回流焊是业内普遍采用最广泛的一种表面元件焊接方式,很多人也称为再流焊工艺,它的原理是通过在PCB焊盘印刷或者注射适量锡膏,并贴装对应的SMT贴片加工元件,然后利用回流炉的热风对流加热作用,使锡膏熔化成型,最后通过冷却形成可靠焊点,连接元件与PCB焊盘,起到机械连接和电气连接的作用。回流焊接工艺比较复杂,涉及的知识面比较广,属于多门学科交叉的一门新技术,一般来说,回流焊分为:预热,恒温,回流,冷却这四个阶段。
下图为常用无铅锡膏的profile示意图:
Profile示意图
一、预热区
预热区:是产品最开始的升温阶段,其目的是使产品在室温条件下快速加热,使锡膏助焊剂活性化,同时也是为了避免后段浸锡时进行高温急剧加热所引发的元件热损不良所必需的一种加热方式。因此升温速率对产品影响非常重要,必需控制在合理范围以内,如果过快,会产生热冲击,PCB板和元件都会受到热应力作用,造成损伤,同时锡膏里面溶剂由于急速加热,会迅速挥发造成飞溅,形成锡珠,过慢,则会使锡膏溶剂不能充分挥发,影响焊接质量。
通常很多广州SMT贴片加工厂中所使用的每种锡膏的升温速率,供应商都会有推荐,大部分都要求在4℃/sec以下,以防元件受到热冲击损伤,众焱电子的产品因工艺本身较为复杂,升温斜率设定在1~3℃/sec之间,综上所述,如果PCB板元件类型单一,且元件数量不多时,其预热阶段的末端温度可以达到回流区的起点温度。
二、恒温区
恒温区:其目的是使PCB板上各元件温度趋于稳定,并尽可能达成一致,以减少各元件之间的温差。在此阶段,各元器件的受热时间都比较长,原因是小元器件因吸热量少会先达到平衡,大元器件因吸热量大,需要足够的时间方能追赶上小元器件,并保证锡膏中的助焊剂得到充分挥发。此阶段,在助焊剂作用下,焊盘,焊料球及元件引脚上的氧化物将被去除,同时助焊剂也会去除元件和焊盘表面油污、增大焊接面积,防止元件再被氧化。此阶段结束后,各元器件应保持相同或相近的温度,否则有可能因为温度差异过大,而产生焊接不良现象。
恒温的温度和时间取决于PCB设计的复杂性,元件类型差异以及元件数量,通常选择在120-170℃之间,如果PCB特别复杂,恒温区温度应以松香软化温度作为参考进行确定,目的是减少后段回流区焊接时间,我司恒温区一般选在160度。
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