再谈PCB无铅再流焊温度曲线的设定

　　就向后兼容的问题而言，一些元件只进行了无铅表面处理。对元件供应商来说，同时提供锡铅和无铅两类同种元件是不划算的。表面进行了无铅处理的含铅元件在使用时是没有问题的。但是，在一块原来的锡铅电路板上使用无铅BGA，问题就来了。由于所有其他元件是锡铅元件，如果使用最大峰值温度为220℃的锡铅焊接温度曲线，此时无铅BGA焊球是部分地熔化，或者完全不能实现再流焊接，会出现一系列焊点可靠性的问题。那么，我们究竟应该使用哪一种再流焊温度曲线呢？这里有两种方案：

　　第一个办法是，使用标准的锡铅再流焊温度曲线。除了无铅BGA以外，所有元件的峰值再熔温度在210℃至220℃之间。因此无铅BGA和其他锡铅元件不要放在一起焊。在锡铅元件完成再流焊之后，使用选择性焊接，即采用选择性激光焊接系统来贴放和焊接所有的无铅BGA。选择性激光焊接系统只是贴装和焊接无铅BGA，不会影响四周已经在对流再流焊炉中完成了焊接的锡铅元件。

　　第二个办法是，如果没有锡铅焊接温度曲线，又想在同一个焊炉中焊接所有的锡铅元件和一些无铅BGA，那么再流焊峰值温度必须不会损坏锡铅元件，但又足以对无铅BGA进行再流焊。千万别忘了，由于电路板上大多数元件是锡铅元件，你要使用锡铅焊膏。因此，峰值温度在210℃ 至220℃之间，是适合锡铅元件的，但是对于熔点在217℃至 221℃之间的无铅BGA，则温度不足。如果峰值温度为226℃ 至 228℃，高于液相线（TAL）的时间为45到60秒，这就足以对无铅BGA进行再流焊，又不会损坏同一块电路板上的所有锡铅元件。

　　如果226℃至228℃的再流焊温度范围太狭窄，难以完成向后兼容锡铅元件和无铅BGA的焊接，可以考虑采用选择性激光焊接，或者去找提供锡铅焊球BGA的供应商。开发任何一种温度曲线，使用正确的热电偶很重要。我们需要K型热电偶，它连有一根36号AWG导线。如果热电偶导线较粗，会吸收过多热量。绝对不要使用 温胶带，因为它们在再流焊过程中会松掉，测量到的是焊炉里空气的温度，而不是焊点的温度。在任何情况下，都必须使用高温焊料或者导热粘合剂把热电偶贴在焊点上。

　　对于BGA，要从电路板底部开始，在内圈和外圈BGA焊盘上钻孔，并把热电偶推到接近表面的最高点，测量BGA焊球的温度。内圈和外圈BGA焊球，彼此之间的温差度必须在2℃之内。在不同的元件位置安放四至六个热电偶，来描述最低到最高受热容量区域，其中，至少有两个热电偶是用于BGA的。

　　有一种误解认为，一个对流式再流焊炉的再流温度曲线适用于所有电路板，因而，不需要为每一种电路板专门制定再流焊温度曲线。这是不对的。因为，每一种电路板热容量不同，而且每一种电路板有不同的组装模式。同一块双面电路板，根据每一面元件的布局和铜箔面的分布，每一面可能要求有不同的再流焊温度曲线。还有一个误解认为，如果要改变再流焊温度曲线，可以改变传送带的速度来做到。仅仅改变传送带的速度是容易的，但是，这不是正确的方法，因为它会改变电路板在各个温区时的温度。现在可以买到整套的硬件和软件，简化再流焊温度曲线的开发。

　　一旦得到预期的再流温度曲线，就可以对印刷了焊膏、贴上了元件的电路进行生产；在再流焊之后，检测焊点的质量。只是在电路板某个具体位置中出现的随机性问题可能是与焊接有关；在具体位置中一直出现的问题可能是由于加热不均匀，与温度曲线有关。至始至终都会出现的问题也可能与焊膏质量和焊盘图形的设计有关。

　　当再流焊温度曲线给出了理想的结果（假定设计和其他材料变量已经经过优化），就把这个温度曲线确定下来，不能再改变了。

　　来源：宏力捷