)的可靠性問題。

2.回流焊流程介紹

回流焊加工的為表面貼裝的板，其流程比較復(fù)雜，可分為兩種：?jiǎn)蚊尜N裝、雙面貼裝。

A，單面貼裝：預(yù)涂錫膏 → 貼片（分為手工貼裝和機(jī)器自動(dòng)貼裝） → 回流焊 → 檢查及電測(cè)試。

B，雙面貼裝：A面預(yù)涂錫膏 → 貼片（分為手工貼裝和機(jī)器自動(dòng)貼裝） → 回流焊 →B面預(yù)涂錫膏 →貼片（分為手工貼裝和機(jī)器自動(dòng)貼裝）→ 回流焊 → 檢查及電測(cè)試。

回流焊的最簡(jiǎn)單的流程是"絲印焊膏--貼片--回流焊，其核心是絲印的準(zhǔn)確，對(duì)貼片是由機(jī)器的PPM來定良率，回流焊是要控制溫度上升和最高溫度及下降溫度曲線。

回流焊工藝要求

回流焊技術(shù)在電子制造領(lǐng)域并不陌生，我們電腦內(nèi)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。這種工藝的優(yōu)勢(shì)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。這種設(shè)備的內(nèi)部有一個(gè)加熱電路，將氮?dú)饧訜岬阶銐蚋叩臏囟群蟠迪蛞呀?jīng)貼好元件的線路板，讓元件兩側(cè)的焊料融化后與主板粘結(jié)。

1.要設(shè)置合理的再流焊溫度曲線并定期做溫度曲線的實(shí)時(shí)測(cè)試。

2.要按照PCB設(shè)計(jì)時(shí)的焊接方向進(jìn)行焊接。

3.焊接過程中嚴(yán)防傳送帶震動(dòng)。

4.必須對(duì)首塊印制板的焊接效果進(jìn)行檢查。

5.焊接是否充分、焊點(diǎn)表面是否光滑、焊點(diǎn)形狀是否呈半月狀、錫球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況。還要檢查PCB表面顏色變化等情況。并根據(jù)檢查結(jié)果調(diào)整溫度曲線。在整批生產(chǎn)過程中要定時(shí)檢查焊接質(zhì)量。

影響工藝的因素:

1.通常PLCC、QFP與一個(gè)分立片狀元件相比熱容量要大，焊接大面積元件就比小元件更困難些。

2.在回流焊爐中傳送帶在周而復(fù)使傳送產(chǎn)品進(jìn)行回流焊的同時(shí)，也成為一個(gè)散熱系統(tǒng)，此外在加熱部分的邊緣與中心散熱條件不同，邊緣一般溫度偏低，爐內(nèi)除各溫區(qū)溫度要求不同外，同一載面的溫度也差異。

3.產(chǎn)品裝載量不同的影響?；亓骱傅臏囟惹€的調(diào)整要考慮在空載，負(fù)載及不同負(fù)載因子情況下能得到良好的重復(fù)性。負(fù)載因子定義為： LF=L/(L+S);其中L=組裝基板的長(zhǎng)度，S=組裝基板的間隔?；亓骱腹に囈玫街貜?fù)性好的結(jié)果，負(fù)載因子愈大愈困難。通常回流焊爐的最大負(fù)載因子的范圍為0.5~0.9。這要根據(jù)產(chǎn)品情況（元件焊接密度、不同基板）和再流爐的不同型號(hào)來決定。要得到良好的焊接效果和重復(fù)性，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)很重要的。