前言：隨著電子組裝技術(shù)的發(fā)展，表面貼裝技術(shù)得到廣泛的發(fā)展，各種中小型加工企業(yè)及科研單位也都普遍采用表面貼裝技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)和研發(fā)，隨著公司規(guī)模和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的發(fā)展，僅僅依靠手工焊接遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)量和工藝方面的要求，而使用大型多溫區(qū)回流焊機(jī)又需要投入大量的成本，也不利于多品種、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，于是許多用戶選用小型回流焊機(jī)。目前市場(chǎng)上小型回流焊機(jī)品牌繁多，令人眼花繚亂，如何選擇合適的回流焊機(jī)就成了大家比較關(guān)注的問(wèn)題。

　　在選擇合適的回流焊機(jī)之前，應(yīng)該先了解基本的回流焊接原理。不管用戶使用什么種類的設(shè)備進(jìn)行回流焊接，PCB上焊點(diǎn)的形成都必須經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)過(guò)程。

　　1.表面清潔

　　隨著溫度上升，焊錫膏中溶劑逐漸揮發(fā)完全，助焊劑開(kāi)始呈現(xiàn)活化作用，清理焊接界面，清除PCB焊盤(pán)和元件焊接端子上的氧化膜和污物。

　　2.活化潤(rùn)濕

　　隨著溫度繼續(xù)上升，助焊劑的活化作用提升，助焊劑沿著焊盤(pán)表面和元件焊接端子擴(kuò)散，潤(rùn)濕焊接界面。

　　3.錫膏熔化

　　隨著溫度上升到錫膏熔點(diǎn)，金屬分子具備一定的動(dòng)能，熔融的液態(tài)焊料在金屬表面漫流鋪展。

　　4.形成結(jié)合層

　　熔融的液態(tài)焊料在短時(shí)間內(nèi)完成潤(rùn)濕、擴(kuò)散、溶解，通過(guò)毛細(xì)作用和冶金結(jié)合，形成結(jié)合層，即IMC(金屬間化合物)。

　　5.冷卻凝固

　　隨著溫度下降到焊料的固相溫度以下，焊料冷卻凝固后形成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的焊點(diǎn)。整個(gè)焊接過(guò)程完成。

　　為了保證錫膏的變化完全按照以上的五個(gè)步驟進(jìn)行，回流焊機(jī)的溫度必須符合標(biāo)準(zhǔn)的溫度曲線。

　　圖1是常用無(wú)鉛錫膏(SAC305)標(biāo)準(zhǔn)的紅外回流溫度曲線，它反映了SMA在整個(gè)回流焊接過(guò)程中PCB上某一點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的曲線，它直觀反映出該點(diǎn)在整個(gè)焊接過(guò)程中的溫度變化。該曲線由五個(gè)溫度區(qū)間組成，即升溫區(qū)，預(yù)熱區(qū)，快速升溫區(qū)，回流區(qū)和冷卻區(qū)，大部分焊錫膏都能用這五個(gè)溫區(qū)成功實(shí)現(xiàn)回流焊。

　　

 

　　圖1 理想溫度曲線

　　1.升溫區(qū)

　　升溫區(qū)通常指從室溫(25℃)上升到160℃左右的區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域SMA平穩(wěn)升溫，焊錫膏中的溶劑緩慢揮發(fā)，在升溫區(qū)溫度上升的速度要求控制在0.5—2.0℃/s,推薦速度在1.0—1.5℃/s。

　　如果升溫速度過(guò)快，由于熱應(yīng)力作用，可能會(huì)導(dǎo)致陶瓷電容產(chǎn)生細(xì)微裂縫、PCB變形、IC芯片損壞，同時(shí)焊錫膏中的溶劑揮發(fā)過(guò)快，導(dǎo)致錫珠不良發(fā)生。

　　如果升溫速度太慢，SMA及各種元件的溫度不足，導(dǎo)致焊接時(shí)錫膏無(wú)法潤(rùn)濕元件產(chǎn)生虛焊，同時(shí)焊錫膏中溶劑不能完全揮發(fā)，在回流區(qū)爆沸產(chǎn)生錫珠。

　　2.預(yù)熱區(qū)

　　預(yù)熱區(qū)指溫度從160℃上升到180℃左右的區(qū)域，焊錫膏中殘留的溶劑揮發(fā)完畢，焊錫膏中的助焊劑活性隨著溫度的上升而逐漸增強(qiáng)，將PCB焊盤(pán)和元件端子表面的氧化物和污物清除。PCB在預(yù)熱區(qū)的停留時(shí)間在40—70秒左右，溫度上升速度在0.5℃/s以下。

　　如果停留時(shí)間太短，焊錫膏中的溶劑沒(méi)有完全揮發(fā)，回流焊時(shí)會(huì)爆沸產(chǎn)生錫珠。

　　如果停留時(shí)間太長(zhǎng)，助焊劑活性消失后還沒(méi)有進(jìn)行回流焊，在焊接時(shí)容易產(chǎn)生潤(rùn)濕不良，同時(shí)焊錫膏金屬顆粒容易氧化，出現(xiàn)錫珠。

　　3.快速升溫區(qū)

　　快速升溫區(qū)是指溫度從180℃上升到錫膏熔點(diǎn)(217℃)的區(qū)域，在此區(qū)域，SMA在10—20秒內(nèi)迅速上升到焊接溫度，溫度上升速度要求大于2℃/s。焊錫膏也迅速升溫接近熔化狀態(tài)。

　　4.回流區(qū)

　　回流區(qū)是指溫度從217℃上升到240℃，然后逐漸下降到217℃的區(qū)域。在回流區(qū)，焊錫膏熔化成液態(tài)，并迅速潤(rùn)濕焊盤(pán)，此時(shí)焊料中的錫與PCB焊盤(pán)上的銅形成金屬間化合物，初期Cu-Sn合金的結(jié)構(gòu)為Cu6Sn5,厚度約為1—3um，如果回流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高，銅原子進(jìn)一步滲透到Cu6Sn5中，其局部組織將從Cu6Sn5變成Cu3Sn,前者合金焊接強(qiáng)度高，導(dǎo)電性好，而后者則呈脆性，焊接強(qiáng)度低、導(dǎo)電性差，所以要抑制Cu3Sn產(chǎn)生。

　　

 

　　如果SMA在回流區(qū)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高會(huì)造成PCB板面燒焦、起泡，以致?lián)p壞元件。

　　回流區(qū)的最高溫度為240±5℃，SMA在回流區(qū)停留的時(shí)間為50—60秒。

　　5.冷卻區(qū)

　　SMA運(yùn)行到冷卻區(qū)后，焊點(diǎn)迅速降溫，焊料凝固。焊點(diǎn)迅速冷卻可以使焊料晶格細(xì)化，結(jié)合強(qiáng)度提高，焊點(diǎn)表面光亮。通常冷卻方法是在回流爐出口處安裝風(fēng)扇，強(qiáng)行冷卻。新型回流爐則設(shè)有冷卻區(qū)，采用水冷或者風(fēng)冷。冷卻區(qū)的降溫速度要求高于4℃/s.

　　用戶在選擇小型臺(tái)式回流焊機(jī)時(shí)，應(yīng)該考慮到以下幾點(diǎn)：

　　1.設(shè)備的溫度曲線能不能符合標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線的要求?

　　2.設(shè)備加熱時(shí)PCB上各點(diǎn)的溫差是否在可接受范圍之內(nèi)?

　　3.設(shè)備的冷卻速度是否滿足工藝要求?

　　4.設(shè)備的工作效率是否滿足生產(chǎn)要求?

　　QHL360小型臺(tái)式回流焊機(jī)采用紅外與熱風(fēng)混合加熱方式，使PCB上各點(diǎn)受熱均勻，溫差可以控制在6℃之內(nèi)。

　　多達(dá)20個(gè)可控加熱段，使溫度更加易于控制，非常容易達(dá)到理想溫度曲線的要求。

　　冷卻時(shí)采用強(qiáng)制排熱降溫，最高降溫速度可以達(dá)到10℃/s，這是大多數(shù)多溫區(qū)回流焊機(jī)望塵莫及的。

　　QHL360小型臺(tái)式回流焊機(jī)的有效工作面積為320*200mm，整個(gè)焊接過(guò)程可以在5分鐘之內(nèi)完成，工作效率非常高，可以滿足一般中小型企業(yè)及科研、教學(xué)單位的需求。