各種表面貼裝元件在電路板面上的互連引腳，不管是伸腳、勾腳（J-Lead）、球腳或是無(wú)腳而僅具焊墊者，均須先在板面承墊上印著錫膏，而對(duì)各“腳”先行暫時(shí)定位貼著，然后才能使之進(jìn)行錫膏融熔的永久焊接。原文的Reflow是指錫膏中已熔制成的焊錫小球狀粒子，又經(jīng)各種熱源而使之再次熔融焊接而成為焊點(diǎn)的過(guò)程。一般PCBA業(yè)者不負(fù)責(zé)任的直接引用日文名詞“迴焊”，其實(shí)并不貼切，也根本未能充份表達(dá)Reflow Soldering的正確含義。而若直譯為“重熔”或“再流”者更是莫名其妙不知所云。 

 

一、錫膏的選擇與儲(chǔ)存： 

目前錫膏最新國(guó)際規(guī)范是J-STD-005，錫膏的選擇則應(yīng)著眼于下列三點(diǎn)，目的是在使所印著的膏層都要保有最佳的一致性： 

(1)錫粒（粉或球）的大小、合金成份規(guī)格等，應(yīng)取決于焊墊與引腳的大小，以及焊點(diǎn)體積與焊接溫度等條件。 

(2)錫膏中助焊劑的活性（Activity）與可清潔性（Cleanability）如何？ 

(3)錫膏之貼度（Viscosity）與金屬重量比之含量如何？ 

由于錫膏印著之后，還需用以承接零件的放置（Placement）與引腳的定位，故其正面的貼著性（Tackiness）與負(fù)面的坍塌性（Slump），以及原裝開(kāi)封后可供實(shí)際工作的時(shí)程壽命（Working Life）也均在考慮之內(nèi)。當(dāng)然與其他化學(xué)品也有著相同觀點(diǎn)，那就是錫膏品質(zhì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，絕對(duì)是首先應(yīng)被考慮到的。 

其次是錫膏的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存須放置在冰箱中，取出使用時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)到室溫才更理想，如此將可避免空氣中露珠的冷凝而造成印點(diǎn)積水，進(jìn)而可能在高溫焊接中造成濺錫，而且每小瓶開(kāi)封后的錫膏要盡可能的用完。網(wǎng)版或鋼板上剩余的錫膏也不宜刮回，混儲(chǔ)于原裝容器的余料內(nèi)以待再次使用。 

 

二、錫膏的布著及預(yù)烤： 

板面焊墊上錫膏的分配分布及涂著，最常見(jiàn)的量產(chǎn)方法是采用“網(wǎng)印法”（Screen Print），或鏤空之鋼板（Stencil Plate）印刷法兩種。前者網(wǎng)版中的絲網(wǎng)本身只是載具，還需另行貼附上精確圖案的版膜（Stencil），才能將錫膏刮印轉(zhuǎn)移到各處焊墊上。此種網(wǎng)印法其網(wǎng)版之制作較方便且成本不貴，對(duì)少量多樣的產(chǎn)品或打樣品之制程非常經(jīng)濟(jì)。但因不耐久印且精淮度與加工速度不如鋼板印刷，故在大量生產(chǎn)型的臺(tái)灣PCBA組裝廠商較少使用前者。 

 

至于鋼板印刷法，則必須采用局部化學(xué)蝕刻法或雷射燒蝕加工法，針對(duì)0.2mm厚的不銹鋼板進(jìn)行雙面精淮之鏤空，而得到所需要的開(kāi)口出路，使錫膏得以被壓迫漏出而在板面焊墊上進(jìn)行印著。其等側(cè)壁必須平滑，使方便于錫膏穿過(guò)并減少其積附。因而除了蝕刻鏤空外，還要進(jìn)行電解拋光（Electropolishing）以去除毛頭。甚至采用電鍍鎳以增加表面之潤(rùn)滑性，以利錫膏的通過(guò)。 

 

錫膏的分布涂著除上述兩種主要方法外，常見(jiàn)者尚有注射布著法（Syringe Dispensing）與多點(diǎn)沾移法（Dip Transfer）兩種用于小批量的生產(chǎn)。注射法可用于板面高低不平致使網(wǎng)印法無(wú)法施工者，或當(dāng)錫膏布著點(diǎn)不多且又分布太廣時(shí)即可用之。但因布著點(diǎn)很少故加工成本很貴。錫膏涂布量的多寡與針管內(nèi)徑、氣壓、時(shí)間、粒度、貼度都有關(guān)。至于“多點(diǎn)沾移法”則可用于板面較小等封裝載板（Substrates）之固定陣列者，其沾移量與貼度、點(diǎn)移頭之大小都有關(guān)。 

 

某些已布著的錫膏在放置零件貼著引腳之前，還需要預(yù)烤（70~80℃，5~15分鐘），以趕走膏體中的溶劑，如此方可減少后來(lái)高溫熔焊中濺錫而成的不良錫球（Solder Ball），以及減少焊點(diǎn)中的空洞（Voiding）；但此種印著后再熱烘，將會(huì)使降低貼度的錫膏在踩腳時(shí)容易發(fā)生坍塌。且一旦過(guò)度預(yù)烤者，甚至還會(huì)因粒子表面氧化而意外帶來(lái)焊錫性不良與事后的錫球。 

 

三、高溫熔焊(Reflow)

1、概說(shuō) 

高溫熔焊是利用紅外線、熱空氣或熱氮?dú)獾?，使印妥及已貼著各引腳的錫膏，進(jìn)行高溫熔融而成為焊點(diǎn)者，謂之“熔焊”。80年代SMT興起之初，其熱源絕大多數(shù)是得自發(fā)熱效率最好的輻射式（Radiation）紅外線（IR）式機(jī)組。后來(lái)為了改善量產(chǎn)的品質(zhì)才再助以熱空氣，甚至完全放棄紅外線而只用熱空氣之機(jī)組者。近來(lái)為了“免洗”又不得不更進(jìn)一步改采“熱氮?dú)?rdquo;來(lái)加溫。在其能夠減少待焊金屬表面的氧化情形下，“熱氮?dú)?rdquo;既能維持品質(zhì)又能兼顧環(huán)保，自然是最好的辦法，不過(guò)成本的增加卻是無(wú)比的殺傷力。 

 

除了上述三種熱源外，早期亦曾用過(guò)蒸氣焊接（Vapor Soldering），系利用高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑之蒸氣提供熱源，由于系處于此種無(wú)空氣之環(huán)境中，不會(huì)氧化之下既無(wú)需助焊劑之保護(hù)也無(wú)需事后之清洗，是一種很清潔的制程。缺點(diǎn)是高沸點(diǎn)（B.P.）溶劑（如3M的FC-5312，沸點(diǎn)215℃）之成本很貴，且因含有氟素，故長(zhǎng)期使用中免不了會(huì)裂解產(chǎn)生部份的氫氟酸（HF）之強(qiáng)酸毒物，加以經(jīng)常出板面小零件之“豎碑”（Tombstoning）不良缺點(diǎn)，故此法目前已自量產(chǎn)中淘汰。 

 

還有一種特別方法是利用雷射光的熱能（CO2或YAG），在非焊槍式的接觸下，可對(duì)各單獨(dú)焊點(diǎn)進(jìn)行逐一熔焊。此法具快熱快冷的好處，而且對(duì)極微小纖細(xì)的精密焊點(diǎn)相當(dāng)有利。對(duì)于一般大量化之電子商品則顯得非常不切實(shí)際了。其他尚有類(lèi)似手工焊槍式做法的“熱把”（Heat Bar）烙焊，系利用高電阻發(fā)熱的一種局部焊接法，可用之于修理重工，卻不利于自動(dòng)化量產(chǎn)。

 

2、紅外線與熱風(fēng) 

常見(jiàn)紅外線可按其波長(zhǎng)概分為：   

(1)波長(zhǎng)為0.72~1.5µm接近可見(jiàn)光的“近紅外線”（Near IR）。 

(2)波長(zhǎng)1.5~5.6µm的“中紅外線”（Middle IR）。 

(3)以及熱能較低波長(zhǎng)為5.6~100µm的“遠(yuǎn)紅外線”（Far IR）。 

紅外線焊接的優(yōu)點(diǎn)有：發(fā)熱效率高、設(shè)備維修成本低、“豎碑”之缺點(diǎn)較蒸氣焊接減少、并可另搭配高溫?zé)釟怏w共同操作。缺點(diǎn)為：幾無(wú)上限溫度，會(huì)常造成燒傷，甚至導(dǎo)致待焊件過(guò)熱的變色變質(zhì)，且也只能焊SMD無(wú)法焊PTH之插裝元件腳。 

IR的熱源有日光燈式長(zhǎng)管狀的T3鎢絲燈管，屬Near IR直曬熱量很大，但也容易出現(xiàn)遮光而熱量不足的情形。其次是鎳鉻絲（Nichrome）的燈管，屬Near或Middle之IR類(lèi)。第三種是將電阻發(fā)熱體埋在硅質(zhì)可傳熱的平板體積中，屬M(fèi)iddle/Far之 IR形式。此全面性熱量，除了正面可將熱量凌空傳向待焊件外，其背面亦可發(fā)出并針對(duì)工作物反射熱能，故又稱為“二次發(fā)射”（Seconding Emitter）。使各種受熱表面的熱量更為均勻。 

 

由于紅外線在高低不同的零件中會(huì)產(chǎn)生遮光及色差之不良效應(yīng)，故還可吹入熱風(fēng)以調(diào)和色差及輔助其死角處之不足處，并可進(jìn)行PTH之插焊；因而使得早先之單純IR者幾乎為之除役。所吹之熱風(fēng)中又以熱氮?dú)庾顬槔硐耄鋬?yōu)點(diǎn)如下： 

(1)大幅減少氧化反應(yīng)，故助焊劑已可減量使用，并亦減少清洗及降低錫球。 

(2)無(wú)氧環(huán)境中助焊劑被點(diǎn)燃機(jī)率減少，故可提高焊溫（如300℃）加快輸送速度。 

(3)樹(shù)脂表面變色機(jī)率減少。 

 

3、自動(dòng)輸送流程： 

連線熔焊之整體溫度變化曲線（Profile）；有預(yù)熱（吸熱），熔焊及冷卻等三大階層。每階層中又有數(shù)個(gè)區(qū)段（Zones），區(qū)段較少者（3-4段）輸送速度較慢（26cm/min），區(qū)段較多者（7段以上）則速度加快（接近50cm/min）溫控也較淮確。一般批量者以6段較合適。全線行經(jīng)的時(shí)間以4-7分鐘之間為宜。 

 

預(yù)熱可使板面溫度達(dá)150℃，而助焊劑在120℃中90-150秒內(nèi)即可發(fā)揮活性去除銹漬，并能防止其再次生銹。板材的Tg溫度愈高愈好，因超過(guò)Tg以上的塑膠材料，不但會(huì)呈現(xiàn)軟化之塑性而大大傷害到尺度安定性，且各方向（X.Y.Z）的膨脹加劇下PTH也容易斷孔。每種不同料號(hào)板面，均有其最佳的輸送速度，但一般性熔焊區(qū)之停留時(shí)間可規(guī)定在30-60秒之間，焊溫以220℃為宜。量產(chǎn)前應(yīng)分別訂定出實(shí)用標(biāo)淮作業(yè)程序（SOP）。