焊接工藝在大規(guī)模 PCB 應(yīng)用中一直存在挑戰(zhàn)。也許最大的挑戰(zhàn)是工具和焊接的高溫可能會損壞安裝到電路板上的不同組件的結(jié)構(gòu)甚至電路板本身的風(fēng)險。許多公司正在轉(zhuǎn)向無鉛焊料底座，這意味著現(xiàn)在需要更高的溫度來熔化焊料。這只會增加在組裝過程中電子單元上出現(xiàn)更多基于熱的損壞和故障的風(fēng)險。?目前，降低熱損壞風(fēng)險的最佳方法之一是使用稱為氣相焊接的系統(tǒng)。這與傳統(tǒng)的 IR 回流焊或激光方法相比具有明顯的優(yōu)勢，因為幾乎消除了電路板布局、形貌和溫度波動的問題。?

氣相焊接在概念上非常簡單。在大多數(shù)情況下，它依賴于三層腔室來創(chuàng)建有助于成功焊接的所有組件和條件：?1. 基液層 基液層是選擇用來提供焊接所需蒸氣的化學(xué)物質(zhì)。液體的選擇基于許多因素，最重要的是它們的沸騰溫度、環(huán)境影響和產(chǎn)生的蒸汽的腐蝕性。液體沸騰的溫度是 PCB 上的焊料將被浸入的溫度，因此有一個準(zhǔn)確的預(yù)定義值?？梢栽跉庀嗍覂?nèi)控制壓力，從而改變沸騰溫度，但也可以在環(huán)境空氣壓力下操作。因此，使用正確的化學(xué)成分是絕對必要的，這樣元件才不會被高溫?fù)p壞或焊料在低端沒有充分熔化。液體堿的另一個重要特征是產(chǎn)生的蒸氣的非反應(yīng)性方面。重要的是蒸氣是惰性的，因此不會對正在焊接的電路板產(chǎn)生負(fù)面反應(yīng)。這有助于防止氧化并減輕失效或有缺陷的接頭。

1. 蒸氣層 液體層的存在只是為了提供適當(dāng)?shù)恼魵?，而蒸氣層是在氣相焊接單元中發(fā)生作用的地方。蒸汽層具有明顯的優(yōu)勢，這就是為什么這種技術(shù)在當(dāng)今的行業(yè)中變得越來越流行的原因。因為蒸氣是液體沸騰的結(jié)果，所以它始終處于恒定溫度，即液體的準(zhǔn)確溫度。即使加熱元件有溫度波動也是如此，這只會導(dǎo)致產(chǎn)生更多的蒸汽，同時避免溫度升高。沸騰的液體是非常有效的恒溫器，幾乎沒有有意義的變化。產(chǎn)生的蒸汽也被設(shè)計成比空氣密度大得多。這意味著當(dāng)液體沸騰時，蒸汽將在其上方形成，不會逸出或從表面飄走。冷卻盤管也被添加到腔室中，以確保蒸汽不會逸出。它還可以取代任何其他氣態(tài)材料，形成干凈的固態(tài)蒸汽層，準(zhǔn)備好進(jìn)行焊接。這意味著在恒定的預(yù)定義溫度下存在惰性氣體。沒有空氣可以氧化任何電路板元件，并且有一種環(huán)繞的蒸汽可以圍繞并均勻加熱一個單元，無論其形狀或設(shè)計如何。?

2. 預(yù)熱區(qū) 為了防止各種焊接缺陷以及提供更牢固和導(dǎo)電的接頭，PCB 在當(dāng)今大多數(shù)焊接應(yīng)用中都進(jìn)行了預(yù)熱。對于氣相，這通常通過將電路板直接懸停在相室中的氣相層上方一段預(yù)定時間來完成，以便充分加熱焊膏和組件。執(zhí)行此操作的方法因機(jī)器而異。在許多機(jī)器中，會在比主蒸汽層更低的溫度下產(chǎn)生第二蒸汽相。這里沒有焊接，只有溫度升高。其他機(jī)器依靠紅外預(yù)熱或蒸汽以上的空氣溫度來加熱元件并準(zhǔn)備焊接。任何狀況之下，?當(dāng)電路板進(jìn)入蒸汽層時，電路板上的實際焊接過程始于蒸汽在電路板上的冷凝，這會導(dǎo)致蒸汽與整個電路板結(jié)構(gòu)（包括焊料）之間發(fā)生熱傳遞。傳熱非常均勻，過熱的風(fēng)險幾乎為零。傳熱速率可以通過液基下方的加熱元件來控制，這樣可以提高蒸汽的產(chǎn)生速率，但不會提高實際溫度。由于電路板完全浸入蒸汽中，它會繼續(xù)冷凝，直到 PCB 與蒸汽處于相同溫度。由于當(dāng)今使用的蒸汽具有出色的傳熱能力，這比紅外或空氣加熱板發(fā)生得更快。一段時間后，板子從蒸汽層中取出，

隨著氣相焊接質(zhì)量和工藝的改進(jìn)，以及在 SMT 應(yīng)用中部分或完全無鉛元件的持續(xù)推動，氣相正在成為一種更受歡迎的替代方案。它在焊接時間、能耗和過熱風(fēng)險方面擁有出色的規(guī)格，所有這些都對各個行業(yè)都非常有吸引力。

審核編輯 黃昊宇