無鉛回流焊作用和一般回流焊作用差不多的，它是把無鉛電子產(chǎn)品的貼片元件安裝好的線路板送人無鉛回流焊爐膛內(nèi)經(jīng)過高溫把用來焊接貼片元件的錫膏經(jīng)過高溫?zé)犸L(fēng)形成回流溫度變化的工藝熔融讓貼片元件與線路板上的焊盤結(jié)合然后冷卻在一起。沒有無鉛回流焊設(shè)備smt工藝就不可能完成讓無鉛電子元件和線路板的焊接工作。不過無鉛回流焊是焊接無鉛產(chǎn)品的，錫膏里面沒有鉛的成分，無鉛回流焊接時溫度比有鉛回流焊接高。

無鉛回流焊

一、無鉛回流焊接工藝作用對比

有鉛回流焊接焊料合金熔點(diǎn)低，焊接溫度低，對電子產(chǎn)品的熱損壞少；有鉛焊料合金潤濕角小，可焊性好，產(chǎn)品焊點(diǎn)“假焊”的可能性?。缓噶虾辖鸬捻g性好，形成的焊點(diǎn)抗震動性能好于無鉛回流焊點(diǎn)。

無鉛回流焊接工藝從目前的研究結(jié)果中摸索有可替代合金的熔點(diǎn)溫度都高于現(xiàn)有的錫鉛合金。例如從目前較可能被業(yè)界廣泛接受的“錫——銀——銅”合金看來，起熔點(diǎn)是217℃，這將在焊接工藝中造成工藝窗口的大大縮小。理論上工藝窗口的縮小為從錫鉛焊料的37℃降到23℃。實(shí)際上，工藝窗口的縮小遠(yuǎn)比理論值大。因?yàn)樵趯?shí)際工作中我們的測溫法喊有一定的不準(zhǔn)確性，加上DFM的限制，以及要很好地照顧到焊點(diǎn)“外觀”等，回流焊接工藝窗口其實(shí)只有約14℃。    

不只是無鉛回流焊接工藝窗口的縮小給工藝人員帶來巨大的挑戰(zhàn)，焊接溫度的提高也使得焊接工藝更加困難。其中一項(xiàng)就是高溫焊接過程中的氧化現(xiàn)象。我們都知道，氧化層會使焊接困難、潤濕不良以及造成虛焊。氧化程度除了器件來料本身要有足夠的控制外，擁護(hù)的庫存條件和時間、加工前的處理(例如除濕烘烤)以及焊接中預(yù)熱(或恒溫)階段所承受的熱能(溫度和時間)等都是決定因素。

無鉛回流焊溫度曲線

二、無鉛回流焊設(shè)備作用特點(diǎn)

無鉛回流焊設(shè)備要用密封和排風(fēng)性能好的大型熱風(fēng)回流焊設(shè)備，無鉛回流焊設(shè)備要具有以下作用特點(diǎn)

（1） 焊接區(qū)溫度相對提高10℃左右；

（2） 預(yù)熱區(qū)升溫速率要低0.7~1.5℃/s；

（3） 保溫區(qū)時間要短20~30s；

（4） 保溫區(qū)溫度最大提高10℃左右；

（5） 焊接高溫區(qū)時間較短。

為此， 針對無鉛回流焊技術(shù)要求， 對無鉛回流焊設(shè)備提出了以下要求：

（1） 應(yīng)增加焊接設(shè)備的溫區(qū)， 以應(yīng)對預(yù)熱區(qū)慢速升溫的要求；

（2） 保溫區(qū)的溫控應(yīng)保證電路板進(jìn)入焊接區(qū)達(dá)到所需的預(yù)備溫度；

（3） 焊接區(qū)溫控工藝窗口縮短， 要求溫控系統(tǒng)具有優(yōu)良快速的溫度動態(tài)響應(yīng)特性；

（4） 采用氮?dú)獗Ｗo(hù)、熱風(fēng)循環(huán)、上下紅外加熱的功能；

（5） 橫向溫度不均勻度小于1℃。

三、無鉛回流焊各溫區(qū)段的作用

1：無鉛回流焊預(yù)熱段的目的和作用

目的是把貼好元件PCB板加熱到120-150℃左右，在這個溫度下PCB板的水分可以得到充分蒸發(fā)，并同時可以消除PCB板內(nèi)部的應(yīng)力和部分殘留氣體，為加熱段做提前加熱。預(yù)熱段的時間一般控制在1-5分鐘。具體的情況看板的大小和元器件的多少而定。

2：無鉛回流焊加熱段的目的和作用

通過預(yù)熱段處理后的PCB板，要在加熱段的過程中激活錫漿中的助焊劑，并在助焊劑的作用下去除錫漿里面和元器件表面的氧化物。為焊接過程做好準(zhǔn)備。在這一階段中Sn95%-Ag3%-Cu2%錫-銀-銅配方貴金屬無鉛合金釬料的溫度通常設(shè)置在180-230℃之間。時間控制在1-3分鐘。目的是助焊劑能夠充分激活，并能很好地去除焊盤和釬料氧化物。在以下的溶點(diǎn)溫度低于160℃以下的低溫釬料配方中Sn42%-Bi58%錫-鉍配方的低溫?zé)o鉛釬料，Sn48%-In52%錫-銦配方無鉛低溫釬料，可以把加熱段的溫度設(shè)置在120-180左右。時間控制在1-3分鐘。高溫的無鉛合金釬料一般設(shè)置在220-250℃之間。如果你手頭上有所用釬料和錫漿資料的話，加熱段的溫度可以設(shè)置在低于錫漿的溶化溫度點(diǎn)的10℃左右為最佳。

3：無鉛回流焊焊接段的目的和作用

焊接段的主要目的是完成SMT的焊接過程，由于此階段是在整個回焊過程中的最高溫段，極容易損傷達(dá)不到溫度要求的元器件。此過程也是一個回焊的完善過程，焊錫的物理和化學(xué)的變化量最大，溶化的焊錫極容易在高溫的空氣中氧化。此階段一般是根據(jù)錫漿資料提供的溶化溫度高30-50℃左右。我們一般把它分為低溫釬料（150-180℃）、中溫釬料（190-220℃）、高溫釬料（230-260℃）。現(xiàn)在普遍使用的無鉛釬料為高溫釬料，低溫釬料一般為貴金屬的無鉛釬料和特殊要求的低溫有鉛焊料，在通用的電子產(chǎn)品中比較少見，多用于特殊要求的電子設(shè)備上。此階段的

時間一般是根據(jù)下面的幾個要求進(jìn)行設(shè)定。焊錫在高溫熔化后顯示為液態(tài)，所有的SMT元件會浮在液態(tài)焊錫的表面，在助焊劑和液態(tài)表面張力的作用下，浮動的元器件會移到焊盤的中心，會有自動歸正的作用。另外在助焊劑的濕潤下焊錫會和預(yù)案件的表面金屬形成合金層。滲透到元件結(jié)構(gòu)組織里面，形成理想的釬焊結(jié)構(gòu)，時間一般設(shè)在10-30s左右，大面積和有較大元件遮陰面的PCB板應(yīng)設(shè)置較長的時間；小面積的少零件的PCB板一般設(shè)置時間較短就可以了。為了保證回焊質(zhì)量盡可能地縮短這個階段的時間，這樣有利于保護(hù)元器件。

4：無鉛回流焊保溫段的目的和作用

保溫段的作用是讓高溫液態(tài)焊錫凝固成固態(tài)的焊接點(diǎn)，凝固質(zhì)量的好壞直接影響到焊錫的晶體結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，太快的凝固時間會使焊錫形成結(jié)晶粗糙，焊點(diǎn)不光潔，機(jī)械物理性能下降。在高溫和機(jī)械的沖擊下焊接點(diǎn)容易開裂失去機(jī)械連接和電氣連接作用，產(chǎn)品的耐久性降低。我們采用的是停止加熱，用余溫保溫一短時間。讓焊錫在溫度緩慢下降過程中凝固并結(jié)晶良好，這個溫度點(diǎn)一般設(shè)置在比焊錫溶點(diǎn)低10-20℃左右，利用自然降溫時間的設(shè)置，下降到這個溫度點(diǎn)后就可以進(jìn)入冷卻段。

5：無鉛回流焊冷卻段的目的和作用

冷卻段的作用比較簡單，通常是冷卻到不會燙人的溫度就可以了。但為了加快操作流程，也可以下降到150℃

以下時結(jié)束該過程。但取出焊好的PCB板時，要用工具或用手帶、耐溫手套取出以防燙傷。