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什么是回流焊

Dates:2022-06-06 Author:回流焊 Click:

在电子元器件贴片中,经常会用到回流焊,波峰焊等焊接技术。


那么回流焊具体是怎样的呢?


回流焊是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。


回流焊是将元器件焊接到PCB板材上,它是对表面贴装器件的。


通过依靠热气流对焊点的作用,胶状的焊剂在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD(surface-mount device表面贴装器件)的焊接。


之所以叫“回流焊”是因为气体(氮气)在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的。


回流焊原理


回流焊一般会分为四个工作区:升温区,保温区,焊接区,冷却区。


(1)当PCB进入升温区时,焊膏中的溶剂,气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘,元器件端头和引脚,焊膏软化,塌落,覆盖了焊盘,将焊盘,元器件引脚和氧气隔离。


(2)PCB进入保温区,使PCB和元器件得到充分的预热,以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件。


(3)当PCB进入焊接区时,温度迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡对PCB的焊盘,元器件端头和引脚润湿,扩散,漫流或回流混合形成焊锡接点。


(4)PCB进入冷却区,使焊点凝固化,完成了整个回流焊过程。


回流焊优点


这种工艺的优势是使温度易于控制,焊接过程中还能避免氧化,制造成本也更容易控制。


它的内部有一个加热电路,将氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板,让元件两侧的焊料熔化后与主板粘结。


在回流焊技术进行焊接时,不需要将印刷电路板浸入熔融的焊料中,而是采用局部加热的方式完成焊接任务的,因而被焊接的元器件受到的热冲击小,不会因过热造成元器件的损坏。


由于在焊接技术仅需要在焊接部位施放焊料,并局部加热完成焊接,因而避免了桥接等焊接缺陷。


在回流焊技术中,焊料是一次性使用,不存在再次利用的情况,因而焊料很纯净,没有杂质,保证了焊点的质量。


回流焊缺点


温度梯度不易掌握(四个工作区的具体温度范围)。


回流焊流程介绍


回流焊加工为表面贴装的板,其流程比较复杂。


不过简单概括可分为两种:单面贴装,双面贴装。


A,单面贴装:预涂惕膏 --> 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) --> 回流焊 --> 检查及电测试。


B,双面贴装:A面预涂惕膏 --> 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) --> 回流焊 --> B面预涂惕膏 --> 贴片 --> 回流焊 --> 检查及电测试。


回流焊Z简单的流程是“丝印焊膏” --> “贴片” --> “回流焊”,其核心是丝印的准确,对贴片是由机器的PPM来定良率。


回流焊要控制温度上升和Z高温度及下降温度曲线。

回流焊可能发生的意外


(1)桥联


回流焊焊接加热过程中也会产生焊料塌边。


这个情况出现在预热和主加热两种场合,当预热温度在几十至一百度范围内,作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出。


如果其流出的趋势是十分强烈的,会同时将焊料颗粒挤出焊区外的含金颗粒,在熔融时如不能返回到焊区内,也会形成滞留的焊料球。


除上面的因素外,SMD元件端电极是否平整良好,电路线路板布线设计与焊区间距是否规范,阻焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等都会是造成桥联的原因。


(2)立碑元件浮高(曼哈顿现象)


片式元件在遭受回流焊急速加热情况下发生的翘板。


这是因为急热使元件两端存在温差,电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润,而另一边的焊料未完全熔融而引起湿润不良,这样促使了元件的翘立。


因此,回流焊加热时要从时间要素的角度考虑,使水平方向的加热形成均衡的温度分布,避免回流焊急热的产生。


(3)润湿不良


润湿不良是指回流焊焊接过程中焊料和电路基板的焊区(铜箔)或SMD的外部电极,经浸润后不生成相互间的反应层,而造成漏焊或少焊故障。


其中原因大多是焊区表面受到污染或粘上阻焊剂,或是被接合物表面生成金属氧化物层而引起的。


譬如银的表面有硫化物,锡的表面有氧化物都会产生润湿不良。


另外焊料中残留的铝,锌,镉等超过0.005%以上时,由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低,也可发生润湿不良。


因此在焊接基板表面和元件表面要做好防污措施。选择合适的焊料,并设定回流焊合理的焊接温度曲线。


Tags:回流焊

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