SMT回流焊是通過加熱使焊錫膏融化，從而將表面貼裝元器件與PCB焊盤牢固結合的焊接技術。此過程中，焊錫膏預先涂覆于電路板焊盤上，元器件被精準放置后，電路板經(jīng)由傳送系統(tǒng)通過預設溫度區(qū)域，利用外部熱源使焊錫膏熔化并流動浸潤，最終實現(xiàn)可靠的焊接連接。

一、回流焊的方式

SMT回流焊接的方式有以下幾種，每種焊接方式都有其特點和適用場景，在選擇時需考慮具體需求、成本效益以及可能的技術限制。

1、紅外線焊接

通過紅外輻射加熱焊盤，具備快速加熱、小熱影響區(qū)和均勻焊點的優(yōu)點。然而，它通常需要結合熱風以確保溫度均勻性，這增加了設備成本。

2、紅外+熱風組合焊接

在紅外加熱基礎上加入熱風循環(huán)，保證了焊盤的均勻受熱，提升了焊接質量并減少了缺陷。需要注意控制熱風量與風速以防過熱。

3、氣相焊接（VPS）

使用惰性氣體（如氮氣或氦氣）保護電路板免于氧化，提高焊接質量，減少錫珠和錫球現(xiàn)象。此方法依賴專門的焊接機和保護氣體。

4、熱風焊接

利用熱風扇向爐內(nèi)送入熱風，實現(xiàn)均勻且快速的加熱。同樣需要注意熱風量和風速控制以避免過熱問題。

5、熱型芯板焊接

采用陶瓷加熱器配合小型熱模板直接接觸焊盤，提供均勻和快速的加熱。盡管加熱效果良好，但頻繁更換熱模板導致較高的維護成本。

二、回流焊的基本工藝

熱風回流焊工藝是SMT組裝中的關鍵步驟，焊膏在過程中經(jīng)歷溶劑揮發(fā)、焊劑清理、熔融流動和冷卻凝固四個階段。每個階段都對最終焊接質量有重要影響，因此必須嚴格控制各階段的溫度和時間參數(shù)。

1、預熱區(qū)

此階段緩慢加熱PCB及元器件，確保它們溫度均勻，并去除焊膏內(nèi)的水分與溶劑，以防止焊接時的塌陷或飛濺。升溫速率需控制得當，避免對敏感元件（如多層陶瓷電容器）造成熱沖擊。

2、保溫區(qū)（干燥/活化區(qū)）

在此保持恒溫，使焊膏完全干燥，同時激活焊劑清除表面氧化物，增強焊料與金屬表面的粘附力。這一步對于形成優(yōu)質焊點至關重要，通常持續(xù)60~120秒，具體取決于焊膏特性。

3、回流區(qū)（熔融與潤濕區(qū)）

焊膏在此階段熔化成液態(tài)，充分潤濕焊盤和元件引腳，擴展覆蓋面積。理想的再流溫度應比焊膏熔點高出約20°C，保證良好的流動性。該區(qū)域有時分為熔融和再流兩個子階段。

4、冷卻區(qū)

通過控制降溫速度，焊料凝固形成堅固且導電性良好的連接。正確的冷卻速率有助于避免因快速冷卻導致的斷路或短路問題。

三、影響回流焊的因素

回流焊接是通過加熱使焊料熔化，從而將SMD元器件固定在PCB上的工藝。其質量受多種因素影響，包括設備參數(shù)、設計規(guī)范、環(huán)境條件和材料選擇。為了保證高質量的回流焊接，必須綜合考慮并精確調控以下各個方面。

1、工藝參數(shù)

爐溫設置：根據(jù)焊料和元器件特性調整回流焊爐的溫度、時間及風速，確保焊接效果。

預熱處理：適當預熱有助于提高焊料的可焊性和穩(wěn)定性，預熱溫度需依據(jù)具體元件和焊料類型定制。

板層與厚度：考慮元器件尺寸和焊盤設計，合理設定焊接層數(shù)和厚度，以優(yōu)化焊接質量。

2、設計考量

焊盤布局：焊盤的形狀、尺寸和鍍層直接影響焊料流動，應基于元器件類型進行優(yōu)化設計。

3、焊接環(huán)境

清潔標準：確保PCB和元器件表面潔凈，以便焊料能充分固化并與組件良好接觸。

溫度管理：嚴格控制焊接過程中的溫度變化，確保焊料正確固化。

4、材料選擇

焊料規(guī)格：焊料的類型、成分及其顆粒度對焊接質量至關重要，需根據(jù)實際需求挑選。

助焊劑應用：合適的助焊劑類型和含量能夠改善焊接效果，減少缺陷。

四、高效檢查工具

影響回流焊接品質的良率，不僅僅是工藝的原因還有設計問題，比如焊盤大小設計不合理會影響回流焊接的良率等。這里推薦一款SMT可組裝性檢測軟件：華秋DFM。在SMT組裝前使用華秋DFM軟件對PCB設計文件做可組裝性檢查，能避免因設計不合理導致元器件無法組裝的問題發(fā)生，該軟件與回流焊之間的關聯(lián)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1、可焊性分析

華秋DFM軟件可以對存在虛焊風險的焊盤及走線方式進行識別預警。這對于使用回流焊工藝尤為關鍵，因為如果焊盤設計不當，例如焊盤與大面積銅箔直接相連，會導致焊接過程中焊盤散熱過快，進而產(chǎn)生冷焊、立碑或拒焊等缺陷。軟件能夠評估焊盤連接處的連線寬度與焊盤周長占比，以確保設計合理，減少這些問題的發(fā)生。

2、替代料分析

該功能有助于確保即使在某些元件短缺的情況下，也可以選擇合適的替代元件進行焊接，這間接影響到回流焊過程中的材料兼容性和焊接效果。

3、仿真圖渲染

提高的仿真圖渲染效果可以讓用戶更直觀地了解實際焊接后的樣子，幫助預測可能出現(xiàn)的問題，并提前做出調整。

4、預判焊接質量

通過使用華秋DFM檢查設計文件，可以在PCB文件設計完成后、SMT組裝前，提前預判焊接的質量，從而提升PCBA組裝焊接的可靠性。

華秋DFM軟件下載地址（復制到電腦瀏覽器打開）：

https://dfm.elecfans.com/dl/software/hqdfm.zip?from=fsyzlh

關注【華秋DFM】公眾號，獲取最新可制造性干貨合集

審核編輯 黃宇