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PCB 回焊爐製程
PCB回焊爐製程也稱為「回流焊」或「再流焊」，是焊接表面黏著元件(Surface Mount Devices, SMD) 到PCB印刷電路板上的關鍵製程。
以下是基本的回焊爐製程步驟：
  1. 錫膏印刷（Solder Paste Printing)：將錫膏塗覆在PCB的焊盤上。錫膏是一種含有錫、銀、銅等助焊劑的混合物，具有良好的黏附性。
  2. 元件貼裝（Component Placement)：透過表面黏著技術(SMT) 將元件精確地貼放在錫膏上，錫膏的黏性能暫時固定元件的位置。
  3. 回流焊爐加熱（Reflow Soldering)：回流焊爐是一個具有多個溫區的設備，PCB連同元件會經過不同的溫度區域進行加熱。這些溫區主要分為：
    1. 預熱區（Preheat Zone)：PCB和元件逐漸升溫，讓錫膏中的揮發性成分蒸發，並且避免急劇升溫造成熱應力和元件損壞。
    2. 恆溫區（Soak Zone)：溫度保持在一定範圍內，使助焊劑活化、移除氧化物。
    3. 回流區（Reflow Zone)：溫度升高至錫膏的熔點以上，通常為240°C，錫膏熔化並將元件焊接到PCB上。
    4. 冷卻區（Cooling Zone)：PCB經過回流區後，進入冷卻區逐漸冷卻，使焊點固化，形成穩定的電氣連接。
  4. 檢查（ Inspection)：在焊接完成後，需要對焊接品質進行檢查。

​回焊爐製程的溫度曲線控制至關重要，必須精確設計，保證不同元件不會受到過熱或焊接不良等問題的影響。
這個製程被廣泛應用於各類電子裝置的生產中。
回焊爐溫度曲線
在PCB回焊或其他熱處理製程中，溫度量測是確保製程品質的關鍵。以下是常用的量測設備和方法：
設 備
熱電偶 ​（Thermocouple）
溫度記錄儀（Thermal Profiler）
用 途
最常用於測量PCB基板溫度。
​專用於回焊爐多點溫度量測。
優 點
能夠準確量測基板在回焊爐中不同區域（如元件、焊點）的溫度，幫助優化溫度曲線。
​可同時測量不同區域的溫度。
量 測 步 驟
1、固定熱電偶：將熱電偶探頭固定在PCB表面或元件上。
2、連接記錄設備：熱電偶連接到溫度記錄器或數據記錄儀，實時監測、記錄溫度變化。
​1、安裝熱電偶：將多個熱電偶安裝在PCB不同位置。
2、通過回焊爐測試：記錄整個過程中的溫度變化。
3、分析溫度曲線：生成溫度曲線，分析、優化回焊爐參數設置。
設 備
紅外線溫度計
（Infrared Thermometer）
紅外熱像儀
​（Infrared Thermal Camera）
焊接製程分析軟體
用 途
非接觸式工具，用於快速測量PCB表面的溫度。
能提供PCB表面溫度分布的熱圖像。
配合溫度記錄儀、分析溫度數據，生成詳細的溫度曲線報告。
優 點
適合快速檢查溫度，但不如熱電偶精確，特別是在快速變化溫度的回焊過程中。
可直觀顯示PCB表面各區域的溫度狀況，快速識別過高或過低的區域。
​可提供每個區域的加熱速率、最高溫度、冷卻速率等資料，幫助優化回焊製程。
這些設備和方法有效控制PCB製造過程中的溫度，確保各元件在適當的溫度範圍內操作，避免焊接缺陷或元件損壞。
焊錫材料與回焊過程有密切相關，材料的特性直接影響焊接品質和工藝參數。
以下是焊錫材料與迴焊過程之間的幾個關鍵關係：
  1. 焊錫的熔點：會決定迴焊爐的溫度設置。
    1. 鉛錫焊錫（如Sn63Pb37）：熔點約183°C，但因鉛對環境和健康有害已逐漸被淘汰。
    2. 無鉛焊錫（如SAC305）：熔點約217°C~221°C，需要更高的溫度曲線。
  2. 迴焊爐的溫度曲線：
    1. 預熱階段：加熱到100°C~150°C，避免元件受熱應力影響。
    2. 保溫階段：保持在焊錫熔點以下，讓助焊劑（flux）揮發以及平衡溫度。
    3. 回流階段：超過焊錫熔點，使焊錫熔化並形成焊接點。
    4. 冷卻階段：快速冷卻，讓焊點固化並具備良好的電氣連接。
  3. 助焊劑的作用：清潔焊盤表面、去除氧化層，促進焊錫潤濕。溫度曲線對助焊劑的揮發和活化時間有重要影響，過高或過低的溫度都會導致焊接缺陷。
  4. 焊錫材料的合金組成：焊錫合金的組成會影響焊點的物理和電氣性能。如含銀焊錫（如SAC305）具有較高的抗拉強度和導電性，適合高可靠性應用。
  5. 焊錫材料的熱膨脹：焊錫材料的熱膨脹係數與PCB及元件之間的匹配很重要。差異過大會產生熱應力，可能引請焊點開裂或元件損壞。
  6. 焊錫球問題：如果溫度曲線設置不當或焊錫材料不合適，可能出現焊錫球問題，影響電氣性能。
​
總結來說，焊錫材料的選擇對回焊製程中的溫度曲線、焊接品質和製程效率有著重要影響，必須根據具體的需求和材料特性進行精確控制。
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