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在电子组装(PCBA)过程中,回流焊是确保元器件与PCB之间牢固焊接的关键步骤 。对于追求高品质的电子工程师而言,理解回流焊的工作原理、掌握四大温区的作用,并选择合适的SMT加工服务,是提升产品良率的核心。

本文将结合嘉立创SMT的工艺,为您揭秘回流焊技术及生产避坑指南。

一、什么是回流焊?

回流焊(又称再流焊)是表面贴装技术(SMT)中的关键步骤。其核心原理是通过热气流使预先涂覆在PCB焊盘上的焊锡膏在高温下熔化,重新流动,从而在冷却后形成电气与机械连接。

利用锡膏热胀冷缩的特性,回流焊实现了元器件引脚与PCB焊盘之间的永久连接 。

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二、 工艺大比拼:热风回流焊 vs. 氮气回流焊

在SMT生产线中,设备的选择直接决定了焊接品质。目前主流设备分为两类,而嘉立创SMT为了追求高品质,在标准型服务中广泛采用了更为先进的氮气回流焊工艺。

1.热风回流焊

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原理:主要利用加热丝进行加热,热气通过风扇在炉内层层流动传递焊接需要的热量,以达到辅助焊接的作用

特点:温度均匀可控,焊点稳定性较高,起辅助焊接作用 。

2.氮气回流焊

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原理:在热风回流焊的基础上,氮气回流焊加热过程中会向炉膛内充氮气辅助焊接

优势:

●防氧化:降低炉内氧气含量,有效防止元器件引脚氧化

●提升润湿力:改善焊锡的流动性,使其更容易覆盖焊盘

●降低气泡率:显著减少焊点内部气泡,提高焊点可靠性

三、详解回流焊的“四大温区”

回流焊并非简单的“加热熔化”,而是一个精确的温度控制过程。典型的回流焊温度曲线包含四个温区,每个阶段都有其特定作用 。

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1.预热区

温度范围:60℃-130℃左右

作用:负责预热电路板和元器件。处于室温环境下的PCB板升温过快可能会导致热冲击损坏电路板和元器件,预热PCB板能有效防止温度突变产生的热应力,使锡膏中的潮气和挥发性成分有效挥发,减少焊点气泡率,保证后续焊接的品质。

2.保温区

温度范围:120℃-160℃左右

作用:负责对电路板进一步加热,使焊盘和元器件引脚上的潮气完全挥发,确保电路板和元器件在进入回流区之前能够达到相同的温度,避免回流区的高温热冲击产生焊接不良的现象。

3.回流区

温度范围: 迅速升至245℃左右(具体取决于锡膏熔点)

作用: 是整个回流焊中最关键的一步。进入回流区时,温度通常会迅速升到245℃左右使PCB焊盘上的锡膏熔融(回流区温度由锡膏熔点决定)。融化的锡液与PCB焊盘之间发生溶解扩散的作用,能够较好的润湿焊盘与器件引脚,再通过锡液表面对元器件引脚表面的吸引力(毛细作用),使得锡液流入元器件引脚与焊盘之间。

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4.冷却区

作用:快速冷却焊点的温度,使其固化形成稳定的金属焊点。进入冷却区时温度迅速降低,待到焊点冷却凝固后,元器件引脚与焊盘之间即形成永久的连接。(冷却过程一般需要控制速度,以避免冷却过快引起热应力)

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回流炉的温度需要根据锡膏的熔点来决定,不同的焊膏所对应的回流焊炉温也不同。例如,低温锡膏熔点在138℃左右,回流炉膛内的温度在180℃±5℃左右;中温锡膏熔点在178℃左右,回流炉膛内的温度在215℃±5℃左右;高温锡膏熔点在217℃左右,回流炉膛内的温度在245℃±5℃左右。

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一般情况下,为了保证焊盘上的锡膏完全融化以达到良好的焊接效果,设置的炉温会略高于锡膏的熔点。

四、SMT设计与生产避坑指南

为了确保PCBA加工的一次直通率,设计工程师需注意以下事项:

1.双面焊接的“掉件”风险

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原理:双面组装时,通常先焊小器件面,再焊大器件面。在第二次回流焊时,底部的焊点会再次熔化 。

建议:将重量大的器件(如大电感、连接器)放置在PCB的同一面,并作为第二次焊接面,防止底面元件因重力掉落 。嘉立创SMT的标准型服务支持单/双面焊接,能够处理复杂的双面组装需求。

2.元器件耐热性

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所选用的锡膏是根据元器件的耐热温度决定的,需保证所选用的锡膏熔点是在元器件耐热的安全范围内。

3.焊盘间距

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由于焊盘上的锡液表面存在张力,焊盘与焊盘之间的间距较近可能导致连锡,推荐将焊盘间距保持在0.3mm以上。

五、为什么选择嘉立创SMT?一站式服务的极致体验

嘉立创SMT不仅掌握核心的回流焊工艺,更致力于通过数字化手段降低企业成本、提升研发效率。

1.经济型和标准型,灵活满足需求

嘉立创SMT提供两种服务模式,匹配不同的研发与量产阶段

2.强大的产能与品质保障

●具备从PCB智造、钢网到SMT贴片的一站式服务,自营生产,进度实时可查。

●拥有珠海、韶关2大生产基地,配备500+台高速贴片机,300+条“贴检一体”线,确保品质与交期。

●PCBA全流程线上报价,资料安全可控,节省人力成本。

●可按BOM代购器件,并提供免费仓储,降低企业管理成本。

无论是初期的原型验证,还是后期的规模量产,嘉立创SMT凭借先进的氮气回流焊工艺和灵活的服务模式,都是您值得信赖的合作伙伴。

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