【正文】 SMT關(guān)鍵工序 再流焊工藝控制 顧靄云 1. 再流焊定義 ? 再流焊 Reflow soldring，通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料，實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。 再流焊 2. 再流焊原理 110 ℃ 1 30 ℃ 155 ℃ 185 ℃ 24 0 ℃ 250 ℃ 90 ℃ PCB 入口 出口 100 ℃ 130 ℃ 155 ℃ 175 ℃ 2 00 ℃ 210 ℃ 9 0 ℃ 傳送帶速度： 60cm/min 溫度℃ 焊接時間 峰值溫度 21 0 ~ 230 18 3 150 .1 ~ 2 ℃ /s 2 ~4 min 100 3 0 ~ 6 0s 60 ~ 90s ＜ 2 ℃ /s ~ 3 .5 ℃ /s ＜ 4 ℃ /s 升溫區(qū) 預熱區(qū) 回流區(qū) 冷卻區(qū) 時間 min 60 ~ 90s 60 ~ 90s 快速升溫區(qū) （浸潤區(qū)） 37Pb/63Sn鉛錫焊膏再流焊溫度曲線 從溫度曲線分析再流焊的原理：當 PCB進入升溫區(qū)（干燥區(qū)）時，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤，將焊盤、元件焊端與氧氣隔離； PCB進入保溫區(qū)時，使 PCB和元器件得到充分的預熱，以防 PCB突然進入焊接高溫區(qū)而損壞 PCB和元器件；在助焊劑活化區(qū)，焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元件焊端，并清洗氧化層；當 PCB進入焊接區(qū)時，溫度迅速上升使焊膏達到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫潤濕 PCB的焊盤、元件焊端，同時發(fā)生擴散、溶解、冶金結(jié)合，漫流或回流混合形成焊錫接點； PCB進入冷卻區(qū)，使焊點凝固。此時完成了再流焊。 3. 再流焊工藝特點 ? 自定位效應 （ self alignment） — 當元器件貼放位置有一定偏離時 ， 由于熔融焊料表面張力作用 ， 當其全部焊端或引腳與相應焊盤同時被潤濕時 ， 在表面張力作用下 ，自動被拉回到近似目標位置的現(xiàn)象； 自定位效應（ self alignment） 再流焊前 再流焊后 再流焊中 4. 再流焊的分類 1) 按再流焊加熱區(qū)域可分為兩大類： ? a 對 PCB整體加熱； ? b 對 PCB局部加熱 。 2) 對 PCB整體加熱再流焊可分為： ? 熱板再流焊 、 紅外再流焊 、 熱風再流焊 、 熱風加紅外再流焊 、 氣相再流焊 。 3) 對 PCB局部加熱再流焊可分為： ? 激光再流焊 、 聚焦紅外再流焊 、 光束再流焊 、 熱氣流再流焊 。 5. 再流焊的工藝要求 1) 設置合理的溫度曲線并定期做溫度曲線的實時測試 。 2) 要按照 PCB設計時的焊接方向進行焊接 。 3) 焊接過程中嚴防傳送帶震動。 4) 必須對首塊印制板的焊接效果進行檢查。 ? 檢查焊接是否充分、焊點表面是否光滑、焊點形狀是否呈半月狀、錫球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況。還要檢查 PCB表面顏色變化等情況。并根據(jù)檢查結(jié)果調(diào)整溫度曲線。 ? 在整批生產(chǎn)過程中要定時檢查焊接質(zhì)量。 高質(zhì)量 ＝ 高直通率 ＋高可靠（壽命保證 ） ? 不提倡檢查 返修或淘汰的 貫做法，更不容忍錯誤發(fā)生。 ? 任何返修工作都可能給成品質(zhì)量添加不穩(wěn)定的因素。 再流焊質(zhì)量要求 返修的潛在問題 返修工作都是具有破壞性的 … 特別是當前 組裝密度越來 越高，組裝難度越來越大 盡量避免返修，或控制其不良后果 ！ 返修 會縮短產(chǎn)品壽命 過去我們通常認為 ， 補焊和返修 ， 使焊點更加牢固 ，看起來更加完美 ， 可以提高電子組件的整體質(zhì)量 。 但這一傳統(tǒng)觀念并不正確 。 6. 影響 再流焊質(zhì)量的因素 ? 再流焊是 SMT關(guān)鍵工藝之一。表面組裝的質(zhì)量直接體現(xiàn)在再流焊結(jié)果中。但再流焊中出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問題不完全是再流焊工藝造成的。因為再流焊接質(zhì)量除了與焊接溫度（溫度曲線）有直接關(guān)系以外，還與生產(chǎn)線設備條件、 PCB焊盤和可生產(chǎn)性設計、元器件可焊性、焊膏質(zhì)量、印制電路板的加工質(zhì)量、以及 SMT每道工序的工藝參數(shù)、甚至與操作人員的操作都有密切的關(guān)系。 (1) PCB焊盤設計對再流焊質(zhì)量的影響 SMT的組裝質(zhì)量與 PCB焊盤設計有直接的、十分重要的關(guān)系。如果 PCB焊盤設計正確，貼裝時少量的歪斜可以在再流焊時，由于熔融焊錫表面張力的作用而得到糾正（稱為自定位或自校正效應）；相反，如果 PCB焊盤設計不正確，即使貼裝位置十分準確，再流焊后反而會出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷。 ? ? 主焊點 矩形元件焊接點 J 形引腳焊接點 翼形引腳焊接點 圖 4 各種元器件焊點結(jié)構(gòu)示意圖PCB 焊盤設計應掌握以下關(guān)鍵要素： a 對稱性——兩端焊盤必須對稱，才能保證熔融焊錫表面張力平衡。b 焊盤間距——確保元件端頭或引腳與焊盤恰當?shù)拇罱映叽纭 焊盤剩余尺寸——搭接后的剩余尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面。d 焊盤寬度——應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。 B S A ——焊盤寬度 A B ——焊盤的長度 G ——焊盤間距 S ——焊盤剩余尺寸 G 圖 5 矩形片式元件焊盤結(jié)構(gòu)示意圖 a 當焊盤間距 G 過大或過小時，再流焊時由于元件焊端不能與焊盤搭接交疊，會產(chǎn)生吊橋、移位。 圖 7 焊盤間距 G 過大或過小b 當焊盤尺寸大小不對稱，或兩個元件的端頭設計在同一個焊盤上時，由于表面張力不對稱，也會產(chǎn)生吊橋、移位。 圖 8 焊盤不對稱，或兩個元件的端頭設計在同一個焊盤上c 導通孔設計在焊盤上，焊料會從導通孔中流出，會造成焊膏量不足。 不正確 正確 印制導線