回流焊的发展方向

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回流焊的发展方向

4.1 回流焊设备的发展
    回流焊的演变始终是跟随电子装联技术的发展而变化的。从目前的电子装联技术发展方向看，元件正在朝小型化，超小型化发展，而电路板装联则向高密度方向发展。随着进入信息时代，这种趋势在便携计算机，个人通讯工具等高科技领域更加显著。分离元件如阻容元件，从0805，到0603，再到0402（1.0mmX0.5mm),甚至更小到0302，0201、现在也有人尝试把小元件直接做在PCB板上。对IC芯片，半导体的集程度越来越高，从大规模集成电路（VLSI），到超大规模集成电路（ULSI）。同时IC封装尺寸越来越小，管脚越来越多，在细间距IC（Pitch<0.5mm）发展到极限时，又引入了BGA，Flip-Chip，CSP工艺，它是一种硅片级的尺寸封装技术，目的都是尽量减少占用面积，增加贴装密度。这种工艺的进步，使得人们可以制造出体积更小，功能更强大的电子设备。
    因此，回流焊如何去适应这种变化便是将来回流焊工艺的要求。例如现在的加热方式是否能满足超小元件的焊接，热风吹力是否影响元件的稳定，对BGA类的焊点在元件下面的焊接，会产生什么样的问题。这些都是回流焊应解决的问题。
    从表面上看，回流炉应该满足某一条给定的曲线,这条曲线是为了满足焊膏的要求，然而这是对回流炉最低的要求，更重要的是：
（1）减小印制板上各部分的温度差异
, y* x) p! F& p( O! I3 _（2）使工艺具有重现性。
# K9 i* b9 O( `9 Q! a' L    元件的发展趋势发挥了重要的作用，第一；大元件与小元件对于热量的需求差异很大，第二；贴片机贴片速度的提高对回流炉的产出效率提出了更高的要求 而且，随着元件的焊点尺寸的进一步减小，金属间化合物变得更加关键， 这就要求单板上的△T的值最小。大的△T对焊接时间的影响特别大，△T越小，要达到焊膏液态温度以上的时间越短。众所周知，在受到外力的情况下，金属扩散物质的量与焊点的可靠性成反比。因此，要尽可能地减少高温下的化学反应，特别对于那些小的焊点。缩小△T是提高品质的一个重要步骤。
    随着贴片机的速度极大的提高，对其他设备提出了同样的要求，这些要求必须通过新的概念而不是通过增加动力，消耗以及复杂的硬件来解决。此外生产周期的缩短打乱了生产节奏。回流焊设备作为关键设备必须满足这些要求，同时保证连续地负荷。带反馈的控制系统也相当重要。特别是在要避免在生产线无人监控或者操作者不注意的情况下温度发生漂移。 此外回流焊设备需要采用先进的回流理论与更多的灵活性。
    另外的一个问题是，随着环保意识的提高，要求电子焊接使用无铅锡膏的呼声越来越高。那么，无铅锡膏的应用也是回流焊下一步要面对的新问题。
4.2 穿孔回流焊
5 x2 r. e- @( Y4 J7 P& n; Z* L    制造业的战斗口号是将产品做得更快更好更便宜，因此工程师们总是想尽办法来降低产品的成本。除了原材料成本，制造成本在整个产品成本中占了最大的比重。SMT制造工艺不断地朝该方向发展。除了采用速度更快又准确的设备，减少工序也是一个切实可行的方法。每一个工艺步骤需要花费较多的成本比如相应的设备，工艺材料，劳动力，设备备件，当然需要场地，电力及其他设施。在很多情况下，通过采用一些先进的SMT制造方法，可以减少一些工序。  
7 X  u, P( R$ ]: ?& r' ?    穿孔回流焊就是这样的一种先进工艺方法，换句话说就是回流焊接插装器件。事实上目前大部分电路板上还是存在一些插装器件，比如在一些需要有足够强度的地方需要用插装连接器，还有跟电源相关的器件也保留插装的形式。为什么要将这些器件用波峰焊焊接或者费时的手工焊接来做而不采用与表面贴装器件一起过回流焊呢？诚然有些插装元件承受不了回流焊接的温度，但是很多元件可以。这样可以逐步替代成本较高并且对环境有害的波峰焊工艺。
    穿孔回流焊工艺不是一种新的工艺，各个公司运用该工艺已经有好几年了，有一部分混装的电路板已经采用了这种方法。1986年，MOTOROLA公司通过试验确定了穿孔回流焊各种关键参数，它对穿孔回流焊的发展做出了积极的贡献。在过去的十年，运用穿孔回流焊工艺，已经生产了上亿个焊点，没有任何关于采用该工艺导致功能失效的报道。事实上这种工艺的失效率可以稳定在4PPM~7PPM之间。
" B1 f. U( w$ R目前关于穿孔回流焊的一些结论:
1、必须考虑元件的选择、包装、装配方法
( a5 C& B+ H' d8 L& g/ W2、对于每种单板，它的工艺是唯一的
3、一个完整的工艺过程，需要各种方法的整合
* d9 {. f1 s5 g( ?4、关于穿孔回流焊焊点目检标准有待讨论研究
5、焊膏的选择是一个关键因素


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