气相焊(VPS)在未知环境中的优势:提升良率与解决稀缺资源难题
2025-10-13

随着电子产品向小型化、高性能发展,传统的热风回流焊在处理高密度BGA、QFN和功率器件时,常面临温度不均、氧化严重等问题。气相焊(VPS)技术应运而生,利用饱和蒸汽传热,能够实现更加均匀的温度分布,有效解决了上述难题。

气相焊技术通过均匀的蒸汽加热确保整个PCB表面温度一致,减少了焊接过程中常见的虚焊和空洞等缺陷,从而提高了SMT(表面贴装技术)生产线的良率和产品的可靠性。

什么是气相焊(VPS)?

气相焊(VPS)是一种利用高沸点介质的饱和蒸汽凝结放热来对PCB及元件进行加热的焊接工艺。与传统回流焊相比,VPS在温度控制方面具有明显优势,尤其适用于高密度、多层级、热容差异大的PCB组装。

传统回流焊:

  • 加热方式:通过热风传热。

  • 温度均匀性:容易产生温差,尤其在多层板和复杂元件的焊接中,容易造成局部过热或加热不足。

  • 缺陷率:由于温度不均,容易导致虚焊、空洞等问题。

气相焊(VPS):

  • 加热方式:通过蒸汽相变进行加热,温度分布均匀。

  • 温度均匀性:由于蒸汽的高热传导性,VPS能够提供更加稳定的温度环境,显著减少热应力。

  • 缺陷率:由于温度控制精准,焊接缺陷如虚焊、空洞的发生率大大降低。

VPS最适合哪些PCB板/器件?

VPS尤其适合以下情况:

  • 高密度互联(HDI)板:多阶盲埋孔、细间距BGA、CSP等。

  • 热敏感元件:例如LED、传感器、射频模块等。

  • 金属基板(如铝基板)与陶瓷基板。

  • 混装工艺:通孔插装(THT)与表贴(SMT)共存时的再流焊。

特别适用于军工、医疗、汽车电子等对电路板有高可靠性要求的领域。

如何设置温度曲线与参数?

VPS工艺窗口的设置至关重要,关键参数包括:

  • 介质选择:根据焊接温度要求选择合适的工质。

  • 预热设计:适当预热避免thermal shock。

  • 轨道速度与倾角:影响板子在蒸汽中的停留时间。

  • 焊膏匹配:建议选择适用于VPS工艺的焊膏类型。

首次导入VPS时,建议使用热电偶实测PCB板上的温度曲线,尤其需要关注大元件与细间距区域的实际温度。通过数据监控调整温度曲线,有效优化焊接效果。

VPS如何减少缺陷?

VPS技术通过蒸汽均匀传热,减少了热应力的产生,从而显著降低了焊接缺陷的发生率。相比传统回流焊,VPS焊接的润湿性更好,有效减少了虚焊、空洞等缺陷的出现。根据案例分析,采用VPS技术后,PCB的虚焊缺陷率降低了约40%,空洞缺陷率则降低了约80%。

客户通过VPS实现良率提升30%

“我是张工,际诺斯的SMT工艺工程师。去年,我们服务了一家汽车电子客户,其PCB组装线因传统回流焊的温度不均导致虚焊率高。我们推荐了VPS解决方案,通过定制工艺窗口和实时监控(利用JEENOCE的MES系统),客户在3个月内良率从85%提升至95%,空洞缺陷减少80%。客户反馈VPS的稳定性远超预期。”

通过VPS解决方案,该客户的生产线不仅大大降低了缺陷率,还提高了生产效率,进一步验证了VPS技术在高要求电子制造中的可靠性和优势。

总结

气相焊(VPS)凭借其卓越的温度均匀性和良好的工艺稳定性,正在成为高端电子制造中替代传统回流焊的重要技术,尤其适用于高密度、高热敏感要求的组装场景,可以显著提升焊接良率与产品可靠性。

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小贴士:

  • 首次导入VPS时,建议使用热电偶实测PCB板上的温度曲线,尤其需要关注大元件与细间距区域的实际温度。

  • 在选择焊接技术时,要考虑器件的类型和对温度的敏感度,以确保采用合适的焊接工艺。

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