SMT 科普：热风焊与氮气焊的工艺差异及应用要点

在电子组装的 PCBA 加工环节中，回流焊是保障元器件与 PCB 板之间实现牢固焊接的核心步骤，这一步的工艺把控直接影响着产品的整体良率，对于专注于高品质电子制造的从业者来说，想要做好 SMT 加工，就必须吃透回流焊的工作原理，掌握好回流焊四大温区的温度控制要点，同时结合生产需求选对合适的焊接工艺，上海鉴龙在长期的 SMT 加工实践中，也始终将回流焊工艺的精细化把控作为提升产品品质的关键。

回流焊也被称作再流焊，是表面贴装技术中不可或缺的工序，它的核心工作原理，是通过热气流的作用，让提前涂覆在 PCB 焊盘上的焊锡膏在高温环境下熔化并重新流动，待温度冷却后，锡膏便会固化，从而在元器件与焊盘之间形成稳定的电气和机械连接。正是利用了锡膏热胀冷缩的物理特性，回流焊才能实现元器件引脚与 PCB 焊盘之间的永久连接，让电子元件的组装更牢固，也成为了 SMT 加工中无可替代的关键工序。

在当下的 SMT 生产线中，回流焊设备主要分为热风回流焊和氮气回流焊两类，不同的工艺所适配的生产需求和能达到的焊接效果各有不同，其中氮气回流焊因显著的工艺优势，成为了高品质 SMT 加工中的主流选择。热风回流焊的工作原理相对简单，主要是利用加热丝产生热量，再通过风扇让热气在炉膛内形成层层流动的气流，以此传递焊接所需的热量，完成辅助焊接的操作。这种焊接工艺的核心特点是炉内温度均匀且可控性强，能保证焊点具备较高的稳定性，在常规的电子组装生产中，能很好地满足基础的焊接需求，适配普通民用电子器件的加工。

而氮气回流焊则是在热风回流焊的基础上做了重要的工艺升级，在整个加热焊接的过程中，会持续向炉膛内充入氮气来辅助焊接，这一工艺设计让它具备了诸多热风回流焊无法比拟的优势。首先是能有效防氧化，氮气的充入会大幅降低炉内的氧气含量，避免高温环境下元器件引脚和焊锡发生氧化反应，从源头减少虚焊、假焊等焊接不良问题；其次是能提升焊锡的润湿力，让焊锡的流动性更好，更容易均匀覆盖在焊盘表面，让焊点更饱满、连接更紧密；同时还能显著降低焊点内部的气泡率，大幅提升焊点的整体可靠性，更适配高精度、高可靠性的电子器件加工。

回流焊的加工过程并非简单的加热熔化锡膏，而是一套有着严格温度控制要求的系统化操作，典型的回流焊温度曲线包含预热区、保温区、回流区和冷却区四个温区，每个温区都有其明确的温度范围和工艺作用，环环相扣、层层递进，才能保证最终的焊接品质。预热区的温度一般控制在 60℃-130℃左右，主要负责对室温状态下的电路板和元器件进行预热，因为 PCB 板和电子元器件对温度变化较为敏感，升温过快极易产生热冲击，造成元器件损坏或电路板变形。缓慢预热能有效防止温度突变带来的热应力，同时还能让锡膏中含有的潮气和挥发性成分充分挥发，减少后续焊接中焊点出现气泡的概率，为后续的焊接工序打好基础。

保温区的温度则在 120℃-160℃左右，是对电路板的进一步加热，这一阶段能让焊盘和元器件引脚上残留的潮气完全挥发干净，避免高温下产生气泡影响焊接。更重要的是，这一温区能让电路板和各个元器件的温度达到一致，避免因温度不均，在进入高温的回流区后受到热冲击而出现焊接不良的情况，让整个焊接过程更平稳、更可控。回流区是整个回流焊工艺中最关键的环节，温度会根据锡膏的熔点迅速升至 245℃左右，不同类型的锡膏熔点不同，对应的回流区温度也会有所调整。低温锡膏熔点在 138℃左右，回流炉膛内的温度需控制在 180℃±5℃；中温锡膏熔点 178℃，炉温则为 215℃±5℃；高温锡膏熔点 217℃，炉温需达到 245℃±5℃，一般情况下炉温会略高于锡膏熔点，确保焊锡膏能完全熔融。熔融后的锡液会与 PCB 焊盘之间发生溶解扩散作用，能更好地润湿焊盘与器件引脚，再借助锡液表面的毛细作用，锡液会自然流入元器件引脚与焊盘之间的缝隙，让两者的连接更紧密、更牢固。

冷却区则是实现焊点固化的关键，进入这一阶段后焊点温度会迅速降低，待锡液完全冷却凝固后，元器件引脚与焊盘之间就形成了永久的金属连接。不过冷却的速度需要严格把控，冷却过快同样会产生热应力，导致焊点出现裂纹等问题，影响焊接品质和器件的使用寿命，因此冷却区的温度把控同样是回流焊工艺的重要环节。

想要确保 PCBA 加工的一次直通率，在 SMT 设计和生产过程中，还需要避开一些常见的工艺误区，这些细节的把控，直接影响着整体的生产效率和产品品质。首先是双面焊接的掉件风险，在进行双面组装焊接时，常规的操作是先焊接小器件面，再焊接大器件面，而第二次回流焊的高温会让底部已经焊好的焊点再次熔化，此时底部的元器件就容易因重力掉落。因此在设计时应将大电感、连接器这类重量较大的器件集中放置在 PCB 的同一面，并将这一面作为第二次焊接面，从设计上规避掉件问题。其次要重视元器件的耐热性，锡膏的选择必须与元器件的耐热温度相匹配，确保锡膏的熔点处于元器件耐热的安全范围内，防止高温焊接过程中损坏元器件，造成不必要的损耗。另外焊盘间距的设计也尤为重要，由于焊盘上的锡液表面存在张力，若焊盘之间的间距过近，熔融的锡液容易相互粘连，导致连锡问题，影响器件的正常使用。在实际设计中，建议将焊盘间距保持在 0.3mm 以上，从源头减少这类问题的发生。

在 SMT 加工服务的选择上，不同的生产阶段和产品需求，对工艺和服务的要求也各有不同，专业的 SMT 加工企业会根据研发和量产的不同需求，设置经济型和标准型两种不同的服务模式，以此适配多样化的生产需求。经济型服务一般适用于前期样板打样阶段，仅支持单面焊接，涵盖贴片和插件工序，PCB 板层数限制在 2、4、6 层，板厚范围 0.8mm-1.6mm，加工尺寸在 1010mm-470570mm 之间，适合小批量的样板加工，且无需设计工艺边和 Mark 点，不过在焊盘喷锡、PCB 颜色等方面会有一定限制，也不配备 SPI 锡膏测试和 AOI 检测环节，最小封装为 0402，最小 ICpin 间距 0.4mm，BGA 球径间距 0.5mm，回流焊温度固定在 255±5 度不可调节，能满足样板打样的基础需求。

而标准型服务则更适用于量产阶段，支持单双面焊接，对 PCB 板的层数、板厚无限制，加工尺寸为 7070mm-460510mm，2 片起贴无数量上限，在焊盘喷锡、PCB 颜色上也无限制，支持单板、邮票孔拼版和 V 割拼版多种出货方式，不过要求必须设计工艺边和 Mark 点，配备专业的 SPI 锡膏测试和独立的 AOI 检测，能实现更精准的工艺把控。其最小封装可达 0201，最小 ICpin 间距 0.35mm，BGA 球径间距 0.3mm，回流焊温度控制在 240±5 度，能很好地满足高精度、高品质的量产需求，适配各类中高端电子器件的加工。

专业的 SMT 加工除了具备完善的服务模式，还会打造从 PCB 智造、钢网制作到 SMT 贴片的一站式加工体系，通过自营生产的模式实现生产进度的实时可查，让客户能随时掌握生产情况。同时会配备多台高速贴片机和贴检一体生产线，在保证加工品质的同时，大幅提升生产效率，保障交期。还会提供 PCBA 全流程线上报价服务，让报价更透明、更便捷，资料传递更安全，同时能根据客户的 BOM 清单代购器件，并提供免费的仓储服务，帮助企业减少人力和管理成本的投入。无论是前期的产品原型验证，还是后期的规模化量产，专业的 SMT 加工企业都能通过成熟的工艺体系和完善的配套服务，为电子制造企业提供可靠的加工支持，助力企业提升产品品质和生产效率。

上海鉴龙是一家从事微组装产线技术的企业，生产有TR-50S 芯片引脚整形机,自动芯片引脚成型机,XH-320离线式选择性波峰焊,超景深数字显微镜,半钢电缆折弯成型机,焊接机器人,真空汽相回流焊等相关产品销售的现代化科技型企业，生产能力和相关技术不断投入从而朝的改版组装半导体行业领先选择
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