回流焊概述
回流焊又稱“再流焊”或“再流焊機(jī)”或“回流爐”(Reflow Oven),它是通過(guò)提供一種加熱環(huán)境,使焊錫膏受熱融化從而讓表面貼裝元器件和PCB焊盤通過(guò)焊錫膏合金可靠地結(jié)合在一起的設(shè)備。根據(jù)技術(shù)的發(fā)展分為:氣相回流焊、紅外回流焊、遠(yuǎn)紅外回流焊、紅外加熱風(fēng)回流焊和全熱風(fēng)回流焊。另外根據(jù)焊接特殊的需要,含有充氮的回流焊爐。目前比較流行和實(shí)用的大多是遠(yuǎn)紅外回流焊、紅外加熱風(fēng)回流焊和全熱風(fēng)回流焊。
紅外回流焊
(1)第一代-熱板式再流焊爐
(2)第二代-紅外再流焊爐
熱能中有 80%的能量是以電磁波的形式――紅外線向外發(fā)射的。其波長(zhǎng)在可見光之上限0.7~0.8um 到1mm 之間,0.72~1.5um 為近紅外;1.5~5.6um 為中紅外;5.6~1000um 為遠(yuǎn)紅外,微波則在遠(yuǎn)紅外之上。
升溫的機(jī)理:當(dāng)紅外波長(zhǎng)的振動(dòng)頻率與被輻射物體分子間的振動(dòng)頻率一致時(shí),就會(huì)產(chǎn)生共振,分子的激烈振動(dòng)意味著物體的升溫。波長(zhǎng)為1~8um。
第四區(qū)溫度設(shè)置最高,它可以導(dǎo)致焊區(qū)溫度快速上升,提高泣濕力。優(yōu)點(diǎn):使助焊劑以及有機(jī)酸和鹵化物迅速水利化從而提高潤(rùn)濕能力;紅外加熱的輻射波長(zhǎng)與吸收波長(zhǎng)相近似,因此基板升溫快、溫差??;溫度曲線控制方便,彈性好;紅外加熱器效率高,成本低。
缺點(diǎn):穿透性差,有陰影效應(yīng)――熱不均勻。
對(duì)策:在再流焊中增加了熱風(fēng)循環(huán)。
(3)第三代-紅外熱風(fēng)式再流焊。
對(duì)流傳熱的快慢取決于風(fēng)速,但過(guò)大的風(fēng)速會(huì)造成元件移位并助長(zhǎng)焊點(diǎn)的氧化,風(fēng)速控制在1.0~1.8m/s。熱風(fēng)的產(chǎn)生有兩種形式:軸向風(fēng)扇產(chǎn)生(易形成層流,其運(yùn)動(dòng)造成各溫區(qū)分界不清)和切向風(fēng)扇(風(fēng)扇安裝在加熱器外側(cè),產(chǎn)生面板渦流而使得各溫區(qū)可精確控制)。
基本結(jié)構(gòu)與溫度曲線的調(diào)整:
1. 加熱器:管式加熱器、板式加熱器鋁板或不銹鋼板;
2. 傳送系統(tǒng):耐熱四氟乙烯玻璃纖維布;
3. 運(yùn)行平穩(wěn)、導(dǎo)熱性好,但不能連線,適用于小型熱板型不銹鋼網(wǎng),適用于雙面PCB,也不能連線;鏈條導(dǎo)軌,可實(shí)現(xiàn)連線生產(chǎn)。
4. 強(qiáng)制對(duì)流系統(tǒng):溫控系統(tǒng)?!?/p>
回流焊工藝流程
1. 單面板:
(1) 在貼裝與插件焊盤同時(shí)印錫膏;
(2) 貼放 SMC/SMD;
(3) 插裝 TMC/TMD;
(4) 再流焊。
2. 雙面板
(1) 錫膏-再流焊工藝,完成雙面片式元件的焊接;
(2) 然后在 B 面的通孔元件焊盤上涂覆錫膏;
(3) 反轉(zhuǎn) PCB 并插入通孔元件;
(4) 第三次再流焊。
回流焊注意事項(xiàng)
1、與SMB 的相容性,包括焊盤的潤(rùn)濕性和SMB 的耐熱性;
2、焊點(diǎn)的質(zhì)量和焊點(diǎn)的抗張強(qiáng)度;
3、焊接工作曲線:
預(yù)熱區(qū):升溫率為1.3~1.5 度/s,溫度在90~100s 內(nèi)升至150 度。
保溫區(qū):溫度為 150~180 度,時(shí)間40~60s。
再流區(qū):從180到最高溫度250 度需要10~15s,回到保溫區(qū)約30s快速冷卻
無(wú)鉛焊接溫度(錫銀銅)217度。
4、Flip Chip 再流焊技術(shù)F.C?!?/p>
汽相回流焊
又稱汽相焊(Vapor Phase Soldering,VPS),美國(guó)最初用于厚膜集成電路的焊接,具有升溫速度快和溫度均勻恒定的優(yōu)點(diǎn),但傳熱介質(zhì)FC-70 價(jià)格昂貴,且需FC-113,又是臭氧層損耗物質(zhì)。優(yōu)點(diǎn):
1、汽相潛熱釋放對(duì)SMA 的物理結(jié)構(gòu)和幾何形狀不敏感,使組件均勻加熱到焊接溫度;
2、焊接溫度保持一定,無(wú)需采用溫控手段,滿足不同溫度焊接的需要;
3、VPS 的汽相場(chǎng)中是飽和蒸氣,含氧量低;
4、熱轉(zhuǎn)化率高?!?/p>
激光回流焊
1、原理和特點(diǎn):利用激光束直接照射焊接部位。
2、焊點(diǎn)吸收光能轉(zhuǎn)變成熱能,加熱焊接部位,使焊料熔化。
3、種類:固體YAG(乙鋁石榴石)激光器。