无铅再流焊的控制与稳定性
我们仿佛又回到了十五年前，SMT行业从使用有机酸基焊膏和松香开始转向使用要求较高的低固残留物免清洗配方。紧接着，又从使用空气改为使用氮气以扩大工艺窗口，这样做能够在生产过程中产生较少甚至不会产生助焊剂残渣。对许多制造商来说，这意味着完全不需要清洗工艺，不再需要这些机器，同时也大幅度缩短了生产时间。
十五年后的今天，SMT行业又一次为我们展示了它的灵活多变性，在以前的红外（IR）加热的基础上使用热风对流加热技术。PCB制造商意识到温度曲线日益重要，而且看到温度曲线对稳定性、整体产量和工艺质量等方面的直接影响。这些行业性的变化促进了其他方面的进步，例如，出现助焊剂管理系统和热风变速对流技术，而且，在目前的再流焊系统中扮演着日益重要的角色。
最近，SMT行业面临转向无铅制造、达到欧盟（EU）RoHS条例要求的挑战。这个关于再流焊标准的变化与以前进一步缩小工艺窗口的例子非常相似。在这种情况下，灵活性、工艺控制和稳定性就显得极为重要。人们正在努力研制关键而且可行的新技术，打开工艺窗口——把无铅转换从越来越多制造商“准备要做”的事情变成他们“必须做”的事情。 调高温度 在所有成功的再流焊工艺中，再流焊接温度曲线是一个重要因素。它对焊点质量和整个产品可靠性的影响最为直接。因为液相温度已经从183℃（低熔点锡/铅合金）提高到217℃-221℃（无铅SAC合金），所以无铅合金需要使用新的再流焊接温度曲线，大量地缩小了再流焊工艺窗口。液相温度提高34℃-38℃意味着必须提高峰值温度。现有的无铅焊膏的峰值温度在230℃-250℃之间。如表1所示，更高的峰值温度非常接近许多贴片元件的温度上限。由于需要确定高温是否有害，处在高温中的时间是一个决定因素。
结论 强制使用无铅合金迫使再流焊系统变得更加复杂，但是也因此诞生了许多先进的技术，这些技术不仅提高了无铅焊接的可靠性、增加了产量，而且还降低了总成本。随着无铅时代的到来，会出现新的挑战，整个SMT行业将共同努力来迎接这些挑战。在不久的将来，很快就能看到01005元件开始广泛使用，以及它们所带来的组装问题。随着0201元件和01005元件的使用越来越多，传统的0603元件和0402元件很快会退出历史的舞台。由于这个趋势，严格的工艺控制、操作稳定性和可重复性将变得更加重要（图4）。通过对未来发展的研究和经验的积累，我们能够更好地理解再流焊温度曲线和所用气体（空气与氮气）对尺寸更小元件的影响。 再流焊工艺继续向前发展，并且在不断地改进，即使是在向无铅转变这个公认的挑战面前，也是如此。制造商都在努力研究下一代再流焊工艺技术，不断优化再流焊工艺，在全世界打开通往无铅的大门。 * NIC元件公司。 作者简介 Richard Burke是Speedline Technologies公司产品经理，电邮：rburke@speedlinetech.com。
