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SMT回流焊技术
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&&东莞市昌龙电子实业有限公司SMT回流焊技术
回流焊又称再流焊,通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点,在焊接过程中不需添加任何额外焊料的一种焊接方法。
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你可能喜欢什么是SMT回流焊,回流焊接的过程是什么_港泉SMT
& 什么是SMT回流焊,回流焊接的过程是什么
什么是SMT回流焊,回流焊接的过程是什么
18:03 &&&&作者: 港泉SMT
SMT技术&&公司新闻&&基础知识&&
回流焊就是通过大量加热，使锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的制程。焊接前，表面贴装元件依靠一定量的锡膏的粘性被固定在表面，合金焊料融化后，通过润湿作用附着在金属表面，冷却固化后，在PCB 和元件之间创建一种机械和电器的连接。
SMT回流焊焊接原理
具体过程：
按照回流焊中温度、时间的变化，焊接位置的锡膏会依次经历以下过程。
SMT回流焊焊接示意图
标准SMT回流焊炉温曲线：
按照温度-时间的变化规律，并结合焊料的变化阶段，可以将炉温曲线分解为：
预热区、保温区、熔融区、冷却区
标准SMT回流焊炉温曲线
A 预热区：
初始的升温阶段需要注意升温速率不可快。因为升温过快可能导致PCB或零件因热应力损坏，还可能使稀释剂急速的挥发造成四溅。升温速率的限制一般是零件制造商所建议，设定在4℃/sec以下，介于1~3℃/sec之间。
关键控制点：升温速率
预热区炉温曲线
B 保温区：
保温的目的在保证PCB上的各部位到达尖峰融锡区前的温度。使锡膏中的稀释剂有足够的时间充分挥发、松香和活化剂完成其清洁接合表面的作用。更重要的是保证PCB上升温速度不一的区域能通过热传导作用而使温度到达一致。但保温区的时间也不宜过长，否则助焊剂也会因氧化而耗尽。而保温区的温度应按照PCB设计的复杂性及回焊炉的热传导性能而定。
关键控制点：保温温度、保温时间
保温区炉温曲线
C 熔融区：
温度曲线的峰值温度是使PCB高于锡膏熔化的温度，峰值温度的选择为温度曲线中的核心过程。若温度不够高，则锡膏无法熔化；若温度过高，则会受热而损坏。
金属表面的氧化物及回焊炉中的氧气却会阻碍助焊剂有助于合并和润湿。温度愈高，助焊剂的作用愈强，但同时在回焊炉中遭受氧化的机会亦愈高。
锡膏熔化后的黏滞度和表面张力随温度升高而降低，可使润湿效果增快。
关键控制点：峰值温度
熔融区炉温曲线
D 冷却区：
只要锡膏中的粉末颗粒熔化，并能润湿待接合的表面，则冷却速率愈快愈好，焊点光亮、接触形状良好，且有足够的强度。冷却速率慢会使较多基材物质熔入锡膏中，产生粗糙或空焊点。甚者，某些接头端金属会溶解造成抗润湿或是焊点强度不佳。当融锡未完全凝固前遭受振动，还会使焊点完整性变差。当然，如某些元器件对温差变化极为敏感，也需要对冷却速率作一定的限制。
关键控制点：冷却速率
冷却区炉温曲线
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SMT回流焊介绍
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你可能喜欢SMT行业回流焊工艺
在SMT行业回流焊工艺上，中国工厂的单焊点回流焊平均投入成本是德国的 4 倍，是美国的 3 倍，是日本的 2倍多，统计数据来看，在 SMT 设备健康运行寿命方面，中国 SMT 在全球排名是倒数的。正在服务的 SMT 工厂中，较多的品质话题就是回流焊后发现偏位、掉件问题，分析下来，每个工厂产生的原因不尽相同，让我们一起来看看。
SMT行业回流焊工艺
1) 设备适配：
产品设计及 NPI 阶段，依据产品 PCB、器件分布、焊膏等复杂程度等特点，选择合适工艺能力的回流焊来安排生产。比如华为、台达对所有现有的回流焊进行工艺能力确认、适配，把工艺能力强的回流焊用于生产较复杂的产品，而表现能力较差的用于生产简单的产品，或者用于烘烤，或者汰旧换新。不能达到该产品的工艺需求的设备，严禁投入生产。
2) 轨道管控：
轨道震动管控在 2%g 以内，超出管控范围的，偏位、掉件等不良会显著增加。轨道变形的控制标准普遍是：-1mm ~+1.5mm 范围。如果存在超规挤压就势必会导致线路板过炉时产生挤压弯曲变形，那么偏位、掉件自然增加了。如下图检测结果，回流焊入口、出口的宽度一致，但是炉内逐渐变窄，对进入的 PCB 将存在弯曲变形风险。
3) 对流管控：
热风对流风速的管控在回流焊工艺监控中至关重要，也是业界常忽略的地方。回流焊结构上，对流循环分为大循环、小循环和微循环。大循环结构的回流焊结构简单、维护方便，成本也较低，在对流风回流时，越靠近轨道边的风越容易汇集成横向的风，这也是许多器件偏位的主要原因。
4) 温度曲线：
温度曲线全过程中，在熔锡前后位置段最容易出现偏位、掉件。多脚器件，如果各引脚的焊锡熔化时间差异大，容易出现因为锡表面张力拉动导致的偏位、立碑等。针对容易偏位的器件，可以对比各引脚的温度曲线来分析其 PAD 和引脚的热容分布是否一致。
H 公司等采用的 Esamber 检测系统配套有智能分析识别功能，自动防范以上设计问题，针对新的回流焊工艺调整，都需要配对最佳的温度与风力搭配。
5) 设备体检：
和其他生产设备一样，回流焊排入定期“体检”，针对轨道状态、风扇状态、对流风速状态、冷却能力、氮氧能力进行全面的定期检测。硬件状态较好的可以 3 个月检测一次，较差状态的 1-4 周检 测 一 次 。 其 中 轨 道测 试 仪 采 用Esamber CBP，可以检测轨道水平、变形、震动、中央支撑的扭曲等，EsamberRE 可以检测热风对流、热补偿能力、精益生产 之 工艺探索热冲击等。
6) 新炉把关：
添置新的回流焊时，按照以上第 5 项工艺要求，全面评估、验收，并列入公司设备状况数据库，供第 1 项时配置用。
7) 板底温差：
针对板底二次熔锡容易出现板底掉件问题，工艺管控中，可以尝试板面板底设置不一样的温度，实现板面正常回流焊，而板底保持不二次熔锡。
8) 板底风差：
针对板底二次熔锡容易出现板底掉件问题，工艺管控中，可以尝试板底风速降低的方法来改善。比如，必要的时候，板底设置风速在 3.0m/s，而板面在5.0m/s，温度可以设置一样，这样避免串温导致的闭环反复自我功率调整而损坏设备控制能力。
9) 板面水平：
板面水平度不够，会直接导致器件滑坡偏斜。SMT 管控要求在 2 度以内。综合来看，一个小小的偏位、掉件问题，牵涉回流焊的部分就如此之多，需要专业的工艺设计、检测与管控来为品质把关。而真正能够让回流焊设备在 10 年以上都处于 95分以上运作状态的，全球企业也屈指可数。
了解更多，请点击乾元坤和MES系统，或拨打010-、010-进行咨询。
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