電子制造SMT回流焊（Reflow Soldering）也叫再流焊，SMT回流爐，是指通過重新熔化預(yù)先放置的焊料而形成焊點，在焊接過程中不再添加任何額外焊料的一種焊接方法。早期預(yù)置的是片狀和圈狀焊料，隨著片式元器件的出現(xiàn)，膏狀焊料應(yīng)運而生，并取代了其他形式的焊料，再流焊技術(shù)成為SMT的主流工藝。

由于電子PCBA制造焊接制程的世界千變?nèi)f化、繁紛復(fù)雜，因此不可能充分描繪電子元件和材料的所有特定需求。在使用SMT電子PCBA印刷電路板裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。

回流焊溫度曲線在生產(chǎn)中地位：回流焊接是在SMT工業(yè)組裝基板上形成焊接點的主要方法，在SMT工藝中回流焊接是核心工藝。因為表面組裝PCB的設(shè)計，焊膏的印刷和元器件的貼裝等產(chǎn)生的缺陷，最終都將集中表現(xiàn)在焊接中，而表面組裝生產(chǎn)中所有工藝控制的目的都是為了獲得良好的焊接質(zhì)量，如果沒有合理可行的回流焊接工藝，前面任何工藝控制都將失去意義。

而回流焊接工藝的表現(xiàn)形式主要為回流溫度曲線，它是指PCB的表面組裝器件上測試點處溫度隨時間變化的曲線。通過溫度曲線可以直觀的分析該元器件在整個回流焊過程中的狀態(tài)，獲得最佳的可焊性，避免由于超溫?fù)p壞元器件，保證焊接品質(zhì)，因而回流溫度曲線是決定焊接缺陷的重要因素。

因回流曲線不適當(dāng)而影響的缺陷形式主要有：

部品爆裂/破裂、翹件、錫粒、橋接、虛焊以及PCB脫層起泡等。因此適當(dāng)設(shè)計回流溫度曲線可得到高的良品率及高的可靠度，對回流溫度曲線的合理控制，在生產(chǎn)制程中有著舉足輕重的作用。

同時，需要由EMS電子制造商根據(jù)SMT工廠自身的專業(yè)知識和技能去探索理想的回流參數(shù)。另一方面，因為擁有大量線索和指標(biāo)以及過去的豐富經(jīng)驗，從而使優(yōu)化變?yōu)榭赡堋?/p>

有鉛、無鉛錫膏

回流焊曲線解析

有鉛爐溫曲線設(shè)定

有鉛爐溫曲線設(shè)定

無鉛爐溫曲線設(shè)定

無鉛爐溫曲線設(shè)定

無鉛爐溫曲線設(shè)定

回流焊接錫膏融化后的演變過程演示

理解錫膏的回流過程

當(dāng)錫膏至于一個加熱的環(huán)境中，錫膏回流分為五個階段：

1. 首先，用于達(dá)到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發(fā)，溫度上升必需慢(大約每秒3° C)，以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對內(nèi)部應(yīng)力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會造成斷裂。

2. 助焊劑活躍，化學(xué)清洗行動開始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會發(fā)生同樣的清洗行動，只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點要求“清潔”的表面。

3. 當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨熔化，并開始液化和表面吸錫的“燈草”過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點。

4. 這個階段最為重要，當(dāng)單個的焊錫顆粒全部熔化后，結(jié)合一起形成液態(tài)錫，這時表面張力作用開始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil，則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開，即造成錫點開路。

5. 冷卻階段，如果冷卻快，錫點強度會稍微大一點，但不可以太快而引起元件內(nèi)部的溫度應(yīng)力。

以最嚴(yán)格謹(jǐn)慎的態(tài)度制定基本數(shù)據(jù)后，則可以在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建所謂的包絡(luò)曲線，如下圖所示：

▲用于創(chuàng)建曲線的基本數(shù)據(jù)

SMT回流焊

溫度曲線分析解讀

如何正確設(shè)定回流焊的溫區(qū)曲線，首先我們要了解回流焊的幾個關(guān)鍵的地方及溫度的分區(qū)情況及回流焊的種類，影響爐溫的關(guān)鍵地方是：

1、各溫區(qū)的溫度設(shè)定數(shù)值

2、各加熱馬達(dá)的溫差

3、鏈條及網(wǎng)帶的速度

4、錫膏的成份

5、PCB板的厚度及元件的大小和密度

6、加熱區(qū)的數(shù)量及回流焊的長度

7、加熱區(qū)的有效長度及泠卻的特點等

探頭在連接測溫點時必需與探測點平行且貼附在焊盤或電極上，探頭不可有翹高現(xiàn)象，在焊接時，錫量以最少量焊接好探頭為OK，錫量過多會導(dǎo)致測量溫度與實際生產(chǎn)溫度有偏差，焊接好以后在探測點表上序號并在插頭上對應(yīng)。

SMT回流焊溫度曲線，根據(jù)功能一般可劃分為四個區(qū)：升溫區(qū)、保溫區(qū)、再流焊區(qū)和冷卻區(qū)，其中再流焊區(qū)為核心區(qū)。

回流焊的分區(qū)情況：

1、預(yù)熱區(qū)（又名：升溫區(qū)）

2、恒溫區(qū)（保溫區(qū)/活性區(qū)）

3、回流區(qū)（再流焊區(qū)）

4 、泠卻區(qū)

下面我們以有鉛錫膏來做一個簡單的分析

63/37有鉛錫膏溫度曲線

一：預(yù)熱區(qū)

預(yù)熱的作用主要有三個：蒸發(fā)焊劑中的揮發(fā)性成分；減少焊接時PCBA各部位的溫度差，并為了避免浸錫時進(jìn)行急劇高溫加熱引起元器件損傷；使錫膏活性化為目的，助焊劑活化。

a? 預(yù)熱溫度：依使用錫膏的種類及廠商推薦的條件設(shè)定。一般設(shè)定在80～160℃范圍內(nèi)使其慢慢升溫；而對于傳統(tǒng)曲線恒溫區(qū)在140～170℃間，注意溫度高則氧化速度會加快很多（在高溫區(qū)會線性增大，在150℃左右的預(yù)熱溫度下，氧化速度是常溫下的數(shù)倍）預(yù)熱溫度太低則助焊劑活性化不充分。

b? 預(yù)熱時間視PCB板上熱容量最大的器件、PCB面積、PCB厚度以及所用錫膏性能而定。一般在80～160℃預(yù)熱段內(nèi)時間為60～120sec，由此有效除去焊膏中易揮發(fā)的溶劑，減少對元件的熱沖擊，同時使助焊劑充分活化，并且使溫度差變得較小。

預(yù)熱開始溫度（Tsmin），一般沒有特別的要求，通常比預(yù)熱結(jié)束溫度（Tsmax）低50℃左右；預(yù)熱結(jié)束溫度（Tsmax）為焊膏熔點以下20~30℃，通常200℃左右。保溫時間（ts），一般在2~3min。確保PCBA在進(jìn)入再流焊階段前達(dá)到熱平衡。從經(jīng)驗看，只要不超過5min，一般不會出現(xiàn)焊劑提前失效問題。

二：恒溫區(qū)

所謂恒溫意思就是要相對保持平衡。在恒溫區(qū)溫度通常控制在150-170度的區(qū)域，此時錫膏處于融化前夕，錫膏中的揮發(fā)進(jìn)一步被去除，活化劑開始激活，并有效的去除表面的氧化物，SMA表面溫度受到熱風(fēng)對流的影響。不同大小/不同元件的溫度能夠保持平衡。板面的溫差也接近最小數(shù)值，曲線狀態(tài)接近水平，它也是評估回流焊工藝的一個窗口。選擇能夠維持平坦活性溫度曲線的爐子將提高SMA的焊接效果。特別是防止立碑缺陷的產(chǎn)生。通常恒溫區(qū)的在爐子的加熱信道占60—120/S的時間，若時間太長也會導(dǎo)致錫膏氧化問題。導(dǎo)致錫珠增多，恒溫渠溫度過低時此時容易引起錫膏中溶劑得不到充分的揮發(fā)，當(dāng)?shù)交亓鲄^(qū)時錫膏中的溶劑受到高溫容易引起激烈的揮發(fā)，其結(jié)果會導(dǎo)致飛珠的形成。恒溫區(qū)的梯度過大。這意味著PCB的板面溫度差過大，特別是靠近大元件四周的電阻/電容及電感兩端受熱不平衡，錫膏融化時有一個延遲故引起立碑缺陷。

三：回流區(qū)

回流區(qū)的溫度最高，SMA進(jìn)入該區(qū)域后迅速升溫，并超出熔點30—40度，即板面溫度瞬間達(dá)到215-225度，（此溫度又稱之為峰值溫度）時間約為5—10/S 在回流區(qū)焊膏很快融化，并迅速濕潤焊盤，隨著溫度的進(jìn)一步提高，焊料表面張力降低。焊料爬至元件引腳的一定高度。形成一個（彎月面）從微觀上看：此時焊料中的錫與焊盤上的銅或金屬由于擴(kuò)散作用而形成金屬間的化合物，SMA在回流區(qū)停留時間過長或溫度過高會造成PCB板面發(fā)黃/起泡/元件的損壞/如果溫度設(shè)定正確：PCB的色質(zhì)保持原貌。焊點光亮。

在回流區(qū)，錫膏融化后產(chǎn)生的表面張力能適應(yīng)的校正由貼片過程中引起的元件引腳偏移。但也會由于焊盤設(shè)計不正確引起多種焊接缺陷，回流區(qū)的升溫率應(yīng)該控制在2。5度---3度/S 一般應(yīng)該在25-30/S內(nèi)達(dá)到值。溫度過低。焊料雖然融化，但流動性差，焊料不能充分的濕潤，故造成假焊及泠焊

四：冷卻區(qū)

SMA運行到冷卻區(qū)后，焊點迅速降溫。焊料凝固。焊點迅速冷卻。表面連續(xù)呈彎月形通常冷卻的方法是在回流焊出口處安裝風(fēng)扇。強制冷卻。并采用水泠或風(fēng)泠，理想的泠卻溫度曲線同回流區(qū)升溫曲線呈鏡像關(guān)系（對稱分布）。

高于焊錫熔點溫度以上的慢冷卻率將導(dǎo)致過量共界金屬化合物產(chǎn)生，以及在焊接點處易發(fā)生大的晶粒結(jié)構(gòu)，使焊接點強度變低，此現(xiàn)象一般發(fā)生在熔點溫度和低于熔點溫度一點的溫度范圍內(nèi)。快速冷卻將導(dǎo)致元件和基板間太高的溫度梯度，產(chǎn)生熱膨脹的不匹配，導(dǎo)致焊接點與焊盤的分裂及基板的變形，一般情況下可容許的最大冷卻率是由元件對熱沖擊的容忍度決定的。綜合以上因素，冷卻區(qū)降溫速率一般在4℃/S左右，冷卻至75℃即可。

為什么必需使用爐溫曲線測試儀?

控制好工藝制程的唯一的方法是了解您的工藝制程式，而想要很好地了解您的工藝制程就需要通過測量。

溫度曲線是指工藝人員根據(jù)所需要焊接的代表性封裝電子元器件及焊膏特性制定的“溫度-時間”變化曲線。通過鏈條傳送PCB速度和不同溫區(qū)的溫度設(shè)置來實現(xiàn)。

把設(shè)置溫度放置在溫度曲線力中并連接就形成一條折線，稱為爐溫折線。

需要注意的是：溫度曲線是回流過程中封裝或PCB板上的實際溫度變化，而爐溫折線是回流爐各溫區(qū)的溫度設(shè)置，前者是目的，后者是手段。

溫度曲線，一般以預(yù)熱溫度、保溫時間、焊接峰值溫度和焊接時間來描述，關(guān)鍵參數(shù)如下：

· 預(yù)熱開始溫度Tsmin；

· 預(yù)熱結(jié)束溫度Tsmax；

· 焊接最低峰值溫度Tpmin；

· 焊接最高峰值溫度Tpmax；

· 保溫時間ts；

· 焊接時間tL；

· 焊接駐留時間Tp；

· 升溫速率v1&v2；

· 冷卻速率v3。

溫度曲線關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置原則：

①：預(yù)熱

預(yù)熱的作用主要有三個：蒸發(fā)焊劑中的揮發(fā)性成分；減少焊接時PCBA各部位的溫度差；助焊劑活化。

②：焊接峰值溫度

焊接峰值溫度，由于PCB上每種元件封裝的結(jié)構(gòu)與尺寸不同，而且分布密度也不均勻，所以測試溫度曲線不是一根曲線，而是一組曲線。溫度曲線的設(shè)計原則是所有元器件的焊接峰值溫度，既不能高于元件的最高耐熱溫度也不能低于焊接的最低溫度要求。通常比焊膏熔點高11~12℃并小于260℃（無鉛元器件），在此前提下我們希望焊接的溫度越低越好。

較高的溫度出現(xiàn)在熱容量比較小的元件上（如0402等），較低的溫度出現(xiàn)在熱容量較大的元件上（如BGA等）。

回流曲線的峰值溫度通常是由焊錫的熔點溫度、組裝基板和元件的耐熱溫度決定的。一般最小峰值溫度大約在焊錫熔點以上30℃左右（以有鉛錫膏Sn63Pb37為例，183℃熔融點，則最低峰值溫度約210℃左右 ，最高溫度約235℃左右）。峰值溫度過低就易產(chǎn)生冷接點及潤濕不夠，熔融不足而致生半田，過高則環(huán)氧樹脂基板和塑膠部分焦化和脫層易發(fā)生，再者超額的共界金屬化合物將形成，影響焊接強度。

超過焊錫溶點以上的時間：由于共界金屬化合物形成率、焊錫內(nèi)鹽基金屬的分解率等因素，其產(chǎn)生及濾出不僅與溫度成正比，且與超過焊錫溶點溫度以上的時間成正比。

③：焊接時間

焊接時間主要取決于PCB的熱特性和元器件的封裝，只要能夠使所有焊點達(dá)到焊接溫度以及BGA焊錫球與熔融焊膏熔合均勻并達(dá)到熱平衡即可。

焊接的時間，對于一個普通的焊點而言3~5s足夠；對于一塊PCBA來說，需綜合考慮所有的焊點；同時，還必須考慮減少PCBA不同部位的溫度差以減少熱沖擊或熱變形。因此，PCBA的焊接與單點的焊接有本質(zhì)的差別，焊接時間會大大延長。

與工藝聯(lián)系起來看，比如采用的是有鉛工藝還是無鉛工藝，是Im-Sn還是HASL，不同的工藝條件，對溫度曲線的要求是不同的。

一般而言一個比較好的溫度曲線，應(yīng)該具備：

1）PCBA上最大熱容量處與最小熱容量處在預(yù)熱結(jié)束時溫度匯交，也就是整板溫度達(dá)到熱平衡；

2）整板上最高峰值溫度滿足元件耐熱要求，最低峰值溫度符合焊點形成要求；

3）BGA封裝上的最高溫度與最低溫度之間不得有大于5℃的溫差存在，一般不允許超過7℃；

4）通過建立溫度曲線，首先按照PCBA的熱特性對其進(jìn)行工藝性分類，以便對每類產(chǎn)品確定合適的溫度曲線；

5）基于我們關(guān)心的問題- 焊點的形成溫度、封裝的最高溫度以及溫度均勻性，應(yīng)該選擇有代表性的封裝作為我們的分類條件，能夠反映PCBA上最高溫度、最低溫度以及BGA焊接質(zhì)量的點作為測試點。

評估回流焊爐溫度曲線測試

在焊接工藝制程控制中的必要性

有幾點原因可以說明目前SMT工廠在回流焊上需要有自己的溫度曲線測試儀的重要性。

首先，使用SMT爐溫曲線測試儀是整個回流焊爐運作過程中控制工藝制程的關(guān)鍵。沒有溫度曲線測試儀，你將無法知道爐子的機(jī)能是否完善，是否需要校驗等等。

其次，溫度曲線測試儀對幫助廠商在規(guī)范作業(yè)下，進(jìn)行所有線路板上元器件的校驗及焊接以確保高可靠低損耗的生產(chǎn)起關(guān)鍵性的作用。

舉例說明：一些SMT電子元器件IC芯片的最高融點為240C；

如果沒有溫度曲線測試儀，你怎樣才能知道目前你所設(shè)置的狀態(tài)是否符合這些元器件的融點要求。

第三，擁有溫度測試儀能降低生產(chǎn)損耗及對生產(chǎn)損耗進(jìn)行分析以避免其重復(fù)發(fā)生。影響焊接質(zhì)量的直接原因有上升斜率、浸錫溫度、潤濕時間、融錫時間，平均溫度及其它的回流焊參數(shù)。如果沒有溫度曲線測試儀，你就無法精確測量回流焊工藝制程中的這些重要特性。

最后，當(dāng)你將新的線路板引進(jìn)不同的熱工藝制程中時，它們需要對回流焊的參數(shù)進(jìn)行微調(diào)（校零及鏈速設(shè)置）以確保焊接時符合元器件及焊膏本身的性能參數(shù)。

回流焊爐溫度曲線溫度測試對線PCBA路板生產(chǎn)質(zhì)量有多重要？

以下是突出其重要性的原因:

1、 為確保產(chǎn)品的品質(zhì)必須讓產(chǎn)品在合乎規(guī)格范圍內(nèi)生產(chǎn)。回流焊爐就像是一個黑箱，它本身無法確定產(chǎn)品是否在規(guī)定的條件下生產(chǎn)。為了彌補這個缺點，需要對工藝制程窗口進(jìn)行確認(rèn)（綜合焊接規(guī)格、成份及底層容差），及對溫度曲線的每一部分進(jìn)行測量。這僅僅是溫度測試儀局部及拖尾線測溫曲線方法的使用。

2、 熱工藝制程是時時刻刻動態(tài)變化的。另外，回流焊爐熱處理工具的過時是因為爐子預(yù)修、融解、磨損及毀壞等改變造成的。對于這樣的爐子的解決方法是找出一個可接受的以前的制程，因此現(xiàn)在不在制程參數(shù)范圍內(nèi)！溫度測試儀將確認(rèn)這事，且它的制程優(yōu)化軟件將有助爐子選擇它最適宜的設(shè)置。

3、 文件、客戶，QA管理，ISO9000，及其它許多涉及PCB板制程經(jīng)驗的需求文件。（機(jī)器的設(shè)置相反。）

無鉛技術(shù)的工藝窗口非常窄，其結(jié)果是在保持相同的成分及底層容差的情況下能有較高的焊接融解溫度，沒有熱處理工藝溫度曲線測試，原先合格的有鉛焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將不能在無鉛焊接中得到保證。

數(shù)據(jù)讀取與打印步驟

1、將出爐的測溫儀按下SWITCH按鈕，停止記錄數(shù)據(jù)。

2、打開電腦中的測溫軟件。

3、將數(shù)據(jù)線與測溫儀連接，并點擊連接完成。

4、軟件讀取數(shù)據(jù)，點擊溫度分析，查看參數(shù)是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

5、溫度曲線/參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍：

結(jié)束語：

回流焊接是SMT工藝中復(fù)雜而關(guān)鍵的工藝，涉及到自動控制，材料流體力學(xué)和冶金學(xué)等各種學(xué)科，理論作指引，實踐出真知！本文雖然解析了再流焊溫度曲線及其工藝窗口的原理和評價原則。但對于具體產(chǎn)品溫度曲線的調(diào)節(jié)，每個溫區(qū)的溫度該增加或減少幾度，鏈速該增加或減少多少只有通過實操才能掌握，學(xué)習(xí)理論指引的方法論，同時多實踐、多體會、多思考，你就可以成為調(diào)節(jié)溫度曲線的行家里手。

簡而言之，回流焊接是一個焊料受熱融化濕潤與焊件冶金結(jié)合的過程，對回流設(shè)備而言是準(zhǔn)確控制加熱溫度與時間，為焊接件提供熱量的過程，對于多溫區(qū)回流爐，通過合理劃分溫度曲線的加熱區(qū)域和調(diào)節(jié)溫度等相關(guān)參數(shù)，從而設(shè)計開發(fā)合理的溫度曲線，保證每個溫區(qū)的溫度與時間達(dá)到最佳配置，是工藝人員一直努力的方向，要獲得最優(yōu)的回流溫度曲線，從而獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量，還必須要深入地研究焊接工藝的各個方面。

DIP波峰焊機(jī)與氮氣

焊接工藝擴(kuò)展閱讀 :

再下來先給大家詳細(xì)講述一下有鉛錫與無鉛錫的區(qū)別，以供大家參考。

1、從錫的表面看有鉛錫比較亮，無鉛錫(SAC)比較暗淡。無鉛的浸潤性要比有鉛的差一點。

2、有鉛中的鉛對人體有害，而無鉛就沒有。有鉛共晶溫度比無鉛要低。具體多少要看無鉛合金的成份，像無鉛的共晶是217度，焊接溫度是共晶溫度加上30~50度。要看實際調(diào)整。有鉛共晶是183度。機(jī)械強度、光亮度等有鉛要比無鉛好。

3、無鉛錫的鉛含量不超過0.5 ，有鉛的達(dá)到37。

4、鉛會提高錫線在焊接過程中的活性，有鉛錫線相對比無鉛錫線好用，不過鉛有毒，長期使用對人體不好，而且無鉛錫會比有鉛錫熔點高，這樣就焊接點牢固很多。

常見有鉛錫成分為63/37的熔點是180°~185°；無鉛的錫熔點218度,溫度調(diào)至約為225°~235°，烙鐵的溫度一般都是調(diào)到300°左右為最佳作業(yè)溫度，噴錫錫爐溫度需要控制在280-300度；過波峰溫度需要控制在260度左右；過回流溫度260-270度。

波峰焊焊料槽溫度的均勻性和穩(wěn)定性定義：焊料槽內(nèi)波峰焊料和液面內(nèi)各點之間的溫度差異（△T）的大小即反映了焊料槽溫度的均勻性。工藝要求△T≦0.5℃。

溫度均勻性測定：用精度≦0.5℃的標(biāo)準(zhǔn)溫度計（選擇在整個溫度范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度可以達(dá)到了± 0.5℃以上的標(biāo)準(zhǔn)溫度計產(chǎn)品和在波峰焊工作特定溫度范圍內(nèi)準(zhǔn)確度可以達(dá)到±0.5℃以上的標(biāo)準(zhǔn)溫度計產(chǎn)品均可以實現(xiàn)，以下同）直接測量波峰和頁面內(nèi)溫度。

溫度穩(wěn)定性測定：將波峰焊設(shè)備設(shè)置正常工作溫度，待設(shè)備自身測溫顯示穩(wěn)定后，用精度≦0.5℃的標(biāo)準(zhǔn)溫度計，每個10min測試焊料槽內(nèi)溫度，連續(xù)測量10次，即可通過溫度變化判斷設(shè)備設(shè)定偏差和設(shè)定溫度穩(wěn)定性。

值得注意的是，推薦的波峰焊焊接溫度并不等于焊料槽實際溫度。在波峰焊接過程中，焊點實際達(dá)到的溫度是介于焊料槽溫度和被焊接工件溫度之間的某一中間溫度。以Sn63Pb37共晶焊料為例，其共晶點為183℃，其波峰焊接溫度約為220℃，對應(yīng)此狀態(tài)，焊料槽的設(shè)定溫度通常為250℃左右。這是因為在波峰焊焊接過程中，影響焊點質(zhì)量的主要溫度因素是被焊件預(yù)熱溫度、被焊件的熱容、助焊劑活化效果等。對溫度的這些要求必須和焊料波峰所能提供的熱量相平衡。

解析SMT回流焊爐

加氮氣的優(yōu)缺點

SMT回流焊爐加氮氣（N2）最主要用途在降低焊接面氧化，提高焊接的潤濕性，因為氮氣屬于惰性氣體（inert gas）的一種，不易與金屬產(chǎn)生化合物，也可以避免空氣中的氧氣與金屬接觸產(chǎn)生氧化的反應(yīng)。

而使用氮氣可以改善smt焊接性的原理（機(jī)理）是基于氮氣環(huán)境下焊錫的表面張力會小于暴露于大氣環(huán)境，使得焊錫的流動性與潤濕性得到改善。其次是氮氣把原本空氣中的氧氣（O2）及可污染焊接表面的物質(zhì)溶度降低，大大的降低了焊錫高溫時的氧化作用，尤其在第二面回流焊品質(zhì)的提升上助益頗大。

氮氣在SMT回流焊中的應(yīng)用 :

盡管七十年代初氮氣就已經(jīng)應(yīng)用于電子制造，但直到引入了免清洗技術(shù)，因其需要在惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行焊接，氮氣的使用才得到廣泛的認(rèn)可。由于無鉛焊料的潤濕性能較差，惰性氣體的使用更加必要。

回流焊中的氮氣 :

在惰性氣體應(yīng)用于波峰焊接制程之前，氮氣就一直用于回流焊接中。部份原因是在表面黏著陶瓷混合電路的回流焊中，混合IC工業(yè)長期使用氮氣，當(dāng)其它公司看到混裝IC制造的效益時，他們便將這個原理應(yīng)用到了PCB焊接中。

在這種焊接中，氮氣也取代了系統(tǒng)中的氧氣。氮氣可引入到每一個區(qū)域，不只是在回流區(qū)，也用于制程的冷卻過程。現(xiàn)在大多數(shù)回流焊系統(tǒng)已經(jīng)為應(yīng)用氮氣作好了準(zhǔn)備；一些系統(tǒng)能夠很容易地進(jìn)行升級，以采用氣體噴射。

研究表明元件疊層封裝（PoP）和球柵陣列封裝（BGA）利用氮氣氛圍焊接，可顯著提高避免焊接缺陷所允許的元件最大變形量，即變形閾值，降低SMT焊接缺陷!

為了減少焊接過程中的二次氧化及提升焊接質(zhì)量， 在涉及到CSP、 PoP、BGA、DCA 和 Flip Chip等特殊元件時，為了提高焊接質(zhì)量，氮氣回流是一個很好的選擇。

小編必須要強調(diào)“氮氣并不是解決氧化的萬靈丹”，如果零件或是電路板的表面已經(jīng)嚴(yán)重氧化，氮氣是無法使其起死回生的，而且氮氣也僅對輕微氧化可以產(chǎn)生補救的效果（是補救，不是解決）。其實，儲存及作業(yè)過程中只要可以確保PCB的表面處理及零件不會產(chǎn)生有氧化，加氮氣基本上沒有太大的作用，最多就是促進(jìn)焊錫的流動、增加爬錫的高度。但是，話又說回來，還真沒幾家公司可以百分百確保其PCB及零件表面處理沒有氧化的。

前面說了許多氮氣的優(yōu)點，話說回來“回流焊爐（Reflow oven）”使用氮氣并不是百利而無害，先不說加氮氣“燒錢”的問題，就因為氮氣可以促進(jìn)焊錫的流動效果，所以才會出問題，聽起來怪怪的？

▲節(jié)能型創(chuàng)新氮氣產(chǎn)生機(jī)系統(tǒng)

因為焊錫的流動太好也意味著加溫效果較好，這個效果對大部分零件有好處，但是可能會惡化電阻電容這種小零件（small-chip）的“墓碑效應(yīng)（Tombstone effect）”，因為零件一端先融錫而一端未融錫，先融錫的一端內(nèi)聚力加強后就會開始拉扯零件，未融錫端拉不住零件，最后形成立碑，根據(jù)經(jīng)驗?zāi)贡畣栴}特別容易發(fā)生在0603與0805大小的小電阻及電容上，因為其尺寸及錫膏印刷距離剛好容易立起零件。

另外，氮氣也會增加焊錫的“燈芯效應(yīng)”，讓錫膏可以沿著零件焊腳的表面爬錫更高，這對某些零件焊腳可能是加分，但是對某些連接器可能就是剪分，因為連接器的焊腳再往上通常是與其他零件連接的接觸點，這些接觸點如果吃錫可能會造成其他問題，而且現(xiàn)在的連接器腳間距很窄，焊錫往上爬可能有短路的風(fēng)險。

下面就來總結(jié)一下前面的觀點：

1、回流焊加氮氣的優(yōu)點：

1）快速冷卻而沒有銅氧化

2）提升焊接能力，端子和焊盤的潤濕(wetting)較快

3）增強焊錫性

4）減少空洞率（void）。因為錫膏或焊墊的氧化降低，空洞自然就減少了。

5）改善了助焊劑殘留物和焊點表面的外觀

6）改進(jìn)免清洗焊接的性能

2、回流焊加氮氣的缺點：

1）燒錢

2）增加墓碑的機(jī)率

3）增強燈芯效應(yīng)

3、什么樣的電路板或零件適合使用氮氣回流焊？

1）OSP表面處理雙面回流焊的板子適合使用氮氣。

2）零件或電路板吃錫效果不好時可以使用。

3）使用氮氣后需注意墓碑不良是否增加，也要檢查連接器焊腳爬錫是否過高？

審核編輯 ：李倩