再流焊技术及设备

1、第八章第八章 再流焊技术及设备再流焊技术及设备 第八章第八章 再流焊技术及设备再流焊技术及设备 再流焊又称“回流焊”， 是伴随微型化电子产品的出现而发展 起来的焊接技术，主要应用于各类表面组装元器件的焊接。 它是提供一种加热环境，使预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊 料重新熔化，从而让表面贴装的元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可 靠的给合在一起的焊接技术。再流焊操作方法简单，效率高，质量 好，一致性好，节省焊料，是一种适合自动化生产的电子产品装配 技术，目前已成为SMT电路板组装技术的主流。 第一节第一节 再流焊技术概述再流焊技术概述 一再流焊技术概述 再流焊使用的焊料是焊锡膏。预先在电路板的

2、焊盘上涂上适量 和适当形式的焊锡膏，再把SMT元器件贴放到相应的位置；焊锡膏具 有一定粘性，使元器件固定；然后让贴装好元器件的电路板进入再 流焊设备实施再流焊，通过外部热源加热，使焊料熔化而再次流动 浸润，将元器件焊接到印制板上。 再流焊技术的一般工艺流程示：再流焊技术的一般工艺流程示： 与波峰焊技术相比，再流焊工艺具有以下技术 特点： (1) 元器件受到的热冲击小； (2) 能控制焊料的施加量； (3) 有自定位效应（self alignment）当元器件贴放位置 有一定偏离时，由于熔融焊料表面张力作用，当其全部焊 端或引脚与相应焊盘同时被润湿时，在表面张力作用下， 自动被拉回到近似目标位置

3、的现象； (4) 焊料中不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分； (5) 可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接； (6) 工艺简单，焊接质量高。 再流焊设备的外观 再流焊设备可分为两大类： （1）对PCB整体加热 对PCB整体加热再流焊又可分为：气相再流焊、热板再流 焊、红外再流焊、红外加热风再流焊和全热风再流焊。 （2）对PCB局部加热 对PCB局部加热再流焊可分为：激光再流焊、聚焦红外再 流焊、光束再流焊 、 热气流再流焊 。 目前比较流行和实用的大多是远红外再流焊、红外加热风 再流焊和全热风再流焊。 二再流焊机系统组成 再流焊机的结构主体是一个热源受控的隧道式炉膛，沿传送系统 的运动

4、方向，设有若干独立控温的温区，通常设定为不同的温度，全 热风对流再流焊炉一般采用上、下两层的双加热装置。电路板随传动 机构直线匀速进入炉膛，顺序通过各个温区，完成焊点的焊接。 再流焊机主要由以下几大部分组成：加热系统、热风 对流系统、传动系统、顶盖升起系统、冷却系统、氮气装 备、助焊剂回收系统、控制系统等。加热系统、热风对流 系统、传动系统三部分将在下节中详述。本节对其他几部 分的功能及结构作简要介绍。 1. 顶盖升起系统 2冷却系统 3氮气装备 4抽风系统 5助焊剂回收系统 6控制系统（电气控制加操作控制） 三 再流焊原理 电路板由入口进入再流焊炉膛，到出口传出完成焊接，整个再流 焊过程一般

5、需经过预热、保温干燥、回流、冷却温度不同的四个阶段。 要合理设置各温区的温度，使炉膛内的焊接对象在传输过程中所经历 的温度按合理的曲线规律变化，这是保证再流焊质量的关键。 电路板通过再流焊机时，表面组装器件上某一点的温度随时间变 化的曲线，称为温度曲线。 当PCB进入图中所示的预热阶段时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉， 同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌 落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；进入保温阶段， PCB和元器件将得到充分的预热，以防突然进入焊接高温区而损坏P CB和元器件；当PCB进入回流阶段，温度迅速上升使焊膏达到熔化 状态，液态焊锡对PCB的焊盘、

6、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流 混合形成焊锡接点；PCB进入冷却阶段，焊点凝固，此时完成了再流 焊。 再流焊温度曲线中的预热、保温干燥、回流、冷却几个区域，每 一部分对应一个或几个温区 第二节第二节 再流焊机加热系统再流焊机加热系统 一 全热风再流焊机的加热系统 全热风再流焊机的加热系统主要由热风马达、加热管、热电耦、 固态继电器SSR、温控模块等部分组成。 再流焊机炉膛被划分成若干独立控温的温区，其中每个温区又分为上、 下两个温区。每个温区的结构示意图如图 8-4所示。温区内装有发热 管，热风马达带动风轮转动，形成的热风通过特殊结构的风道，经整 流板吹出，使热气均匀分布在温区内。 二 红外

7、再流焊机的加热系统 外再流焊的原理是热能通常有80的能量以电磁波的形式红外线 向外发射，焊点受红外幅射后温度升高，从而完成焊接过程。红外线 的波长通常在可见光波长的上限(0.70.8m)到毫米波之间，其进一 步划分可将0.721.5m称为近红外；1.55.6m称为中红外；5.6 1000m称为远红外 。 通常，波长在1.5l0m的红外辐射能力最强，约占红外总能量的80 90，红外辐射能的传递一般是非接触式进行。被辐射到的物体 能快速升温，其升温的机理是：当红外波长的振动频率与被它辐射物 体分子问的振动频率一致的时候，被它辐射到的物体的分子就会产生 共振，引发激烈的分子振动，分子的激烈振动即意味

8、着物体的升温。 红外再流焊炉通常每个温区均有上下加热器，每块加热器都是优 良的红外辐射体，而被焊接的对象，如PCB基材、锡膏中的有机助焊 剂、元件的塑料本体，均具有吸收红外线的能力，因此这些物质受到 加热器热辐射后，其分子产生激烈振动，迅速升温到锡膏的熔化温度 之上，焊料润湿焊区，从而完成焊接过程。 红外加热器的种类很多，大体可分和两大类，一类是灯源辐射体，它们能 直接辐射热量，又称为一次辐射体；另一类是面源板式辐射体，加热器铸造 在陶瓷板、铝板或不锈钢板板内，热量首先通过传导转移到板面上来。两类 热源分别产生12.5m和2.55m波长的辐射。 第三节第三节 再流焊机传动系统再流焊机传动系统

9、传动系统是将电路板，从再流焊机入口按一定速度输送到再流焊机出 口的传动装置，包括导轨、网带（中央支撑）、链条、运输马达、轨 道宽度调整机构、运输速度控制机构等部分。 主要传动方式有：（1）链传动（Chain） （2）链传动+网传动(Mesh) （3）网传动 （4）双导轨运输系统 （5）链传动+中央支撑系统 其中，比较常用的传动方式为链条/网带的传动方式，即链传动加网传 动 链条 网带 链条链条/ /网带传动方式网带传动方式 一 运输速度控制 传动系统的传输速度控制比较普遍采用的是变频器+全闭环控制 的方式。 控制流程图：编码器CPU变频器运输马达输入检测输出控制 二 轨距调节 根据所生产PCB

10、的不同宽度，轨道间距要做相应的调整。再流焊 机的加工尺寸范围就是由设备所能调整到的最大轨距决定的。 宽窄调节 开关 调速器 调宽马达 第四节第四节 再流焊工艺再流焊工艺 一 温度曲线与再流焊工艺要求 在再流焊过程中，调整好温度曲线是关键。合理设置各温区的温 度、轨道传输速度等参数，使炉膛内的焊接对象在传输过程中所经历 的温度按理想的曲线规律变化，是保证再流焊效果与质量的关键。 温度曲线的测试是通过温度记录测试仪器进行的，仪器一般由多 个热电偶与记录仪组成，几个热电偶分别固定在大小器件引脚处、B GA芯片下部、电路板边缘等位置，连接记录仪，一起随电路板进入 炉膛，记录时间-温度参数。在炉子的出口

11、取出后，把参数送入计算 机，用专用软件描绘出曲线，进行分析。 1预热阶段： 预热是为了使焊膏活性化，及避免浸锡时进行急剧高温加热引起 部品不良所进行的加热行为。该区域的目标是把室温的PCB尽快加热， 但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路 板和元件都可能受损，过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。由 于加热速度较快，在温区的后段SMA内的温差较大。为防止热冲击对 元件的损伤，一般规定最大升温速度为4/S，通常上升速率设定为1 3/S。 2保温阶段： 保温阶段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减 少温差。在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元 件

12、，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束，焊盘，焊 料球及元件引脚上的氧化物在助焊剂的作用下被除去，整个电路板的 温度也达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有 相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不 良焊接现象。 3回流阶段： 当PCB进入回流区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态。有 铅焊膏63sn37pb的熔点是183，无铅焊膏96.5Sn3Ag0.5Cu的熔 点是217。在这一区域里加热器的温度设置得最高，使组件的温 度快速上升至峰值温度。再流焊曲线的峰值温度通常是由焊锡的熔 点温度、组装基板和元件的耐热温度决定的。在回流段其焊接峰值 温度视

13、所用焊膏的不同而不同，一般无铅最高温度在230250， 有铅在210230。峰值温度过低易产生冷接点及润湿不够；过高 则环氧树脂基板和塑胶部分焦化和脱层易发生，而且过量的共晶金 属化合物将形成，并导致脆的焊接点，影响焊接强度。 再流时间不要过长，以防对SMA造成不良影响。 4冷却阶段： 在此阶段，温度冷却到固相温度以下，使焊点凝固。冷却速率 将对焊点的强度产生影响。冷却速率过慢，将导致过量共晶金属化 合物产生，以及在焊接点处易发生大的晶粒结构，使焊接点强度变 低，冷却区降温速率一般在4/S左右，冷却至75即可。 二再流焊实时监控系统 再流焊实时控制系统，能有效地解决以上所有问题，它就像一台 摄

14、像机一样，可以24小时对再流焊炉进行监视记录，对制程中的每个 产品进行跟踪，并将炉内温度记录在案。它能确保最佳工艺能力得以 维持，在潜在缺陷发生前指出存在的问题,并随时向工艺人员提供详实 客观的数据，消除对炉温曲线的模糊证实问题. 对于同一产品只需测一次温度曲线作为基准曲线，监控系统会 通过轨道两侧温度探测管中的热电偶实时监控炉腔不同位置的温度变 化，从而推测出PCB上每个测试点的实时温度，以基准曲线为标准， 为制程中的每一块PCB板推测出一个精确的仿真曲线。 而无需像传 统做法, 每天一次甚至几次测温度曲线。 仿真温度曲线可永久保留，当怀疑某时刻的SMA焊接质量时，可 以通过输入加工时间即调

15、出当时的炉内仿真温度曲线，并以此查出炉 温是否异常，一目了然。 三再流焊缺陷分析 1 桥连 又称桥接，指元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与 邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起。桥连 经常出现在细间距元器件引脚间或间距较小的片式组件间，桥连的产 生会严重影响产品的性能， 导致桥联缺陷的主要因素有： ( l ）温度升速过快 ( 2 ）焊膏过量 ( 3 ）模板孔壁粗糙不平 ( 4 ）贴装偏移,或贴片压力过大。 ( 5 ）焊膏的粘度较低，印制后容易坍塌。 ( 6 ）电路路板布线设计与焊盘间距不规范，焊盘间距过窄。 ( 7 ）锡膏印制错位。 ( 8 ）过大的刮刀压力，使印制

16、出的焊膏发生坍塌。 2 立碑 立碑是指两个焊端的表面组装元件，经过再流焊后其中一个端头 离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状。又称吊桥、曼哈 顿现象。如图8-13所示。该矩形片式组件的一端焊接在焊盘上，而另 一端则翘立。 几种常见的立碑状况分析如下： ( l ) 贴装精度不够 ( 2 )焊盘尺寸设计不合理 ( 3 )焊膏涂覆得过厚 ( 4 )预热不充分 ( 5 )组件排列方向设计上存在缺陷 ( 6 )组件重量较轻 3 锡珠 锡珠指散布在焊点附近的微小珠状焊料。锡珠是再流焊接中经常 碰到的焊接缺陷。 锡珠的产生意味着产品出厂后存在着短路的可能，因而必须去除。 国际上对焊锡珠存在的认可标准

17、是：印制电路组件在 600mm范围内 锡珠不能超过 5 个。 锡珠产生的常见原因： ( l )再流温度曲线设置不当 ( 2 )焊剂未能发挥作用 ( 3 )模板的开孔过大或变形严重 ( 4 )贴片时放置压力过大 ( 5 )焊膏中含有水分 ( 6 )印错焊膏的印制板清洗不干净，使焊膏残留于印制板表面及通孔 中。 ( 7 )采用非接触式印刷或印刷压力过大 4元件偏移 元件位置错位或翘立不良现象可能是由焊料润湿不良，或设备因 素等综合性原因造成的。观察缺陷发生时间，可分为两种状况加以分析 解决。 ( l ）再流焊接前元件偏移 先观察焊接前基板上组装元件位置是否偏移， 如果有这种情况，可检查一下焊膏粘接

18、力是否合乎要求。如果不是焊膏 的原因，再检查贴装机贴装精度、位置是否发生了偏移。贴装机贴装精 度不够或位置发生了偏移、焊膏粘接力不够，可能会导致元件偏移。 ( 2 ）再流焊接时元件偏移 虽然焊料的润湿性良好，有足够的自调整 效果，但最终发生了元件的偏移，这时要考虑再流焊炉内传送带上是否 有振动等影响，对再流焊炉进行检验。如不是这个原因，则可从元件曼 哈顿不良因素加以考虑，是否是两侧焊区的一侧焊料熔融快，由熔融时 的表面张力发生了元件的错位。 5 润湿不良 润湿不良又称不润湿或半润湿，是指焊接过程中焊料和电路基板 的焊盘，或SMD的外部电极，经浸润后不生成金属间的反应层，而造 成漏焊或少焊的故障

19、。 原因大多是焊区表面受到污染或沾上阻焊剂，或是被接合物表面 生成金属化合物层而引起的。如银的表面有硫化物，锡的表面有氧化 物，都会产生润湿不良。另外，焊料中残留的铝、锌、镉等超过 0 . 0 05 以上时，由于焊剂的吸湿作用使活化程度降低，也可能发生润 湿不良。 6裂纹 焊接PCB在刚脱离焊区时，由于焊料和被接合件的热膨胀差异， 在急冷或急热作用下，因凝固应力或收缩应力的影响，会使SMD基体 产生微裂，焊接后的PCB，在冲切、运输过程中，也必须减少对SMD 的冲击应力、弯曲应力。 7气孔 分布在焊点表面或内部的气孔、针孔或称空洞。 空洞一般由三个曲线错误所引起： 不够峰值温度；回流时间不够；

20、升温阶段温度过高,造成没挥发的 助焊剂被夹住在锡点内。 第五节 典型再流焊机及再流焊设备 的选用原则 一 劲拓GS-800/GS-800-N 二 HELLER-1707EXL 三再流焊机的选用原则 第六节第六节 几种常见的再流焊技术几种常见的再流焊技术 一. 热板传导再流焊 利用热板传导来加热的焊接方法称为热板再流焊。 发热器件为板型，放置在传送带下，传送带由导热性能良好的材 料制成。待焊电路板放在传送带上，热量先传送到电路板上，再 传至铅锡焊膏与SMC/SMD元器件上，焊膏熔化以后，再通过风 冷降温，完成SMC/SMD与电路板的焊接。这种设备的热板表面 温度不能大于300，适用于高纯度氧化铝

21、基板、陶瓷基板等导 热性好的电路板单面焊接，对普通覆铜箔电路板的焊接效果不好。 其优点是结构简单，操作方便；缺点是热效率低，温度不均匀， PCB板为非热良导体稍厚就无法适应，故很快被取代。 二 气相再流焊 气相再流焊又称气相焊（ Vapor Phase Soldering , VPS）、凝聚 焊或冷聚焊，主要用于厚摸集成电路，是组装片式元件和 PLCC 器件 时最理想的焊接工艺。气相再流焊最初是由美国一家电气公司于 197 3 年开发成功的，起初主要用于厚膜集成电路的焊接。由于 VPS 具 有升温速度快和温度均匀恒定的优点，因而被广泛用于一些高难度电 子产品的焊接中。但由于在悍接过程中需要大量

22、使用形成气相场的传 热介质 FC-70 ，它价格昂贵，又是典型的臭氧层损耗物质（ ODS ) ， 其次在 VPS 过程中还需使用 FC-113 （典型的 ODS 物质），所以 V PS 未能在 SMT 大批量生产中全面推广应用。 1气相再流焊的原理 气相再流焊是利用氟惰性液体由气态相变为液态时放出的气化潜热来 进行加热的一种焊接方法，其焊接原理如图 8-23 所示。气相再流焊 接使用氟惰性液体作热转换介质，加热这种介质，利用它沸腾后产生 的饱和蒸气的气化潜热进行加热。液体变为气体时，液体分子要转变 成能自由运动的气体分子，必须吸收热量，这种沸腾的液体转变成同 温度的蒸气所需要的热量气化热，又叫

23、蒸发热。反之，气体相变成为 同温度的液体所放出的热量叫凝聚热，在数值上与气化热相等。由于 这种热量不具有提高气体温度的效果，因而被称为气化潜热，氟惰性 液体由气态变为液态时就放出气化潜热。 2气相再流焊的特点气相再流焊的特点 与红外再流焊相比较， VPS 具有如下优点： （ l ）由于在SMC / SMD的所有表面上普遍存在凝聚现象，且置于恒 定温度的气相场中，气化潜热的转移对SMC / SMD的物理结构和几何 形状不敏感，因而可使组件均匀地加热到焊接温度。这对于超大型的 BCA 及形状复杂的 SMC / SMD的焊接十分有利。但是，加热过程与 PCB 上的元器件数量、总表面积和元器件数量之比

24、以及表面材料的 热传导率有关。因此，加热大而重的元器比加热小而轻的元器件需要 的时间长（约几秒钟）。同样，元器件数量少的 SMC / SMD比元器 件数量多的 SMC / S MD 达到焊接温度的速度要快。 （ 2 ）由于加热均匀，热冲击小，因而能防止元器件产生内应力。加 热不受 SMC / SMD 结构影响，复杂和微小部分也能进行焊接，焊料 的桥连被控制到最小程度。 （ 3 ）焊接温度保持一定。由于饱和蒸气的温度由氟惰性液体的沸点 决定，在这种稳定的饱和蒸气中焊接，无需采用复杂的温控手段就可 以精确保持焊接温度，不会发生过热现象并可以采用不同沸点的加 热介质满足不同温度焊接的需要。 （ 4

25、）在无氧气的环境中进行焊接,有利于形成高质量的焊点。 （ 5 ）热转换效率高，加热速度快。由于饱和蒸气与被加热的 SMC / SMD 接触，气化潜热直接传给 SMC/SMD ，因而热转换效率高。同 时，氟惰性液体蒸气的导热系数大，这也有利于加热速度的提高。 （ 6 ）气相焊热传导效果好，温度升高速度快，受热均匀，并能精 确控制最高温度，能焊接 PLCC 、QFP 。 3气相再流焊系统设备 将气相再流焊接技术应用于SMC / SMD上时，必须采用合适的 气相焊接系统。气相再流焊接系统可分为批量式和连续式两种类型。 批量式是 1975 年开发成功并被应用的系统，属于第 1 代气相再流焊 接系统。批

26、量式VPS有普通式和 thermal mass 式两种，适用于实验 和小批量生产用，它体积小巧，通用性好，十分方便。连续式 V PS 是在 20 世纪 70 年代后期开发成功的，属于第 2 代气相再流焊接系 统。连续式 VPS 适用于生产线工作，已成为 VPS 的主流，主要由氟 惰性液体加热槽、冷却系统、开口系统、液体处理装置和传送机构组 成。目前，第 3 代气相再流焊接系统已经出现并投入应用。 ( l ）批量式VPS系统 l ）普通批量式 VPS 系统 2 ) thermal mass 批量式VPS系统 ( 2）连续式 VPS 系统 连续式 VPS 系统 三激光再流焊三激光再流焊 激光再流焊

27、是一种局部焊接技术，主要适用于军事和航空航天电 子设备中的电路组件的焊接。这些电路组件采用了金属芯和热管式 P CB ，贴装有 QFP 和 PLCC 等多引脚表面组装器件。由于这些器件 比其他SMC / SMD的热容量大，采用 VPS 需增加加热时间，这将导 致 PCB 和表面组装器件出现可靠性问题。波峰焊接和红外再流焊接 技术也不适用于这种情形下的焊接，但激光再流焊接技术可快速在焊 接部位局部加热而使焊料再流，避免了用上述焊接技术的缺陷。同时， 由细间距器件组装的SMC / SMD在成组的再流焊接工艺中常出现大量 桥连和开口。特别是随着引脚数目的增加和引脚间距的缩小，引脚的 非共面性使这些焊

28、接缺陷显著增加。引起桥连的主要原因，是在精细 的焊盘上均匀地印制焊膏图形非常困难，还有当引脚接触涂有焊膏的 焊盘和烘干期间会出现焊膏破裂和扩展，这些都会导致焊接桥连和开 口等缺陷的产生。采用激光再流焊接工艺可以消除上述焊接缺陷，实 现多引脚细间距器件的可靠焊接。 1 激光再流焊的原理激光再流焊的原理 激光焊接是利用激光束直接照射焊接部位，焊接部位（器件引脚 和焊料）吸收激光能并转成变热能，温度急剧上升到焊接温度，导致 焊料熔化，激光照射停止后，焊接部位迅速空冷，焊料凝固，形成牢 固可靠的连接，其原理如下图所示。影响焊接质量的主要因素是：激 光器输出功率、光斑形状和大小、激光照射时间、器件引脚共

29、面性、 引脚与焊盘接触程度、电路基板质量、焊料涂敷方式和均匀程度、器 件贴装精度、焊料种类等。 2 激光再流焊的特点 激光再流焊主要适用于军事电子设备中，它利用激光的高能密度 进行瞬时微细焊接，并且把热量集中到焊接部位进行局部加热，对器 件本身、PCB和相邻器件影响很小，同时还可以进行多点同时焊接。 激光焊接能在很短的时间内把较大能量集中到极小表面，加热过程高 度局部化，不产生热应力，热敏性强的元器件不会受热冲击，同时还 能细化焊接接头的结晶晶粒度。激光再流焊适用于热敏元器件、封装 组件及贵重基板的焊接。 该方法有显著的优点是：加热高度集中，减少了热敏器件损伤的 可能性；焊点形成非常迅速，降低

30、金属间化合物形成的机会；与整体 再流法相比，减少了焊点的应力；局部加热，对PCB、元器件本身及 周边的元器件影响小；焊点形成速度快，能减少金属间化合物，有利 于形成高韧性、低脆性的焊点；在多点同时焊接时，可使 PCB 固定 而激光束移动进行焊接，易于实现自动化。激光再流焊的缺点是初始 投资大，维护成本高，而且生成速度较低。这是一种新发展的再流焊 技术，它可以作为其他方法的补充，但不可能取代其他焊接方法。 3 激光再流焊的工艺流程 一种YAG 激光再流焊的工艺流程图 四四 再流焊接方法的性能比较再流焊接方法的性能比较 与加热方法相对应的再流焊接技术有：气相、红外、热风循环、 热板、光束、激光、工

31、具加热等再流焊接技术。各种再流焊接方法的 优缺点比较，如表所示。 第七节第七节 再流焊技术的新发展再流焊技术的新发展 一无铅再流焊 在世界范围看，无铅制造已成定局，势在必行。由于无铅合金与传统的S n-Pb共晶合金比较，熔点高，工艺窗口小，浸润性差，因此工艺难度大，容 易产生可靠性问题。无铅不只是焊接材料的问题，还涉及到设计、元器件、P CB、设备、工艺、可靠性、成本等方面的挑战。 1无铅工艺与有铅工艺比较 我们在实施无铅工艺前，首先要了解无铅工艺的特点，掌握正确的工艺 方法，这样才能确保无铅工艺顺利实施。下面将无铅工艺与有铅工艺的做一 下比较。 2 无铅再流焊接的特点 从无铅焊接工艺和无铅焊

32、点两方面分析，主要有以下特点 ( 1 ）无铅工艺温度高，熔点比传统有铅共晶焊料高34 左右。 ( 2 ）表面张力大、润湿性差。 ( 3 ）工艺窗口小，质量控制难度大。 ( 4 )无铅焊点浸润性差，扩展性差。 ( 5 )无铅焊点外观粗糙，因此传统的检脸标准与AOI需要升级。 ( 6 ) 无铅焊点中孔洞（气孔）较多，尤其是有铅焊端与无铅焊料混用 时，焊端上的有铅焊料先熔，覆盖焊盘，助焊剂排不出去，造成孔洞。 一般情况下，BGA内部的孔洞不影响机械强度，但是大孔洞及焊接界 面的孔洞，特别是当孔洞连成一片时会影响可靠性。 ( 7 ) 缺陷多。主要由于浸润性差，使自定位效应减弱造成的。 3正确设置无铅再

33、流焊温度曲线 由于无铅焊料高熔点、润湿性差给再流焊带来了焊接温度高、工 艺窗口小的工艺难题，使再流焊容易产生虚焊、气孔、立碑等缺陷， 还容易引起损坏元器件、PCB 等可靠性问题。如何设置最佳的温度 曲线，既保证焊点质量，又保证不损坏元器件和 PCB ，就是无铅再 流焊技术要解决的根本的问题。 结合美国某公司的 Sn -Ag-Cu 无铅焊膏再流焊温度曲线图，分 析如何运用焊接理论正确设置无铅再流焊温度曲线。 4. 几种典型的温度曲线 (1) 三角形回流焊温度曲线 (2) 升温一保温一峰值温度曲线 ( 3) 低峰值温度曲线 二氮气惰性保护氮气惰性保护 使用惰性气体，一般采用氮气，这种方法在回流焊工艺中已被采 用了相当长的一段时间，但它的价格还是一个问题。因为惰性气体可 以减少焊接过程中的氧化，因此，这种工艺可以使用活性较低的焊膏 材料。这一点对于低残留物焊膏和免清洗尤为重要。另外，对于多次 焊接工艺也相当关键。比如：在双面板的焊接中，氮气保护对于带有 OSP的板子在多次回流工艺中有很大的优势，因为在N2的保护下， 板上的铜质焊盘与线路的可焊性得到了很好的保护。使用氮气的另一 个好处是增加表面张力，它使得制造商在选择器件时有更大的余地 （尤其是超细间距器件），并且增加焊点表面光洁度，使薄型材料不 易褪色。 氮气保护的费用取决于各种各样的因素，包括氮气在机器中使用