SMT回流焊工艺处理

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
序号
项目
有铅
无铅
1
焊接温度
铅锡共晶焊料的熔点为183℃
无铅焊料一般均在217℃以上
2 自校正能力 自校正能力（Self alignment）较好
较差
3
浸润性能
较好
较差
4
工艺窗口
较宽
狭窄
5
焊点外观
较好
较差
6
环保性
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。
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℃
PH4
PH3
时间(sec)
有铅回流炉温工艺要求:
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
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
分，具体对比如下表：
无铅设备
无铅工艺
有铅工艺
波峰焊机
通用
可用于有铅工艺，但用过 后就无法再转回无铅工艺
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
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
无铅和有铅相比，在SMT工艺上有较大的差异，如下表
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
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。
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。
SMT工Fra Baidu bibliotek总流程
P CB 来料检查 Y
网印锡膏/红胶
印锡效果检查 Y 贴片
炉前QC检查 Y
过回流炉焊接/固化
N 通知IQC处理
Y
N
I PQC确认
N 清洗
夹下已贴片元件
N 通知技术人员改善
N
校正 Y
焊接效果检查
N
向上级反馈改善
交修理维修
Y
后焊(红胶工艺先进行波 峰焊接)
后焊效果检查
N
向上级反馈改善
Y 功能测试
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
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：
N 交修理员进行修理
Y
1
成品机芯包装送检
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． 】
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