一次讲透二次回流工艺的核心逻辑

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在电子封装车间里,有些芯片焊接要经历两次高温烘烤——这就是二次回流工艺。很多人会疑惑:一次回流不够吗?为啥非要多烤一次?其实,二次回流是复杂封装的专属工艺,专门解决多器件、多层级的焊接难题。今天傲牛科技的工程师就用通俗的语言,把二次回流工艺的来龙去脉讲清楚,包括它用在哪些产品上、焊料怎么选才不踩坑、有啥核心要求,以及要注意的关键细节。

 

先搞明白最基础的问题:什么是二次回流?简单说,就是把PCB或封装器件分两次送入回流焊炉,通过两次精准控温的高温加热,完成不同层级、不同器件的焊接。核心目的就一个:避免一次高温焊接时损坏已焊好的敏感器件,同时实现多层级封装的可靠互连。

 

就像给芯片做“叠叠乐”(也就是PoP堆叠封装),手机里的CPU和内存要叠在一起焊接,就必须用二次回流:第一次回流先把底层的内存芯片焊在PCB上,第二次回流再把顶层的CPU焊在内存芯片上。要是图省事一次性高温焊接,要么顶层芯片还没贴装,底层芯片就先被高温氧化、热应力损坏;要么先贴顶层再焊底层,顶层芯片要承受两次高温,很容易直接失效。二次回流靠 分步焊接+温度梯度控制,刚好完美解决了这个矛盾。

 

那哪些产品离不开这种工艺呢?其实只要涉及“多层级器件互连”或“敏感器件与大功率器件混合焊接”,基本都要用到该工艺。

 

比如手机里的PoP堆叠封装(CPU+内存)、智能手表的SiP系统级封装(集成主控、射频、传感器);汽车电子里的ADAS传感器模块、IGBT功率模块,还有工业变频器的功率PCB——这些产品里要么器件堆叠复杂,要么既有耐温差的敏感元件,又有需要高温焊接的功率器件,只能靠二次回流平衡焊接需求。另外,折叠屏手机的柔性PCB、VR设备的复杂主控板,因为器件密集、间距细小,也需要二次回流控制焊接精度,减少桥连、虚焊的风险。

 

讲完应用,再来说大家最关心的焊料选择——这是二次回流的核心,选不对很容易全盘翻车。

 

二次回流选焊料的黄金法则是“高温打底,低温叠加”,关键要保证两次焊料的熔点差≥15℃,不然第二次高温会把第一次的焊点重新熔化。

 

真正靠谱的焊料组合,要根据应用场景来选。比如做汽车电子、工业功率器件,需要抗热疲劳、耐极端温循,可选“SnSb10+SAC305”:SnSb10熔点248℃,用它打底,第二次用熔点217℃的SAC305叠加,熔点差31℃,安全系数拉满,而且SnSb10抗热疲劳性强,能适应-40℃到150℃的温循波动。做消费电子比如手机PoP封装,追求成本和效率,就选“SAC305+Sn58Bi”,两者熔点差79℃,第二次回流温度只有155-165℃,还能保护敏感器件。如果封装里有MEMS传感器这种耐温极差的元件,就用“SAC305+SnIn52”,Sn-In52熔点仅117℃,第二次回流几乎不会损伤敏感元件,就是成本稍高。

 

选对了焊料,还要满足二次回流的核心要求——精准控温 + 细节把控。温度曲线是关键:第一次回流要按高熔点焊料设置,峰值温度245-260℃,保温 30-60秒,保证焊点充分润湿;第二次峰值必须比第一次低10-20℃,升温速率控制在1-2℃/s,避免热应力太大导致器件开裂。另外,还要提前筛选器件耐温性,比如第二次回流峰值240℃,器件耐温就得≥260℃;敏感器件可以贴高温胶带局部屏蔽,减少高温影响。焊膏印刷也得精准,两次印刷量多了容易桥连,少了会虚焊,细间距器件的钢网开口还要专门定制。

 

要实现这些要求,需要一套“升级版”的设备支持:高精度钢网印刷机(印刷精度≤±0.01mm)、高定位精度贴片机(≤±0.02mm)、多温区回流焊炉(至少 8-10温区,能精准控温,最好支持氮气氛围减少氧化),还有AOI检测设备 —— 两次焊接后都要检测,第一次剔除底层焊点不良,第二次还要用X-Ray查BGA 等不可见焊点的质量。

 

最后再提几个必注意的避坑点,记住这几点能让良率翻倍:一是严格控制焊料熔点差,低于10℃的焊料组合直接pass;二是优化温度曲线,慢升慢降,减少热应力;三是第一次焊接后要清理PCB残留,避免影响第二次印刷;四是两次贴装要统一定位基准,防止器件偏移;五是检测环节不能省,第一次的不良品千万别流入下一道工序。

 

其实二次回流工艺的核心逻辑很简单:用“分步焊接”平衡不同器件的需求,用“精准控温 + 合理焊料”保证可靠性。只要抓住“高温打底、低温叠加”的焊料选择原则,再把控好温度和细节,就能避开大部分坑。如果你的生产中也遇到二次回流的良率问题,不妨先从焊料匹配和温度曲线入手排查,往往能事半功倍。

 

 

 

 

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