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线路板焊接 线路板回流焊 线路板回流焊接工艺流程

回流焊

回流焊技术在电子制造领域应用非常广泛,我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的,回流焊设备的内部有一个加热电路,将加热到足够温度的空气或氮气吹向已经贴好元件的线路板,让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。这种工艺的优势是温度易于控制,焊接过程中还能避免氧化,制造成本也更容易控制。

回流焊工艺简介

  1. 回流焊流程介绍 回流焊加工的为表面贴装的板,其流程比较复杂,可分为两种:单面贴装、双面贴装;单面贴装:预涂锡膏 → 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊 → 检查及电测试;双面贴装:A面预涂锡膏 → 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊 →B面预涂锡膏 →贴片(分为手工贴装和机器自动贴装)→ 回流焊 → 检查及电测试.
  2. 回流焊工艺受PCB质量的影响
  3. 焊盘镀层厚度不够,导致焊接不良.
    需贴装元件的焊盘表面镀层厚度不够,如锡厚不够,将导致高温下熔融时锡不够,元件与焊盘不能很好地焊接.对于焊盘表面锡厚我们的经验是应>100μ''.
  4. 焊盘表面脏,造成锡层不浸润.
    板面清洗不干净,如金板未过清洗线等,将造成焊盘表面杂质残留.焊接不良.
  5. 湿膜偏位上焊盘,引起焊接不良.
    湿膜偏位上需贴装元件的焊盘,也将引起焊接不良.
  6. 保证焊盘完整,焊盘残缺会引起元件焊不上或焊不牢.
  7. BGA焊盘显影不净,有湿膜或杂质残留,引起贴装时不上锡而发生虚焊.
  8. BGA处塞孔突出,造成BGA元件与焊盘接触不充分,易开路.
  9. BGA处阻焊套得过大,导致焊盘连接的线路露铜,BGA贴片的发生短路.
  10. 定位孔与图形间距要符合要求,否则会造成印锡膏偏位而短路.
  11. IC脚较密的IC焊盘间绿油桥断,造成印锡膏不良而短路.
  12. IC旁的过孔塞孔突出,引起IC贴装不上.
  13. 单元之间的邮票孔断裂,无法印锡膏.
  14. 钻错打叉板对应的识别光点,自动贴件时贴错,造成浪费.
  15. NPTH孔二次钻,引起定位孔偏差较大,导致印锡膏偏.
  16. 光点(IC或BGA旁),需平整、哑光、无缺口.否则机器无法顺利识别,不能自动贴件.
  17. 镍厚严重不均会影响手机板信号. 所以手机板不允许返沉镍金。

混合装配

在混合装配的工艺中,一块电路板要经过回流焊、波峰焊两种焊接工艺,如在电路板元件面上同时有贴装元件和插装元件,那么这种电路板则需先经过回流焊后,再过波峰焊.

回流焊曲线

在回流焊接中,一般要经历四个阶段:
预热→恒温→回流→冷却,

预热区

在二个限制条件下由室温迅速的加热是初始升温阶段的目的,一是升温速率不可快致使PCB或零件损坏,二是不可使稀释剂急速的挥发造成四溅。但对多数锡膏而言,稀释剂并无法很快的挥发,因为其高沸点使锡膏不致在印刷过程中硬化。升温速率的限制一般是零件制造商所建议,一般订定在4℃/sec以下,以防止产生热应变造成损坏,通常,升温速率介于1~3℃/sec之间,如前所述,如果PCB上的温差不大时,则升温阶段可直达至尖峰融锡区域的起点。

恒温区

其目的在于将锡膏置于某一特定之”活化”温度下,使锡膏中的成分能消除锡膏颗粒表面及待接合之表面的氧化物。在保证PCB上的各部位在到达尖峰融锡区前的温度一致。决定恒温的温度和阶段是取决于PCB设计的复杂性及回焊炉之热对流特性优劣而定,通常选择在120-170℃之间,如果板子特别复杂,板子选择在松香软化温度下的恒温温度较好,如此,可减少助焊剂熔化后的恒温时间。大多数选用
150℃单一阶段持温。

回流区

回流区是使锡膏颗粒能合并成一液态锡球并润湿待接合之表面。锡膏中的助焊剂有助于合并和润湿的进行,但金属表面的氧化物及回焊炉中的氧气却会阻碍此一过程的进行。温度愈高,助焊剂的作用
愈强,但同时在回焊炉中遭受氧化的机会亦愈高。锡膏熔化后的黏滞度和表面张力随温度升高而降低,可使润湿效果增快,因此,须选择一最佳的尖峰温度和时间搭配,用以减少尖峰区域的覆盖面积。典型的有铅合金Sn63/Pb37,其尖峰温度一般选择210-230℃,并维持30~60秒。理想的回焊曲线是PCB上各点的尖峰温度一致,欲达到此一目的,在PCB进入融锡区前的温度最好达到一致。

冷却区

只要锡膏中的粉末颗粒熔化,并能润湿待接合的表面,则冷却速率愈快愈好,如此一来,可得表面光亮之焊点、较小接触角且接合形状良好。冷却速率慢会使较多基材物质熔入锡膏中,产生粗糙或空焊之接点。甚者,所有接头端金属皆会溶解造成抗润湿或是焊点强度不佳。当接点处之融锡未完全凝固前遭受振动,会使焊点完整性变差。