PCB板热风回流焊测试详解

回流焊技术在电子制造领域并不陌生，例如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，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后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。

一、热风回流焊测试简述

热风回流焊炉总体结构主要分为加热区、冷却区、炉内气体循环装置、废气排放装置以及PCB传送等五大主体部分。

热风回流焊：是通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使气流循环从而实现被焊件加热的焊接方法，热风回流焊是通过回流焊炉膛内每个温区的上下加热系统进行加热的。

原理：热风式回流焊炉通过热风的层流运动传递热能，利用加热器与风扇，使炉内空气不断升温并循环，待焊件在炉内受到炽热气体的加热，从而实现焊接。特点：热风式回流焊炉具有加热均匀、温度稳定的特点，全热风强制对流的回流焊炉经过不断改进与完善，成为了SMT焊接的主流设备。

回流焊的焊接缺陷

桥联：焊接加热过程中也会产生焊料塌边，一般出现在预热和主加热两种场合，当预热温度在几十至一百范围内，作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出，如果其流出的趋势十分强烈，会同时将焊料颗粒挤出焊区外形成含金颗粒，在溶融时如不能返回到焊区内，也会形成滞留焊料球。

立碑：又称曼哈顿现象。片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立，这是因为急热元件两端存在的温差，电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润，而另一边的焊料未完全熔融而引起湿润不良，这样促进了元件的翘立。  

润湿不良：指焊接过程中焊料和电路基板的焊区（铜箔）或SMD的外部电极，经浸润后不生成相互间的反应层，而造成漏焊或少焊故障。其中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。

二、回流焊炉结构与工艺

1. 试验仪器：回流焊炉 

8温区回流焊KTE 800完全满足各种无铅焊接工艺要求；标准空气炉、热风系统，使用热风对流传导更高效、热补偿更快；PLC+PLD闭环控制，性能稳定可靠，温度控制及曲线重复精度高；双温度传感器，双安全控制模式，速度异常报警，掉板报警；温度巡检仪时刻监测每个温区温度，超高温保护，自动切断加热电源。

2.设备参数

3.绿色无铅

出于对环保的考虑，铅在21世纪将会被严格限用，虽然电子工业中用铅量极小，不到全部用量1%，但也属于禁用之列，在发展趋势中将会被逐步淘汰，许多地方正在开发可靠而又经济的无铅焊料，所开发出的多种替代品一般都具有比锡铅合金高40屯左右的熔点温度，这就意味着回流焊必须在更高的温度下进行，氮气保护可以部分消除因温度提高而增加的氧化和对PCB本身的损伤。

二、回流焊测试标准方法

回流焊机根据功能划分温区总共有四个温区：预热区、均热恒温区、回流焊接区、冷却区。

(1) 预热区：回流焊进行焊接的第一步工作是预热，预热是为了使锡膏活性化，避免浸锡时进行急剧高温加热引起焊接不良所进行的预热行为，把常温PCB板匀均加热，达到目标温度。

(2) 保温区：第二阶段-保温阶段，主要目的是使回流焊炉炉内PCB板及各元器件的温度稳定，使元件温度保持一致。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。

(3) 回焊区：回流焊区域里加热器的温度升至最高，元件的温度快速上升至最高温度。在回流街道段，其焊接峰值温度随所用焊膏的不同而不同，峰值温度一般为210-230℃，回流时间不宜过长，以防对元件及PCB造成不良影响，可能会造成电路板被烤焦等。

(4) 冷却区：最后阶段，温度冷却到锡膏凝固点温度以下，使焊点凝固。冷却速率越快，焊接效果越好。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℃。

1. 参考标准：IPC-TM-650 2.6.27 热应力、对流再流组装模拟

(1) 回流焊曲线调节：根据要求的回流曲线规范调节回流曲线，调节原则如下（使用测试板）;

A. 客户无要求时，默认根据IPC规定的260℃再流曲线规范调节。

B. 客户有要求时，根据客户相关条件调节回流焊曲线。

C. 自定义：根据使用的PCB板、锡膏。元器件的类型及特点，调节适合的回流曲线。

(2) 预处理：根据客户要求对样品进行预处理；客户无要求时需使用105~125℃烘烤，至少6H。

(3) 测试：按要求进行回流测试，在进行下一个回流循环前，样品温度需冷却至30℃以下，样品与传输带接触面同上一个循环相反。

(4) 在客户有要求时，可能还需要进行其他测试。

电阻测量：对测试前电阻进行检测。

切片分析：测试结束后进行电阻测量和切片观察分析。

回流焊曲线的规范：

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