SMT回流焊溫度曲線設置與工藝流程 :

本文分享電子廠SMT回流焊工藝參數對回流焊溫度曲線關鍵指標的影響，為回流焊接工藝參數的設置和調整提供借鑒 ; SMT表面黏著技術的回流焊溫度曲線包括預熱、浸潤、回焊和冷卻四個部份，以下為個人在互聯網收集整理，如果有誤或偏差也請各位前輩不吝指教。

電子制造業的SMT回流爐焊接，是PCBA電子線路板組裝作業中的重要工序，如果沒有很好的掌握它，不但會出現許多“臨時故障”還會直接影響焊點的壽命。

SMT回流焊測溫儀幾乎都有了，可是還有很多用戶沒有對所有產品進行測溫認證、調整溫度設置；有的用戶使用測溫了，卻沒有掌握焊接工藝要點，又無法優化工藝；這樣一來，浪費了大量的電費，產品質量也得不到很好的保障！

正確設定回流爐溫度曲線節能環保：　

Esamber舉例說，如上圖，在回流焊工藝上，中國工廠的單焊點回流焊平均投入成本是德國的4倍，是美國的3倍，是日本的2倍多（此核算中不考慮中國較低廉的人工成本、各國的人工成本計算采取一致）。

而同時，中國也有不乏全球回流焊工藝及成本管控最好的SMT制造企業，比如華為，中興、臺達、法雷奧中國SMT工廠、戴爾（中國）等企業，在回流焊、波峰焊、選焊等工藝上不斷追求工藝技術先進管控，從焊接零缺陷著手推動無人化閉環控制、定期全面體檢防范未然、合理規劃保養、工藝及設備的定期稽查、快速故障定位、先進的工藝檢測技術、培育工藝專家群等一系列的手段，實現了設備高性能運作，高稼動率運作，長壽運作和人工投入最低化，最終實現綜合成本最低化。

正確設定回流爐溫度曲線是獲得優良焊接品質的關鍵 !

那么什么是SMT回流焊呢？

SMT回流焊是英文Reflow是通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏裝軟釬焊料，實現表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。回流焊是將元器件焊接到PCB板材上，回流焊是專門針對SMD表面貼裝器件的。

回流焊是靠熱氣流對焊點的作用,膠狀的焊劑在一定的高溫氣流下進行物理反應達到SMD的焊接；之所以叫"回流焊"是因為氣體在焊機內循環來回流動產生高溫達到焊接目的。

SMT電子貼片加工廠在選購SMT迴流焊的時候,都希望買到最好的SMT迴流焊 ; 術業有專攻，各有所長，各有優缺點。還有各公司的工藝指標側重點不同,電子廠SMT貼片焊接車間在SMT生產流程中，回流爐參數設置的好壞是影響焊接質量的關鍵，通過溫度曲線，可以為回流爐參數的設置提供準確的理論依據，在大多數情況下，溫度的分布受組裝電路板的特性、焊膏特性和所用回流爐能力的影響。

全熱風回流焊是SMT 大生產中重要的工藝環節，它是一種自動群焊過程，成千上萬個焊點在短短幾分鐘內一次完成，其焊接質量的優劣直接影響到產品的質量和可靠性，對于數字化的電子產品，產品的質量幾乎就是焊接的質量。

優化好SMT回流焊的焊接效果，人們都知道關鍵是設定回流爐的爐溫曲線，有關回流爐的爐溫曲線，許多專業文章中均有報導，但面對一臺新的全熱風回流爐，如何盡快設定回流爐溫度曲線呢？這就需要我們首先對所使用的錫膏中金屬成分與熔點、活性溫度等特性有一個全面了解，對全熱風回流爐的結構，包括加熱溫區的數量、熱風系統、加熱器的尺寸及其控溫精度、加熱區的有效長度、冷卻區特點、傳送系統等應有一個全面認識，以及對焊接對象--表面貼裝組件（SMD）尺寸、元件大小及其分布做到心中有數，不難看出，回流焊是SMT 工藝中復雜而又關鍵的一環，它涉及到材料、設備、熱傳導、焊接等方面的知識。

如何正確的設定回流焊溫度曲線 ：

首先我們要了解回流焊的幾個關鍵的地方及溫度的分區情況及回流焊的種類.

影響爐溫的關鍵地方是：

1：各溫區的溫度設定數值

2：各加熱馬達的溫差

3：鏈條及網帶的速度

4：錫膏的成份

5：PCB板的厚度及元件的大小和密度

6：加熱區的數量及回流焊的長度

7：加熱區的有效長度及泠卻的特點等

SMT回流焊爐溫區的工作原理就是當組裝PCB板在金屬網式或雙軌式輸送帶上，通過回焊爐各溫區段的熱冷行程（例如8熱2冷之大型機，總長5-6m的無鉛回焊爐），以達到錫膏熔融及冷卻愈合成為焊點的目的。

SMT回流焊的分區情況： 

1：預熱區（又名：升溫區）

2：恒溫區（保溫區/活性區）

3：回流區

4 ：冷卻區

對于SMT無鉛回流焊來說溫度曲線的調整是個熱門討論的問題，也是一個技術復雜難題，這個溫度曲線一般的錫膏廠家在都會提供一個參考的曲線，但實際上由于smt無鉛回流焊的質量千差萬別導致很難達到他們參考爐溫曲線的焊接效果，咱們不光要知道smt無鉛回流焊爐溫曲線該怎么調節還要知道錫膏和smt無鉛回流焊爐的作用原理,下面我們就來一起探討SMT回流焊工藝技術,為大家簡要的分析講解一下SMT無鉛回流焊溫度曲的技術原理講解。

SMT回流焊爐一直采用傳統的爐溫曲線測試方法，即每一個產品轉一次機就需要人工測試一次爐溫曲線，工序繁鎖；耗時長，目前平均單次測溫時間約30分鐘；

另外還有幾種不良現象都與預熱區的升溫有關系，下面一一說明：

1. 塌陷：

這主要是發生在錫膏融化前的膏狀階段，錫膏的黏度會隨著溫度的上升而下降，這是因為溫度的上升使得材料內的分子因熱而震動得更加劇烈所致；另外溫度迅速上升會使得溶劑(Solvent)沒有時間適當地揮發，造成黏度更迅速的下降。正確來說，溫度上升會使溶劑揮發，並增加黏度，但溶劑揮發量與時間及溫度皆成正比，也就是說給一定的溫升，時間較長者，溶劑揮發的量較多。因此升溫慢的錫膏黏度會比升溫快的錫膏黏度來的高，錫膏也就必較不容易產生塌陷。

2. 錫珠：

迅速揮發出來的氣體會連錫膏都一起往外帶，在小間隙的零件下會形成分離的錫膏區塊，迴焊時分離的錫膏區塊會融化並從零件底下冒出而形成錫珠。

3. 錫球：

升溫太快時，溶劑氣體會迅速的從錫高中揮發出來並把飛濺錫膏所引起。減緩升溫的速度可以有效控制錫球的產生。但是升溫太慢也會導致過度氧化而降低助焊劑的活性。

4. 燈蕊虹吸現象：

這個現象是焊料在潤濕引腳後，焊料從焊點區域沿引腳向上爬升，以致焊點產生焊料不足或空銲的問題。其可能原因是錫膏在融化階段，零件腳的溫度高於PCB的銲墊溫度所致。可以增加PCB底部溫度或是延長錫膏在的熔點附近的時間來改善，最好可以在焊料潤濕前達到零件腳與焊墊的溫度平衡。一但焊料已經潤濕在焊墊上，焊料的形狀就很難改變，此時也不在受溫升速率的影響。

5. 潤濕不良：

一般的潤濕不良是由於焊接過程中錫粉被過度氧化所引起，可經由減少預熱時錫膏吸收過多的熱量來改善。理想的回焊時間應儘可能的短。如果有其他因素致加熱時間不能縮短，那建議從室溫到錫膏熔點間採線性溫度，這樣迴焊時就能減少錫粉氧化的可能性。

6. 虛焊或“枕頭效應”(Head-In-Pillow)：

虛焊的主要原因可能是因為燈蕊虹吸現象或是不潤濕所造成。燈蕊虹吸現象可以參照燈蕊虹吸現象的解決方法。如果是不潤濕的問題，也就是枕頭效應，這種現象是零件腳已經浸入焊料中，但並未形成真正的共金或潤濕，這個問題通常可以利用減少氧化來改善，可以參考潤濕不良的解決方法。

7. 墓碑效應及歪斜：

這是由於零件兩端的潤濕不平均所造成的，類似燈蕊虹吸現象，可以藉由延長錫膏在的熔點附近的時間來改善，或是降低升溫的速率，使零件兩端的溫度在錫膏熔點前達到平衡。另一個要注意的是PCB的焊墊設計，如果有明顯的大小不同、不對稱、或是一方焊墊有接地(ground)又未設計熱阻(thermal thief)而另一方焊墊無接地，都容易造成不同的溫度出現在焊墊的兩端，當一方焊墊先融化後，因表面張力的拉扯，會將零件立直(墓碑)及拉斜。

8. 空洞(Voids)：

主要是因為助焊劑中的溶劑或是水氣快速氧化，且在焊料固化前未即時逸出所致。浸潤區浸潤區又稱活性區﹐在恆溫區溫度通常維持在150℃±10的區域﹐此時錫膏處于融化前夕﹐焊膏中的揮發物進一步被去除﹐活化劑開始啟動﹐並有效的去除焊接表面的氧化物﹐PCB表面溫度受熱風對流的影響﹐不同大小﹐質地不同的零組件溫度能保持均勻﹐板面溫度差△T接近最小值。曲線形態接近水平狀﹐它也是評估回流爐工藝的一個窗口﹐選擇能維持平坦活性溫度曲線的爐子將提高焊接的效果﹐特別是防止立碑缺陷的產生。通常恆溫區在爐子的2﹐3區之間﹐維持時間約為60~~120s﹐若時間過長也會導致錫膏氧化問題﹐以致焊接後飛珠增多。

SMT回流焊焊接影響工藝的因素:

1.通常PLCC、QFP與一個分立片狀元件相比熱容量要大，焊接大面積元件就比小元件更困難些。

2.在回流焊爐中傳送帶在周而復使傳送產品進行回流焊的同時，也成為一個散熱系統，此外在加熱部分的邊緣與中心散熱條件不同，邊緣一般溫度偏低，爐內除各溫區溫度要求不同外，同一載面的溫度也差異。

3.產品裝載量不同的影響。回流焊的溫度曲線的調整要考慮在空載，負載及不同負載因子情況下能得到良好的重復性。負載因子定義為： LF=L/(L+S);其中L=組裝基板的長度，S=組裝基板的間隔。回流焊工藝要得到重復性好的結果，負載因子愈大愈困難。通常回流焊爐的最大負載因子的范圍為0.5~0.9。這要根據產品情況（元件焊接密度、不同基板）和再流爐的不同型號來決定。要得到良好的焊接效果和重復性，實踐經驗很重要的。

一、初步SMT回流焊爐溫設定 ：

1、 看錫膏類型，有鉛還是無鉛?還要考慮錫膏特性，焊膏是由合金粉末、糊狀助焊劑均勻混和而成的膏體。焊膏中的助焊劑 (點擊助焊劑的特性)主要由溶劑、松香或合成樹脂、活性劑及抗垂流劑四類原物質構成。溶劑決定了焊膏所需的干燥時間，為了增加焊膏的粘度使之具備良好流變性加入了合成樹脂或松香，活性劑是用來除去合金所產生的氧化物以清潔板面焊盤，抗垂流劑的加入有助于合金粉末在焊膏中呈現懸浮狀態，避免沉降現象。

衡量焊膏品質的因素很多，在實際生產中應重點考慮以下的焊膏特性。

(1)根據電路板表面清潔度的要求決定焊膏的活性與合金含量;

(2)根據錫膏印刷設備及生產環境決定焊膏的粘度、流變性及崩塌特性;

(3)根據工藝要求及元件所能承受的溫度決定焊膏的熔點;

(4)根據焊盤的最小腳間距決定焊膏合金粉末的顆粒大小。

2、看PCB板厚度是多少?此時結合以上1、2點，根據經驗就有個初步的爐溫了;

3、再看PCB板材，具體細致設定一下回流區的爐溫;

4、再看PCB板上的各種元器件，考慮元件大小的不同、特殊元件、廠家要求的特殊元件等方面，再仔細設定一下爐溫;

5、還的考慮一下爐子的加熱效率，因為當今匯流爐有很多種，其加熱效率是各個不一樣的，所以這一點不應忽視掉;

結合以上5方面，就可以設定出初步的爐溫了。

二、爐溫的詳細設定及熱電偶的安裝步驟：

1、感應溫度用的熱電偶，在使用和安裝過程中，應確保除測試點外，無短接現象發生，否則無法保證試精度。

2、熱電偶在與記憶裝置或其它測試設備相連接時，其極性應與設備要求一致，熱電偶將溫度轉變為電動勢,，以連接時有方向要求。

第二，測試點的選取，一般至少三點,能代表PCB組件上溫度變化的測試點(能反映PCB組件上高、中低溫部位的溫度變化); 一般情況下，最高溫度部位在PCB與傳送方向相垂直的無元件邊緣中心處，最低溫度在PCB 靠近中心部位的大型元件之半田端子處(PLCC.QFP等)，另外對耐熱性差部品表面要有測試點,以及客戶的特定要求。

回流溫度曲線各區間的推薦設定值：

SMT迴流焊的峰值溫度，通常取決於焊料的熔點溫度及組裝零件所能承受的溫度。首先要考慮你的元件,與PCB板,是否能受此溫,因為有鉛錫膏和無鉛的成份不同,有鉛的成份為:錫:63%,鉛:37%,熔點一般為183.峰值為205--230而無鉛的是:錫96.5%;銀:3%;銅:0.5%,所以熔點高一般為:217,峰值為:245---250 ; 一般的峰值溫度應該比錫膏的正常熔點溫度要高出約25~30°C，才能順利的完成焊接作業。如果低於此溫度，則極有可能會造成冷焊與潤濕不良的缺點。

4 回流焊接缺陷與不良溫度曲線的關系：

以下表2僅列出不良溫度曲線所引起的回流焊接缺陷，其它影響回流焊接質量的因素還包括絲印質量的優劣、貼片的準確性和壓力、焊膏的品質及環境的控制等，本文不做闡述。

回流焊接的缺陷 溫度曲線的不良之處

吹孔

1、保溫段預熱溫度不足;

2、保溫段溫度上升速度過快。

焊點灰暗 冷卻段冷卻速度過緩。

不沾錫

1、焊接段熔焊溫度低;

2、保溫段保溫周期過長;

3、保溫段溫度過高。

焊后斷開 保溫段保溫周期短。

錫珠

1、保溫段溫度上升速度過快;

2、保溫段溫度低;

3、保溫周期短。

空洞

1、保溫段溫度低;

2、保溫周期短。

生焊

1、焊接段熔焊溫度低;

2、焊接段熔焊周期短。

板面或元件變色

1、焊接段熔焊溫度過高;

2、焊接段熔焊周期太長。