6-再流焊工艺技术与设备
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Heller 1707 回流焊炉
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6.1.1 焊接传热的三种基本方式 热传导、热对流和热辐射
（1）热传导
是指在不涉及物质转移的情况下，热量从物体中温度较高 的部位传递给相邻的温度较低的部位，或从高温物体传递 给相接触的低温物体的过程，简称导热。
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（2）热对流
是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。 决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。
在整批生产过程中要定时检查焊接质量。
16
再流焊质量要求
不提倡检查-返修或淘汰的-贯做法，更不容忍错误发生。 任何返修工作都可能给成品质量添加不稳定的因素。 返修工作都是具有破坏性的 … 特别是当前组装密度越来 越高，组装难度越来越大
17
优良焊点举例
18
焊点缺陷举例
焊膏熔化 不完全
不润湿
半润湿
15
1) 设置合理的温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。 2) 要按照PCB设计时的焊接方向进行焊接。 3) 焊接过程中严防传送带震动。 4) 必须对首块印制板的焊接效果进行检查。
检查焊接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否呈半月状、 锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况。还要检查PCB表面颜色变 化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。
100℃ 130℃ 155℃ 185℃ 240℃ 250℃ 90℃ 传送带速度：60cm/min
出口
温度℃
峰值温度 210~230
183 150 1.2~3.5℃/s
焊接时间
100
＜2℃/s 升温区
60~90s
预热区 60~90s
冷却区
0.55~1℃/s
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
＜4℃/s
回流区
30~60s 60~90s
时间 min
(3）热辐射
是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长 在0.1～100微米之间的电磁辐射，因此与其他传热方式不 同，热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。
实际情况下，所有传导方式都以不同的比 例同时存在 ！
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热风炉的传热方式：热对流和热传导起主要作用 红外炉的传热方式：热辐射起主要作用
6.1 再流焊设备 6.2 再流焊原理 6.3 再流焊工艺要求 6.4 再流焊工艺流程 6.5 再流焊接质量控制 6.6 双面回流焊工艺 6.7 双面BGA工艺 6.8 通孔插装元件再流焊工艺
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再流焊炉是焊接表面贴装元器件的设备。 再流焊炉主要有红外炉、热风炉、红外加热风炉、 蒸汽焊炉等。目前最流行的是全热风炉。
助焊剂浸润区
（快速升温区） 12
6.2.2再流焊工艺特点 (1)有“再流动”与自定位效应
贴装元器件只是被焊膏临时固定在PCB上，焊接时，当 焊膏达到熔融温度融化时，焊料还要“再流动”一次，此 时元器件受熔融焊料表面张力的作用会发生位置移动。
如果焊盘设计正确，元器件端头与焊盘的可焊性良好， 元器件的全部焊端或引脚与相应焊盘同时被熔融焊料润湿 时，就会产生自定位或称为自校正效应（self alignment）， 即当元器件贴放位置有少量偏离时，在表面张力的作用下， 能自动被拉回到近似目标位置。
热板再流焊：主要用于陶瓷基板的再流焊
红外再流焊：加热温度不均匀，PCB板上的温差大，不利于焊接 热风再流焊：优点是温度均匀，焊接质量好。缺点是PCB上下温差不 易控制、温度梯度不易控制，能源消耗大。目前是再流焊设备的首选。 热风加红外再流焊：既提高了焊接温度和加快了升温效率，又可以 节省能源。 气相再流焊：温度控制准确；热转换效率高，可快速升温；无氧环 境，PCB受热均匀，不受元器件布局影响，焊接质量好。缺点是成本 高，可能产生有毒气体等
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6.1.3 热风再流焊炉的基本结构
是目前应用最广泛的再流焊炉，主要由炉体、上下加热源、 PCB传输装置、空气循环装置、冷却装置、排风装置、温 度控制装置、废气回收装置以及计算机控制系统组成。
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6.1.4 再流焊炉的主要技术指标
a 温度控制精度：应达到±0.1~0.2℃； b 传输带横向温差：要求±5℃以下,无铅要求±2℃以下； c 温度曲线测试功能：如果设备无此配置，应外购温度曲线
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对于不同的元器件，自定位效应的作用不同。
－Chip
作用较大，贴装偏移能够通过再流焊纠正
－SOJ、SOP、PLCC、QFP 作用较小，贴装偏移不能通 过再流焊纠正
－BGA、CSP 作用较大，贴装偏移能够通过再流焊纠正
再流焊前
再流焊中
再流焊后
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(2)每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的
再流焊工艺中，焊料是预先分配到印制板焊盘上的， 每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的，因此再流焊质量 与工艺的关系极大。特别是印刷焊膏和再流焊工序，严格 控制这些关键工序就能避免或减少焊接缺陷的产生。
在全热风回流焊炉中
BGA：热对流只对周边焊球起主要作用，中间焊球主要是热传导
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6.1.2 再流焊炉的分类
（1）按再流焊加热区域可分为两大类： 对PCB整体加热，分为箱式和流水式 对PCB局部加热
箱式
流水式
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（2) 对PCB整体加热再流焊可分为：
热板再流焊、红外再流焊、热风再流焊、热风加红外再 流焊、气相再流焊。
焊料球
立碑
桥接
锡丝
焊点紊乱
裂纹
移位
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新产品焊接 焊接前准备
开炉 编程（设置温度、速度等参数）
调整传送带宽度
老产品焊接 焊接前准备
开炉
调已有程序 调整传送带宽度
测温度曲线
首件表面组装板焊接并检验 Yes 焊接
采集器； d 最高加热温度：一般为300~350℃，如果考虑无铅焊料或金
属基板，应选择350℃以上。 e 加热区数量和长度：加热区数量越多、加热区长度越长，
越容易调整和控制温度曲线。 f 传送带宽度：应根据最大和最PCB尺寸确定。
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6.2.1 从温度曲线分析再流焊的原理
PCB 入口
110℃ 130℃ 155℃ 185℃ 240℃ 250℃ 90℃
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（3) 对PCB局部加热再流焊可分为： 激光再流焊、光束再流焊 、聚焦红外再流焊、热气流再
流焊 。
激光再流焊、光束再流焊:热量只发射在焊点上，不会损坏元器件和 基板；焊接质量好，重复性高；单点焊接速度快。设备十分昂贵，用 于特殊元器件的焊接。 热气流再流焊：需要针对不同尺寸焊点加工不同尺寸的喷嘴，焊接 速度比较慢，用于返修或产品研制。 聚焦红外再流焊：适用于返修工作站
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6.1.1 焊接传热的三种基本方式 热传导、热对流和热辐射
（1）热传导
是指在不涉及物质转移的情况下，热量从物体中温度较高 的部位传递给相邻的温度较低的部位，或从高温物体传递 给相接触的低温物体的过程，简称导热。
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（2）热对流
是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。 决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。
在整批生产过程中要定时检查焊接质量。
16
再流焊质量要求
不提倡检查-返修或淘汰的-贯做法，更不容忍错误发生。 任何返修工作都可能给成品质量添加不稳定的因素。 返修工作都是具有破坏性的 … 特别是当前组装密度越来 越高，组装难度越来越大
17
优良焊点举例
18
焊点缺陷举例
焊膏熔化 不完全
不润湿
半润湿
15
1) 设置合理的温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。 2) 要按照PCB设计时的焊接方向进行焊接。 3) 焊接过程中严防传送带震动。 4) 必须对首块印制板的焊接效果进行检查。
检查焊接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否呈半月状、 锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况。还要检查PCB表面颜色变 化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。
100℃ 130℃ 155℃ 185℃ 240℃ 250℃ 90℃ 传送带速度：60cm/min
出口
温度℃
峰值温度 210~230
183 150 1.2~3.5℃/s
焊接时间
100
＜2℃/s 升温区
60~90s
预热区 60~90s
冷却区
0.55~1℃/s
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
＜4℃/s
回流区
30~60s 60~90s
时间 min
(3）热辐射
是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长 在0.1～100微米之间的电磁辐射，因此与其他传热方式不 同，热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。
实际情况下，所有传导方式都以不同的比 例同时存在 ！
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热风炉的传热方式：热对流和热传导起主要作用 红外炉的传热方式：热辐射起主要作用
6.1 再流焊设备 6.2 再流焊原理 6.3 再流焊工艺要求 6.4 再流焊工艺流程 6.5 再流焊接质量控制 6.6 双面回流焊工艺 6.7 双面BGA工艺 6.8 通孔插装元件再流焊工艺
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再流焊炉是焊接表面贴装元器件的设备。 再流焊炉主要有红外炉、热风炉、红外加热风炉、 蒸汽焊炉等。目前最流行的是全热风炉。
助焊剂浸润区
（快速升温区） 12
6.2.2再流焊工艺特点 (1)有“再流动”与自定位效应
贴装元器件只是被焊膏临时固定在PCB上，焊接时，当 焊膏达到熔融温度融化时，焊料还要“再流动”一次，此 时元器件受熔融焊料表面张力的作用会发生位置移动。
如果焊盘设计正确，元器件端头与焊盘的可焊性良好， 元器件的全部焊端或引脚与相应焊盘同时被熔融焊料润湿 时，就会产生自定位或称为自校正效应（self alignment）， 即当元器件贴放位置有少量偏离时，在表面张力的作用下， 能自动被拉回到近似目标位置。
热板再流焊：主要用于陶瓷基板的再流焊
红外再流焊：加热温度不均匀，PCB板上的温差大，不利于焊接 热风再流焊：优点是温度均匀，焊接质量好。缺点是PCB上下温差不 易控制、温度梯度不易控制，能源消耗大。目前是再流焊设备的首选。 热风加红外再流焊：既提高了焊接温度和加快了升温效率，又可以 节省能源。 气相再流焊：温度控制准确；热转换效率高，可快速升温；无氧环 境，PCB受热均匀，不受元器件布局影响，焊接质量好。缺点是成本 高，可能产生有毒气体等
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6.1.3 热风再流焊炉的基本结构
是目前应用最广泛的再流焊炉，主要由炉体、上下加热源、 PCB传输装置、空气循环装置、冷却装置、排风装置、温 度控制装置、废气回收装置以及计算机控制系统组成。
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6.1.4 再流焊炉的主要技术指标
a 温度控制精度：应达到±0.1~0.2℃； b 传输带横向温差：要求±5℃以下,无铅要求±2℃以下； c 温度曲线测试功能：如果设备无此配置，应外购温度曲线
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对于不同的元器件，自定位效应的作用不同。
－Chip
作用较大，贴装偏移能够通过再流焊纠正
－SOJ、SOP、PLCC、QFP 作用较小，贴装偏移不能通 过再流焊纠正
－BGA、CSP 作用较大，贴装偏移能够通过再流焊纠正
再流焊前
再流焊中
再流焊后
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(2)每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的
再流焊工艺中，焊料是预先分配到印制板焊盘上的， 每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的，因此再流焊质量 与工艺的关系极大。特别是印刷焊膏和再流焊工序，严格 控制这些关键工序就能避免或减少焊接缺陷的产生。
在全热风回流焊炉中
BGA：热对流只对周边焊球起主要作用，中间焊球主要是热传导
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6.1.2 再流焊炉的分类
（1）按再流焊加热区域可分为两大类： 对PCB整体加热，分为箱式和流水式 对PCB局部加热
箱式
流水式
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（2) 对PCB整体加热再流焊可分为：
热板再流焊、红外再流焊、热风再流焊、热风加红外再 流焊、气相再流焊。
焊料球
立碑
桥接
锡丝
焊点紊乱
裂纹
移位
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新产品焊接 焊接前准备
开炉 编程（设置温度、速度等参数）
调整传送带宽度
老产品焊接 焊接前准备
开炉
调已有程序 调整传送带宽度
测温度曲线
首件表面组装板焊接并检验 Yes 焊接
采集器； d 最高加热温度：一般为300~350℃，如果考虑无铅焊料或金
属基板，应选择350℃以上。 e 加热区数量和长度：加热区数量越多、加热区长度越长，
越容易调整和控制温度曲线。 f 传送带宽度：应根据最大和最PCB尺寸确定。
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6.2.1 从温度曲线分析再流焊的原理
PCB 入口
110℃ 130℃ 155℃ 185℃ 240℃ 250℃ 90℃
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（3) 对PCB局部加热再流焊可分为： 激光再流焊、光束再流焊 、聚焦红外再流焊、热气流再
流焊 。
激光再流焊、光束再流焊:热量只发射在焊点上，不会损坏元器件和 基板；焊接质量好，重复性高；单点焊接速度快。设备十分昂贵，用 于特殊元器件的焊接。 热气流再流焊：需要针对不同尺寸焊点加工不同尺寸的喷嘴，焊接 速度比较慢，用于返修或产品研制。 聚焦红外再流焊：适用于返修工作站