再流焊

再流焊

再流焊也叫迴流焊，是伴隨微型化電子產品的出現而發展起來的焊接技術，主要應用於各類表面組裝元器件的焊接。這種焊接技術的焊料是焊錫膏。預先在電路板的焊盤上塗上適量和適當形式的焊錫膏，再把SMT元器件貼放到相應的位置；焊錫膏具有一定粘性，使元器件固定；然後讓貼裝好元器件的電路板進入再流焊設備。傳送系統帶動電路板通過設備裏各個設定的溫度區域，焊錫膏經過乾燥、預熱、熔化、潤溼、冷卻，將元器件焊接到印製板上。

再流焊的核心環節是利用外部熱源加熱，使焊料熔化而再次流動浸潤，完成電路板的焊接過程。

影響再流焊工藝的因素很多，也很複雜，需要工藝人員在生產中不斷研究探討，將從多個方面來進行探討。

1、 溫度曲線的建立

溫度曲線是指SMA通過迴流爐時，SMA上某一點的溫度隨時間變化的曲線。溫度曲線提供了一種直觀的方法，來分析某個元件在整個迴流焊過程中的溫度變化情況。這對於獲得最佳的可焊性，避免由於超溫而對元件造成損壞，以及保證焊接質量都非常有用。

2、 預熱段

該區域的目的是把室溫的PCB儘快加熱，以達到第二個特定目標，但升溫速率要控制在適當範圍以內，如果過快，會產生熱衝擊，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。由於加熱速度較快，在溫區的後段SMA內的溫差較大。爲防止熱衝擊對元件的損傷，一般規定最大速度爲4℃/s。然而，通常上升速率設定爲1-3℃／s。典型的升溫速率爲2℃／s。

3、 保溫段

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內各元件的溫度趨於穩定，儘量減少溫差。在這個區域裏給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件，並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，否則進入到迴流段將會因爲各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。

4、 迴流段

在這一區域里加熱器的溫度設置得最高，使組件的溫度快速上升至峯值溫度。在迴流段其焊接峯值溫度視所用焊膏的不同而不同，一般推薦爲焊膏的熔點溫度加20-40℃。對於熔點爲183℃的63Sn／37Pb焊膏和熔點爲179℃的Sn62／Pb36／Ag2焊膏，峯值溫度一般爲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。

5、 冷卻段

這段中焊膏內的鉛錫粉末已經熔化並充分潤溼被連接表面，應該用儘可能快的速度來進行冷卻，這樣將有助於得到明亮的焊點並有好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的更多分解而進入錫中，從而產生灰暗毛糙的焊點。在極端的情形下，它能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般爲3-10℃／s，冷卻至75℃即可。

與再流焊相關焊接缺陷的原因分析

6、 橋聯

焊接加熱過程中也會產生焊料塌邊，這個情況出現在預熱和主加熱兩種場合，當預熱溫度在幾十至一百度範圍內，作爲焊料中成分之一的溶劑即會降低粘度而流出，如果其流出的趨勢是十分強烈的，會同時將焊料顆粒擠出焊區外的含金顆粒，在熔融時如不能返回到焊區內，也會形成滯留的焊料球。 除上面的因素外，SMD元件端電極是否平整良好，電路線路板佈線設計與焊區間距是否規範，阻焊劑塗敷方法的選擇和其塗敷精度等都會是造成橋聯的原因。

7、 立碑(曼哈頓現象)

片式元件在遭受急速加熱情況下發生的翹立，這是因爲急熱使元件兩端存在溫差，電極端一邊的焊料完全熔融後獲得良好的溼潤，而另一邊的焊料未完全熔融而引起溼潤不良，這樣促進了元件的翹立。因此，加熱時要從時間要素的角度考慮，使水平方向的加熱形成均衡的溫度分佈，避免急熱的產生。 防止元件翹立的主要因素有以下幾點：

①選擇粘接力強的焊料，焊料的印刷精度和元件的貼裝精度也需提高；

②元件的外部電極需要有良好的溼潤性和溼潤穩定性。推薦：溫度40℃以下，溼度70％RH以下，進廠元件的使用期不可超過6個月；

③採用小的焊區寬度尺寸，以減少焊料熔融時對元件端部產生的表面張力。另外可適當減小焊料的印刷厚度，如選用100μm；

④焊接溫度管理條件設定也是元件翹立的一個因素。通常的目標是加熱要均勻，特別在元件兩連接端的焊接圓角形成之前，均衡加熱不可出現波動。

8、 潤溼不良

潤溼不良是指焊接過程中焊料和電路基板的焊區(銅箔)或SMD的外部電極，經浸潤後不生成相互間的反應層，而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊區表面受到污染或沾上阻焊劑，或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。譬如銀的表面有硫化物、錫的表面有氧化物都會產生潤溼不良。另外焊料中殘留的鋁、鋅、鎘等超過0．005％以上時，由於焊劑的吸溼作用使活化程度降低，也可發生潤溼不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。選擇合適的焊料，並設定合理的焊接溫度曲線。