052 回流焊与波峰焊基础
去年夏天，产线反馈一批板子过炉后QFN封装虚焊率飙到15%。我盯着显微镜看了半天，焊盘上锡膏融化得挺漂亮，就是芯片底部焊盘没吃上锡。后来发现是钢网开孔时忽略了散热焊盘的气体排出通道，回流焊时助焊剂蒸汽把芯片顶了起来。这个坑让我重新把回流焊和波焊的物理过程翻出来捋了一遍。
回流焊：锡膏的“熔融-凝固”艺术
回流焊针对的是表面贴装元件。锡膏印刷在焊盘上，贴片机把元件放上去，然后过炉。炉子内部有多个温区，温度曲线是核心机密。
预热区：温度从室温缓慢升到150℃左右。这里有个容易翻车的地方——升温斜率。别超过3℃/秒，否则陶瓷电容内部会产生热应力裂纹。我见过一个案例，MLCC电容在预热区升温太快，端电极和陶瓷体之间出现微裂纹，上电后漏电流逐渐增大，三个月后批量失效。产线为了赶产能把传送带速度调快，结果就是这个下场。
浸润区：温度维持在150-200℃，持续60-120秒。这个阶段助焊剂开始活化，去除焊盘和元件引脚表面的氧化物。如果时间太短，氧化膜去除不彻底，焊点会出现“冷焊”现象——表面看起来有光泽，但内部结合力不足。用手一掰就掉，断面呈灰色颗粒状。别问我怎么知道的，产线返工的时候我亲手掰过几百个。
回流区：温度快速升到锡膏熔点以上，通常比熔点高30-40℃。无铅焊料SAC305的熔点是217℃，所以峰值温度一般在235-250℃。峰值温度低了，焊料润湿不充分；高了，元件损坏或PCB基材分层。BGA芯片内部焊球和PCB焊盘之间的热膨胀系数差异，在峰值温度停留时间过长会导致焊点疲劳