回流焊是电子制造领域中一种重要的焊接技术，主要用于将表面贴装元器件（SMD）焊接到印制电路板（PCB）上。
一、工作原理
回流焊的核心原理是通过预先在 PCB 的焊盘上印刷焊锡膏，然后将元器件放置在焊盘上，当 PCB 通过回流焊炉时，焊锡膏在高温下熔化，再通过冷却凝固，从而形成可靠的电气连接。
升温阶段
• PCB 进入回流焊炉后，温度逐渐升高。这个阶段主要是让焊锡膏中的溶剂挥发，同时激活助焊剂。例如，在这个过程中，温度可能会从室温逐步上升到 150℃左右，时间大约持续 60 - 90 秒，具体时间和温度曲线会因不同的焊锡膏配方和元器件要求而有所不同。
回流阶段
• 这是关键的焊接阶段，温度继续上升，使焊锡膏达到熔化状态。一般情况下，锡铅焊料的熔化温度在 183℃左右，无铅焊料的熔化温度则稍高，如锡银铜合金（SAC）焊料的熔化温度约为 217℃。此时，液态的焊锡在表面张力的作用下，与元器件引脚和 PCB 焊盘充分接触并润湿，形成良好的焊点。回流阶段的时间通常在 30 - 60 秒之间。
冷却阶段
• 焊接完成后，PCB 需要迅速冷却，使焊点凝固。快速冷却有助于细化焊点组织，提高焊点的机械性能和电气性能。冷却速度一般控制在 3 - 5℃/ 秒左右，最终使 PCB 温度回到室温附近。
二、设备组成部分
加热系统
• 回流焊炉的加热系统通常由多个加热区组成，每个加热区可以独立控制温度。常见的加热方式有热风加热和红外线加热。
• 热风加热是通过加热后的空气循环来传递热量，能够使 PCB 受热比较均匀。例如，一些大型的回流焊炉配备强力的热风循环装置，可以确保热量均匀分布到 PCB 的各个角落。
• 红外线加热则是利用红外线的辐射特性，直接将热量传递给 PCB 和元器件。这种方式加热速度快，但如果红外线源分布不均匀，可能会导致 PCB 局部过热。因此，在一些高端的回流焊设备中，会将红外线加热和热风加热相结合，以达到最佳的加热效果。
传送系统
• 传送系统负责将 PCB 按照设定的速度和方向通过回流焊炉。传送速度的稳定性和准确性对焊接质量有很大影响。一般来说，传送速度可以在一定范围内调节，以适应不同的生产节奏和焊接要求。
• 传送轨道的宽度也可以根据 PCB 的尺寸进行调整。同时，为了防止 PCB 在传送过程中发生偏移，传送系统还配备了定位装置，确保 PCB 能够准确地通过各个加热区和焊接区域。
温度控制系统
• 温度控制系统是回流焊炉的关键部分。它通过安装在加热区和 PCB 附近的温度传感器来实时监测温度，并根据预设的温度曲线来控制加热系统的功率，从而实现对温度的精确控制。
• 先进的温度控制系统能够实现对温度曲线的编程和存储，方便用户根据不同的焊接工艺要求进行调用。并且，它还可以对温度数据进行记录和分析，用于质量追溯和工艺优化。
通风系统
• 在回流焊过程中，会产生焊锡膏中的溶剂挥发物、助焊剂挥发物等有害气体。通风系统的作用就是及时将这些有害气体排出炉外，同时保持炉内的空气流通，确保焊接环境的稳定。
• 通风系统一般包括抽风机、通风管道和过滤装置。过滤装置可以过滤掉部分有害颗粒和异味，减少对环境的污染。
通风系统
• 在回流焊过程中，会产生焊锡膏中的溶剂挥发物、助焊剂挥发物等有害气体。通风系统的作用就是及时将这些有害气体排出炉外，同时保持炉内的空气流通，确保焊接环境的稳定。
• 通风系统一般包括抽风机、通风管道和过滤装置。过滤装置可以过滤掉部分有害颗粒和异味，减少对环境的污染。
三、回流焊的优点
高精度焊接
• 能够实现非常精确的焊接，对于微小的表面贴装元器件，如 0201（英制，长 0.02 英寸、宽 0.01 英寸）封装的电阻、电容等，回流焊可以保证良好的焊接质量。这是因为回流焊的温度和时间控制较为精确，能够使焊锡膏在适当的条件下熔化和凝固，形成高质量的焊点。
高生产效率
• 回流焊是一种自动化程度较高的焊接方式，可以实现连续的批量生产。与手工焊接相比，其焊接速度更快，能够在短时间内完成大量 PCB 的焊接。例如，在一条现代化的电子生产线中，回流焊炉每小时可以处理数十块甚至上百块 PCB，大大提高了生产效率。
良好的焊接质量一致性
• 由于整个焊接过程是在受控的环境下进行，并且可以通过精确的温度控制和稳定的传送系统来保证焊接参数的一致性，所以回流焊能够确保每一个焊点的质量都比较稳定。这对于生产大规模、高质量的电子产品至关重要，比如智能手机、电脑主板等电子产品的生产。
