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PCB板熱風回流焊測試詳解

回流焊技術在電子制造領域并不陌生，例如我們電腦內使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設備的內部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經貼好元件的線路板，讓元件兩側的焊料融化后與主板粘結。這種工藝的優勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。

一、熱風回流焊測試簡述

熱風回流焊爐總體結構主要分為加熱區、冷卻區、爐內氣體循環裝置、廢氣排放裝置以及PCB傳送等五大主體部分。

熱風回流焊：是通過對流噴射管嘴或者耐熱風機來迫使氣流循環從而實現被焊件加熱的焊接方法，熱風回流焊是通過回流焊爐膛內每個溫區的上下加熱系統進行加熱的。

原理：熱風式回流焊爐通過熱風的層流運動傳遞熱能，利用加熱器與風扇，使爐內空氣不斷升溫并循環，待焊件在爐內受到熾熱氣體的加熱，從而實現焊接。特點：熱風式回流焊爐具有加熱均勻、溫度穩定的特點，全熱風強制對流的回流焊爐經過不斷改進與完善，成為了SMT焊接的主流設備。

回流焊的焊接缺陷

橋聯：焊接加熱過程中也會產生焊料塌邊，一般出現在預熱和主加熱兩種場合，當預熱溫度在幾十至一百范圍內，作為焊料中成分之一的溶劑即會降低粘度而流出，如果其流出的趨勢十分強烈，會同時將焊料顆粒擠出焊區外形成含金顆粒，在溶融時如不能返回到焊區內，也會形成滯留焊料球。

立碑：又稱曼哈頓現象。片式元件在遭受急速加熱情況下發生的翹立，這是因為急熱元件兩端存在的溫差，電極端一邊的焊料完全熔融后獲得良好的濕潤，而另一邊的焊料未完全熔融而引起濕潤不良，這樣促進了元件的翹立。  

潤濕不良：指焊接過程中焊料和電路基板的焊區（銅箔）或SMD的外部電極，經浸潤后不生成相互間的反應層，而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊區表面受到污染或沾上阻焊劑或是被接合物表面生成金屬化合物層而引起的。

二、回流焊爐結構與工藝

1. 試驗儀器：回流焊爐 

8溫區回流焊KTE 800完全滿足各種無鉛焊接工藝要求；標準空氣爐、熱風系統，使用熱風對流傳導更高效、熱補償更快；PLC+PLD閉環控制，性能穩定可靠，溫度控制及曲線重復精度高；雙溫度傳感器，雙安全控制模式，速度異常報警，掉板報警；溫度巡檢儀時刻監測每個溫區溫度，超高溫保護，自動切斷加熱電源。

2.設備參數

3.綠色無鉛

出于對環保的考慮，鉛在21世紀將會被嚴格限用，雖然電子工業中用鉛量極小，不到全部用量1%，但也屬于禁用之列，在發展趨勢中將會被逐步淘汰，許多地方正在開發可靠而又經濟的無鉛焊料，所開發出的多種替代品一般都具有比錫鉛合金高40屯左右的熔點溫度，這就意味著回流焊必須在更高的溫度下進行，氮氣保護可以部分消除因溫度提高而增加的氧化和對PCB本身的損傷。

二、回流焊測試標準方法

回流焊機根據功能劃分溫區總共有四個溫區：預熱區、均熱恒溫區、回流焊接區、冷卻區。

(1) 預熱區：回流焊進行焊接的第一步工作是預熱，預熱是為了使錫膏活性化，避免浸錫時進行急劇高溫加熱引起焊接不良所進行的預熱行為，把常溫PCB板勻均加熱，達到目標溫度。

(2) 保溫區：第二階段-保溫階段，主要目的是使回流焊爐爐內PCB板及各元器件的溫度穩定，使元件溫度保持一致。保溫段結束，焊盤，焊料球及元件引腳上的氧化物在助焊劑的作用下被除去，整個電路板的溫度也達到平衡。

(3) 回焊區：回流焊區域里加熱器的溫度升至最高，元件的溫度快速上升至最高溫度。在回流街道段，其焊接峰值溫度隨所用焊膏的不同而不同，峰值溫度一般為210-230℃，回流時間不宜過長，以防對元件及PCB造成不良影響，可能會造成電路板被烤焦等。

(4) 冷卻區：最后階段，溫度冷卻到錫膏凝固點溫度以下，使焊點凝固。冷卻速率越快，焊接效果越好。冷卻速率過慢，將導致過量共晶金屬化合物產生，以及在焊接點處易發生大的晶粒結構，使焊接點強度變低，冷卻區降溫速率一般在4℃/S左右，冷卻至75℃。

1. 參考標準：IPC-TM-650 2.6.27 熱應力、對流再流組裝模擬

(1) 回流焊曲線調節：根據要求的回流曲線規范調節回流曲線，調節原則如下（使用測試板）;

A. 客戶無要求時，默認根據IPC規定的260℃再流曲線規范調節。

B. 客戶有要求時，根據客戶相關條件調節回流焊曲線。

C. 自定義：根據使用的PCB板、錫膏。元器件的類型及特點，調節適合的回流曲線。

(2) 預處理：根據客戶要求對樣品進行預處理；客戶無要求時需使用105~125℃烘烤，至少6H。

(3) 測試：按要求進行回流測試，在進行下一個回流循環前，樣品溫度需冷卻至30℃以下，樣品與傳輸帶接觸面同上一個循環相反。

(4) 在客戶有要求時，可能還需要進行其他測試。

電阻測量：對測試前電阻進行檢測。

切片分析：測試結束后進行電阻測量和切片觀察分析。

回流焊曲線的規范：

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