回流焊试验(Reflow)

在现代电子制造业中，表面贴装技术（SMT）以其高效、高密度、高可靠性的特点，成为电子产品组装的主流工艺。而回流焊（Reflow Soldering）作为SMT工艺的核心环节，其质量直接关系到整个电子产品的性能和寿命。回流焊试验，不仅仅是模拟回流焊过程，更是评估元器件和PCB在回流焊高温下的耐受能力，是确保SMT产品质量的关键步骤。

什么是回流焊试验？

回流焊试验是一种将表面贴装元器件和PCB置于模拟回流焊炉的温度曲线下，以评估其在回流焊过程中的耐受能力的试验。该试验的目的不是简单地将元器件焊接到PCB上，而是通过模拟实际回流焊过程中的温度变化，检测元器件和PCB是否会出现开裂、分层、翘曲、变色、电气性能下降等缺陷。

回流焊试验的标准

回流焊试验最常用的标准是IPC/JEDEC J-STD-020：Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Surface Mount Devices（非气密性表面贴装器件的潮湿/回流焊敏感度分类）。该标准规定了：

• 表面贴装器件的潮湿敏感度等级（MSL）划分。
• MSL预处理流程（包括烘烤、吸湿、回流焊模拟）。
• 回流焊温度曲线的参数要求。

此外，还有一些相关的标准，如：

• IPC-7530: Guidelines for Temperature Profiling for Mass Soldering Processes (Reflow and Wave)
• JESD22-A113: Preconditioning Procedures for Plastic Surface Mount Devices Prior to Reliability Testing

回流焊试验的温度曲线

回流焊温度曲线是指在回流焊过程中，PCB上某一点的温度随时间变化的曲线。典型的回流焊温度曲线分为四个阶段：

1. 预热区（Preheating Zone）：
   • 目的：使PCB和元器件缓慢升温，减少热冲击，去除焊膏中的部分溶剂。
   • 升温速率：通常为1-3°C/秒。
   • 温度范围：室温至150°C左右。
2. 保温区（Soaking Zone）：
   • 目的：使PCB和元器件各部分温度均匀，活化焊膏中的助焊剂，去除金属表面的氧化物。
   • 温度范围：通常为150°C-200°C。
   • 时间：通常为60-120秒。
3. 回流区（Reflow Zone）：
   • 目的：使焊料熔化，形成焊点。
   • 峰值温度：通常为230°C-260°C（取决于焊料类型和元器件的耐热能力）。
   • 高于液相线温度（例如SAC305焊料的液相线温度约为217°C）的时间：通常为30-60秒。
4. 冷却区（Cooling Zone）：
   • 目的：使焊料凝固，形成可靠的焊点。
   • 冷却速率：通常为-1至-4°C/秒。过快的冷却速率可能导致焊点开裂或产生内应力。

回流焊试验的常见失效模式

• 桥接（Bridging）：相邻焊点之间形成不希望的电气连接。
• 虚焊（Solder Joint Voiding）：焊点内部存在空洞。
• 立碑（Tombstoning）：片式元器件一端翘起。
• 元件破裂（Component Cracking）：元器件本体开裂。
• PCB分层（PCB Delamination）：PCB内部层与层之间分离。
• 爆米花效应 (Popcorning): 由于元器件内部湿气受热膨胀导致.
• 焊点开裂: 焊点在冷却时或之后产生裂纹。

回流焊试验与MSL

回流焊试验经常与MSL测试结合进行。在进行可靠性测试（如温湿度循环试验、高温存储试验等）之前，通常需要对潮湿敏感元器件进行MSL预处理，其中就包括回流焊模拟。通过MSL预处理，可以评估元器件在经历吸湿和回流焊过程后的可靠性。

选择回流焊试验服务商

进行回流焊测试时，考虑选择：

• 资质认证：服务商是否具有CNAS、CMA等相关资质和认证。
• 设备能力：服务商是否拥有符合J-STD-020等标准要求的回流焊模拟设备，以及温度曲线测试仪。
• 经验: 了解服务商相关经验。

总结

回流焊试验是评估SMT工艺质量和产品可靠性的关键环节。通过模拟实际回流焊过程，可以及早发现元器件和PCB在高温下的潜在缺陷，从而避免产品在实际使用中出现问题。海沣检测拥有先进的回流焊模拟设备和经验丰富的工程师团队，可提供符合J-STD-020等国际标准的回流焊试验服务，为您的产品质量保驾护航。

海沣检测，您可信赖的合作伙伴！如果您有回流焊试验需求，欢迎随时联系我们！