SMT贴片加工过程中回流焊的质量受哪些要素影响？

SMT加工的焊接过程主要是依靠回流焊工艺来完成，SMT工厂对于回流焊的品质要求一般都是比较高的，焊接质量将会直接影响到整体的SMT贴片加工质量的评估。SMT贴片加工的回流焊质量会直接影响到PCBA的焊接质量和产品的使用可靠性等。但是，在SMT贴片加工中过回流焊时，有时会出现一些品质问题，降低产品良率。要想改善回流焊的焊接质量首先就要知道回流焊的品质受到哪些因素的影响。

作为深圳地区比较知名的SMT贴片加工厂，精鸿益电路认为SMT贴片中回流焊的质量受许多要素的影响，最重要的要素是回流焊炉的温度曲线及焊锡膏的成分参数。现在常用的高性能再流焊炉，已能比较方便地准确操控、调整温度曲线，相比之下，在高密度与小型化的趋势中，焊锡膏的印刷就成了回流焊质量的关键。

一、焊锡膏的影响因素

焊锡膏合金粉末的颗粒形状与窄距离器材的焊接质量有关，焊锡膏的粘度与成分也必须选用恰当。别的，焊锡膏一般冷藏储存，取用时待康复到室温后，才能开盖，要特别注意防止因温差使焊锡膏混入水汽，需求时用搅拌机搅匀焊锡膏。

1、冷焊通常是再流焊温度偏低或再流区的时间不足;

2、连锡电路板或元器件受潮，含水分过多易引起锡爆产生连锡;

3、锡珠预热区温度爬升速度过快(一般要求,温度上升的斜率小于3度每秒);

4、裂纹一般是降温区温度下降过快(一般有铅焊接的温度下降斜率小于4度每秒);

这段中焊膏内的铅锡粉末已经熔化并充分潮湿被连接外表，应该竭尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于得到亮堂的焊点并有好的外形和低的触摸视点。缓慢冷却会导致电路板的更多分化而进入锡中，然后产生暗淡粗糙的焊点。在端的景象下，它能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率般为3-10℃／s，冷却75℃即可。

1、传输系统：防导轨变形结构设计，运输稳定可靠；

2、冷却系统：全新专利结构设计，强制风冷及水冷结构可升级互换，维护保养方便快捷，冷却区温度显示可调；

3、模块式结构，便于清洁及维护；前后回风设计，有效防止温区之间气流影响，保证温控精度；长寿命高性能热风马达，变频器控制，热风马达风速可调；

4、手动+电动调宽结构设计，配置紧急手动传输结构，以防断电烧坏炉膛内的PCB；

5、大尺寸：在机体外形尺寸不变的情况下，能处理更大尺寸的PCB板，双轨可同时过板300mm，双轨过单板可以达到550mm

二、焊接设备的影响

贴片SMT加工中电路板的传送一般是通过传送带来进行的，回流焊设备的传送带震动过大也有可能影响到回流焊品质。

三、回流焊工艺的影响

在排除了焊锡膏印刷工艺与SMT贴片工艺的品质异常之后，回流焊工艺本身也会导致以下品质异常：

1、冷焊通常是回流焊温度偏低或再流区的时间不足。

2、锡珠预热区温度爬升速度过快。

3、连锡电路板或元器件受潮，含水分过多易引起锡爆产生连锡。

4、裂纹一般是降温区温度下降过快。

四、炉温曲线

在所有影响到回流焊品质的因素中炉温曲线算是最重要的因素之一了，但是现在常用的高性能回流焊炉，已能比较方便地精确控制、调整温度曲线。

回流焊的焊接有四大温区，分别为预热区，恒温区，回焊区和冷却区，四个温区中的每个阶段都有其重要的意义。

SMT回流焊预热区

回流焊进行焊接的第一步工作是预热，也就是最开始的升温阶段，预热是为了使锡膏活性化，避免浸锡时进行急剧高温加热引起焊接不良所进行的预热行为，把常温PCB板匀均加热，达到目标温度。在升温过程中要控制升温速率，过快则会产生热冲击，可能造成电路板和元件受损；过慢则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。

通常很多SMT贴片加工厂中所使用的每种锡膏的升温速率，供应商都会有推荐，大部分都要求在4℃／sec以下，以防元件受到热冲击损伤，因工艺本身较为复杂，升温斜率设定在1~3℃/sec之间，综上所述，如果PCB板元件类型单一，且元件数量不多时，其预热阶段的末端温度可以达到回流区的起点温度。

SMT回流焊保温区

第二阶段-保温阶段，也称之为恒温区。主要目的是使回流焊炉炉内PCB板及各元器件的温度稳定，使元件温度保持一致，减少各元件之间的温差。由于元器件大小不一，大的元件需要热量多，升温慢，小的元件升温快，在保温区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，使助焊剂充分挥发出去，避免焊接时有气泡。保温段结束，焊盘，焊料球及元件引脚上的氧化物在助焊剂的作用下被除去，整个电路板的温度也达到平衡。所有元件在这一段结束时应具有相同的温度，否则在回流段将会因为各部分温度不均而产生各种不良焊接现象。

恒温的温度和时间取决于PCB设计的复杂性，元件类型差异以及元件数量，通常选择在120-170℃之间，如果PCB特别复杂，恒温区温度应以松香软化温度作为参考进行确定，目的是减少后段回流区焊接时间，恒温区一般选在160度。

回流焊回焊区

回流区的目的是使锡膏达到熔化状态，并润湿待焊接元件表面焊盘。

当PCB板进入回流区时，温度会急速上升使锡膏达到熔化状态，有铅锡膏Sn:63/Pb:37的熔点为183℃,无铅焊膏Sn:96.5/Ag:3/Cu:0。5的熔点为217℃，在此段区域里，加热器提供的热量最多，炉温也会设置到最高，使锡膏温度快速上升到峰值温度。

回流焊曲线的峰值温度总的来说是由锡膏熔点，PCB板，以及元件本身的耐热温度决定，在回流区产品的峰值温度根据所用锡膏类型而有所不同，通常来讲，无铅锡膏最高峰值温度一般在230～250℃，有铅锡膏一般在210～230℃，如果峰值温度太低易产生焊点冷焊和润湿不足现象；太高则环氧树脂类型的基板和塑胶部分易出现焦化，PCB起泡及脱层现象，而且也会导致过量的共晶金属化合物形成，使焊点变脆，焊接强度变弱，影响产品机械性能。

需要强调的是，回流区域锡膏中的助焊剂在此时是有助于促进锡膏与元件焊端润湿，降低锡膏表面张力作用，但因回流炉中残留氧气以及金属表面氧化物，对助焊剂的促进会起到遏制作用。

通常良好的炉温曲线，必须满足PCB上各点的峰值温度要尽可能保持一致，差异不能超过10度，只有这样，才能确保产品在进入冷却区时，所有焊接动作都已顺利完成。

回流焊冷却区

冷却区是回流焊的最后阶段，目的是使已熔化的锡膏颗粒温度冷却到锡膏凝固点温度以下，使焊点凝固。迅速冷却，并快速形成光亮，弧度较缓，锡量饱满的焊点。冷却速率越快，焊接效果越好，但是，过快的冷却速率，会使熔融的锡膏来不及冷却缓冲，导致成型的焊点有拖尾，拉尖甚至毛边现象。冷却速率过慢，将导致过量共晶金属化合物产生，以及在焊接点处易发生大的晶粒结构，使焊接点强度变低，会使PCB板焊盘表的基材物资融入锡膏，使焊点粗糙，空焊及焊点偏暗现象，更有甚者，元件焊端的所有金属杂志都会熔解在焊点位置，造成元件焊端拒润湿或是焊接不良，影响焊接质量。因此良好的冷却速率，对于焊点成型至关重要，冷却区降温速率一般在4℃/S左右，冷却至75℃。

那在SMT贴片加工回流焊中如何进行温度控制要求呢？

为了确保贴片加工产品焊接品质，就需要确保SMT贴片加工回流焊在使用过程中的温度曲线符合产品的温度要求。

回流焊温度控制要求

1、回流焊开机后要在各温区温度稳定，链速稳定后，才可以进行过炉和测试温度曲线，由冷启动机器到稳定温度通常在20~30分钟。

2、SMT产线技术人员每天或每个产品必须记录炉温设定和链速，并定期进行炉温曲线测受控文试，以监控回流焊运行正常。IPQC进行巡查监督。

3、无铅锡膏温度曲线设定要求:

3. 1 温度曲线的设定主要依据：A.锡膏供应商提供的推荐曲线。B. PCB板材材质,大小和厚度。C.元器件的密集程度和元器件大小等。

3.2 无铅炉温设定规定要求：

3.2. 1 贴装点数100个点以内，无BGA和QFN等密脚IC及焊盘尺寸在3MM以内的产品，实测峰值温度控制在243至246度。

3.2.2 贴装点数在100个以上，有密脚IC、 QFN、BGA及PAD尺寸在3MM以上6MM以下的产品，实测峰值温度控制在245至247度。

3.2.3 有较多密脚IC、 QFN、BGA或PCB板厚度达到2MM (含)以上，PAD尺寸在6MM以上的个别特殊PCB板产品，可根据实际需要实测峰值温度控制在247至252度。

3.2.4 FPC柔性线路板和铝基板等特殊板材或有零件特殊要求时，需根据实际需求调节(产品工艺制程说明有特殊， 依制程说明管控)。

备注：实际作业产品过炉有异常时即时反馈SMT技术人员及工程师3.3温度曲线的基本要求：

A.预热区：预热斜率1~3℃/SEC，升温到140~150℃。

B.恒温区：150℃~200℃，维持60~120秒。

C.回流区：217℃以上40~90秒，峰值230~255℃。

D.冷却区：降温斜率小于1~4℃/SEC (其中PPC和铝基板除开，实际温度要根据实际情况而定)。

注意事项：

1.过炉后的前五片板，要全检每块板焊点的光泽度、爬锡度和焊接性等。

2,型号使用管控：严格按照《产品工艺制程说明》和客户要求使用锡膏。

3·每班次要求进行测一次炉温，换线再测一次炉温，试产机型要求每一款测一次，另调道品度时要确认炉内是否有板或其它异物等，且要确认进口与出口的宽度上否一致。

4.每次温度参数有变动时，需测试一次炉温。