1.2 再流焊接的基本工藝過程

1.2.1 再流焊接的基本工藝過程與設備配置

概括地說，表面安裝組件（以下均簡稱SMA）再流焊接工藝過程就是先將膏狀釬料（以下簡稱焊膏）涂在PCB基板上，搭載元器件后再加熱來熔化焊膏中的釬料而實現冶金連接的過程。根據上述定義，對SMA再流焊接工藝過程的描述與所用設備可表述于如圖1.3所示。

分析如圖1.3所示工藝過程可知，SMA在安裝過程中最關鍵的工序是焊膏印刷、貼裝元器件（SMC/SMD）和再流焊接3個工序。下面分析這三個工序的基本要求。

1.2.2 關鍵工序簡介

（1）焊膏印刷

① 影響焊膏印刷質量的關鍵因素。

● 焊膏印制機的選擇；常用的焊膏印刷機有手動、半自動、全自動3種類型。

● 焊膏印刷條件的掌握。

● 刮刀的速度、壓力和角度的正確控制。

● 鋼網的清洗處理。

● 鋼網離開PCB基板速度的正確運用。

② 焊膏的選定。焊膏選擇中應關注的參數是：

● 焊膏成分。

● 焊膏熔點。

● 粉狀釬料的粒度。

● 粉狀釬料的形狀。

● 糊狀助焊劑的組成和特性。

● 焊膏的氧化率。

③ 鋼網的設計。

● 開口大小：開口與焊盤成一定比例。

● 鋼網的種類：金屬鋼網或尼龍網板及聚酯網板等；

● 鋼網厚度：0.1～0.4mm。

● 開口形狀：具體如圖1.4所示。

（2）貼裝SMC/SMD

● 貼裝機的貼裝速度：貼裝機按貼裝速度可分為低速貼裝機（貼裝搭載率＜3000只/H）、中速貼裝機（3000只/H＜貼裝塔載率＜9000只/H）、高速貼裝機（9000只/H＜貼裝搭載率＜20000只/H）和海量貼裝機（搭載率＞20000只/H）。

● 貼裝精度：貼裝機的貼裝精度通常是指貼裝精度、分辨率、重復精度3個含義的總稱。

● 貼裝機的適應性：適應性是貼裝機適應不同貼裝要求的能力，它包括能貼裝的元器件類型、能容納的供料器數目和類型及貼裝機的可調整性等。

（3）再流焊接

再流焊接亦稱重熔焊接或回流焊接。根據同時加熱范圍的不同和差別，SMA的再流焊接法又可分為整體再流焊接法和局部再流焊接法兩類，如圖1.5所示。

① 整體加熱再流焊接法。整體加熱再流焊接法，又可分為以下幾類。

● 遠紅外線輻射加熱再流焊接。紅外線是一種電磁波，其波長在0.7～10μm之間，其中大于2.7μm的稱遠紅外線。遠紅外線熱量的傳遞輻射只占40%，其余60%是靠對流得到的。

● 遠紅外加熱和近紅外加熱并用的再流焊接。波長在0.75～2.7μm之間的紅外線稱為近紅外線。近紅外線的能量傳遞形式與遠紅外線不同，近紅外線絕大部分是依靠紅外線輻射傳遞能量的，而對流成分不到5%。因此采用遠紅外加熱和近紅外加熱并用的方式可以提高加熱效率。通常面源板式輻射體產生的紅外線波長為2.5～5μm，能量傳遞方式以對流為主，而燈源輻射體產生波長為1～2.5μm，其能量傳遞方式以輻射為主。

● 熱風對流加熱和遠紅外加熱并用的再流焊接。隨著SMA組裝密度的提高和PLCC廣泛的應用，工業上出現了一種把熱風對流加熱和遠紅外加熱組合在一起的再流焊接系統。它是以遠紅外輻射對流傳熱為基礎，通過耐熱風扇或氣體放大器等使爐內熱空氣循環。由于強力熱空氣循環導致SMA上方高溫區溫度下降，低溫區溫度上升而使爐腔內溫度變得均勻，因而目前已成為再流焊接工藝中的主流技術。

● 熱風對流加熱和中、遠紅外加熱并用的再流焊接。它是綜合了中、遠紅外線（輻射和對流傳熱大致接近）和熱風循環傳熱等固有特性而綜合設計的一種再流焊接方式。

● 熱風加熱再流焊接。為適應BGA、超窄間距QFP、雙面貼裝SMA的工藝需要，近年來國外開發成功一種全熱風再流焊接設備。它是用鼓風機將被加熱的氣體從多噴嘴系統噴入爐腔。這種結構確保了工作區寬度范圍內溫度分布均勻，能分別控制頂面和底面的熱氣流量和溫度，實現在整個長度和寬度范圍內溫度分布的均勻性。在冷卻SMA底面時，同時焊接SMA的頂面，實現了SMA雙面再流焊接的目的，避免了已焊面上的焊點再熔化而使元器件掉下來。

● 飽和蒸氣再流焊接 （VPS）。飽和蒸氣再流焊接又稱氣相再流焊接，與IR、對流系統相比，蒸氣凝集氣體具有更好的熱交換性能。因而允許在PCB上以較大的熱容量進行均勻的熱轉換。

② 局部加熱焊接法。

● 激光再流焊接法。近年來軍事和空間電子裝備中普遍采用了金屬芯電路組件和熱管式PCB。這些器件及SMA的熱容量都比較大，采用紅外線、熱風、VPS等再流焊接法需增加加熱時間，這將構成影響電子裝備可靠性變差、連接缺陷增多的因素。因此，采用激光再流焊接法可快速地在待焊區上局部加熱使釬料再流即可消除上述缺陷。

● 光射束再流焊接法。如紅外光射束等。