SMT回流焊工艺
回流焊流程
回流焊流程
回流焊是SMT电子组装中非常重要的一环，主要包括以下流程：
1.PCB进入预热温区，焊膏中的溶剂、气体蒸发，同时
助焊剂润湿焊盘、元器件焊端和引脚，焊膏软化、塌落，覆盖焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。
2.PCB进入焊接区时，温度以每秒2-3℃的升温速率迅
速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡在PCB的焊盘、元器件焊端和引脚润湿、扩散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金属化合物，形成焊锡接点。
3.PCB进入冷却区使焊点凝固。
回流焊流程结束后，应检查设备内有无杂物，确保安全后开机，选择生产程序开启温度设置。
回流焊导轨宽度要根据PCB 宽度进行调节，开启运风、网带运送、冷却风扇。
回流机温度控制有铅最高（245±5）℃，无铅产品锡炉温度控制在（255±5）℃。
回流焊工艺流程
双面板焊接工艺2012-07-26和单面的Reflow 条件基本没有差异，但是第一面的比较重的零件要点胶,另外有些PTH 零件要考虑其他的置件方法第一次过炉的（B面）优先是Chip类轻，短小型的零件的一面，第二次过炉的（A面）应该是BGA，接口等比较体积大，分量重类型的零件一面。
普通双面板OSP工艺，两面锡膏我们生产的双面板，使用的OSP工艺，两面锡膏（有高密度0.65间距的IC，要求平整度，不建议喷锡工艺），回流温度255，使用的无铅305锡膏。
目前存在的问题是：通孔上锡个别孔，约30%的孔上锡不能满足75%；老板认为波峰还有调整的空间在里面；我认为目前行业OSP的局限性就存在着，好的高一代的药水价格偏高，可以解决这个问题，但涉及生产成本势必抬高PCB的价格。
请业界高手讨论。
注：1.我的DOE实验：拿空板做，一次锡膏，两次锡膏，不过回流，然后一块拿到波峰上过，效果很明显有差异；这是否可以说明：目前行业内，OSP自身的耐高温性，及耐高温次数尚未有突破？-----我也咨询OSP高工，及PCB厂家，目前大面积的一般价格低廉的OSP药水还达不到双面锡膏的要求；2.09年4月曾经做过小日本DZ的板（一面锡膏，一面红胶），当时小日本从DZ拿过来的板，我第一时间就注意到其板的通孔上锡也有一些（较低比例10%）不良，就提出过这个问题。
当时我厂生产时使用的为0507的锡条，上锡不良出现比例稍大于DZ的，老板叫更换305的锡条，但上锡效果仍无多大改善；请来的日本波峰专家在这里调试了几天，也没什么改变，曾怀疑助焊剂，也换过；助焊剂的量也调整过，也曾用牙刷蘸取助焊剂直接刷到相关孔里面，使用的也是新劲拓波峰设备；总之没有什么改变，即没有改善上锡效果，后来经沟通可以接受。
双面回流+波峰焊工艺我这里同一条波峰，都是双面锡膏板(305的锡膏，回流焊温度255）1.使用双面OSP的板，每一块PCB上总是有10--20%的通孔上锡，达不到75%的通孔上锡高度；注：两面的焊接能保证，回流后到波峰的时间都小于24小时；问题是通孔上锡不能完全保证；2.使用双面喷锡工艺的板，不怎么调试就可以满足通孔上锡高度，即100%的孔100%的上锡高度。
SMT回流焊工艺温控技术分析
SMT回流焊工艺温控技术分析SMT（表面贴装技术）回流焊工艺是一种常用的电子元器件焊接方法，通过高温加热使焊料熔化并与电路板进行连接。
在整个回流焊工艺中，温度控制是非常关键的一步，直接影响焊接质量和可靠性。
下面将对SMT回流焊工艺的温控技术进行分析。
SMT回流焊工艺的温控技术主要包括温度曲线设计和温度传感器的选择与布置。
一、温度曲线设计温度曲线是指在整个回流焊工艺过程中，焊接区域的温度变化曲线。
良好的温度曲线设计可以保证焊料充分熔化并与电路板有效连接，同时避免过高的温度造成元器件损坏。
温度曲线设计需要考虑到以下几个因素：1. 预热阶段：在焊接之前，需要进行预热阶段以确保元器件和焊料的温度均匀分布，减少热应力。
一般温度曲线设计中会包含一个缓慢升温的阶段，使温度逐渐升高并达到预定的温度。
2. 熔化阶段：在达到预定温度后，焊料开始熔化。
这个过程需要保持较高的温度并保证焊料充分润湿焊接区域。
常见的温度曲线中会设置一个峰值温度来控制焊料的熔化。
3. 冷却阶段：焊接结束后，需要将焊接区域迅速冷却。
合理的冷却速度可以减少组织变化和应力积累，提高焊点的可靠性。
二、温度传感器的选择与布置温度传感器的选择与布置对于温控技术的准确性和稳定性都起到重要作用。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和红外线传感器。
1. 热电偶：热电偶是测量温度最常用的传感器之一，具有响应速度快、精度高的特点。
它适用于在高温环境中进行温度测量。
在回流焊工艺中，热电偶可以直接接触焊接区域进行温度测量，并将数据反馈给温度控制系统进行调节。
2. 热敏电阻：热敏电阻是一种随温度变化而改变阻值的传感器，它可以通过测量电阻值的变化来获得温度信息。
热敏电阻可以放置在焊接区域附近进行温度测量，可以用来监测焊接过程中的温度变化。
3. 红外线传感器：红外线传感器可以通过测量焊接区域的辐射热量来获得温度信息。
它具有非接触测温、快速测量的特点，适用于焊接区域较大或无法直接接触的情况下进行温度测量。
SMT回流焊工艺处理
3. 高过217 ℃的时间要控制在30~70 秒之间
4. 高过230 ℃的时间控制在10~30 秒,最高峰值在240 ℃±5℃
5. 降温率控制在3~5℃/s之间为好
6. 一般炉子的传送速度控制在 70~90cm/Min为佳
4
SMT回流焊接分析
¤在生产双面板或阴阳板时,贴第二面(二次)过炉时,相对应的下溫
3
炉温曲线分析（profile）
(℃)
温 度
230℃ 217℃ 200℃ 130℃ 40℃
0℃
无铅制程（ profile）
PH1
PH2
（图二）
最高峰值240 ℃±5℃
PH4
PH3
时间(sec)
无铅回流炉温工艺要求:
1. 起始温度(40℃)到150 ℃时的温升 率为1~3 ℃/s
2. 150 ℃~200 ℃时的恒温时间要控 制在60~120秒
炉温要求平缓﹑平稳，让气流完全蒸发(急速升温和降温都会产生气泡，或是焊点 粗糙，假焊，焊点有裂痕等现象)
2
炉温曲线分析（profile）
有铅制程（ profile）
温 度
(℃)
200℃ 183℃ 175℃
120℃ 40℃ 0℃
PH1
PH2
（图一）
最高峰值220 ℃±5℃
SMT贴片加工中回流焊的工作原理
SMT贴⽚加⼯中回流焊的⼯作原理由于科技的发展进步，我们所接触到的电⼦产品不断⼩型化的需要，PCBA焊接过程中更多的是⽚式元器件焊接，传统的焊接⽅法已不能满⾜⽬前⾏业发展需求。
所以在SMT贴⽚加⼯过程中采⽤了回流焊⽅式，SMT贴⽚加⼯的元件多数为⽚状式，贴装型晶体管及IC等等。
随着SMT整个⾏业技术发展越来越完善普遍，多种贴⽚加⼯元器件的出现。
作为SMT 加⼯技术部分的回流焊⼯艺技术及设备也得到相应的发展，其应⽤越来越⼴泛，现在所有电⼦产品领域都已得到⼴泛应⽤。
回流焊是英⽂Reflow，是通过重新熔化预先分配到电路板PAD上的膏状焊料，实现贴⽚加⼯元器件引脚与电路板焊盘间电⽓连接的焊料。
回流焊是将元器件焊接到PCB板上。
回流焊是靠热风上下对流，对焊膏融化形成液态的作⽤，在设定的⾼温⽓流下进⾏物理反应达到贴⽚器件引脚与PCB焊端粘接的效果；所以叫"回流焊"。
回流焊接原理分为以下⼏个描述：（以上图为例，结合设备加热温区多少设定）A.当PCB进⼊升温区时（60S-90S左右），焊膏中的溶剂、⽓体蒸发掉，同时PCB也均匀受热蒸发⽓体，焊膏中的助焊剂润湿PCB焊盘、润湿元器件引脚，锡膏软化、覆盖焊盘，将焊盘和元器件引脚与氧⽓体隔离，这个区域称之为升温区。
B.PCB进⼊恒温区时（60-120S左右），使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进⼊焊接⾼温区遇到暴热⼒⽽损坏PCB和元器件，这个区域称之为恒温区。
C.当PCB进⼊焊接区时（30-90S左右），温度快速上升使锡膏达到熔化状态形成液态（⽆铅熔点：217摄⽒度），液态锡对PCBA的焊盘与元器件引脚之间润湿、锡在引脚上漫流形成锡与引脚之间的焊点链接。
这个区域称之为回流区。
D.PCB进⼊冷却区(回流区末端-出板)，使焊点冷却凝固形成元器件和焊盘之间的焊点。
这个区域称之为冷却区。
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SMT回流焊工艺知识
SMT 回流焊工艺知识Board/Sma llComp onen t ---------- LargeComp onen t1、 预热区：预热区的目的是使 PCB 和元器件预热，达到平衡，同时 除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。
升温速率 要控制在适当范围内（过快会产生热冲击，如：引起多层陶瓷电容器 开裂、造成焊料飞溅，使在整个PCB 勺非焊接区域形成焊料球以及焊 料不足的焊点；过慢则助焊剂Flux 活性作用），一般上升速率设定为 1〜3C /sec ，最大升温速率为 4C /sec ;2、 恒温区：指从120C 升温至170C 的区域。
主要目的是使 PCB 上各 元件的温度趋于均匀，尽量减少温差，保证在达到再流温度之前焊料 能完全干燥，到保温区结束时，焊盘、锡膏球及元件引脚上的氧化物 应被除去，整个电路板的温度达到均衡。
过程时间约 60〜120秒，根 据焊料的性质有所差异。
3、 回流区：这一区域里的加热器的温度设置得最高，焊接峰值温度 视所用锡膏的不同而不同，一般推荐为锡膏的熔点温度加20〜40C 。
此时焊膏中的焊料开始熔化 , 再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿焊 盘和元器件。
也可以将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。
理想 的温度典型的回流曲线2 2曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小且左右对称。
4、冷却区：用尽可能快的速度进行冷却，将有助于得到明亮的焊点并饱满的外形和低的接触角度。
缓慢冷却会导致PAD的更多分解物进入锡中，产生灰暗毛糙的焊点，甚至引起沾锡不良和弱焊点结合力。
降温速率一般为-4 C/sec以内，冷却至75C左右即可。
由于锡膏、机型与工艺要求不同，产品的炉温曲线也不尽相同。
生产时必须定期用炉温测试仪测试炉温并记录存档。
炉温测试板的测试点必须合宜每片测温板最多可以使用200 次。
smt回流焊工作原理
smt回流焊工作原理
SMT（Surface Mount Technology，表面贴装技术）回流焊工作原理是指在组装过程中，用高温热风或者蒸汽将贴装在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）表面的贴片元件和焊脚上的焊膏加热至融化点，使其与焊盘间形成可靠的焊接连接。
具体工作原理如下：
1. 准备：首先，在PCB上涂覆一层焊膏，通常是由粒径较小的金属颗粒和助焊剂组成的混合物。
此焊膏会在高温下熔化并形成焊接连接。
2. 定位：将待焊接的SMT元件精确放置在PCB表面上，通常通过自动化设备进行定位。
3. 预热：PCB与贴片元件一起通过热风或蒸汽流进行预热，以使整个组装过程达到焊接所需的温度。
4. 焊接：当预热达到适当温度时，进入焊接区域。
焊接区域中的热风或蒸汽继续升温，使焊膏熔化，并使贴片元件与PCB 之间的焊盘形成连接。
焊膏熔化后由于表面张力的作用，焊膏会自动湿润焊盘和焊脚。
5. 冷却固化：在焊接完成后，PCB与焊接区域逐渐冷却，焊膏通过表面张力的作用形成可靠的焊接连接。
总的来说，SMT回流焊工作原理是通过加热焊接区域，使焊膏熔化，并在冷却过程中形成稳定的焊接连接。
这一过程通常由自动化设备完成，以确保精确的温度控制和焊接质量。
标准的SMT回流炉焊接工艺规范
SMT回流焊接工艺规范编号：版次: 发布：实施：页次：编制：审核：批准：1范围本规范规定了回流焊接工艺的基本内容和要求，确定了回流焊接过程中的质量控制程序，使回流焊接过程中影响质量的各个因素得到有效控制。
本标准适用于SMT生产线的回流焊接生产过程。
2设备、工具和材料2.1 设备使用XXXX系列全热风回流焊炉。
2.2 工具KIC 温度曲线测试仪、热电偶。
2.3 材料高温胶带、高温链条润滑油、焊膏的技术特性表。
3 技术要求3.1 传送宽度对于厚度在1.6mm以上，长度和宽度在150~300mm的PCB，一般采用链条传送方式；对于厚度小于 1.6mm，尺寸较小，不便于使用链条传送或采用拼板方式的PCB，为防止变形，可采用网带传送方式。
采用链条传送方式时，设置PCB的长、宽尺寸，设备自动调整宽度后，检查链条的实际宽度与PCB的宽度是否匹配，二者应有1~2mm的间隙。
3.2 温度曲线设置影响温度曲线的参数主要有两个：链条速度和各温区温度设置。
设定温度曲线需要根据所使用焊膏的技术要求，综合考虑链条速度和各温区温度。
链条速度应根据整条生产线的生产节拍来确定，温度曲线通常分为四个区：预热区、保温区、焊接区、冷却区。
升温速率应小于3℃/S，峰值温度通常应在210℃~230℃，在183℃以上的回流时间应为60(±15)S，冷却速率应在3℃/S~4℃/S，一般，较快的冷却速率可得到较细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。
故超过每秒4℃会造成温度冲击。
温度曲线设置时，可先根据经验资料进行设置，再用一块样板或与待焊PCB相近的一块PCB实测，测温度曲线时，KIC的热电偶放置应选择PCB中间、PCB边缘、大器件边缘、耐热要求严格的器件附近选取测试点，热电偶可用高温胶带固定在测试点上，温度曲线采样完成后，利用KIC的分析功能，主要检查峰值温度、升温速率、回流时间、温差，然后根据焊膏的技术要求调整回流焊炉的设置，下面以典型的Sn63Pb37锡铅锡膏为例，回流曲线性能规范要求如下图：预热区（100—150℃）时间：60—120Sec；升温速率：<2.5℃/Sec；保温区（150—183℃）时间：30—90Sec；升温速率：<2.5℃/Sec；回流区（>183 ℃）时间：40—80Sec；峰值温度：210－235℃；冷却区————降温速率：1℃/Sec≤Slope≤4℃/Sec。
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N
向上级反馈改善
N 功能测试 Y 成品机芯包装送检 交修理员进行修理
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SMT回流焊工艺控制
炉温曲线分析（profile）
預热区：PCB与材料(元器件)預热，使被焊接材质达到热均衡，针对回流焊炉说 的是前一到两个加热区间的加热作用． 【更高預热，锡膏开始活动，助焊剂等成份受到温度上升而开始适量的挥发，此 针对回流焊炉说的是第三到四个加热区间的加热作用． 】 恒温区： 除去表面氧化物，一些气流开始蒸发(开始焊接)温度达到焊膏熔点（此 时焊膏处在将溶未溶状态），此针对回流焊炉的是第五六七三个加热区间的加热作 用． 回焊区：从焊料溶点至峰值再降至溶点， 焊料熔溶的过程，PAD与焊料形成焊 接，此针对回流焊炉的是第八、九、十、三个加区间的加热作用． 冷却区：从焊料溶点降至50度左右， 合金焊点的形成过程。
230℃
217℃ 200℃ 130℃ 40℃
0℃
(℃)
PH1
PH2
PH3
5. 降温率控制在3~5℃/s之间为好 时间(sec) 6. 一般炉子的传送速度控制在 70~90cm/Min为佳
（图二）
4
SMT回流焊接分析
¤在生产双面板或阴阳板时,贴第二面(二次)过炉时,相对应的下溫
区不易 与上溫区设定參數值差异太大,一般在5~10 ℃左右.
a.如果差异太大了会导致錫膏內需要蒸发的气流不能完全的蒸发(产生气泡) b.一般第一次焊接后的錫在第二次过炉时,它的溶点溫度会比第一次高10%左右 c. 气泡应控制在15%以内,不影响功能 注：SMT元件尽量分布在PCB一面
5
无铅和有铅工艺成本和设备通用性比较： 绝大多数的有铅设备都适用于无铅工艺，包括：印刷机、贴片机、回流炉、BGA返修台、 分板机和测试设备。只有一个例外，那就是波峰焊机，无铅/有铅波峰焊机要严格区分。 1. 成本大大提高 有铅工艺转化为无铅工艺，其成本提高主要是无铅辅助材料和无铅印制电极板成本提高， 无铅器件成本基本差不多。 2. 无铅和有铅工艺设备通用性比较 有铅工艺转化为无铅工艺，在设备上基本通用，只是在波峰焊机和锡锅两种设备要严格区 分，具体对比如下表：
炉温要求平缓﹑平稳，让气流完全蒸发(急速升温和降温都会产生气泡，或是焊点 粗糙，假焊，焊点有裂痕等现象)
2
炉温曲线分析（profile）
有铅回流炉温工艺要求: 温 度
有铅制程（ profile）
最高峰值220 ℃±5℃
PH4
1. 起始温度(40℃)到120 ℃时的温升 率为1~3 ℃/s 2. 120 ℃~175 ℃时的恒温时间要控 制在60~120秒
200℃ 183℃ 175℃
120℃ 40℃ 0℃ PH1 PH2 PH3
(℃)
3. 高过183 ℃的时间要控制在45~90 秒之间
4. 高过200 ℃的时间控制在10~20 秒,最高峰值在220 ℃±5℃ 5. 降温率控制在3~5℃/s之间为好 6. 一般炉子的传送速度控制在 70~90cm/Min为佳
时间(sec)
（图一）
3
炉温曲线分析（profile）
无铅回流炉温工艺要求: 温 度
无铅制程（ profile）
最高峰值240 ℃±5℃
PH4
1. 起始温度(40℃)到150 ℃时的温升 率为1~3 ℃/s 2. 150 ℃~200 ℃时的恒温时间要控 制在60~120秒 3. 高过217 ℃的时间要控制在30~70 秒之间 4. 高过230 ℃的时间控制在10~30 秒,最高峰值在240 ℃±5℃
极端下线路板温度为265°C
8
关于回流焊温度设置
生产不同的产品，使用不同的原材料（PCB基板的材料、 厚度，贴片的类型等），使用不同的焊膏，温度设置都会 有所不同，下面只以焊膏为例进行温度设置。回流温度曲 线关键参数： 无铅回流曲线关键参数（田村焊膏）：1）温度设置 A:20-30℃ B:130-140℃ C:180-190℃ D:230-240℃2） 时间设置A→B:40-60sB→C（D部分）:60-120s超过220℃ （E部分）：20-40s3） 升温斜率A→B:2-4℃/s ,C→F:1-3℃/s 无铅回流曲线关键参数（石川焊膏）：2）温度设置 A:20-30℃ B:130-140℃ C:180-190℃ D:235-245℃2） 时间设置A→B:40-60sB→C（D部分）:80-120s超过220℃ （E部分）：40-60s4） 升温斜率A→B:2-4℃/s, C→F:1-3℃/s
9
SMT工艺总流程
N P CB 来料检查 Y 网印锡膏/红胶 N Y 通知IQC处理 N I PQC确认
印锡效果检查
Y 贴片 N 通知技术人员改善
清洗
夹下已贴片元件
炉前QC检查Leabharlann Y 过回流炉焊接/固化N 校正 Y
焊接效果检查 Y 后焊(红胶工艺先进行波 峰焊接) 后焊效果检查 Y
N
向上级反馈改善
交修理维修
序号
1
项目
焊接温度
有铅
铅锡共晶焊料的熔点为183℃
无铅
无铅焊料一般均在217℃以上
2
3 4 5 6
自校正能力
浸润性能 工艺窗口 焊点外观 环保性
自校正能力（Self alignment）较好
较好 较宽 较好 较差
较差
较差 狭窄 较差 较好
7
无铅工艺注意问题
低温回流的重要性
由于无铅合金的熔点升高（Sn/Ag/Cu合 金的熔点为217°C，Sn-Pb合金熔点 为183°C），无铅工艺面临的首要 问题便是回流焊时峰值温度的提高。 在图2中描述了无铅锡膏回流焊接时， 在最坏情况假设下（线路板最复杂， 系统误差和测量误差为正，以及满 足充分浸润的条件），线路板上最 热点温度可能达到的温度 （265°C）。图中最冷点235°C是 为保证充分浸润的建议条件。 值得注意的是：一方面，若无铅锡膏所 要求的峰值温度较高，线路板最热 点便容易达到265°C，而该温度已 超过了目前所有元器件的耐温极限； 另一方面，若系统误差和测量误差 为负，同时锡膏的最低峰值温度较 高，便会有冷焊问题的发生。因此 为了保证元器件的安全性、以及焊 点的可靠性，无铅锡膏的最低峰值 温度应尽量低，即无铅锡膏低温回 流特性在无铅焊接工艺中十分重要。
无铅设备 波峰焊机 无铅工艺 通用 有铅工艺 可用于有铅工艺，但用过 后就无法再转回无铅工艺 可用于有铅工艺，但用过 后就无法再转回无铅工艺 通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用
6
锡锅
回流焊 印刷机 贴片机 回流炉 BGA返修台 分板机 测试设备
通用
通用 通用 通用 通用 通用 通用 通用
无铅和有铅相比，在SMT工艺上有较大的差异，如下表