SMT回流焊工藝溫控技術(shù)分析！
作者：博維科技 時(shí)間：2025-06-03 17:12
SMT回流焊工藝溫控技術(shù)分析！
現(xiàn)代SMT中回流焊技術(shù)與工藝是其核心技術(shù)，在其工藝流程中有一個(gè)環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的，即溫度控制環(huán)節(jié)。主要從SMT
回流焊技術(shù)出發(fā)，針對(duì)其工藝流程中的溫度控制技術(shù)進(jìn)行分析，重點(diǎn)闡述了回流焊各溫區(qū)溫度曲線，詳細(xì)介紹了實(shí)際溫度
曲線的設(shè)置和優(yōu)化處理，為回流焊參數(shù)設(shè)置提供了理論依據(jù)，從而避免了焊接過(guò)程中缺陷的發(fā)生，保證了焊接質(zhì)量，提高
產(chǎn)品的合格率。希望通過(guò)文章的分析，能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。
隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，電子系統(tǒng)微型化、集成化要求越來(lái)越高， SMT技術(shù)以及其生產(chǎn)工藝也在不短的改進(jìn)、推廣與
發(fā)展。在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，對(duì)SMT技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，焊接質(zhì)量的好壞直接影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，最終會(huì)影響
產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性。回流焊接是SMT技術(shù)中獨(dú)特的工藝環(huán)節(jié)和技術(shù)環(huán)節(jié)，也是重要的環(huán)節(jié)，所以對(duì)回流焊接技術(shù)的開發(fā)與
應(yīng)用是非常重要的。
01回流焊技術(shù)
因?yàn)榛亓骱讣夹g(shù)具有“自定位效應(yīng)”及“再流動(dòng)”等特點(diǎn)，所以回流焊工藝不要求嚴(yán)格的貼裝精度，這樣也就比較容易實(shí)現(xiàn)高
速度與高度自動(dòng)化?，F(xiàn)代SMT中對(duì)回流焊技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，回流焊又被稱為再流焊，是對(duì)提前分配到電路板焊盤上的軟
釬焊料重新熔化，最終實(shí)現(xiàn)引腳與表面組裝元件焊端與印制電路板焊盤之間機(jī)械和電氣連接的軟釬焊。一般回流焊主要分為
四個(gè)溫度區(qū)。
02回流焊溫度曲線各個(gè)區(qū)段介紹
通常把這個(gè)曲線分成四個(gè)區(qū)域，分別定義為升溫區(qū)，預(yù)熱恒溫區(qū)，焊接區(qū)，冷卻區(qū)。
2.1升溫區(qū)。PCB進(jìn)入回流焊鏈條，從室溫開始受熱到150℃的區(qū)域叫做升溫區(qū)。升溫區(qū)的時(shí)間設(shè)置在60-90S，斜率控制在
1-3℃/S之間。
2.2預(yù)熱恒溫區(qū)。預(yù)熱恒溫區(qū)PCB表面溫度由150℃平緩上升至200℃，時(shí)間設(shè)置在60S-120S之間。PCB板上各個(gè)部分緩緩受
到熱風(fēng)加熱，溫度隨時(shí)間緩慢上升，斜率在0.3-0.8℃/S之間。
2.3焊接區(qū)。回流區(qū)的溫度最高，SMA進(jìn)入該區(qū)后迅速升溫，并超出錫膏熔點(diǎn)約30-40℃，即板面溫度瞬時(shí)達(dá)到210-230℃
（此溫度又稱之為峰值溫度），時(shí)間約為20-30S。
2.4冷卻區(qū)。焊點(diǎn)溫度從液相線開始向下降低的區(qū)段稱為冷卻區(qū)。這一區(qū)域錫膏中的鉛粉已經(jīng)熔化并充分潤(rùn)濕了被焊接的表面
，快速冷卻會(huì)得到明亮的焊點(diǎn)并有良好的外形及合適的接觸角。冷卻速率一般為3-10℃/S。
03回流焊溫度曲線測(cè)試
3.1熱電偶使用說(shuō)明。熱電偶是溫度控制和達(dá)到工藝路線的必備工具，分為溫區(qū)熱偶和曲線測(cè)試熱偶，溫區(qū)熱偶位于不銹鋼熱
風(fēng)加熱室，固定不動(dòng)，曲線熱偶一般要求與PCB表面連接，否則會(huì)導(dǎo)致熱電偶的測(cè)量值偏離PCB表面度，從而測(cè)試出不適合
的溫度曲線。
3.2曲線測(cè)試。回流溫度曲線的測(cè)試，一般采用能用電路板一同進(jìn)入爐內(nèi)的爐溫測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試后將數(shù)據(jù)通過(guò)輸出接口
輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)專用測(cè)試軟件進(jìn)行曲線數(shù)據(jù)分析處理，然后打印出溫度曲線。
3.3回流溫度曲線的設(shè)定分析。決定每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定，必須要了解實(shí)際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫度。顯示溫度只
是該區(qū)內(nèi)熱敏電阻的溫度，如果熱電偶越靠近熱源，顯示的溫度將比區(qū)間溫度高，熱電偶越靠近電路板的直接通道，顯示的
溫度將越能反映區(qū)間溫度。實(shí)際操作中要了解清楚顯示溫度與實(shí)際區(qū)間溫度的關(guān)系。錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的
信息對(duì)溫度曲線至關(guān)重要。如所希望的溫度曲線持續(xù)時(shí)間、錫膏活性溫度、合金熔點(diǎn)和所希望的回流最高溫度。大多數(shù)錫膏
都能用四個(gè)溫區(qū)成功回流，當(dāng)最后的曲線圖盡可能與所希望的圖形相吻合時(shí)，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄并儲(chǔ)存以備后用。
04回流焊溫度曲線各個(gè)區(qū)段優(yōu)化分析
4.1升溫區(qū)溫度與時(shí)間關(guān)系分析優(yōu)化。該區(qū)的目標(biāo)是在達(dá)到兩個(gè)特定目的的同時(shí)，把板子從室溫盡快地加熱和提升，但快速加
熱不能快到造成板子或零件的損壞，也不應(yīng)引起助焊劑溶劑的爆失。對(duì)大多數(shù)的助焊劑來(lái)說(shuō)，這些溶劑不會(huì)迅速地?fù)]發(fā)，因
為它們必須有足夠高的沸點(diǎn)來(lái)防止焊膏在印刷過(guò)程中變干。通常電路板和元器件的加熱速率為1-3℃/s連續(xù)上升，如果過(guò)快會(huì)
產(chǎn)生熱沖擊，電路板和元器件都可能受損，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋。而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過(guò)度，溶劑揮發(fā)不充分，
影響焊接質(zhì)量。通常零件制造商會(huì)推薦加熱速率的極限值，一般都規(guī)定一個(gè)最大的值4℃/s以防止熱應(yīng)力造成的零件損壞，
更普遍的加熱速率一般是1-3℃/s。
4.2預(yù)熱恒溫區(qū)溫度與時(shí)間分析優(yōu)化。預(yù)熱恒溫區(qū)最主要的目的是保證電路板上的全部元件在進(jìn)入焊接區(qū)之前達(dá)到相同的溫度，
電路板上的元件吸熱能力通常有很大差別，有時(shí)需延長(zhǎng)保溫周期，但是太長(zhǎng)的保溫周期可能導(dǎo)致助焊劑的喪失，導(dǎo)致在焊接
區(qū)器件與焊料無(wú)法充分的結(jié)合與潤(rùn)濕，減弱焊膏的上錫能力，太快的溫度上升速率會(huì)導(dǎo)致溶劑的快速氣化，可能引起吹孔、
錫珠等缺陷。而過(guò)短的保溫周期又無(wú)法使活性劑充分發(fā)揮功效，也可能造成整個(gè)電路板預(yù)熱溫度的不平衡，從而導(dǎo)致不沾錫
、焊后斷開、焊點(diǎn)空洞等缺陷，所以應(yīng)根據(jù)電路板的設(shè)計(jì)情況及回流爐的對(duì)流加熱能力來(lái)決定保溫周期的長(zhǎng)短及溫度值。一
般保溫區(qū)的溫度在150-200℃之間，上升的速率低于2℃/s，這個(gè)區(qū)的加熱時(shí)間一般占整個(gè)溫度曲線時(shí)間的30%～50%。
4.3焊接區(qū)溫度與時(shí)間分析優(yōu)化。焊接區(qū)是把電路板帶入鉛錫粉末熔點(diǎn)之上，讓鉛錫粉末微粒結(jié)合成一個(gè)錫球并使被焊金屬表
面充分潤(rùn)濕。結(jié)合和潤(rùn)濕是在助焊劑幫助下進(jìn)行的，溫度越高助焊劑效率越高，粘度及表面張力則隨溫度的升高而下降，這
促使焊錫更快地濕潤(rùn)。但過(guò)高的溫度可能使電路板承受熱損傷，并可能引起鉛錫粉末再氧化加速、焊膏殘留物燒焦、電路板
變色、元件失去功能等問(wèn)題的產(chǎn)生。而過(guò)低的溫度會(huì)使助焊劑效率低下，可能使鉛錫粉末處于非焊接狀態(tài)而增加生焊、虛焊
發(fā)生的幾率，因此應(yīng)通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)找到理想的峰值與時(shí)間的最佳結(jié)合。在焊接區(qū)曲線的峰值一般為210-230℃，超過(guò)鉛錫合
金熔點(diǎn)溫度179℃的持續(xù)時(shí)間應(yīng)維持在20-30s之間。這個(gè)區(qū)的加熱速率一般為1.2-3.5℃/s，加熱時(shí)間一般占整個(gè)溫度曲線時(shí)
間的30%～50%。
4.4冷卻區(qū)溫度與時(shí)間分析優(yōu)化。冷卻區(qū)焊膏中的鉛錫粉末已經(jīng)熔化并充分潤(rùn)濕了被焊接表面，快速度地冷卻會(huì)得到明亮的
焊點(diǎn)并有好的外形及合適的接觸角度。緩慢冷卻會(huì)使板材溶于焊錫中而生成灰暗和毛糙的焊點(diǎn)，并可能引起沾錫不良以及
減弱焊點(diǎn)結(jié)合力的問(wèn)題。冷卻區(qū)降溫速率一般為3～10℃/s，冷卻至75℃即可，此區(qū)冷卻時(shí)間占整個(gè)溫度曲線時(shí)間的15%左右。
05結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的不短發(fā)展，SMT生產(chǎn)工藝也不斷得到完善，對(duì)性價(jià)比和生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行綜合的考慮。根據(jù)回流焊原理，
設(shè)置及優(yōu)化好合理的溫度曲線是保證焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。通過(guò)對(duì)溫度曲線的建立，可以為回流爐參數(shù)的設(shè)置提
供準(zhǔn)確的理論依據(jù)，不合理的溫度曲線會(huì)出現(xiàn)虛焊、立碑、錫球多等焊接缺陷，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量.
