回流焊技術(shù)在電子制造領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,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,回流焊設(shè)備的內(nèi)部有一個加熱電路,將加熱到足夠溫度的空氣或氮?dú)獯迪蛞呀?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)。這種工藝的優(yōu)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。
在混合裝配的工藝中,一塊電路板要經(jīng)過回流焊、波峰焊兩種焊接工藝,如在電路板元件面上同時有貼裝元件和插裝元件,那么這種電路板則需先經(jīng)過回流焊后,再過波峰焊.
在回流焊接中,一般要經(jīng)歷四個階段:
預(yù)熱→恒溫→回流→冷卻,
在二個限制條件下由室溫迅速的加熱是初始升溫階段的目的,一是升溫速率不可快致使PCB或零件損壞,二是不可使稀釋劑急速的揮發(fā)造成四濺。但對多數(shù)錫膏而言,稀釋劑并無法很快的揮發(fā),因為其高沸點(diǎn)使錫膏不致在印刷過程中硬化。升溫速率的限制一般是零件制造商所建議,一般訂定在4℃/sec以下,以防止產(chǎn)生熱應(yīng)變造成損壞,通常,升溫速率介于1~3℃/sec之間,如前所述,如果PCB上的溫差不大時,則升溫階段可直達(dá)至尖峰融錫區(qū)域的起點(diǎn)。
其目的在于將錫膏置于某一特定之”活化”溫度下,使錫膏中的成分能消除錫膏顆粒表面及待接合之表面的氧化物。在保證PCB上的各部位在到達(dá)尖峰融錫區(qū)前的溫度一致。決定恒溫的溫度和階段是取決于PCB設(shè)計的復(fù)雜性及回焊爐之熱對流特性優(yōu)劣而定,通常選擇在120-170℃之間,如果板子特別復(fù)雜,板子選擇在松香軟化溫度下的恒溫溫度較好,如此,可減少助焊劑熔化后的恒溫時間。大多數(shù)選用
150℃單一階段持溫。
回流區(qū)是使錫膏顆粒能合并成一液態(tài)錫球并潤濕待接合之表面。錫膏中的助焊劑有助于合并和潤濕的進(jìn)行,但金屬表面的氧化物及回焊爐中的氧氣卻會阻礙此一過程的進(jìn)行。溫度愈高,助焊劑的作用
愈強(qiáng),但同時在回焊爐中遭受氧化的機(jī)會亦愈高。錫膏熔化后的黏滯度和表面張力隨溫度升高而降低,可使?jié)櫇裥Ч隹?,因此,須選擇一最佳的尖峰溫度和時間搭配,用以減少尖峰區(qū)域的覆蓋面積。典型的有鉛合金Sn63/Pb37,其尖峰溫度一般選擇210-230℃,并維持30~60秒。理想的回焊曲線是PCB上各點(diǎn)的尖峰溫度一致,欲達(dá)到此一目的,在PCB進(jìn)入融錫區(qū)前的溫度最好達(dá)到一致。
只要錫膏中的粉末顆粒熔化,并能潤濕待接合的表面,則冷卻速率愈快愈好,如此一來,可得表面光亮之焊點(diǎn)、較小接觸角且接合形狀良好。冷卻速率慢會使較多基材物質(zhì)熔入錫膏中,產(chǎn)生粗糙或空焊之接點(diǎn)。甚者,所有接頭端金屬皆會溶解造成抗?jié)櫇窕蚴呛更c(diǎn)強(qiáng)度不佳。當(dāng)接點(diǎn)處之融錫未完全凝固前遭受振動,會使焊點(diǎn)完整性變差。