Thermal resistance

    回流焊工艺是在PCB的焊盘上印刷焊贴装元器件，从回流焊炉入口到出口大约5~6min就完成干燥、预热、熔化、冷却凝固全部焊接过程。回流焊的工艺目的就是获得“良好的焊点”。

    为什么回流焊和炉温测试仪必须搭配使用呢？请看回流焊的六个功能温区原理分解:

1）升温区：

    在升温区，随着温度升高，焊膏的黏度下降，焊膏塌落、覆盖焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离：另外，焊膏的溶剂、气体蒸发掉。溶剂的沸点一般在80℃左右，如果升温速度过快，容易使焊膏合金中的微粉随溶剂挥发而飞溅到PCB焊盘以外的地方，回流时造成微小锡珠：如果升温速度过慢，溶剂挥发不干净，回流时也会造成飞溅。

2）预热区：

    在预热区，缓慢升温、充分预热的作用是避免元器件及PCB突然进入回流区，由于受热太快而损坏元器件、造成PCB变形；充分预热的另一个作用是减少PCB及大小元器件的温差，有利于降低回流时大小元器件的焊接温差。但是，如果预热温度太高，时间过长，容易使焊端与焊料合金高温再氧化，影响焊接质量。

3）快速升温去（助焊剂浸润区）：

    在助焊剂浸润区，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元件焊端，并清洗氧化层。而助焊剂的主要成分是松脂、活化剂、溶剂和少量其他添加物。一般要求合金熔化之前5~6s助焊剂开始迅速分解火化，这样能够起到清洗作用，又能使助焊剂在合金熔化后还保持足够的活性，有利于清洗金属表面氧化层，降低液态焊料的黏度和表面张力，提高浸润性。

    但是，如果助焊剂浸润区温度太低、时间太短，不能在合金熔化前充分清洗焊件表面的氧化层，就会造成合金熔化时由于反应太剧烈而产生焊液飞溅，形成锡珠；如果助焊剂浸润区的温度过高、时间过长，又会使助焊剂提前失效，影响液态焊料的润湿性，影响金属间合金层的生成。因此，助焊剂浸润区的温度和时间控制对保证焊点质量是非常重要的。

4）回流区：

    回流区是焊膏从熔化到凝固形成焊点的焊接区。回流区时间过短，会造成焊接不充分；时间过长，会形成过多的金属间化合物，并使焊端和液态焊料高温再氧化，影响焊点可靠性。

5）峰值区：

峰值区是形成金属间合金层的关键区域，合金熔化后，如果温度太低，液态焊料的黏度和表面张力太大，金属分子间扩散的动能很小，如焊料刚刚熔化时，扩散速度非常慢，很难在几秒内形成焊点，因此要控制好温度和时间。

6）冷却区：

    从峰值温度至炉子出口称为冷却区，在此区域焊料冷却、凝固，它是形成焊点的关键区域。

    由此可见，回流焊各温区控制温度是贴片工艺质量的决定因素。

    那为什么回流焊有温度测试功能还需要温度测试仪呢，很多工艺工程师会问到。

原因在于回流焊炉中温度传感器是安装在炉膛顶部和底部内壁处的，设备温度显示器显示温度是炉腔顶部和底部热空气温度，并不是PCB的焊点实际温度。这是回流焊炉需要炉温测试仪协同合作的主要原因了。

那反复使用同一块测试样本进行测试，可以吗？这是绝对不允许的，这也是我去客户公司常见的现象。因为经过长期的高温焊接，印制板的颜色会变深，甚至变成焦黄褐色。虽然全热风炉的加热方式主要是对流传导，但也存在少量辐射传导，深褐色比正常新鲜的浅绿色PCB吸收的热量多，这会导致测得的温度比实际温度高一些，如果在无铅焊接中，很可能会造成冷焊。