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　　詳解回流焊工藝

　　1、充氮回流焊

　　在回流焊中使用惰性氣體保護(hù)，已經(jīng)有一段時(shí)間了，并已得到較大范圍的應(yīng)用，由于價(jià)格的考慮，一般都是選擇氮?dú)獗Ｗo(hù)。氮?dú)饣亓骱?/u>有以下優(yōu)點(diǎn)。

　　1：防止減少氧化

　　2：提高焊接潤濕力，加快潤濕速度

　　3：減少錫球的產(chǎn)生，避免橋接，得到列好的焊接質(zhì)量

　　特別重要的是，可以使用更低活性助焊劑的錫膏，同時(shí)也能提高焊點(diǎn)的性能，減少基材的變色，但是它的缺點(diǎn)是成本明顯的增加，這個(gè)增加的成本隨氮?dú)獾挠昧慷黾樱?dāng)你需要爐內(nèi)達(dá)到1000ppm含氧量與50ppm含氧量，對(duì)氮?dú)獾男枨笫怯刑烊乐畡e的。現(xiàn)在的錫膏制造廠商都在致力于開發(fā)在較高含氧量的氣氛中就能進(jìn)行良好的焊接的免洗焊膏，這樣就可以減少氮?dú)獾南摹?/p>

　　2、雙面回流焊

　　雙面PCB已經(jīng)相當(dāng)普及，并在逐漸變得復(fù)那時(shí)起來，它得以如此普及，主要原因是它給設(shè)計(jì)者提供了極為良好的彈性空間，從而設(shè)計(jì)出更為小巧，緊湊的低成本的產(chǎn)品。到今天為止，雙面板一般都有通過回流焊接上面(元件面)，然后通過波峰焊來焊接下面(引腳面)。目前的一個(gè)趨勢傾向于雙面回流焊，但是這個(gè)工藝制程仍存在一些問題。大板的底部元件可能會(huì)在第二次回流焊過程中掉落，或者底部焊接點(diǎn)的部分熔融而造成焊點(diǎn)的可靠性問題。

　　已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有幾種方法來實(shí)現(xiàn)雙面回流焊：一種是用膠來粘住面元件，那當(dāng)它被翻過來第二次進(jìn)入回流焊時(shí)元件就會(huì)固定在位置上而不會(huì)掉落，這個(gè)方法很常用，但是需要額外的設(shè)備和操作步驟，也就增加了成本。第二種是應(yīng)用不同熔點(diǎn)的焊錫合金，在做面是用較高熔點(diǎn)的合金而在做第二面時(shí)用低熔點(diǎn)的合金，這種方法的問題是低熔點(diǎn)合金選擇可能受到最終產(chǎn)品的工作溫度的限制，而高熔點(diǎn)的合金則勢必要提高回流焊的溫度，那就可能會(huì)對(duì)元件與PCB本身造成損傷。對(duì)于大多數(shù)元件，熔接點(diǎn)熔錫表面張力足夠抓住底部元件話形成高可靠性的焊點(diǎn)，元件重量與引腳面積之比是用來衡量是否能進(jìn)行這種成功焊接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，通常在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)使用30g/in2這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，第三種是在爐子低部吹冷風(fēng)的方法，這樣可以維持PCB底部焊點(diǎn)溫度在第二次回流焊中低于熔點(diǎn)。但是潛在的問題是由于上下面溫差的產(chǎn)生，造成內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，需要用有效的手段和過程來消除應(yīng)力，提高可靠性。

　　3、通孔回流焊

　　通孔回流焊有時(shí)也稱作分類元件回流焊，正在逐漸興起。它可以去除波峰焊環(huán)節(jié)，而成為PCB混裝技術(shù)中的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)。一個(gè)的好處就是可以在發(fā)揮表面貼裝制造工藝的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)使用通孔插件來得到較好的機(jī)械聯(lián)接強(qiáng)度。對(duì)于較大尺寸的PCB板的平整度不能夠使所有表面貼裝元器件的引腳都能和焊盤接觸，同時(shí)，就算引腳和焊盤都能接觸上，它所提供的機(jī)械強(qiáng)度也往往是不夠大的，很容易在產(chǎn)品的使用中脫開而成為故障點(diǎn)。

　　盡管通孔回流焊可發(fā)取得償還好處，但是在實(shí)際應(yīng)用中仍有幾個(gè)缺點(diǎn)，錫膏量大，這樣會(huì)增加因助焊劑的揮了冷卻而產(chǎn)生對(duì)機(jī)器污染的程度，需要一個(gè)有效的助焊劑殘留清除裝置。另外一點(diǎn)是許多連接器并 沒有設(shè)計(jì)成可以承受回流焊的溫度，早期基于直接紅外加熱的爐子已不能適用，這種爐子缺少有效的熱傳遞效率來處理一般表面貼裝元件與具有復(fù)雜幾何外觀的通孔連接器同在一塊PCB上的能力。

　　4、連續(xù)柔性板回流焊

　　特殊的爐子已經(jīng)被開發(fā)出來處理貼裝有SMT元件的連續(xù)柔性板。與普通回流爐不同點(diǎn)是這種爐子需要特制的軌道來傳遞柔性板。當(dāng)然，這種爐子也需要能處理連續(xù)板的問題。對(duì)于分離的PCB板來講，爐中的流量與前幾段工位的狀況無依賴關(guān)系，但是對(duì)于成卷連續(xù)的柔性板，柔性板在整條線上是連續(xù)的，線上任何一個(gè)特殊問題，停頓就意味著全線必須停頓，這樣就產(chǎn)生一個(gè)特殊問題，停頓在爐子中的部分會(huì)因過熱而損壞，因此，這樣的爐子必須具備應(yīng)變隨機(jī)停頓的能力，繼續(xù)處理完該段柔性板，并在全線恢復(fù)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)回到正常工作狀態(tài)。

　　5、垂直烘爐技術(shù)

　　市場對(duì)于縮小體積的需求，使CSP(如FLIP CHIP)得到較多應(yīng)用，這樣元件貼裝后具有更小的占地面積和更高的信號(hào)傳遞速率。填充或灌膠被用來加強(qiáng)焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)使其能抵受住由于硅片與PCB材料的熱膨脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力，一般常會(huì)采用上滴或圍填法來把晶片用膠封起來。許多這樣的封裝膠都需要很長的固化時(shí)間，對(duì)于在線生產(chǎn)的爐子來講是不現(xiàn)實(shí)的，通常會(huì)使用成批處理的烘爐，但是垂直烘爐已經(jīng)被證明可以成功地進(jìn)行固化過程，并且其溫度曲線比普通回流爐更為簡單，垂直烘爐使用一個(gè)PCB傳輸系統(tǒng)來扮演緩沖區(qū)/堆積區(qū)的作用，這樣就延長了PCB板在一個(gè)小占地面積的烘爐中駐留的時(shí)間。

　　6、無鉛回流焊

　　出于對(duì)環(huán)保的考慮，鉛在21世紀(jì)將會(huì)被嚴(yán)格限用。雖然電子工業(yè)中用鉛較極小，不到全部用量1%，但也屬于禁用之列，在未來的幾年中將會(huì)被逐步淘汰。現(xiàn)在正在開發(fā)可靠而又經(jīng)濟(jì)的無鉛焊料。目前開發(fā)出多種替代品一般都具有比錫鉛合金高40C左右的熔點(diǎn)溫度，這就意味著回流焊必須在更高的溫度下進(jìn)行。氮?dú)獗Ｗo(hù)可以部分消附除因溫度提高而增加的氧化和對(duì)PCB本身的損傷。不過工業(yè)界大概必須經(jīng)這一個(gè)痛苦的學(xué)習(xí)期來解決所遇到的問題，工盡快應(yīng)用該制程，時(shí)間已經(jīng)所省不多，現(xiàn)在所使用的許多爐子被設(shè)計(jì)成高不超出3000C的作業(yè)溫度，對(duì)于無鉛焊料或非共溶點(diǎn)焊錫(用于BGA，雙面板等)來講，則需要更高的爐子溫度，這些新的制程通常要求回流區(qū)中的溫度達(dá)到3500C～4000C，爐子的設(shè)計(jì)必須更改以滿足這樣的要求，機(jī)器中的熱敏感部件必須被修改，或者要采取措施防止熱量向這些部件傳遞。