SMT无铅焊接(回流焊)
回流焊接工艺及无铅技术要求
回流焊接工艺及无铅技术要求回流焊接是一种常见的电子组装工艺，旨在通过在电路板上加热的同一区域内同时完成焊接和热残留的去除。
回流焊接工艺的目的是确保焊接质量，并尽量减少热应力对电子器件造成的损害。
无铅焊接是一种环保型的回流焊接工艺，旨在取代含铅焊料并减少对环境的污染。
下面将详细介绍回流焊接工艺和无铅技术要求。
回流焊接工艺通常包括以下几个步骤：预热、焊接、冷却和清洗。
首先是预热阶段，通过加热电路板上的焊盘和元件至预定温度，以准备焊接。
焊接阶段是回流焊接的关键步骤，焊盘和元件表面的焊膏会熔化并形成焊点。
在此过程中，需要控制好温度和焊接时间，以确保焊接的质量。
冷却阶段是将焊点迅速冷却至室温，以固化焊膏。
最后是清洗阶段，通过去除焊接过程中产生的流动剂和焊膏残留物，以使电路板达到可靠的电气和机械性能。
无铅焊接是对传统含铅焊接的替代方案，以减少对环境的污染和人体健康的影响。
无铅焊料通常使用锡和其他合金元素的组合，以替代传统含铅焊料。
由于无铅焊料的熔点较低和流动性相对较差，需要对回流焊接工艺进行调整。
以下是无铅焊接技术的一些要求：1.温度控制：无铅焊接的温度一般较高，通常在240-260摄氏度之间。
需要确保焊接区域的温度能够达到要求，并且在焊接过程中保持稳定。
2.施加力度：由于无铅焊料的流动性较差，需要增加施加于元件的重量，以确保焊盘和元件之间能够良好接触。
3.回流焊炉的设计：无铅焊接需要的温度较高，而焊炉的设计应考虑到这一点，以确保工艺的可行性。
4.元件的选择：无铅焊接对元件有一定的要求，不同的元件可能需要适用于无铅焊接的制造工艺。
5.环境和健康安全：无铅焊接强调环保和健康安全，需要遵守相关的法规和标准，并对焊接工艺进行有效的控制和监测。
总之，回流焊接是一种常见的电子组装工艺，无铅焊接是其环保型的变体。
为了确保焊接质量和减少环境污染，需要对回流焊接工艺进行调整，并且遵守无铅焊接技术的要求。
这些要求包括温度控制、施加力度、焊炉设计、元件选择以及环境和健康安全等方面。
SMT作业指导书 回流焊
文件编号编制部门工程部拟制02023.07.20
产品型号版本号A1审核工位号SMT-04工序人数1工序名称关键工位是作业工时S节拍S批准
一、操作
准备：
1.1、电源正常开起NO物料名称用量
二、操作内容：1测温仪1PCS
2.1、打开回流焊电源2隔热手套1双
2.2、选择
当前要生产的程序3
2.3、炉温到达设定温
度，测试温度曲线后过炉
4
5
6
变更内容
3.炉后出板处不可以堆积基板
4.生产过程中有异常情况要马上按
下紧急开关并上报
1.回流焊所有可活动处，不可用手去触摸物料编码规格
2.机器没有到达设定温度不可过炉
安全注意事项及要求：仪 器、设 备、工 具、物 料、辅 料SMT作业指导书0
通用
回流焊
RoHS紧急开关
先把电源开关转到
“ON”位置，大约5秒
后按下绿色的“START”
开始按钮，绿色指示
灯亮后，机器正常启
动
在电脑屏显示用户登录
系统时，分别输入，用
户名“USER”和密码“123”，
点“确定”，电脑自动进入
下一步
选择“操作模式”，点击“确
定”，电脑自动进入下一
步
电脑会自动打开默认路
径D盘“RS”文件夹，用鼠
标选择当前要生产的机
种名后，点“确定”自动
进入生产界面。
当所有实际温度都达
到设定温度时，上下
温区会显示绿色，同
时机器三色指示灯绿
灯会点亮，技术人员
测完温度曲线后通知
炉前QC过炉。
SMT回流焊常见缺陷分析及处理
SMT回流焊常见缺陷分析及处理
1.焊料流失：在回流焊过程中，由于焊料重量和焊料的熔点不同，会导致焊料在焊接过程中流失，从而影响焊接质量和外观。
2.空锡：在回流焊过程中，可能会出现电子元器件焊锡和焊盘之间未填充的情况，称为空锡缺陷，其严重程度与焊接参数的设置有关。
3.气泡：回流过程中，由于焊料的挥发和金属表面上的气体，可能会在焊点周围形成气泡，从而影响焊点的质量，也会影响焊接的外观。
4.结点：在焊接过程中，由于焊料量太少或焊膏和电子元器件之间金属板的不良接触，会导致焊点部分熔化而形成结点，称为结点缺陷。
5.燃烧：当焊料接触到未驱动的电子元器件或焊料量过多时，会发生燃烧现象，导致烧坏电子元器件。
处理缺陷：
1.焊料流失：在生产过程中，需要控制焊料的重量以及熔点，确保焊料在回流焊过程中能够有足够的覆盖面积，同时避免焊料在焊接过程中流失。
2.空锡：应根据焊接的不同情况适当调整焊接参数。
白蓉生细说无铅回焊
白蓉生细说无铅回焊一、前言所谓的Reflow，在外表贴装工业〔SMT〕中，是指锭形或棒形的焊锡合金，经过熔融并再制造成形为锡粉〔即圆球形的微小锡球〕，然后搭配有机辅料〔助焊剂〕调配成为锡膏；又经印刷、踩脚、贴片、与再次回熔并固化成为金属焊点之过程，谓之Reflow Soldering〔回流焊接〕。
此词之中文译名颇多，如再流焊、回流焊、回焊〔日文译名〕熔焊、回焊等；笔者感觉这只是将松散的锡膏再次回熔，并分散愈合而成为焊点，故早先笔者曾意译而称之为“熔焊”。
但为了与已流行的术语不至相差太远，及考虑字面并无迂回或巡回之含意，但却有再次回到熔融状态而完成焊接的内涵，故应称之为回流焊或回焊。
图 1 左图为位于观音工业区的协益电子公司，其 SMT 现场安装之锡膏印刷机，为了避开钢板外表之锡膏吸水与风干的苦恼起见，全机台均保持盖牢密封的状态。
右为开盖后所见钢板、刮刀及无铅锡膏刮印等外貌。
SMT 无铅回焊的整体工程与有铅回焊差异不大，仍旧是：钢板印刷锡膏、器件安置〔含片状被动组件之高速贴片，与异形零件大形组件之自动安放〕、热风回焊、清洁与品检测试等。
不同者是无铅锡膏熔点上升、焊性变差、空洞立碑增多、简洁爆板、湿敏封件更易受害等苦恼，必需转变观念重面对。
事实上依据多年量产阅历可知，影响回焊质量最大的缘由只有：锡膏本身、印刷参数以及回焊炉质量与回焊曲线选定等四大关键。
把握良好者八成问题应可消弭之于无形。
二、锡膏的制造与质量2.1锡膏组成与空洞锡膏是由重量比88-90％的焊料合金所做成的微小圆球〔称为锡粉Powder〕，与10-12％有机辅料图 2 锡稿回焊影响其锡性与焊点强度方面的因素很多，此处归纳为五大方向，依据多年现场阅历可知，以锡膏与印刷及回焊曲线〔Profile〕等三项占焊接品质之比重高达七八成以上，以下本文将专注于此三大内容之介绍，至于机器操作局部将不再著墨。
〔即通称之Flux 助焊剂〕所组成；由于前者比重很大〔7.4-8.4〕而后者的比重很轻〔约在1-1.5〕，故其体积比约为1：1。
无铅回流焊温区设定
无铅回流焊温区设定
1. 热流道
随着人们对环保和健康的关注度日益增加，无铅回流焊逐渐成为电子行业的主流趋势。
但是，无铅焊料的熔点较高，需要更高的热量和更长的焊接时间才能实现完美的焊点。
因此，合理设置无铅回流焊的温区至关重要。
2. 回流焊温区
回流焊温区包括预热区、热流道、焊接区、保温区和冷却区。
2.1 预热区
预热区的温度通常设置在80℃~120℃之间，主要是为了将电子产品表面的水分蒸发出来，避免水分进入焊点，影响焊接效果。
2.2 热流道
在热流道中，温度应该控制在150℃~200℃之间。
如果温度过低，无铅焊料无法熔化，如果温度过高，则会引起焊点氧化和过度熔化。
2.3 焊接区
焊接区是关键的温区，温度应该在220℃~245℃之间。
在这个温度区间内，无铅焊料可以熔化并与焊垫良好结合。
2.4 保温区
在保温区，温度应该在180℃~220℃之间，保持一定的时间，以确保焊点厚度均匀，没有虚焊或者过度熔化。
2.5 冷却区
在冷却区，温度应该控制在100℃~ 130℃之间，使焊点均匀冷却，其后续过程包括清洗、喷涂等处理。
3. 总结
无铅回流焊温区是非常重要的，如果不合理设置可能会导致焊点
无法达到理想效果，而引起质量问题。
因此，合理设置无铅焊接温度，严格控制温度变化，可以为生产中提供更高的焊接质量和稳定性。
回流焊无铅焊接的特点和对策
钎焊机理钎焊分为硬钎焊和软钎焊。
主要是根据钎料（以下称焊料）的熔化温度来区分的，一般把熔点在450℃以下的焊料叫作软焊料，使用软焊料进行的焊接就叫软钎焊；把熔点在450℃以上的焊料叫作硬焊料，使用硬焊料进行的焊接就叫硬钎焊。
在美国MIL SPEC军用标准中，是以800℉（429℃）的金属焊料的熔点作为区分硬钎焊和软钎焊的标准。
电子装联用锡焊是一种软钎焊，其焊料主要使用锡Sn、铅Pb、银Ag、铟In、铋Bi等金属，目前使用最广的是Sn-Pb和Sn-Pb-Ag 系列共晶焊料，熔点一般在185℃左右。
钎焊意味着固体金属表面被某种熔化合金浸润。
这种现象可用一定的物理定律来表示。
如果从热力学角度来考虑浸润过程，也有各种解释的观点。
有一种观点是用自由能来解释的。
⊿F＝⊿U－T⊿S 在这里，F是自由能，U是内能，S是熵。
⊿F 与两种因素有关，即与内能和熵的改变有关。
一般S常常趋向于最大值，因此促使－T⊿S也变得更小。
实际上，当固体与液体接触时，如果自由能F减少，即⊿F是负值，则整个系统将发生反应或趋向于稳定状态。
由此可知，熵是浸润的促进因素，因为熵使⊿F的值变得更小。
⊿F的符号最终决定于⊿U的大小和符号，它控制着浸润是否能够发生。
为了产生浸润，焊料的原子必须与固体的原子接触，这就引起位能的变化，如果固体原子吸引焊料，热量被释放出来，⊿U是负值。
如果不考虑⊿U的大小和量值，那么，熵值的改变与表面能的改变有同样的意义，浸润同样是有保证的。
在基体金属和焊料之间产生反应，这就表明有良好的浸润性和粘附性。
如果固体金属不吸引焊料，⊿U是正值，这种情况下，取决于⊿U在特殊温度下的大小值，才能决定能否发生浸润。
这时，增加T⊿S值的外部热能，能对浸润起诱发作用。
这种现象可以解释弱浸润。
在焊接加温时，表面可能被浸润，在冷却时，焊料趋于凝固。
在开始凝固的区域，⊿U是正值，其值比T⊿S大得多，当⊿F最终变为正值时，浸润现象就发生了。
SMT回流焊接工艺解析
SMT回流焊接工艺解析摘要：回流焊接是指利用焊膏（由焊料和助焊剂混合而成的混合物）将一或多个电子元件连接到PCB焊盘上之后，透过控制加温来熔化焊料以达到永久接合，可以用回焊炉、红外加热灯或热风枪等不同加温方式来进行焊接。
回流焊接的本质就是“加热”，其工艺的核心就是设计温度曲线与炉温设置。
温度曲线，指工艺人员根据所要焊接PCBA的代表性封装及焊膏制定的“温度—时间”曲线，也指PCBA上测试点的“温度—时间”曲线。
关键词：炉温传热学原理、炉温曲线、参数设置、测试点。
1、温度曲线的测量与设置1）炉温设置的传热学原理一般回流焊接炉操作界面上所显示的温度是炉中内置热电偶测头处的温度，它既不是PCB上的温度，也不是发热体表面或电阻丝的温度，实际上是热风的温度。
要做到会设置炉温，必须了解以下两条基本的传热学定律：(1）在炉内给定的一点，如果PCB温度低于炉温，那么PCB将升温；如果PCB温度高于炉温，那么PCB温度将下降；如果PCB温度与炉温相等，将无热量交换。
(2）炉温与PCB温度差越大，PCB温度改变得越快。
炉温的设置，一般先确定炉子链条的传送速度，其后才开始进行温度的设定。
链速慢、炉温可低点，因为较长的时间也可达到热平衡，反之，可提高炉温。
如果PCB上元件密、大元件多，要达到热平衡，需要较多热量，这就要求提高炉温；相反，降低炉温。
需要强调的是，一般情况下链速的调节幅度不是很大，因为焊接的工艺时间、回流焊接炉的温区总长度是确定的，除非回流焊接炉的温区比较多、比较长，生产能力比较足。
2）炉温设置步骤炉温的设置是一个设定、测温和调整的过程，其核心就是温度曲线的测试。
目前，测温使用的是专用测温仪，它尺寸很小，可随PCB一同进入炉内，测试后将其与计算机相连，就可显示测试的温度曲线。
设定一个新产品的炉温，一般需要进行1次以上的设定和调整。
设置步骤如下：(1)将热电偶测头焊接或胶粘到测试板或实际的板上，注意测点位置的选取；(2)调整炉内温度和链速，做第一次调整；(3)等候一定的时间，使炉内温度稳定；(4)将测试板与测温仪通过链条，进行温度测试；(5)分析获得的曲线；(6)重复2）～5）的步骤，直到达到要求为止。
SMT工艺技术(回流焊接)培训总结
六、回流焊相关焊接缺陷的原因分析： Ａ、桥接（短路） Ｂ、立碑 Ｃ、浸润不良（空焊、少锡）
回流焊接技术
Ａ、桥接： 接加热过程中产生焊料塌边，这个情况出现在预热和主加热两种场合，当预热温度在几十至一百范围内，作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出，如果其流出的趋是十分强烈的，会同时将焊料颗粒挤出焊区外，在溶融时如不能返回到焊区内，而产生短路，也会形成滞留焊料球（锡珠）。 除上面的因素外元件端电极是否平整良好，电路线路板布线设计与焊区间距是否规范，助焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等会是造成桥接的原因。
回流焊接技术
B、立碑（曼哈顿现象） 片式元件在遭受急速加热情况下发生翘立，加热时要从时间要素的角度考虑，使水平方向的加热形成均衡的温度分布。 防止元件翘立的主要因素以下几点： ① 选择粘力强的焊料，印刷精度和元件的贴装精度也需提高。 ② 元件的外部电极需要有良好的湿润性湿润稳定性。推荐：温度40℃以下，湿度70％RH以下，进厂元件使用期不超过6个月。 ③ 采用小的焊盘宽度尺寸、规范的间距、规范形状，以减少焊料溶融时对元件端部产生的表面张力的不均衡。 ④ 焊接温度管理条件设定对元件翘立也是一个因素。通常的目标是加热要均匀。
回流焊接技术
衡温区： 该区域的目的：温度从120℃（ 1３0℃） ~150℃（ 1８0℃）升至焊膏熔点的区域。主要目的是使基板上各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差。使焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡。 注意要点：基板上所有元件在这一段结束时应尽量具有相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。
回流焊接技术
二、回流焊设备的发展 在电子行业中，大量的表面组装组件（SMＤ）通过再流焊机进行焊接，目前回流焊的热传递方式经历三个阶段： 远红外线--全热风--红外热风
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。
(整理)SMT回流焊常见缺陷分析及处理
SMT回流焊常见缺陷分析及处理不润湿（Nonwetting）/润湿不良（Poor Wetting）通常润湿不良是指焊点焊锡合金没有很好的铺展开来，从而无法得到良好的焊点并直接影响到焊点的可靠性。
产生原因：1.焊盘或引脚表面的镀层被氧化，氧化层的存在阻挡了焊锡与镀层之间的接触；2.镀层厚度不够或是加工不良，很容易在组装过程中被破坏；3.焊接温度不够。
相对SnPb而言，常用无铅焊锡合金的熔点升高且润湿性大为下降，需要更高的焊接温度来保证焊接质量；4.预热温度偏低或是助焊剂活性不够，使得助焊剂未能有效去除焊盘以及引脚表面氧化膜；5.还有就是镀层与焊锡之间的不匹配业有可能产生润湿不良现象；6.越来越多的采用0201以及01005元件之后，由于印刷的锡膏量少，在原有的温度曲线下锡膏中的助焊剂快速的挥发掉从而影响了锡膏的润湿性能；7.钎料或助焊剂被污染。
防止措施：1.按要求储存板材以及元器件，不使用已变质的焊接材料；2.选用镀层质量达到要求的板材。
一般说来需要至少5μm 厚的镀层来保证材料12个月内不过期；3.焊接前黄铜引脚应该首先镀一层1～3μm的镀层，否则黄铜中的Zn将会影响到焊接质量；4.合理设置工艺参数，适量提高预热或是焊接温度，保证足够的焊接时间；5.氮气保护环境中各种焊锡的润湿行为都能得到明显改善；6.焊接0201以及01005元件时调整原有的工艺参数，减缓预热曲线爬伸斜率，锡膏印刷方面做出调整。
黑焊盘(Black Pad)黑焊盘：指焊盘表面化镍浸金（ENIG）镀层形态良好，但金层下的镍层已变质生成只要为镍的氧化物的脆性黑色物质，对焊点可靠性构成很大威胁。
产生原因：黑盘主要由Ni的氧化物组成，且黑盘面的P含量远高于正常Ni面，说明黑盘主要发生在槽液使用一段时间之后。
1.化镍层在进行浸金过程中镍的氧化速度大于金的沉积速度，所以产生的镍的氧化物在未完全溶解之前就被金层覆盖从而产生表面金层形态良好，实际镍层已发生变质的现象；2.沉积的金层原子之间比较疏松，金层下面的镍层得以有继续氧化的机会。
SMT回流焊作业指导书(2024)
引言概述：随着电子产品的快速发展，SMT（SurfaceMountTechnology，表面贴装技术）回流焊成为了主流的焊接工艺。
为了保证焊接质量和生产效率，制定一份SMT回流焊作业指导书是必要的。
本文将详细介绍SMT回流焊作业的相关内容，包括焊接参数设置、元件选型和布局、焊接工艺流程、设备操作和维护、质量控制等五个大点，旨在提供一份全面且专业的指导，帮助操作人员正确进行SMT回流焊作业，提高生产效率和产品质量。
正文内容：一、焊接参数设置1.1温度曲线设计：根据焊接元件的特性和要求，设计适当的温度曲线，包括预热区、焊接区和冷却区，确保焊接质量。
1.2回流炉温度设定：根据焊接工艺要求设定回流炉温度，包括预热温度、焊接温度和冷却温度，确保元件的正确焊接和熔化。
1.3过渡区设置：确定预热区和焊接区之间的过渡区，控制电子元件的热冲击。
二、元件选型和布局2.1元件选型：根据焊接要求和产品设计要求，选择合适的电子元件，包括表面贴装元件（SMD）和插件元件。
2.2元件布局：根据元件的尺寸、散热要求和信号传输要求，合理安排元件在PCB（PrintedCircuitBoard，印刷电路板）上的布局，防止热点和信号干扰。
三、焊接工艺流程3.1PCB准备：清洁PCB表面，确保焊接区域无尘、无油污，并检查PCB的电气连接和机械连接是否良好。
3.2胶水和焊膏涂布：根据焊接要求，在PCB上涂布胶水和焊膏，确保元件能够正确粘贴和焊接。
3.3元件贴装：使用自动贴装机将电子元件精确地贴到PCB 上，确保位置准确和固定可靠。
3.4回流焊：将贴装好的PCB放入回流炉中进行焊接，根据设定的温度曲线加热和冷却，完成焊接过程。
3.5清洁和检查：在焊接完成后，清洁焊接区域，检查焊接质量和元件的安装效果。
四、设备操作和维护4.1回流炉操作：熟悉回流炉的操作面板和控制参数，保证回流炉的正常运行。
4.2设备维护：定期清洁回流炉内部和外部的油污和灰尘，检查并更换磨损的零部件，保证设备的可靠性和稳定性。
SMT回流焊操作使用核心知识参考
SMT回流焊操作使⽤核⼼知识参考SMT回流焊操作应该选择正确的材料和正确的操作⽅法来进⾏回流焊接。
回流焊品质的好坏跟回流焊机的正确操作使⽤有很⼤的关系，⼴晟德回流焊这⾥为⼤家分步骤分享⼀下SMT回流焊操作使⽤核⼼知识参考。
⼀、SMT回流焊的启动操作①合上设备总电源（机器左下⽅电柜内空开）。
开启车间排烟抽风系统开关使之正常运⾏；②按下机器右上⽅POWER按钮，开启电脑，登录回流焊系统界⾯，确认系统通讯正常后，调⽤⽆铅锡膏回流焊程序。
检查设置的8个加热温区⽬标温度值（有铅）SV应以次为：165、160、175、185、190、190、240、200。
输送带速应为75cm±10cm/min；③点击回流焊控制软件界⾯上总启动按钮，合上运风、输送、加热、冷却开关，使使机器进⼊运⾏状态；④冷机要预热20～30分钟后，观察窗⼝中实际温度PV与设定值SV是否稳定，是：则进⾏下⼀步；否：则要重设温控表的PID参数值，并在5～10分钟后观察稳定是否再进⾏下⼀步。
校准由技术员调试①将测温仪及其3探头贴放在与⼯件PCB尺⼨相同的试验板上，并使之随输送带进⾏炉内温度实测，出炉后理解在PC测温软件上读出各时间点板⾯的实际温度；②将上⼀步实测结果与左图标准曲线相⽐较，若测试曲线与标准曲线相同或相近，则可以开始正常⽣产；否则，要在对⽐标准曲线温差⼤的温控表上，重新尝试设置SV值（以5℃左右的梯度增减），或配合传送钢带运⾏速率来综合调整，以达到实际⽣产所需要的⼯件受温控制曲线。
⼆、SMT回流焊各功能区描述第1温区—预热区第2温区—预热区第3温区—预热区第4温区—⼲燥区第5温区—⼲燥区第6温区—活化区第7温区—焊接区第8温区—快速降温区。
三、SMT回流焊设置温区温度（SV值）第⼀温区—165 ±2℃第⼆温区—160 ±2℃第三温区—175 ±2℃第四温区—185 ±2℃第五温区—190 ±2℃第六温区—190 ±2℃第七温区—240±2℃第⼋温区—200 ±2℃第9温区—室温风冷区。
SMT回流焊接技术分析
・影响焊接的几大条件1 . Solder paste （錫膏成份）2・MetT （材料）：包括PCB和BGATBGA3・Process （制程）：Temp profile （炉温曲线）和Storage （存放条件）1二炉温曲线分析(profile)1・ Pre-heat the PCB & Mat'l to the temp,suit with solder(flux will start activate)【PCB与材料(元器件)預热，针对回流焊炉说的是前一到两个加热区间的加热作用.】22. Flux will pre long activation on clearing oxidation【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.】33. Oxidize gas vagourize and in Liguiding【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，此针对回流焊炉说的是第五到六个加热区间的加热作用.】4. Turing in cooling (where out esape will buost)【炉温要求平缓、平稳，让气流完全蒸发(不然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)】p 52007年9月20日编写(图一)*PH(Pre Heat)64 有铅制程(profile)飾:有铅回流炉温工艺要求：1. 起始温度(30°C)到120 °C 时的温升 率为 °C/s 2. 120 °C^175 °C 时的恒温时间要控 制在60^120秒 3. 高过183 °C 的时间要控制在45~90 秒之间 4. 高过200 °C 的时间不要超过10-15 秒，最高峰值在220 °C±5°C 5. 降温率控制在3~5°C/s 之间为好 6. —般炉子的传送速度控制在 70〜75cm/Min 为佳无铅回流炉温工艺要求：1. 起始温度（30°C）到130 °C 时的温升率为 °C/s2. 130 °C~180 °C 时的恒温时间要控 制在60^12 0秒3. 高过217 °C 的时间要控制在30^60 秒之间4. 高过230 °C 的时间不要超过：10~20 秒，最髙峰值在240 °C±5°C5. 降温率控制在3~5°C/s 之间为好6. 一般炉子的传送速度控制在 70~75cm/Min 为佳* 无铅制程（proOte ） 餡: 耳:6 ;（图二）*PH(Pre Heat)□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 °C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・我们所说的气泡应控制在30%以内为最好焊接，不影响功能8•BGA虛焊形成和处理一般PCB上BGA位都会有凹（弯曲）現象，BGA在焊接时优先焊接的是BGA的四边，等四边焊完后才会焊接中間部位的錫球，这时可能因炉溫的差异沒能使锡膏和BGA焊球完全的熔溶焊接上，这样就產生了虛焊•或是冷焊现象，用熱吹風机加熱达到焊接溫度时,可能再次重焊完成.处理这种現象可加長回焊的焊接时間（183弋或是217 °C的时間）.9•特殊性的制程控制一般在有铅锡膏和无铅无件混合制程时，回流焊炉的温区设定值（实测值）要比全有铅制程的高5~10。
SMT之回流焊作业指导
文件编号制作日期页数版本WI/PE-0182008/9/27
1A/1NO
制作审核批准1
2
3
44贴好IC的PCB 1静电环2回流焊机3防静电隔板４、放置时注意不要把元件脚碰伤到；
使用的物料NO 使用工具注意事项：
１、作业过程中应做好静电防护；
２、产品过回流焊后锡点符合工艺要求，产品元件无 损坏；
３、注意有铅产品和无铅产品的回流焊选择；２、根据产品设置好各项参数，待设备达到设置参数 值后即可开始过炉，将贴好的产品放在设备运输 带进口端，产品经过热风回流焊后由输送带出口 端流出；
３、出炉后自检并整齐放置在防静电的隔板上；作业指导书
工序名称
ＳＭＴ之回流焊操作顺序及内容
关键部位工艺图１、上工序贴ＩＣ，下工序是贴切高温胶纸或后补；。
SMT回流焊工艺(1)
（图二）
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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
炉温曲线分析（profile）
SMT回流焊工艺控制
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炉温曲线分析（profile）
40℃
120℃
175℃
183℃
200℃
0℃
最高峰值220 ℃±5℃
时间
有铅制程（ profile）
有铅回流炉温工艺要求: 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 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
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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：
中温无铅锡膏回流焊曲线
中温无铅锡膏回流焊曲线
中温无铅锡膏回流焊曲线通常包括以下三个区域：
1. 预热区：此区域的目标是使锡膏从室温上升到开始熔化的温度。
具体时间需要控制，以避免因加热速度过慢而导致锡膏无法充分熔化，或因加热速度过快而造成元器件受损。
2. 快速加热区：在这个区域，温度迅速上升，从180℃迅速上升到焊膏的熔点（217℃）。
这个区域的加热速率应该大于2℃/s，以保证锡膏合金迅速升至焊接温度。
3. 回流区：在这个区域，焊膏熔化成液态，并迅速润湿焊盘。
随着温度进一步升高，焊料的表面张力降低，焊料沿着元件引脚爬升形成弯月面。
此时，焊料中的锡与PCB焊盘上的铜形成金属间化合物，锡原子和铜原子在其界面相互渗透。
SMT-回流焊原理与工艺
SMT 回流焊原理与工艺无铅回流焊工艺是当前表面贴装技术中最重要的焊接工艺,它已在包括手机,电脑,汽车电子,控制电路、通讯、LED照明等许多行业得到了大规模的应用.越来越多的电子原器件从通孔转换为表面贴装,回流焊在相当范围内取代波峰焊已是焊接行业的明显趋势.整条SMT表面贴装线一般由钢网锡膏印刷机,贴片机和回流焊炉等三部分构成.对于贴片机而言,无铅与有铅相比,并没有对设备本身提出新的要求；对于丝网印刷机而言,由于无铅与有铅锡膏在物理性能上存在着些许差异,因此对设备本身提出了一些改进的要求,但并不存在质的变化；无铅的挑战压力重点恰恰在于回流焊炉.有铅锡膏〔Sn63Pb37〕的熔点为183度,如果要形成一个好的焊点就必须在焊接时有0.5-3.5um厚度的金属间化合物生成,金属间化合物的形成温度为熔点以上10-15度,对于有铅焊接而言也就是195-200度.线路板上的电子原器件的最高承受温度一般为240度.因此,对于有铅焊接,理想的焊接工艺窗口为195-240度.无铅焊接由于无铅锡膏的熔点发生了变化,因此为焊接工艺带来了很大的变化.目前常用的无铅锡膏为Sn96Ag0.5Cu3.5 ,熔点为217-221度.好的无铅焊接也必须形成0.5-3.5um厚度的金属间化合物,金属间化合物的形成温度也在熔点之上10-15度,对于无铅焊接而言也就是230-235度.由于无铅焊接电子原器件的最高承受温度并不会发生变化,因此,对于无铅焊接,理想的焊接工艺窗口为230-245度.工艺窗口的大幅减少为保证焊接质量带来了很大的挑战,也对无铅焊接设备的稳定性和可靠性带来了更高的要求.由于设备本身就存在横向温差,加之电子原器件由于热容量的大小差异在加热过程中也会产生温差,因此在无铅回流焊工艺控制中可以调整的焊接温度工艺窗口范围就变得非常小了,这是无铅回流焊的真正难点所在.回流焊炉从整个无铅工艺角度看对最后的产品质量起着至关重要的作用.但是,从整条SMT 生产线的投资角度看,无铅焊炉的投资往往只占到整条SMT线投资额的10-25%.这也就是为什么很多电子制造商在转入无铅生产后马上将原有回流焊炉更换成更高品质回流焊炉的原因.日趋成熟的无铅工艺究竟对回流焊炉提出了哪些新的要求呢？我们从下列几个方面来加以分析：对焊接品质提出的要求•如何获得更小的横向温差由于无铅焊接工艺窗口很小,因此横向温差的控制非常重要.回流焊内的温度一般受到四个因素的影响：<1> 热风的传递目前主流的无铅回流焊炉均采取100%全热风与热风+红外补偿的加热方式.在回流焊炉的发展进程中也出现过红外加热的方式,红外加热速度快,对吸热量大器件能与时补温,但由于红外加热存在不同颜色器件的红外吸收反射率不同和由于相邻原器件遮挡而产生阴影效应,而这两种情况都会造成温差而使无铅焊接存在跳出工艺窗口的风险,因此红外加热技术在回流焊炉的多独立加热方式中已被逐渐淘汰,以全热风与热风加红外外补偿所取代.在无铅焊接中,需要重视热传递效果与热交换效率.特别对于大热容量的元器件,如果不能得到充分的热传递与交换,就会导致升温速度明显落后于小热容量器件而导致横向温差.回流焊炉体运风结构的设计直接影响热交换速度.回流焊两种热风传递方式. 一种称之为微循环热风传递方式,一种称为小循环热风传递方式.微循环的热风中的热风从加热板的孔中吹出,热风的流动在小范围内流动,周围热传递效果不佳.小循环的设计由于热风的流动集中且有明确的方向性.这样的热风加热热传递效果增加15%左右,而热传递效果的增加对减少大小热容量器件的横向温差会起到较大的作用.<2> 链速的控制链速的控制会影响线路板的横向温差.常规而言,降低链速,会给予大热容量的器件更多的升温时间,从而使横向温差减小.但是毕竟炉温曲线的设置取决于焊膏的要求,所以无限制的降低链速在实际生产中是不现实的.<3> 风速与风量的控制我们做过这样一个实验,保持回流焊炉内的其他条件设置不变而只将回流焊炉内的风扇转速降低30%,线路板上的温度便会下降10度左右〔图4〕.可见风速与风量的控制对炉温控制的重要性.为了实现对风速与风量的控制,需要注意两点：a. 风扇的转速应实行变频控制,以减小电压波动对它的影响；b. 尽量减少设备的抽排风量,因为抽排风的中央负载往往是不稳定的,容易对炉内热风的流动造成影响.c. 设备的稳定性即时我们获得了一个最佳的炉温曲线设置,但要实现他还是需要用设备的稳定性,重复性和一致性来给予保证.特别是无铅生产,炉温曲线如果由于设备原因稍有漂移,便很容易跳出工艺窗口导致冷焊或原器件损坏.所以,越来越多的生产厂家开始对设备提出稳定性测试的要求. •氮气的使用无铅时代的到来使回流焊是否充氮变成了一个热门的讨论话题.由于无铅焊料的流动性,可焊性,浸润性都不与有铅焊料,尤其是当电路板焊盘采用OSP工艺〔有机保护膜的裸铜板〕时,焊盘容易氧化,常常造成焊点的润湿角太大和焊盘露铜现象.为了提高焊点质量,我们有时需要在回流焊时使用氮气.氮气是一种惰性保护气体,可以保护电路板焊盘在焊接中不被氧化,对提高无铅焊料的可焊性起到明显的改善效果.但由于焊料品质的提升与氮气成本的问题,目前市场使用氮气焊接的企业并不多见！力锋氮气供给系统一般也为选配.•有效的冷却装置和助焊剂管理系统无铅生产的焊接温度明显高于有铅,这就对设备的冷却功能提出了更高的要求.此外,可控的较快冷却速度可以使无铅焊点结构更致密,对提高焊点机械强度带来帮助.特别是当我们生产如通讯背板等大热容量的线路板时,如果我们仅仅使用风冷方式,线路板在冷却时将很难达到3-5度/秒的冷却要求,而冷却斜率达不到要求将使焊点结构松散而直接影响到焊点的可靠性. 无铅锡膏中往往加有较多的助焊剂,助焊剂残留物容易堆积在炉子内部,影响到设备的热传递性能,有时甚至会掉到炉内的线路板上面造成污染.要在生产过程中将助焊剂残留排出有两种方式;<1> 抽排风抽排风是排出助焊剂残留物的最简单的方式.但是,我们在前文中已提到,过大的抽排风会影响到炉腔内热风气流的稳定性.此外,增加抽排风量会直接导致能耗〔包括用电和用氮〕的上升.<2> 助焊剂过滤系统：由于助焊剂直接对排放对环境造成污染,力锋M系列,LF系列,MCR系列,ROHS系列均配有助焊剂过滤系统.<3> 多级助焊剂管理系统〔强制冷却〕助焊剂管理系统一般包括过滤装置和冷凝装置.过滤装置将助焊剂残留物中的固体颗粒部分进行有效分离过滤,而冷装置凝则是在热交换器中将气态的助焊剂残留物冷凝成液态,最后汇集在收集盘中集中处理.对设备材料和构造提出的要求•无铅高温对设备材料的要求无铅生产使设备必须承受比有铅生产更高的温度.如果设备用材出现问题,那么就会产生炉腔翘曲,轨道变形,密封性能变差等一系列问题,最终严重影响生产.因此,无铅回流焊炉所使用的轨道应该经过硬化等特殊处理,而且板金接缝处应经过X光扫描确认没有裂缝和气泡,以免长时间使用后出现损坏和泄漏.•有效防止炉腔翘曲和轨道变形无铅回流焊炉的炉腔应使用整块板金加工而成,如果炉腔是使用小块板金拼接而成,那么在无铅高温下很容易发生炉腔翘曲.在高温和低温情况下的轨道平行度测试是非常必要的.如果由于用材和设计导致轨道在高温情况下发生变形,那么卡板和掉板情况的发生将无法避免.•避免扰动焊点的产生以往的Sn63Pb37有铅焊料是一种共晶合金,其熔点与凝固点温度是相同的,均为183℃.而SnAgCu的无铅焊点不是共晶合金,其熔点范围为217℃－221℃,温度低于217℃为固态,温度高于221℃为液态,当温度处在217℃至221℃之间时合金呈现出一种不稳定状态.当焊点处在这种状态时设备的机械振动很容易使焊点形态发生改变,造成扰动焊点,这在电子产品可接受条件IPC－A－610D标准中是一种不能接受的缺陷.因此无铅回流焊设备的传送系统应该具备良好的免震动结构设计以避免扰动焊点的产生.对降低运营成本提出的要求•炉腔的密封性炉腔的翘曲,设备的泄漏都会直接造成用电用氮量的直线上升,所以,设备的密封性对生产成本的控制至关重要.实践证明,一个小小的泄漏,哪怕只有螺丝孔大小的漏气孔,就可能使氮气消耗量从每小时15立方米增加到每小时40立方米.•设备的热保温性能触摸回流焊炉的设备表面〔回流区对应的位置〕应不觉得烫手〔表面温度应低于50度〕.如果觉得烫手则说明回流焊炉的热保温性能不佳,大量的电能转变为热能散失出来造成无谓的能源浪费.如果在夏天,散失在车间内的热能会导致车间温度升高,我们还不得不将这些热能再用空调装置排放到室外,这就直接导致双倍的能源浪费.•抽排风如果设备没有好的助焊剂管理系统,助焊剂的排出全靠抽排风完成,那么设备在抽出助焊剂残留的同时也排出了热量和氮气,从而直接造成能耗的上升.•维护成本回流焊炉在大批量连续生产中具有极高的生产效率,每小时可以生产几百块手机电路板,如果炉子的维护间隔时间短,维护工作量大,维护时间长,就必然会占用较多的生产时间,造成生产效率浪费.为了降低维护成本,无铅回流焊设备应尽量采用模块化设计,为设备的维护和维修提供方便目前,国内外很多先进的电子产品制造商为进一步降低维护对生产效率造成的影响,提出了一个全新的设备维护理念"同步维护".即在回流焊炉满负荷工作时,利用设备的自动维护切换系统,使回流焊炉的保养与维护能与生产完全同步进行.这样的设计完全摒弃了原来"停机维护"的理念,使SMT整线的生产效率获得了进一步的提升.对工艺实施提出的要求高品质的设备只有通过专业的使用才能产生效益.目前广大生产厂家在无铅焊接的生产过程中所遇到的很多问题已不仅仅来自于设备本身,而是需要通过工艺的调整来解决.•回流焊技术的发展未来手机产品与军工产品对回流焊的要求是不一样的,线路板生产与半导体生产对回流焊的要求也是不一样的.少品种大批量的生产开始慢慢减少,不同产品对设备要求的差异性开始日趋显现.未来回流焊的区别将不仅体现在温区的多少和氮气的选择上,回流焊的市场会根据不同产品要求将不断被细分,这是回流焊技术未来可预见的发展方向.焊接技术在电子产品的装配中占有极其重要的地位.一般焊接分为两大类：一类是主要适用于通孔插装类电子元器件与印制板的焊接－波峰焊,所谓波峰焊〔wavesoldering〕即是将熔化的软釺焊料,经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰,使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软釺焊；另一类是主要适用于表面贴装元器件与印制板的焊接－回流焊〔reflowsoldering〕,又称再流焊,所谓回流焊是指通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软釺焊料,实现表面贴装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软釺焊,从而实现具有一定可靠性的电路功能.随着表面贴装元器件在电子产品中的大量使用,回流焊接技术成为表面贴装技术中的主要工艺技术.它主要的工艺特征是：用焊剂将要焊接的金属表面净化〔去除氧化物〕,使之对焊料具有良好的润湿性；供给熔融焊料润湿金属表面；在焊料和焊接金属间形成金属间化合物；另外可以实现微焊接.回流焊接是预先在PCB焊接部位〔焊盘〕施放适量和适当形式的焊料,然后贴放表面贴装元器件,利用外部热源使焊料回流达到焊接要求而进行的成组或逐点焊接工艺.回流焊接与波峰焊接相比具有以下一些特点：1、回流焊不需要象波峰焊那样需把元器件直接浸渍在熔融焊料中,故元器件所受到的热冲击小；2、回流焊仅在需要的部位上施放焊料,大大节约了焊料的使用；3、回流焊能控制焊料的施放量,避免桥接等缺陷的产生；4、当元器件贴放位置有一定偏离时,由于熔融焊料表面张力的作用,只要焊料施放位置正确,回流焊能在焊接时将此微小偏差自动纠正,使元器件固定在正确位置上；5、可采用局部加热热源,从而可在同一基本上用不同的回流焊接工艺进行焊接；6、焊料中一般不会混入不纯物,在使用焊锡膏进行回流焊接时可以正确保持焊料的组成.回流焊接技术按照加热方式进行分类有：气相回流焊,红外回流焊,红外热风回流焊,激光回流焊,热风回流焊和工具加热回流焊等.回流焊原理与温度曲线：从温度曲线〔见图1〕分析回流焊的原理：当PCB进入升温区〔干燥区〕时,焊锡膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时焊锡膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚,焊锡膏软化、塌落、覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；PCB进入保温区时,使PCB和元器件得到充分的预热,以防PCB突然进入焊接区升温过快而损坏PCB和元器件；当PCB进入焊接区时,温度迅速上升使焊锡膏达到熔化状态,液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点；PCB进入冷却区,使焊点凝固,完成整个回流焊.温度曲线是保证焊接质量的关键,实际温度曲线和焊锡膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应基本一致.160℃前的升温速度控制在1℃/s～2℃/s,如果升温斜率速度太快,一方面使元器件与PCB受热太快,易损坏元器件,易造成PCB变形；另一方面,焊锡膏中的溶剂挥发速度太快,容易溅出金属成分,产生焊锡球.峰值温度一般设定在比焊锡膏熔化温度高20℃～40℃左右〔例如Sn63/Pb37焊锡膏的熔点为183℃,峰值温度应设置在205℃～230℃左右〕,回〔再〕流时间为10s～60s,峰值温度低或回〔再〕流时间短,会使焊接不充分,严重时会造成焊锡膏不熔；峰值温度过高或回〔再〕流时间长,造成金属粉末氧化,影响焊接质量,甚至损坏元器件和PCB.根据回流焊温度曲线与回流原理,目前市场上的回流焊机一般为简易四温区回流焊机,还有大型的六、八甚至十二温区的回流焊机,而型号为QHL320A的回流焊机采用20段可编程温度控制,相当于20温区回流焊机,这样将回流温度曲线细分,进而控温更精确,更加拟合理想的回流温度曲线,达到完美焊接.良好的焊接质量从何保障？QHL320A回流焊机除了在控制上完全符合回流焊的温度曲线以外,同时也可以使用户真正了解回流焊接的原理.QHL320A回流焊机具有大尺寸透明视窗的功能,用户可通过透明视窗对整个焊接过程进行全程控制,同时可观察焊锡膏在整个焊接过程中的变化状态,易于发现焊接过程中出现的问题,通过参数调整加以改善,从而保证良好的焊接质量.同时QHL320A回流焊机为小型台式回流焊机,采用全静止焊接,有效的防止了大型多温区回流焊机履带式传送所产生的微小振动,此振动有可能在焊接区焊锡膏熔化的流动状态下对微小间距的IC〔如间距≤0.5mm〕和元件〔如0603、0402和0201等〕的焊接产生影响,导致元器件的漂移、锡珠、锡桥等焊接缺陷,而全静止焊接则完全避免了以上可能出现的缺陷.设置回〔再〕流焊温度曲线的依据：1、根据使用焊锡膏的温度曲线进行设置.不同金属含量的焊锡膏有不同的温度曲线,应按照焊锡膏生产厂商提供的温度曲线进行设置具体产品的回〔再〕流焊温度曲线；2、根据PCB的材料、厚度、是否多层板、尺寸大小等；3、根据表面组装板搭载元器件的密度、元器件的大小以与有无BGA、CSP等特殊元器件进行设置.4、根据设备的具体情况,例如：加热区的长度、加热源的材料、回〔再〕流焊炉的构造和热传导方式等因素进行设置.热风回流焊机和红外回流焊机有很大区别：红外回流焊机主要是辐射传导为主,其优点是热效率高,温度陡度大,双面焊接时PCB上、下温度易控制；其缺点是温度不均匀,在同一块PCB上由于器件的颜色、材料和大小不同,其温度就不同,为了使深颜色器件周围的焊点的大体积元器件达到焊接温度,必须提高焊接温度.热风回流焊机主要是对流传导为主,其优点是温度均匀、焊接质量好；缺点是PCB上、下温差以与沿焊接炉长度方向温度梯度不易控制.。
回流焊工作原理
回流焊工作原理回流焊是一种常用的电子元器件焊接方法，主要用于表面贴装技术（SMT）中的焊接工艺。
它通过加热和冷却的过程，将电子元器件固定在印刷电路板（PCB）上。
工作原理如下：1. 加热阶段：在回流焊设备中，首先将PCB放置在传送带上，传送带将其送入预热区。
预热区通常由多个加热区域组成，每个区域的温度逐渐升高。
在预热区，PCB和上面的电子元器件逐渐被加热，以使焊膏熔化。
2. 熔化焊膏：当PCB进入回流焊炉的主加热区时，焊膏开始熔化。
焊膏是一种具有低熔点的合金，通常由锡和铅组成，也有无铅焊膏可用。
熔化的焊膏形成液态，涂覆在PCB焊盘和电子元器件引脚上。
3. 焊接：在焊膏熔化的同时，PCB和电子元器件被加热至足够的温度，以使焊盘和引脚之间形成良好的焊接连接。
熔化的焊膏提供了必要的润湿和流动性，使焊盘和引脚之间形成可靠的金属连接。
4. 冷却：在焊接完成后，PCB离开回流焊炉并进入冷却区。
冷却区通过冷却风扇或冷却器降低PCB和焊接点的温度，使焊膏迅速固化和硬化。
冷却过程是确保焊接质量的重要环节，因为过早的冷却可能导致焊接点的不良。
回流焊工作原理的关键是控制加热和冷却的温度和时间。
通过精确控制这些参数，可以确保焊接质量和可靠性。
此外，还需要根据焊接组件的特性和要求，选择适当的焊膏合金和工艺参数。
值得注意的是，随着环保意识的提高，无铅焊接逐渐取代了含铅焊接。
无铅焊接要求更高的焊接温度和焊膏特性，以确保焊接连接的可靠性和耐久性。
总结：回流焊是一种常用的电子元器件焊接方法，通过加热和冷却的过程，将电子元器件固定在PCB上。
工作原理包括加热阶段、熔化焊膏、焊接和冷却。
关键是控制加热和冷却的温度和时间，以确保焊接质量和可靠性。
无铅焊接逐渐取代了含铅焊接，要求更高的焊接温度和焊膏特性。
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Sn-Ag-Cu- Sn-Ag-Cu系列 Bi(3%以下) 第一選擇 系列 第二選擇
品質
投入
環保
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•優點
•耐熱疲勞性好 •良好的蠕變性
•熔化溫度域狹窄
•pb鍍層對它的影響不大
•缺點
•熔點偏高,比sn-pb共晶合金要高大約30℃ •冷卻速度太慢時,焊錫表面易出現不平整的情況.
#4少錫,假焊 鋼網100%開口
#3.產生錫珠
使用N2 回流焊接, 鋼網取消 外加方 式
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對策方法
•LAND上有異物而導致無法上錫 •計算,修正LAND,重新設計PCB •使LAND力鋼網的設計吻合 •確認鋼網,清潔鋼網;重新制作鋼網 •update貼裝程序及貼裝精度 •重新設定溫度曲線 •重新設定溫度曲線 •加快C/V速度,控制予熱溫度 •重新購置新reflow oven,調整錫漿投放量 •不使用回收的錫漿,調整錫漿投拉放量 •不使用氧化錫漿 •根據以往數據及實踐決定合適的錫漿PCB板LAND
OK
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有 鉛
無 鉛
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µ ¥ ¶ Ø
w ¼ ¹ ö ® É ¶ ¡ (SEC) ^ ¬ ¦ y ® É ¶ ¡ (SEC) ³ Ì ° ª · Å « × (¢ J ) É · ¤ Å ± × ² v (¢ J /SEC)
二次原因
•PCB板LAND熱平衡設計不良 •PCB板LAND大小不一致,間距過大或過小,部品一端無法接觸焊盤 •焊接的焊錫量設計不良.(焊盤過大或過小) •焊錫量供給量不均衡.(鋼網設計不良) •部品貼裝移位或貼裝壓力太小,元件焊端浮于錫漿表面,錫漿粘不住部品, 在傳送或再流過程中產生位置移動(元件厚度或Z軸高度設定不適) •予熱溫度太高 •予熱時間太長 •兩焊盤熔錫前後時間間隔太長 •回流爐的溫度偏差大 •錫漿的再使用 •錫漿氧化 •錫漿不適用
•傳統焊接
63/37 Sn/Pb
60/40 Sn/Pb
SNAgCuBi SnAgCu
62/36/2 Sn/Pb/Ag 62/37/0.6/0.4 Sn/Pb/Ag/Bi
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如何選擇? 價錢?
品質?性能?流程?
Sn-Zn系列 第三選擇
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精度高
無鉛錫流動性差,如果有鉛膏會跑 出PAD,容易形成錫珠,同時由于無鉛錫 膏的擴散性差,會造成露銅現象產生.
移位 NG
脫膜時PCB與鋼網平行度高
無鉛錫流動性差,下錫效果比Sn63 Pb37差,如果脫膜時PCB與鋼網不平行, 則會造成少錫和拉尖 脫膜 NG
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二次原因
•PEAK溫度太低,熱量儲量不足 •共晶點以上保持時間太短 •因予熱溫度太高所以導致松香的活性降低 •因予熱時間太長所以松香的活性降低 •PCB板LAND吸熱量誤差太大 •部品的吸熱量誤差太大 •因予熱時間太短所以傳熱速度有差距發生,部分性的 有些部分會出現溫度低 •回流爐的溫度誤差大 •錫漿的氧化(再使用等)
二次原因
對策方法
•修改LAND設計(Land/綠油) •精度測試,精度UP •重新制作鋼網,減少鋼網開口面積 •改薄鋼網,必要時采用half etching工藝 •重新制作鋼網,更換供應商或更改制作工藝 •確認鋼網清潔情況,對清潔過程標準化 •修改貼片程式,提高貼裝精度 •重新計算Lead體積和Land面積,焊錫體積,使三者之間達到最佳匹 配(鋼網開口面積*1/2=上錫面積) •調試溫度曲線,達到最佳狀態 •收集相關數據,結合實際經驗,選用合適的錫漿 •選用松香含量合適的錫漿(9.5,10, 10.5,11,11.5%) •LAND設計不良 •PCB精度不良 •鋼網開口面積過大 •鋼網厚度過厚 •鋼網精度不良,重新設計 •鋼網清潔不良 •貼裝精度低(機械.手) •Lead體積和Land面積,焊錫體積不匹配 •溫度曲線不適 •錫漿粘度低,觸變性差,容易Slump發生短路 •錫漿內松香含量不適
一次原因
•PCB板上的溫度分布不均勻 •印刷在LAND上的錫漿不均衡 •在予熱時錫漿表面氧化或引起一部 分的溶濟揮發造成不均一的上錫狀態 而導致的現象. •回流爐加熱時,兩側焊盤上的錫 •漿熔化有先後,熔錫過程產生不均衡 的表面張力.導致Chip部品豎立(不 一定完全豎立)
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³ ¹ ¦ ]
60~100(120~183¢ J ) 30~50(>183¢ J ) 230¢ J < 2
L ¹ µ ]
80~100(100~180¢ J ) 40~60(>220¢ J ) 240¢ J < 2.5 30~50(>230¢ J )
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內
容
無鉛焊接的必然性 常用錫膏合金比較 (無鉛 / 有鉛) 無鉛生產用鋼網制作要求 生產線之配置要求 無鉛焊接的品質控制 總結
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N2在回流過程中主要 為解決無鉛錫膏濕潤 性差而引入 良好 產生錫珠 不容錫 不容錫及濕潤性差
w ö ¹ ¼ · Å « × (¢ J ) 150 175 200
w ö ¹ ¼ · Å « × (¢ J ) 150 175 200 w ¼ ¹ ö ® É ¶ ¡ (SEC) 40 60 90 120 180
•易產生移位 •對不PAD不均勻的PCB會造成許多不良隱患
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優點:
•針對不同的元件保持相同的內距,可 減少假焊和立碑的出現 •對PAD不均勻的PCB的熱量分配殫勻 •減少錫珠的產生
缺點
80%面積和保持內距開口方式 (改善較早期開網方式)
一次原因
•在印刷時,錫漿從LAND中溢出來,回流過程形成錫珠 •因鋼網清潔不良,錫漿從鋼網下邊轉移到LAND外側,在回流過程,外溢的錫 漿不會集合溶解而會形成獨立的錫珠分布有LAND外側 •錫漿超過所需時會有一部分飛淺到LAND外 •予熱溫度不符,錫漿發生SLUMP現象,回流過程中發生錫珠 •焊錫被氧化,導致錫漿沒有完全熔化而形成錫珠(對于用過一次的焊錫再使 用,松香中的成分配比失去平衡,同時造成Flux性能劣化,在予熱和熔解過程 中產生錫珠) •手放料時,踫到錫漿 •錫漿特性不良
Dongguan Sizhing Electronic Co. Ltd.
一次原因
•超過所需錫量時,(開口大/鋼網厚/鋼網與PCB有間隙) •組裝時壓力過大錫漿外溢而發生橋連 •大鋼網太厚的情況下容易發生 •印刷時發生移位而印刷到外面來.(PCB精度不足) •印刷時因鋼網精度差而發生移位 •手放料的情況下壓出錫漿發生橋連 •LAND和錫漿量,部品端子匹配不良 •溫度曲線不符,(SLUMP)
M705-221BM5-42-11
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優點:
•有足夠有錫膏量和良好的脫膜效果
•對有輕微氧化物料上錫有幫助 •爐後錫點飽滿
缺點
•易產生錫珠
100%開口方式 (較早期傳統焊接的開網方式)
hot air flow
CONVEYOR
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回流區
最高溫度<230℃
(30~50SEC) 熔點:183℃
預熱區 (60~100SEC)
自然冷確
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預熱區 (80~100SEC)
•優點
•熔點較Sn-Ag-Cu合金低 •濕潤性較Sn-Ag-Cu合金良好 •拉伸強度高 •熔化溫度域大 •缺點 •pb鍍層對它可能有一定的影 響 •發生Lift-off現象(穿孔基 板)
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•優點
•低熔點,最接近Sn63Pb37共晶溫度 •熔化溫度域狹窄 •低成本
對策方法
二次原因
•鋼網清潔不良 •鋼網的精度不夠引發之不良 •焊錫量太多,鋼網設計不良(厚度/開口) •貼片機精度不夠引致不良 •用手放焊時錫漿的壓出 •予熱太急,SLUMP發生 •因予熱溫度太高,時間過長導致松香失去活性,氧化 •因錫漿氧化而導致的溶錫不良而產生錫珠 •因曲線不適導致熔融前和松香一起產生錫珠 •錫漿氧化 •錫漿選擇不當 •建立清潔判定標準進行管理 •嚴格執行首件確認,確保印刷位置精度 •重新設計鋼網及LAND •調整貼片程序及貼裝精度 •對于作業員技能進行確認,利用不良品培訓作業人員 •第一ZONE溫度降低 •調快C/V速度,控制予熱溫度.(實踐確認) •調快C/V速度,控制予熱溫度.(實踐確認) •調到最佳溫度曲線 •不用此錫漿 •溫度各種DATA和實際業績,以實踐來選擇決定
•缺點