一、引言

在通信基站的核心組成部分中，通信設(shè)備PCBA電路板扮演著至關(guān)重要的角色，它承載著各種電子器件，是實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸、功率轉(zhuǎn)換等功能的基礎(chǔ)。而SMT貼片加工作為PCBA制造的關(guān)鍵工藝，其質(zhì)量直接影響到整個(gè)通信基站的性能和可靠性。

在通信基站電源模塊的SMT貼片加工過程中，需要焊接多種類型的器件，其中功率器件和IC是兩類重要的器件。功率器件通常承擔(dān)著大電流、高電壓的轉(zhuǎn)換和控制任務(wù)，其焊接質(zhì)量對(duì)散熱性能、導(dǎo)電性能等至關(guān)重要，一般需要較高的焊接溫度來保證焊料充分熔化，形成良好的焊點(diǎn)。然而，IC器件往往集成度高、結(jié)構(gòu)精細(xì)，對(duì)溫度較為敏感，過高的溫度容易導(dǎo)致其內(nèi)部電路受損、性能下降甚至失效。因此，功率器件與IC的熱兼容性問題成為了SMT工藝中的一大挑戰(zhàn)，若處理不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響電源模塊的穩(wěn)定性和使用壽命。

二、雙回流焊技術(shù)原理與特點(diǎn)

雙回流焊技術(shù)是指在SMT貼片加工過程中，對(duì)PCBA進(jìn)行兩次回流焊接的工藝。第一次回流焊接主要針對(duì)功率器件等耐高溫的器件，第二次回流焊接則針對(duì)IC等對(duì)溫度敏感的器件。該技術(shù)的核心在于通過分階段控制焊接溫度和時(shí)間，滿足不同器件對(duì)焊接溫度的要求，從而解決熱兼容性問題。

雙回流焊技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1. 針對(duì)性加熱：能夠分別為功率器件和IC提供合適的焊接溫度，避免了單一回流焊溫度無法兼顧兩者的弊端。

2. 精確控制：可以精確設(shè)置兩次回流焊接的溫度曲線，包括升溫速率、峰值溫度、保溫時(shí)間等參數(shù)，以適應(yīng)不同器件的焊接需求。

3. 提高良率：減少了因溫度不當(dāng)導(dǎo)致的器件損壞，提高了PCBA的焊接良率和整體可靠性。

三、雙回流焊技術(shù)解決熱兼容性問題的具體應(yīng)用

（一）第一次回流焊接——功率器件焊接

1. 器件布局規(guī)劃：在PCBA設(shè)計(jì)階段，將功率器件集中布局在特定區(qū)域，以便在第一次回流焊接時(shí)進(jìn)行針對(duì)性加熱。同時(shí)，考慮功率器件的散熱需求，合理設(shè)計(jì)焊盤和散熱銅箔，確保焊接過程中熱量能夠及時(shí)散發(fā)。

2. 焊接材料選擇：選擇適合功率器件焊接的焊料，如高熔點(diǎn)的Sn-Ag-Cu（SAC）合金焊料，其熔點(diǎn)通常在217℃左右，能夠滿足功率器件對(duì)焊接強(qiáng)度和耐高溫性能的要求。

3. 溫度曲線設(shè)計(jì)：第一次回流焊接的溫度曲線主要包括預(yù)熱階段、保溫階段、回流階段和冷卻階段。預(yù)熱階段以較慢的升溫速率（約1-3℃/s）將PCBA溫度升高到150-180℃，目的是使焊膏中的溶劑揮發(fā)，避免焊接時(shí)產(chǎn)生氣泡和飛濺。保溫階段保持溫度在180-200℃，持續(xù)時(shí)間約60-90秒，使焊膏中的合金顆粒充分活化，提高焊接潤濕性。回流階段將溫度迅速升高到230-250℃，達(dá)到焊料的熔點(diǎn)以上，使焊料充分熔化并潤濕器件引腳和焊盤，持續(xù)時(shí)間約30-60秒。冷卻階段以適當(dāng)?shù)乃俾剩s3-5℃/s）將溫度降低到室溫，使焊點(diǎn)固化。

（二）第二次回流焊接——IC焊接

1. 器件保護(hù)措施：在第一次回流焊接完成后，對(duì)功率器件進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，避免在第二次回流焊接過程中受到過高溫度的影響?？梢圆捎酶魺岵牧蠈?duì)功率器件區(qū)域進(jìn)行遮擋，或者控制第二次回流焊接的溫度場(chǎng)分布，使IC所在區(qū)域的溫度達(dá)到焊接要求，而功率器件區(qū)域的溫度不超過其承受極限。

2. 焊接材料選擇：對(duì)于IC焊接，通常選擇低熔點(diǎn)的焊料，如Sn-Pb合金焊料（熔點(diǎn)約183℃）或低熔點(diǎn)的SAC合金焊料，以降低焊接溫度，減少對(duì)IC的熱沖擊。

3. 溫度曲線設(shè)計(jì)：第二次回流焊接的溫度曲線相對(duì)溫和，預(yù)熱階段升溫速率控制在1-2℃/s，將溫度升高到120-150℃，保溫階段溫度保持在150-170℃，持續(xù)時(shí)間約60-90秒，使焊膏中的溶劑揮發(fā)和合金顆?；罨??；亓麟A段溫度升高到180-210℃，使低熔點(diǎn)焊料熔化，持續(xù)時(shí)間約30-50秒。冷卻階段同樣以適當(dāng)速率降溫，確保焊點(diǎn)質(zhì)量。

（三）工藝參數(shù)優(yōu)化

在雙回流焊過程中，需要對(duì)兩次回流焊接的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括溫度、時(shí)間、風(fēng)速、氣壓等?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)和仿真的方法，分析不同參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響，找到最佳的工藝參數(shù)組合。例如，通過調(diào)整回流爐的加熱區(qū)溫度和風(fēng)速，控制溫度曲線的形狀和穩(wěn)定性，確保功率器件和IC都能獲得良好的焊接效果。

四、參考案例分析

某通信設(shè)備制造商在生產(chǎn)某型號(hào)通信基站電源模塊時(shí)，采用傳統(tǒng)單回流焊工藝，發(fā)現(xiàn)功率器件的焊點(diǎn)存在虛焊、開裂等問題，同時(shí)部分IC器件出現(xiàn)性能異常甚至損壞，良率僅為85%左右。為解決這一問題，該制造商引入雙回流焊技術(shù)，對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)。

在第一次回流焊接中，針對(duì)功率器件設(shè)置了較高的峰值溫度（240℃）和合適的保溫時(shí)間，確保焊點(diǎn)飽滿、可靠。在第二次回流焊接中，針對(duì)IC器件降低峰值溫度至200℃，并優(yōu)化了升溫速率和冷卻速率，減少了對(duì)IC的熱損傷。經(jīng)過工藝改進(jìn)后，功率器件的焊點(diǎn)質(zhì)量顯著提高，IC器件的損壞率大幅降低，整體良率提升至98%以上，有效解決了功率器件與IC的熱兼容性問題，提高了電源模塊的可靠性和生產(chǎn)效率。

五、結(jié)論

在通信基站電源模塊PCBA的SMT貼片加工中，雙回流焊技術(shù)是解決功率器件與IC熱兼容性問題的有效方法。通過合理規(guī)劃器件布局、選擇合適的焊接材料、設(shè)計(jì)精確的溫度曲線以及優(yōu)化工藝參數(shù)，能夠分別滿足功率器件和IC對(duì)焊接溫度的不同需求，提高焊接質(zhì)量和PCBA的可靠性。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)PCBA的性能要求越來越高，雙回流焊技術(shù)將在通信設(shè)備制造中發(fā)揮更加重要的作用，為通信基站的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí)，歡迎訪問深圳PCBA加工廠-1943科技。