SMT：通孔元件再流焊工艺及部分解方案
通孔回流工艺 -回复
通孔回流工艺-回复什么是通孔回流工艺，该工艺如何应用于电子制造业？通孔回流工艺是电子制造业中的一项关键工艺，用于将表面组装贴片元件（SMD）焊接至电路板上。
该工艺通过在数秒或数分钟内加热电路板，使焊料熔化，并与电路板上的焊盘实现连接。
通孔回流工艺的应用旨在确保焊接的贴片元件与焊盘之间的可靠连接，从而保证电路板的功能和可靠性。
通孔回流工艺通常包括以下步骤：1. 打磨和去污：在回流工艺之前，首先需要对电路板进行打磨和去污。
这是为了去除表面的氧化物和污垢，以便确保焊接表面的良好接触。
2. 贴片：在电路板上放置SMD元件，这些元件通常是芯片型、二极管型或电感型的元器件。
在这个阶段，工作人员需要按照设计图纸进行放置，确保元件准确无误地安装在焊盘上。
3. 贴片传送：经过贴片后，电路板需要经过贴片传送工作台。
这个工作台使用机器手臂或传送带，将贴片元件以准确的速度和位置传送至回流炉的入口。
4. 回流焊接：在回流炉中，电路板通过预先设置的温度曲线进行加热。
温度曲线是根据焊接材料和元件所需温度而设计的。
加热的过程中，焊料会熔化，与焊盘进行连接。
通过精确控制温度和时间，可以确保焊接的可靠性和质量。
5. 冷却：焊接完成后，电路板会经过一个冷却过程，以确保焊接处的固化。
冷却通常在温度下降的环境中进行，这个过程可以逐渐降低焊接处的温度，使其固化并达到最佳性能。
通孔回流工艺在电子制造业中的应用非常广泛。
随着电子产品尺寸越来越小，组装更密集，传统的手工焊接方法已无法满足需求。
通孔回流工艺的应用可以提供以下优势：1. 高精度：通孔回流工艺使用机械定位和自动控制，能够实现高度准确的焊接位置和排列。
相比手工焊接，通孔回流工艺可以大幅提高焊接的精度和一致性。
2. 高效率：通孔回流工艺可以通过自动化设备实现高速焊接。
相比手工焊接，通孔回流工艺可以提高生产效率，节约时间和成本。
3. 低能耗：通孔回流工艺使用的加热方式通常是通过热风或红外辐射，相比传统的水暖炉等加热方式，能耗更低。
通孔再流焊工艺技术浅析
通孔再流焊工艺技术浅析作者：张海澎王家波李晓松来源：《科学导报·学术》2020年第17期摘;要：通孔再流焊技术是将通孔元件结合到表面组装工艺的一种工艺方法，使用通孔再流焊即可以提高生产效率又可以节省设备和成本。
本文介绍了应用通孔再流焊的必要性和工艺过程，并对决定通孔再流焊焊接质量的两项关键技术：焊盘设计和锡膏涂覆工艺两项关键技术进行了详细的介绍和分析，具有一定的借鉴价值。
关键词：BGA;植球;CBG1 通孔再流焊工艺的必要性随着电子产品向小型化、高組装密度方向发展，电子组装技术也以表面贴装技术为主。
但在一些电路板中仍然会存在一定数量的通孔插装元器件，形成表面贴装元器件和通孔插装元器件共存的混装电路板。
传统组装工艺对于混装电路板的组装工艺是先使用表面贴装技术（SMT，Surface Mount Technology）完成表面贴装器件的焊接，再使用通孔插装技术（THT，Through Hole Technology）插装通孔元器件，最后通过波峰焊或手工焊来完成印制板的组装。
传统组装工艺流程图如图一所示。
采用传统组装工艺组装混装电路板的主要缺点是必须要为使用极少的通孔插装元件的焊接增加一道波峰焊接的工序。
另外波峰焊接技术被应用于过孔插装元件（THD）印制板组件的焊接有许多不足之处：不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、漏焊较多;需喷涂助焊剂;印制板受到较大热冲击易翘曲变形。
为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点，通孔再流焊接技术得到应用，可以实现一道工序完成焊接。
通孔再流焊接技术（THR，Through-hole Reflow），又称为穿孔再流焊PIHR（Pin-in-Hole Reflow）。
通孔再流焊技术是将焊膏印刷到电路板上，然后在贴片后插装通孔插装元器件，最后表面贴装元器件和通孔插装元器件共同通过再流焊炉，一次性完成焊接工艺。
通孔再流焊技术主要工艺步骤如图二所示。
通过图二我们可以得出，如果使用通孔再流焊技术，就可以在混装电路板上一次完成所有元器件的焊接，这样即可以减少工序提高生产效率，又可以节省波峰焊炉的设备成本。
再流焊工艺
再流焊通用工艺
再流焊技术类型与主要特点
第三代：红外+热风再流焊炉
对流传热的原理：是热能依靠媒介的运动而发生传递， 在红外热风再流焊炉中，媒介是空气或氮气，对流传 热的快慢取决于热风的的速度。 通常风速控制在1.0~1.8m/s的范围之内。 热风传热能起到热的均衡作用。 在红外热风再流焊炉中，热量的传递是以辐射导热为 主。
汽相再流焊
VPS（Vapor Phase Soidering） 汽相再流焊技术又称为凝聚焊接技术，是1973年 Western电气公司开发的，起初主要用于厚膜集成电 路的焊接，之后由于VPS具有升温速度快、温度均匀 恒定的优点，被广泛用于一些高难度电子产品的焊接 中。 由于在焊接过程中需要大量使用FC-70和FC-113，故 未能在SMT大生产中全面推广应用。
reflow soldering
再流焊技术概述
焊接是SMT中最主要的工艺技术，焊接质量是SMA可 靠性的关键，它直接影响电子装备的性能可靠性和经 济利益，而焊接质量取决于所用的的焊接方法、焊接 材料、焊接工艺技术和焊接设备。 SMT中采用的焊接技术主要有波峰焊和再流焊。 一般情况下，波峰焊用于混合组装方式，再流焊用于 全变面组装方式。 波峰焊与再流焊之间的基本区别在于热源与焊料供给 方式不同。
再流焊加热方法
热量传递方式：热传导、热辐射、热对流
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
异型元件装配中的通孔再流焊工艺
和元件拾放操作进行管理和加以控制。 绝大部分异型元件 为连接器、变压器和屏蔽罩 ，为 了满足机械强度和大电流的需要，它们都需要很牢固的 焊接 。所以，设计时多采用通孔元件。从生产的角度来 说 ，为了能连续、高效地组装线路板，需要可靠的和 自
Ｐ Ｐ对 元件 的要 求 Ｉ
为了使插装件可以再流焊接 ，要确保： ●元件材料不会因再流焊接的温度而遭破坏 ； ●元件须离开线路板表面一段距离 ，推荐的最小距
批 量 生产 中使 用 的滚送 式 送料 器 ， 引脚 的质 量很 敏感 ， 对 所 以要 小 心选 择这 个 方法 。
实 例
Ｓ ｈｕ ｅｇ ｒ（ｔ ｔ ｎ ｅ ｃ ｌｍｂ ｒｅ ｓ ．Ｅ ｉ ｎ ，法 国 ） ｅ
Ｓｈ ｍｂｒｅ Ⅵ ｗｓ ． ｍ）是一家在 １０ ｃｌ ｅ ｒ（ ， ．ｂ ｏ ｕ ｇ Ｗ ｌｃ ０ 多个国 家开展销售产品和服务业务并拥有 ６ ０ ０ ５ ０ 名雇员的国际 性技术公司。Ｓｈｕ ｂｒｅ ｃｌｍ ｅ ｒ的主要业务为石油领域 、自 ｇ 动测试设备 、智能卡及终端 、资源管理服务和电缆及无
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异型 元件 装 配 中的通孔再 流焊 工 艺
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Ｔｅ ｉ ， ｒ ｅ ｌ Ａｖ ｖＩ ａ ｌ ｓ
Байду номын сангаас
通 孔再流 焊 （Ｉ ＇ ｉ— ． ａｔ Ｐ Ｐ ＰｎＩ Ｐ ｓ ） Ｎ ｅ
实施 ＰＰ摒弃了波峰焊接工艺和手工插装工位，线 都 会产 生焊珠 或 填 充焊料 不 足 。 Ｉ 路板装卸和元件的拾放操作是最少的 。实施 ＰＰ技术的 Ｉ 好处是 用简单的组装线就能完成所 有线路板组装。 实施 ＰＰ Ｉ 工艺 （ 所有的再流焊接）仅仅需要 ： ◆选择可以再流焊的元件； ●重新设计模板； ●重新确定再流焊温度曲线； 下面， 大家会看到可 以和不可以再流焊接的材料表。 注意聚对苯二甲酸 乙二脂可以再流焊 ，但是聚对苯二甲 酸丁二脂不可以。 同样需要注意的是此表 只是部分材料 ， 在实施 ＰＰ工艺之前还要检查元件规格书 。 Ｉ 适合再流焊接 的材料 ：邻苯二甲酸二烯丙脂、氟化 乙丙烯 、氯丁橡胶、尼龙 ６ 、全氟链烷氧基树脂 、酚 ／ ６ 醛、聚酰胺． 酰亚胺、聚芳砜、热固性聚脂塑料、聚酰亚
再流焊工艺
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再流焊工艺
（3）热电偶的固定方法 1）用高温焊料来固定。 2）用胶粘剂来固定。 3）用胶粘带来固定。 4）用机械方法来固定。
高温胶粘带
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再流焊工艺
（4）温度测试的步骤
数据采集器
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再流焊工艺
（5）再流焊温度曲线的分析与调整
Pb/Sn铅锡焊膏再流焊温度曲线
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再流焊工艺
5．再流焊实时监控
实时监控系统温度监控界面
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再流焊工艺
热风回流炉结构示意图
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再流焊工艺
4．再流焊实时温度曲线的测定 （1）温度测量基本原理
热电偶的结构
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再流焊工艺
（2）测温热电偶种类 SMT使用K型热电偶应注意以下问题。 1）组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固。 2）两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路。 3）由于采用接触式测温方式，测温元件与被测介质需要进行充分的热交 换，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温延迟现象。 4）K型热电偶允许测温误差为±0.75%∣t∣，如峰值温度230℃时测温误 差约为±1.725℃。 5）热电偶结点必须与被监测表面直接、可靠地热接触，使温度读数更接 近于热电偶周围材料的温度，否则，在热电偶结点与被测表面之间就会产生 未知的热阻。 6）用于将热电偶结点固定到被测表面的材料应最少。 7）根据热电偶测温原理，需每年对热电偶校验一次。
SMT贴片技术
2
再流焊工艺
随着表面贴装技术的发展，再流焊越来越受到人们的重视。本节主要介 绍再流焊工艺温度区间，设置温度曲线的依据，再流焊设备对焊接的影响， 再流焊实时温度曲线的测定及再流焊实时监控系统。
再流焊接是表面贴装技术（SMT）特有的重要工艺，焊接工艺质量的优劣 不仅影响正常生产，也影响流焊温度曲线，是保证表面组装质量的重 要环节。
再流焊工艺
热板表面温度限制在<300℃；只适用于单面 组装，不能用于双面组装，也不能用于底面不平 的PCB或由易翘曲材料制成的PCB组装；温度分 布不均匀。
再流焊技术类型与主要特点
切向风扇安装在加热器的外侧，工作时由切向风扇产 生板面涡流。
热风的吹入和返回在同一个温区，因此前后温区不会 出现混合情况。
在传送方向上没有层流，而仅在加热板上产生涡流， 每个温区的温度可以精确控制。
理想的再流焊温度曲线
焊接时PCB板面温度要高于焊料熔化温度约30 ~40℃。 温度不正确会导致元件焊接质量差，甚至会损毁元件。 在新产品的生产过程中，应反复调整炉温，最终得到一条满
全变面组装方式。 波峰焊与再流焊之间的基本区别在于热源与焊料供给
方式不同。
再流焊技术的特点
元器件受到的热冲击小，但有时会给器件较大的热应 力。
仅在需要部位施放焊膏，能控制焊膏施放量，能避免 桥接等缺陷的产生。
熔融焊料的表面张力能够校正元器件的贴放位置的微 小偏差。
可以采用局部加热热源，从而在同一基板上，采用不 同焊接工艺进行焊接。
再流焊通用工艺
reflow soldering
再流焊技术概述
焊接是SMT中最主要的工艺技术，焊接质量是SMA可 靠性的关键，它直接影响电子装备的性能可靠性和经 济利益，而焊接质量取决于所用的的焊接方法、焊接 材料、焊接工艺技术和焊接设备。
SMT中采用的焊接技术主要有波峰焊和再流焊。 一般情况下，波峰焊用于混合组装方式，再流焊用于
焊接区
SMA进入焊接区后迅速升温，并超出焊膏熔点约30 ~40℃，即板面温度瞬时达到215~225 ℃（峰值温 度），处在峰值温度的时间为5~10s。
通孔再流焊技术
通孔再流焊接技术王修利1，史建卫2，钱乙余1，柴勇2（1.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室，黑龙江，哈尔滨，1500012.日东电子科技（深圳）有限公司，广东，深圳，518103）摘要：通孔再流焊技术是将通孔元件结合到表面组装工艺的一种工艺方法，虽然存在不足之处，但是通过适当的工艺设计和工艺过程控制，通孔再流焊焊点质量与可靠性是可以与传统替代工艺相媲美的。
关键词：强制热风再流焊；通孔再流焊；钎料填充率；剥离；批量挤压式印刷工艺Through Hole Reflow Soldering TechnologyWang Xiuli1, Shi Jianwei2, Qian Yiyu1, Chai Yong2( 1.Harbin Institute of Technology, Harbin, 150001, China2.Sun East Electronic Technology Company Lt.d, Shenzhen, 518103 China )Abstract: Through hole reflow soldering is a way that combine through hole components with SMT. Although there are many disadvantages, solder joint quality and reliability of THR equal to traditional process instead by controlling design and process properly.Key words: Forced Hot Air Reflow Soldering; Through Hole Reflow (THR) or Pin In Paste (PIP); Filling Ratio of Solder; Fillet Lifting; PumpPrinting Technology目前PCB组装中，表面贴装元件约占80%，成本为60%，而穿孔元件约占20%，成本为40%。
SMT工艺流程及各流程分析介绍
SMT工艺流程及各流程分析介绍摘要SMT（Surface Mounted Technology）是一项综合的系统工程技术，其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。
随着SMT 技术的产生、发展，SMT在90年代得到迅速普及，并成为电子装联技术的主流。
其密度化，高速化，标准化等特点在电路组装技术领域占了绝对的优势。
对于推动当代信息产业的发展起了重要的作用，并成为制造现代电子产品必不可少的技术之一。
本论文以具体实践岗位为基础，详细讨论了SMT技术的工艺流程以及各流程的分析等相关内容。
它大大节省了材料、能源、设备、人力、时间等，不仅降低了成本，还提高了产品性能和生产效率，还给人们的生活带来了越来越多的便捷和享受。
关键词：SMT技术工艺流程介绍分析AbstractSMT（Surface Mounted Technology）technology is a synthetic system .It involves ranges have substrate,devise,equipment,component, packaging technology, Production Auxiliary Materials and management .Along with the SMT technology generation and development, SMT obtains the news fast development and the popularization in the 90s, and becomes the electronic attire to unite technical the mainstream. Its density, the high speed, characteristics and so on standardization have occupied the absolute superiority in the electric circuit packaging technique domain. Regarding the impetus message of today industry's development vital role, and became one of manufacture modern electronic products essential technologies. At present, it already soaked each profession, each domain, the application is very widespread.The present paper take the concrete practice post as a foundation, discussed the SMT technology technical process in detail and the process analysis and so on related content.It has saved the material, the energy, the equipment, the manpower, the time greatly and so on, not only reduced the cost, but also enhanced the product performance and the production efficiency, gave back to people's life to bring more and more convenient and enjoys.Key words：SMT technology，Technical process，introduce and analysis. （1）.流程框图：（2）.SMT流程介绍：由于SMA有单面安装和双面安装，元器件有全部表面安装及表面安装与通孔插装的混合安装；焊接方式可以是再流焊、波峰焊、或两种方法混合使用，目前采用的方式有几十种之多，下面仅介绍通常采用的几种形式。
SMT工艺技术改进：通孔元件再流焊工艺及部分问题课件 (一)
SMT工艺技术改进：通孔元件再流焊工艺及部分问题课件 (一)SMT(表面贴装技术)已经成为了电子制造行业中的主流工艺，然而随着通孔元件的需求不断增长，通过SMT技术实现通孔元件的安装一直是一个难题。
基于这个背景，通孔元件再流焊工艺被引入到SMT工艺中，这项技术的出现大大提高了通孔元件的质量和可靠性，在很大程度上推动了电子制造领域的发展。
一、通孔元件再流焊工艺的优点1. 提高焊接质量通孔元件再流焊工艺是通过热波及熔融的焊料润湿材料表面，形成金属间的结合，这种焊接方式比手工焊接更加自动化，从而可以大大提高焊接质量。
2. 提高生产效率通孔元件再流焊工艺可以实现批量生产，能够高效地完成电子元器件的焊接，从而大大提高了生产效率。
3. 降低生产成本传统的手工焊接需要大量的人力和时间，增大了生产成本，而再流焊工艺减少了人力投入，节约了大量的时间和资金，从而降低了生产成本。
二、通孔元件再流焊工艺存在的问题1. 开始运用领域有限通孔元件再流焊工艺的开始仅局限于一些高技术领域，如航空、军事、卫星通讯等应用领域。
一些企业中级技术水平较低，尚未广泛开展此项工艺。
2. 工艺控制技术的不稳定性在实践使用中，通孔元件再流焊工艺容易受到工艺参数、材料附着、热量等环境因素影响，其工艺控制技术相比其他工艺仍有待进一步完善。
3. 工人专业水平要求较高通孔元件再流焊工艺操作相对手工焊接复杂，特别是参数的调试和元器件和PCB的适配要求工人的专业水平较高，企业需要有一定的人才储备。
总之，通孔元件再流焊工艺是一种具有广阔应用前景的新工艺，将会引领电子制造技术的新发展方向。
同时我们需要认识到，此项技术仍有提高空间，需要在工艺控制、设备更新、人才培养等方面不断地改进和提升。
通孔再流焊接技术
通孔再流焊接技术1 引言目前PCB组装中，表面贴装元件约占800／0，成本为60％，而穿孔元件约占20％，成本为40％。
这种混合板采用传统再流焊技术是不能进行焊接，需采用再流焊与波峰焊两道工序。
然而波峰焊接技术被应用于过孔插装元件(THD)印制板组件的焊接有许多不足之处：不适合高密度、细间距元件焊接；桥接、漏焊较多；需喷涂助焊剂；印制板受到较大热冲击易翘曲变形。
为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点，通孔再流焊接技术得到应用，可以实现一道工序完成焊接。
通孔再流焊接技术(THR，Through-hole Reflow)，又称为穿孔再流焊PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。
该技术原理是在印制板完成贴片后，使用一种安装有许多针管的特殊模板，调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐，使用刮刀将模板上的焊膏漏印到焊盘上，然后安装插装元件，最后插装元件与贴片元件同时通过再流焊完成焊接。
通孔再流焊在很多方面可以替代波峰焊来实现对插装元件的焊接，特别是在处理焊接面上分布有高密度贴片元件(或有线间距SMD)的插件焊点的焊接，这此采用传统的波峰焊接已无能为力，另外通孔再流焊能极大地提高焊接质量，这足以弥补其设备昂贵的不足。
通孔再流焊的出现，对于丰富焊接手段、提高线路板组装密度(可在焊接面分布高密度贴片元件)、提升焊接质量、降低工艺流程，都大有帮助。
2 通孔再流焊(THR＆PIP)工艺过程一般元件都可以加工成为表面贴装元件，但是部分异型元件，如连接器、变压器和屏蔽罩等，为了满足机械强度和大电流需要，仍然需要加工成为接插元件，通孔式接插元件有较好的焊点机械强度。
接插元件应用于通孔再流焊工艺时应考虑2个问题：一为并不是所有接插元件都可以满足通孔再流焊工艺需求，即元件材料不会因再流高温而破坏，表1为可(不可)用于再流焊工艺的元件材料汇总；二是虽然通孔式接插元件可利用现有的SMT设备来组装，但在许多产品中不能提供足够的机械强度，而且在大面积PCB上，由于平整度的关系，很难使表面贴装式接插元件的所有引脚都与焊盘有一个牢固的接触，就需重新设计模板、再流焊温度曲线及引脚与开孔直径比例等。
6章SMT焊接技术
2021/9/17
22
气相再流焊
• VPS（Vapor Phase Soidering）
2021/9/17
6
再流焊技术类型与主要特点
第二代：红外再流焊炉 • 一般采用隧道加热炉，热源以红外线辐射为主，
适用于流水线大批量生产。 • 红外线有远红外线和近红外线两种，前者多用于
预热，后者多用于再流加热。
2021/9/17
7
再流焊技术类型与主要特点
第二代：红外再流焊炉
• 优点： 能使焊膏中的助焊剂以及有机酸、卤化物迅
半导体芯片键合和部分扁平封装器件。
2021/9/17
3
再流焊加热方法
• 热量传递方式：热传导、热辐射、热对流
2021/9/17
整体加热和局部加热4
再流焊技术类型与主要特点
第一代：热板式再流焊炉 它是利用热板的传导热来加热的再流焊，
是最早应用的再流焊方法。
2021/9/17
5
再流焊技术类型与主要特点
• 缺点： • 氟溶剂价格昂贵，生产成本高，有毒，对环境
有破坏作用。
2021/9/17
12
再流焊技术类型与主要特点
其他：激光加热再流焊
• 原理：通过光学系统将激光束聚集在很小的区 域内，在很短的时间内，使被焊处形成局部高 温，熔融焊料，实现再流焊。
• 常用：CO2和YAG（钇铝石榴石）激光器 • 光斑直径：0.3~0.5mm
(整理)通孔回流焊接工艺
开发通孔回流焊接工艺在过去三到四年期间，美国Alcatel公司(Richardson, TX)已经在作消除对尽可能多的混合技术PCB的波峰焊接需要的工作。
减少波峰焊接的计划已经提供了成本与周期时间的重要改善。
通孔回流焊接工艺的实施已经是该计划的一个必要部分。
该工艺涉及在通孔(through-hole)元件要插位置印刷锡膏。
这些元件然后在表面回流焊接炉之前安装，并与其它元件一起焊接。
适合该工艺的元件类型包括针栅阵列(PGA, pin grid array)、DIP(dual in-line package)和各种连接器。
初始结果能力分析(capability studies)Alcatel公司的工艺质量标准对所有通孔元件一直要求至少75%的通孔填充。
图一、通孔回流焊炉温度曲线焊接工业标准J-STD-001 B1 (第三类应用)要求垂直填充至少75%，并明显有良好的熔湿。
计算显示，假设将孔的尺寸从波峰焊接和手工焊接正常使用的减少，0.007"的模板可提供足够的焊锡满足这些要求。
通过使用一种为新工艺重新设计的波峰焊接产品电路板，对回流焊接炉提供必要温度曲线的能力进行了研究。
该电路板是10"x15.2" ，厚度0.093"，安装一个47-mm2的陶瓷PGA，以及一些典型的标准与密间距的表面贴装元件。
该炉子是标准的带有氮气的强制对流型的。
图一显示得到的温度曲线。
板上所有的点都在锡膏供应商对峰值温度和回流以上时间的规格内。
PGA引脚的温度实际上是两面相同的，尽管有元件的热质量(thermal mass)。
小型表面贴装电阻与PGA引脚之间的峰值温度之差只有9°C。
图二、塌落的锡膏沉积物初始实施当工艺在产品电路板实施时，遇到许多的问题。
由于焊锡对引脚的分布不均，有时要求焊接点的返工。
有些引脚特别少锡，而相邻的引脚又多锡。
其它的情况，大的锡“块”保留在引脚端上，因此由于孔内少锡而要求手工的补焊。
再流焊接技术
常州信息职业技术学院
4．激光再流焊
加热方法：
激光再流焊是一种新型的再流焊技术，它是利用激光 光束直接照射焊接部位而产生热量使焊膏熔化, 而形成良 好的焊点。 激光焊是对其它再流焊方式的补充而不是替代，它主要应 用在一些特定的场合。
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优点： 可焊接在其他焊接中易受热损伤或易开裂的元 器件； 可以在元器件密集的电路上除去某些电路线条 和增添某些元件，而无须对整个电路板加热； 焊接时整个电路板不承受热应力，因此不会使 电路板翘曲； 焊接时间短，不会形成较厚的金属间化物层， 所以焊点质量可靠。
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实际温度曲线是通过调节炉温及传送带速度两个参数来实 现。 具体的调节步骤如下： (1) 按照生产量初步设定传送带速，但不能超过再流焊 工艺允许的最大（小）速度; (2)凭经验及技术资料初步设定炉温; (3)测试温度曲线:在炉内温度稳定后，进行初次焊接试 验，并对SMA的表面温度变化进行首次测定； (4)调整炉温及带速:分析所测得的温度曲线与所设计的 温度曲线的差别，进行炉温及带速的调整。 (5)重复(3)、（4）过程，直到所测温度曲线与设计的理 想温度曲线基本一致为止。
否则在焊膏的界面上形成水珠水汽的存在容易产生锡珠若采用无铅焊料因为无铅焊料的抗氧化性差焊膏中氧化物含量会影响焊接效果因为氧化物含量越高金属粉末熔化后结合过程中所受阻力就越大再流时就不利于金属粉末相互润湿而导致锡珠产生
单元7 再流焊接技术
⑴再流焊接原理与分类 ⑵再流焊接工艺参数调整 ⑶常见故障分析
常州信息职业技术学院
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缺点：
激光光束宽度调节不当时，会损坏相邻元器件； 虽然激光焊的每个焊点的焊接时间仅300ms，但它是逐 点依次焊接，而不是整体一次完成，所以它比其它焊接方 法缓慢， 设备昂贵，因此生产成本较高，阻碍了它的广泛应用。
SMT关键工序-再流焊工艺控制
SMT再流焊的特点
01
02
03
焊接质量高
通过精确控制温度和时间， 实现高质量的焊接效果， 提高产品的可靠性和稳定 性。 Nhomakorabea自动化程度高
再流焊工艺的自动化程度 较高，可大幅提高生产效 率和降低人工成本。
05 SMT再流焊工艺发展趋势 与展望
新型焊接材料的研发与应用
总结词
随着科技的不断发展，新型焊接材料的研发与应用成为了SMT再流焊工艺的重要发展趋势。
详细描述
目前，科研人员正致力于开发具有更高性能、更低成本的新型焊接材料，以满足不断变化的市场需求 。这些新型焊接材料具有更优良的焊接性能、更低的热膨胀系数、更高的导热率等特点，能够显著提 高焊接质量和可靠性。
焊接工艺的优化与创新
要点一
总结词
焊接工艺的优化与创新是SMT再流焊工艺发展的重要驱动 力。
要点二
详细描述
在不断的研究和实践过程中，焊接工艺得到了不断的优化 和创新。例如，采用新型的加热方式、优化焊接时间和温 度曲线、采用先进的焊接技术等，以提高焊接质量、减少 焊接缺陷、降低能耗和成本。同时，随着物联网、大数据 等技术的发展，焊接工艺的智能化和远程监控也成为可能 ，为焊接工艺的进一步优化和创新提供了新的机遇和挑战 。
02 SMT再流焊工艺流程
预热
01
预热是再流焊工艺中的重要环节，其主要目的是使焊料处于准备熔融状态，并 排除基板上的湿气，防止在焊接过程中出现气孔和不良焊接现象。
02
预热温度和时间需要根据焊膏供应商提供的温度曲线和基板厚度、元件密度等因素 进行设定。预热温度通常比焊膏熔点高10-20℃，时间则根据基板尺寸和加热器的 性能而定。
再流焊接技术
6.3 再流焊接技术6.3.1 再流焊接技术1. 再流焊接技术的特点再流焊（亦称回流焊）是预先在PCB焊接部位（焊盘）施放适量和适当形式的焊料，然后贴放表面组装元器件，经固化后（在采用焊膏时）后，再利用外部热源是焊料再次流动达到焊接目的一种成组或逐点的焊接工艺。
再流焊接技术能完全满足各类表面组装元器件对焊接的要求，因为他能根据不同的加热方法使焊料再流，实现可靠的焊接连接。
余波峰焊接技术相比，再流焊接技术具有以下特征：（1）它不像波峰焊接那样，要把元器件直接浸渍在熔融焊料中，所以元器件收到的热冲击小。
但由于其加热方法不同，有时会施加给器件较大的热应力。
（2）仅在需要部位放置焊料；能控制焊料施放量，能避免桥接等缺陷的产生。
（3）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，就能自动校正偏离，使元器件固定在正常位置。
（4）可以采用局部加热热源，从而可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接。
（5）焊料一般不会混入不纯物。
使用焊膏时，能正确的保持焊料的组成。
这些特征是波峰焊接所没有的。
虽然再流焊接技术不适用于通孔插装元器件的焊接，但是，在电子装联技术领域，随着PCB组装密度的提高和SMT的推广应用，再流焊接技术已成为电路组装焊接技术的主流。
2.焊料供给的方法在在流焊接中，将焊料施放在焊接部位的主要方法是：（1）焊膏法。
这是在流焊接中最常用的施放焊料的方法，已在第4章中做了介绍。
（2）欲敷焊料法。
在元器件和PCB上欲敷焊料，在某些应用场合可采用电镀焊料法和熔融韩料法将焊料欲敷在元器件电极部位或微细引脚上，或者PCB的焊盘上。
在细间距器件的组装中，采用电镀法欲敷焊料是比较合适的方法，但电镀的焊料层不稳定，需在电镀焊料后进行一次熔融，经过这样的稳定化处理后，可获得稳定的焊料层。
（3）欲预成型焊料。
预成型焊料是将焊料制成各种形状，有片状、棒状和微小球状等预成型焊料，焊料中也可以含有焊剂。
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b 由于通孔元件焊锡量多，热容量大，要求炉温高一些。
c 专用再流焊设备. d 有时也可以采用原来的再流焊设备。
4. 工艺方面的特殊要求
• 4.1 施加焊膏有四种方法
• 管状印刷机印刷
• 点胶机滴涂
• 模板印刷• 印刷或滴涂 + 焊料预制片各种施加焊膏方法的应用
• 理想的填充率达到100%或至少75%以上。焊盘环的浸润
角接近360°或270°以上。
IPC-A-610D标准： Acceptable - Class 2 • Minimum 180° wetting present on lead and barrel, Figure 7-113.
Acceptable - Class 3 • Minimum 270° wetting present on lead and barrel, Figure 7-114.
通孔元件的焊膏施加量
(简易计算方法)
通孔中的焊膏量=（Vpth-Vpin）×2
式中：
2—为补偿焊膏在回流焊收缩因子；
Vpth—是通孔圆柱体的体积=πR²h
Vpin—是管脚圆柱体的体积=πr²h PCB上、下表面焊盘的焊膏量也可根据焊盘尺寸计算
4.3 必须采用短插工艺
• 元件的引脚不能过长，长引脚也会吸收焊膏量，针长
度≤60％的环境下，在规定时间内完成贴装；当天
没有贴完的器件，应存放在23±3℃、相对湿度
≤20％的环境下。
案例2 元件裂纹缺损分析
•
元件裂纹缺损分析
•设计 •锡量 •PCB翘曲 •贴片产生的应力 •热冲击 •弯折产生的机械应力 •印制板分割引力 •运输及装配过程所形成
电容器微裂会造成短路
全裂会造成断路
• a 单面混装时可采用模板印刷、管状印刷机印刷或
点焊膏机滴涂。
• b 双面混装时,因为在THC元件面已经有焊接好的
SMC/SMD，因此不能用平面模板印刷焊膏，需要
用特殊的立体式管状印刷机或点焊膏机施加焊膏。
• c 当焊膏量不能满足要求时可采用印刷或滴涂后 +
焊料预制片。
方法1 管状印刷机印刷
刮刀 印刷方向
由于高温而损坏。（如果采用专用回流炉，元件表面最
高温度可以控制在120~150℃。因此一般的电解电容，连
接器等都无问题）
2. 通孔元件采用再流焊工艺的适用范围
• a 大部分SMC/SMD，少量(10~5%以下)THC的产品。 • b 要求THC能经受再流焊炉的热冲击，例如线圈、连 接器、屏蔽等。有铅焊接时要求元件体耐温240℃，无 铅要求260℃以上。
• 2a级
• 3级 • 4级
≤30℃，<60%RH
≤30℃，<60%RH ≤30℃，<60%RH
4周
168小时 72小时
• 5级
• 5a级
≤30℃，<60%RH
≤30℃，<60%RH
48小时
24小时
• （1）设计在明细表中应注明元件潮湿敏感度
• （2）工艺要对潮湿敏感元件做时间控制标签
• （3）对已受潮元件进行去潮处理
4.7 不耐高温的元件采用手工焊接
• 如铝电解电容、国产塑封器件应采用后附手 工焊接的方法来解决。
二.部分问题解决方案实例
• • • • • • • 案例1 案例2 案例3 案例4 案例5 案例6 案例7 ―爆米花”现象解决措施 元件裂纹缺损分析 连接器断裂问题 金手指沾锡问题 抛料的预防和控制 0201的印刷和贴装 QFN的印刷、贴装和返修
器引脚（针）相匹配的模具→将预制片撒在模具上振动，
筛入模具的每个钻孔中→将连接器压入模具→收回连接 器时预制片就套在引脚上了。
（3）：用贴装机将矩形焊料预制片放置在通孔附近 • 焊料预制片被包装在卷带上、或通过散料喂料系统， 类似无源元件那样被依次贴放在通孔附近的焊膏上。
矩形焊料预制片卷带
贴放在通孔附近的焊膏上
简单，使操作和管理都简单化了。
e 降低成本，增加效益（厂房、设备、人员）。
与波峰焊相比的缺点
(1) 焊膏的价格成本相对波峰焊的锡条较高。
(2) 有些工艺需要专用模板、专用印刷设备和回流炉，价
格较贵。而且不适合多个不同的PCBA产品同时生产。
(3) 传统回流炉可能会损坏不耐高温的元件。在选择元件
时，特别注意塑胶元件，如电位器、铝电解电容等可能
―爆米花”现象解决措施
（a）器件供应商正在努力争取2600C的MSL3目标，但达到 此目标需要时间，目前我们只能继续使用2200C MSL3的 器件。因此必须采取仔细储存、降级使用，将由于吸
潮器件失效的风险减到最少。
（b）严格的物料管理制度 • 建立潮湿敏感元件储存，使用，烘烤规则的B0M表。
• 领料时进行核对器件的潮湿敏感度等级。
1. 通孔元件采用再流焊工艺的优点 （与波峰焊相比）
a 可靠性高，焊接质量好，不良比率DPPM可低于20 。
b 虚焊、桥接等焊接缺陷少，修板的工作量减少。
C 无锡渣的问题，PCB板面干净，外观明显比波峰焊好。
机器为全封闭式，干净，生产车间里无异味。
d 简化工序，节省流程时间，节省材料，设备管理及保养
间隙0.1~0.3mm
焊膏 PCB
焊膏 印刷模板
已焊接SMD
支撑台
漏嘴
方法2 点胶机滴涂
焊膏
方法3 模板印刷
这种方法需要两台印刷机和两张模板
方法4：印刷或滴涂后 + 焊料预制片
• 采用焊料预制片的优点： 预制片是100%合金冲压出来的
• THC的焊膏量比SMC/SMD的焊膏量多许多。
• 当THC引出端子较少时可使用增加模板厚度和开口尺寸 的措施，点焊膏工艺时增加焊膏量的方法。 • 当THC引出端子较多时，例如PGA矩阵连接器的端子 （针）很多，如果增加模板厚度会影响印刷质量，如果 增大开口尺寸受到引脚间距的限制会引起焊膏粘连，导 致大量的锡珠。
3 . 对设备的特殊要求
• 3.1 印刷设备 双面混装时，需要用特殊的立体式管状印刷机或
焊膏滴涂机。有时也可以采用普通印刷机。
3.2 再流焊设备
a 由于SMC/SMD焊接面在顶面，而THC的焊接面在底面， 要求各温区上、下独立控制温度, 底部温度需要调高。设
备的顶部可采用一些白色、光亮（反光）材料；或采用
9413.36 11659.16 14305.48 17395.64 20978.28 25100.52 29817.84 35188.0
• 典型共晶SnPb回流峰值温度为2200C ，水蒸气压力约
17396毫米。无铅焊SnAgCu的熔点2170C，即便一块相
对小的记忆卡或手机板也需要230~2350C的峰值温度，
要与PCB厚度和应用类型相匹配，插装后在PCB焊接
面的针长控制在1~1.5mm。
• 控制元件插装高度，元件体、特别是连接器的外壳不
能和焊膏接触。 • 紧固件不要太大咬接力，因为贴装设备通常只支持 10~20牛顿的压接力。
4.4 THC的焊盘设计的特殊要求
• a. 需要根据引出脚的直径设计插孔直径，孔径不能太大， 大孔径会增加焊膏的需求量，建议手工插装孔直径比针 直径大20% （ 0.125mm ），机器自动插装孔比针直径
4.2 通孔元件的焊膏施加量
• THC的焊膏量由通孔的体积、焊盘面积决定，可计算。
• 除了有PCB上、下焊盘外，还有PCB厚度方向的通孔需
要填满焊料，而且在元件引脚（针）与PCB两面焊盘的
交接处还要形成半月形的焊点，因此需要的焊膏量约比
SMC/SMD的焊膏量多3~4倍。 焊膏量与PCB插孔直径及 焊盘大小成正比关系。 • 可使用增加模板厚度、开口形状和尺寸等措施，采用点 焊膏工艺时，也要掌握好适当多的焊膏量。
陶瓷电容器微裂会造成短路
全裂会造成断路 MLC结构 • 是由多层陶瓷电容器并联层叠起来组成的。
锡量
焊料量过大时，或两端焊接料量差异较大时，由
焊料冷却固化时收缩，产生横向拉应力，会引起纵向
裂纹的产生。
贴片压力过大产生裂痕或应力
吸嘴压力过大
吸嘴压痕
焊后产生裂纹
热冲击所造成的裂痕
元件、PCB、焊点之间热膨胀系数不匹配； PCB翘曲，或焊接过程中变形； 再流焊升温、降温速度过快；
• 温度曲线要根据PCB上元件的布局、THC和回流
炉的具体情况进行调整。炉子导轨上面的温度要尽 量调低，炉子导轨下面的温度应适当提高。找出既
能保证PCB下面焊点质量，又能保证PCB上面的分
立元器件不被损坏的最佳温度和速度。
4.6 焊点检测
• 通孔回流焊点要求与IPC-A-610波峰焊点的标准相同。
• 当焊膏量不能满足要求时，采用焊料预制片能实现在增 加焊膏量的同时避免焊膏粘连和锡珠的产生。
可用于再流焊的连接器
插装孔焊料填充要求 ＞75%
垫圈形焊料预制片的放置方法:
（1） ：用适当的吸嘴将垫圈形焊料预制片贴装在焊膏上。
垫圈形焊料预制片
（2）：通过模具将垫圈形焊料预制片预先套在引脚上
根据垫圈形焊料预制片的外径和内径加工一个与连接
案例1 ―爆米花”现象解决措施
•
高温－损伤元器件
受潮器件再流焊时，
在器件内部的气体膨胀使邦定点的根部“破裂”
平焊点
―爆米花”现象
PBGA器件的塑料基板起泡
―爆米花”现象机理:
水蒸气压力随温度上升而增加
温度 (°C)
190 200 210 220 230 240 250 260
水的蒸气压力(毫米)
• 把引脚插入填满焊膏的插装孔中，并用回流 法焊接。可以替代波峰焊、选择性波峰焊、 自动焊接机器人、手工焊。