气相焊接工艺是如何进行的

回流焊接工艺对于表面贴装器件 (SMD) 组件很常见。如果只有少量零件，例如原型制作或小批量生产通常需要的零件，那么完整的对流系统并不能真正获得经济回报。全对流焊接是一种温和的工艺，具有很高的可重复性，这就是为什么它是业内最常用的工艺之一。同样，在为原型制作所需的少量焊接系统选择焊接系统时，应牢记高质量。热风焊接等程序值得考虑，并且在返工应用中是一个好主意，因为可以选择性地加热 SMD 焊盘。但总的来说，它不是一种精密的焊接工艺，也不一定适用于一些对温度敏感的元件。

在本文中，将重点介绍另一种使用气相焊接的回流焊接工艺。它是电子产品生产中最温和的工艺之一，并且比热风焊接等其他工艺更精确。另一个优点是，与全对流系统相比，即使是工业在线气相焊接系统也具有更小的能量和空间需求。

与焊接工艺相关的原型设计挑战是什么

已经在原理图和布局设计中，问题出现了如何将组件与电路板接触。当涉及原型制作或定制电路板时，在焊接过程的质量方面需要满足很高的期望。重要的是要保证焊接环境中的温度均匀并可靠地符合温度曲线。

可靠的电路板是原型设计的关键，因为它将在许多方面受到挑战。通常会焊接电路板以检查原理图和布局设计。焊接过程中的不准确可能会导致故障排除和调试出现一些不必要的延迟。说到延迟，当然要尽量减少后期处理所花费的时间。

常见问题是墓碑效应或焊锡芯吸。通过使用遵循一定温度曲线的温和焊接工艺或调整使用的焊膏量，可以减少它们的发生。但是，如果这些影响发生，则需要花费大量时间来纠正它们。此外，在板上进行了许多（基准）测试。这可能是关于功率的测试，或者对温度或振动的反应。当然，如果电路板展示给客户，美观的外观也是可取的。

气相焊接工艺是如何进行的？

系统内部有一种液体介质，称为 Galden。这种介质在一定温度下沸腾。Galden LS230 的沸点正好为 230°C (446°F)，这限制了过程中可以达到的最高温度。当 Galden 沸腾时，会产生比空气重的蒸汽。然后电路板暴露在这种蒸汽中。介质在组件表面凝结。蒸汽取代了几乎所有的氧气，这可以防止氧化。当 Galden 冷凝时，它将热能均匀地传递到组件中。这会加热 PCB、组件和应用在它们之间的焊膏。一旦 PCB 达到适当的温度，焊膏就会熔化，这取决于所使用的焊膏。通常，这发生在 180°C (356°F) 左右。当温度降低时，工艺室中仍有大量蒸汽。重要的是要保持系统关闭，直到蒸汽冷凝并且 Galden 再次变成液体。强大的冷却系统是减少几个焊接周期之间等待时间的关键。一旦温度显着下降，焊料就会凝固。

点击查看完整大小的图片

图 1：在气相焊接中使用 Galden 的典型温度曲线。（来源：PCB艺术）

为了获得好的结果，了解什么是重要的？

良好的焊接工艺必须保证焊接环境中的温度均匀，并可靠地符合温度曲线。在汽相焊机进行焊接之前，工程师必须为工艺设置这样的配置文件。该曲线决定了焊接过程中应该在什么时间达到哪个温度。调整此配置文件至关重要，因为较高的热质量需要较长时间的高温以确保它们完全焊接。一般来说，气相焊接在所有提到的程序中具有最高的传热系数，如果焊接具有高热质量的 PCB，这一点至关重要。此外，诸如 LED 之类的某些组件对温度非常敏感，需要良好控制的焊接工艺，而气相焊接系统可以提供这种工艺。

哪些气相焊接系统适用于原型制作？

在原型制作领域，有几种气相焊接系统可供使用。它们在支持高动态温度曲线或保护高价介质 Galden 方面有所不同。有些使用空气冷却，有些使用开放或封闭的水冷回路。冷却元件的性能也决定了可以应用的温度曲线的动态。这也可以通过控制 PCB 和沸腾 Galden 之间距离的自动升降机来支持。在焊接过程中，升降机可以增加沸腾的 Galden 和 PCB 之间的距离，从而降低用于焊接 PCB 的温度。

先进的气相焊接系统，如PCB Arts 的 Vapor Phase One支持动态和快速上升的温度曲线。此外，该系统包括防冷凝模式。通过在完成焊接过程后将 PCB 的温度保持在 120°C，可以最大限度地减少 PCB 上的 Galden 冷凝。除了允许将电路板取出干燥外，Galden 的消耗也被降至最低。

PCB Arts 总部位于德国，通过提供开放式硬件和开放式软件产品，开放焊接系统的内部工作原理，采用新的创新方法。工程师不仅可以更深入地了解他们想要购买的产品。它还使修复和修复错误变得更加容易。即使不咨询客户服务或昂贵的维修服务，一些发生的错误也可能得到修复。另一个优点是可以单独调整的温度曲线。焊接系统随附三种预制型材。但如果 PCB 需要一种特殊的温度过程，工程师可以轻松设置这些温度曲线。

结论

在可用于原型制作和小批量生产的焊接程序中，气相焊接提供了一种精确且温和的焊接工艺，以保护敏感、高成本的组件。通过将这种方法与开源解决方案结合使用，工程师可以更深入地了解流程并更轻松地使系统适应他们的个人需求。

审核编辑：汤梓红