一、SMT 車間與回流焊爐的緊密關聯

SMT（Surface Mount Technology）車間是電子產品制造的重要場所，而回流焊爐在其中占據著至關重要的地位，是實現高質量焊接的關鍵設備。

在 SMT 車間的生產流程中，回流焊爐起著承上啟下的關鍵作用。首先，在回流焊之前，通過絲印機把適當、適量的焊錫膏漏印到 PCB 的焊盤上，再用貼片機把 SMC/SMD 元器件貼到相應位置上，最后將貼好元器件的電路板送入回流焊爐?；亓骱笭t經過預熱、升溫、熔化、冷卻等過程，將元器件與 PCB 焊盤之間牢固可靠地焊接在一起。

回流焊爐的性能直接影響著焊接質量。例如，多溫區回流焊能夠根據回流焊溫度曲線將焊爐劃分為若干個不同溫度的溫區，PCB 板勻速穿越各個溫區從而實現預熱、回流、冷卻等各個過程。這種方式各溫區為相對獨立的恒溫控制，控制算法相對簡單，更大優點就是效率高、適應工業大批量連續生產。相比之下，單溫區回流焊爐雖然投資小、溫度容易跟蹤設定曲線，但溫度周期性變化，生產周期長、能耗高，一般適應于單件或小批量生產。

此外，回流焊爐的種類也豐富多樣。根據加熱的方式的不同，可分為遠紅外回流焊、紅外加熱風回流焊和全熱風回流焊等。不同的加熱方式各有特點，能夠滿足不同的生產需求。

在 SMT 車間中，回流焊爐的重要性還體現在其對整個生產效率的影響上。高效的回流焊爐能夠快速完成焊接過程，減少生產時間，提高生產線的整體效率。同時，良好的焊接質量可以減少次品率，降低生產成本。

綜上所述，回流焊爐在 SMT 車間中具有不可替代的重要地位，是實現高質量焊接和高效生產的關鍵設備。

二、選擇回流焊爐的關鍵因素

（一）產品尺寸與產量匹配

在選擇回流焊爐時，產品尺寸和產量是重要的考量因素。如果線路板寬度在 400*400mm 以上，應選擇比較大型或者中型的回流焊設備。中型回流焊標準八溫區的爐子網帶寬度為 400，大型回流焊標準十溫區的爐子網帶寬度為 550。對于寬度在 200 - 300mm 左右的產品，若每天產量在 5000 以上，建議使用十溫區大型回流焊設備或標準型中型八溫區回流焊設備；若每天產量在 2000 - 5000 間，可使用標準八溫區回流焊設備；若產量在 2000 以下，可采用六溫區或者五溫區小型回流焊設備。而對于寬度在 200mm 以下的產品，如果焊接工藝要求較高、貼片元件種類多且復雜，可選擇大型回流焊設備以保證溫度曲線分布和焊接效果；若規模較小、產量不大且質量要求一般，尺寸在 100 到 200 間，可選擇 5 溫區小型回流焊設備。

（二）控制方式考量

回流焊設備主要有電腦 + PLC 控制和按鍵式 + PLC 控制兩種方式。電腦 + PLC 控制的回流焊機控溫精度高，操作方便，具有記憶功能，適合品種較多、焊接工藝要求較高的產品，但價錢相對較高。按鍵式 + PLC 控制的回流焊機價格相對較便宜，適合品種較為單一或工藝要求不高的情況。

（三）正常運行功率評估

大型回流焊設備的運行功率比小型回流高。但同種機型不同廠家，正常運行功率也不一樣。在設備正常運行時，電能主要用于產品焊接，但也會造成設備熱損失。保溫效果好能省不少電，保溫差則會造成過多能源損耗，增加生產成本。因此，要根據加工成本及周邊電力供應來評估回流焊設備的正常運行功率。

（四）熱傳遞方式抉擇

全熱風熱傳遞方式優點是加熱均勻，溫度控制容易；缺點是易產生氧化，強風使元件有移位危險。

紅外加熱熱傳遞方式優點是連續，同時成組焊接，加熱效果好，溫度可調范圍寬，減少焊料飛濺和虛焊連錫；缺點是如果材料不同，熱吸收不同，溫度控制困難。

熱風 + 紅外補償熱傳遞方式結合了紅外回流焊和熱風回流焊的優點，是目前使用最多的熱傳遞方式。

（五）冷卻方式選擇

回流焊設備主要的冷卻方式有自然風冷、電批風冷、等離子風冷、水冷、氮氣 N2 冷卻。常用的冷卻方式是風冷，比較好的冷卻方式是水冷和氮氣冷卻，但這兩種相對貴些。自然風冷成本低，但冷卻效率相對較低；電批風冷和等離子風冷冷卻效果較好，但可能存在一定的噪音和能耗問題；水冷和氮氣 N2 冷卻效果好，能有效提高焊點質量，但成本較高。應根據實際需求選擇合適的冷卻方式。

三、回流焊爐的性能評估標準 

（一）傳熱系統與加熱器類型

回流焊爐的傳熱系統至關重要，一般應具備 4 到 5 個加熱區。在預熱區域和回流焊區設置下加熱器，能夠獨立控溫，確保溫度以傳導、輻射、對流三種方式快速使焊區達到焊接溫度。

加熱器主要分為兩大類：一類是由紅外燈和適應燈管式加熱器，能直接輻射熱量，被稱為一次輻射體。管式加熱器具有工作溫度高、輻射波長短和熱響應快的優點，但加熱時有光產生，對焊接不同顏色的元器件有不同的反射效果，也不利于與強制熱風配套。另一類是陶瓷板、鋁板和不銹鋼板式加熱器。板式加熱器熱響應慢，效率稍低，但熱慣量大，通過穿孔有利于熱風的加熱，對被焊元件中的顏色敏感性小，陰影效應較小。目前銷售的回流焊爐中，加熱器幾乎全是鋁板或不銹鋼加熱器。

（二）爐溫評價方法

評估回流焊爐溫可通過以下方法。首先是爐腔內橫截面溫度均勻性，將回流焊軌道開至更大位置，放置一塊 PCB，并在 PCB 沿回流焊橫截面上設置 5 - 6 個測試點，測出空載時板面的溫度差，溫差應小于 0.5 攝氏度。然后連續放入 PCB 直至滿負載，測試最后一塊 PCB 的板面溫度，對比塊，以判別滿負載時 PCB 上的溫度差，一般在正負 1 攝氏度左右。接著在 PCB 上放置不同的模擬 IC 塊，再進行測試，可有效看出回流焊滿負載時的溫度變化，同時觀察回流焊表上顯示的實際溫度變化，通常不應超過正負 1 攝氏度。

其次是爐腔縱向溫度的分辨率，若取一塊長寬 20 厘米的 PCB，放置三個熱電偶，并測試爐溫曲線。所測得的溫度曲線圖形能清楚反映出熱電偶在 PCB 上的錯位狀態，即在前的熱電偶先達到高溫區，之后達到高溫度，層次清楚。

（三）保溫性能判斷

判斷回流焊爐的保溫性能，可以用手觸摸回流焊及排風管道工作時的外殼來判斷溫度。正常情況下，保溫性能好的回流焊爐外殼會稍有發熱感覺，不會燙手或讓人不敢去摸。如果用手觸摸感到燙手或不敢去摸，說明回流焊保溫性能差，耗能大。好的回流焊爐保溫性能好，熱效率高，能有效降低能源消耗，提高生產效率。

四、SMT 車間布局與回流焊爐的協調 

（一）車間整體規劃

在 SMT 生產線車間規劃中，地面防靜電是至關重要的一環。例如，可以采用環氧或 PVC 材料鋪設地面，其中 PVC 材料不僅美觀，而且耐久性更好，能夠滿足 SMT 車間對地面防靜電的要求。根據資料顯示，一般來說，地板的表面電阻應在 1×105Ω?cm 以下，這樣可以有效防止靜電積聚，確保電子產品的生產安全。

對于溫濕度控制，SMT 車間的環境溫度以 23±3℃為更佳，范圍宜保持在 17~28℃，相對濕度為 45%~70% RH。為了達到這個要求，車間必須配備專門的溫控系統和良好的通風系統，以便排出有害氣體，同時調節室內溫度和濕度。例如，可以安裝空調和加濕器，根據車間面積的大小，適當地設置幾個溫濕度測定區，一般要放置在生產線旁邊的立柱上或者墻壁上，以便實時監測溫濕度情況。

在設備電力與用氣需求方面，SMT 設備對電源的穩定性有著極高的要求。理想的供電條件為單相 AC220V（允許波動范圍為 ±10%，頻率為 50/60Hz），或三相 AC380V（同樣 ±10% 波動，50/60Hz）。若實際電力條件無法滿足，企業需配置穩壓電源，確保設備功率得到至少一倍以上的供應保障。同時，對于需要用氣的設備，如回流焊爐等，一般壓力大于 7kg/cm2，要求清潔、干燥的凈化空氣，因此需要對壓縮空氣進行去油、去塵、去水處理，用不銹鋼或耐壓塑料管做空氣管道。

（二）輔助區域設置

在 SMT 車間中，滅火器放置區起著至關重要的作用。滅火器要放置在立柱的旁邊和 SMT 車間的四周，按照消防規定要求進行放置。這樣可以在發生火災等緊急情況時，確保工作人員能夠迅速拿到滅火器，進行滅火操作，保障人員和設備的安全。

料架車放置區一般設置在貼片機附近。料架車用于 SMT 生產線的生產和機種切換時材料的更換，為了方便生產和提高材料更換的效率，將料架車放置在貼片機附近是更佳選擇。這樣可以減少工作人員的走動距離，提高生產效率。

備料臺放置區主要用于生產過程中的備料和機種切換前的材料準備工作。因此，備料臺要放置在貼片機附近，更好和料架車放在一起，便于備好料后直接放在料架車上，進一步提高生產效率。

印刷工位小桌放置區用于生產中印刷機輔助工具的放置，如擦拭紙、錫膏、酒精等。要放置在印刷機的附近以便于拿取使用，提高生產效率。錫膏放置區包括存放錫膏的冰箱、錫膏攪拌機、錫膏回溫柜等，可以放在立柱旁邊或者按照車間的要求擺放在車間的四周某個固定區域，但要便于操作人員的取放。

爐后目檢區和維修區是為了方便回流焊后半成品的目檢和返修。一般在爐后放置一個小桌，專門用于爐后的目檢和返修。網板放置區包括網板放置柜、網板清洗機、網板檢查工具等，用于網板的存儲、清洗和網板張力檢查等，同時該區域要盡可能便于生產中網板的取放。

垃圾放置區要將生產中的垃圾分開放置，專門回收。生產中的垃圾主要來源于兩部分，一是印刷操作中使用的無塵紙等，二是材料更換產生的廢料盤和廢料帶等?？梢詫⒗鴧^放置在印刷機或貼片機旁邊，或者在立柱旁設置垃圾放置區，分開放置。

看板放置區可以集中放置在進入車間的出入口，同時在每條生產線頭設立該生產線生產狀態的看板，以便于生產者和管理者查看，及時了解目前 SMT 車間的生產狀態和品質狀況等。產品放置區要將生產出來的成品、半成品兩部分區域單獨劃分出來，進行嚴格區分，以免發生混亂。SMT 備件放置區要放在專門的區域，方便生產中的取用。溫濕度位置區要根據車間面積的大小，適當地設置幾個溫濕度測定區，一般要放置在生產線旁邊的立柱上或者墻壁上。

五、托普科回流焊爐的應用優勢 

（一）氮氣應用的利弊

托普科回流焊爐加氮氣具有諸多優點。首先，能減少過爐氧化，氮氣屬于惰性氣體，不易與金屬產生化合物，可降低焊接區域的氧含量，有效減少氧化現象，提高焊接質量。其次，提升焊接能力，氮氣具有良好的熱傳導性能，可提高焊接區域的溫度均勻性，使焊接接頭更加牢固，減少焊接裂紋的產生。再者，增強焊錫性，氮氣可以與焊錫膏中的氧化物發生還原反應，降低焊錫膏的氧化程度，提高焊錫膏的濕潤性和流動性，使焊錫膏更好地填充元器件引腳與電路板焊盤之間的間隙，增強焊接接頭的可靠性和電氣性能。最后，減少空洞率，因為錫膏或焊墊的氧化降低，空洞自然就減少了。

然而，加氮氣也存在一些缺點。一是成本增加，企業需要購買氮氣設備、儲存氮氣罐，并定期檢查和維護氮氣系統，以確保其正常運行，氮氣的消耗也會增加企業的生產成本。二是增加墓碑效應的風險，由于氮氣與空氣的熱傳導性能差異，可能導致焊接區域的溫度分布更加不均勻，從而增加墓碑效應的風險，特別是對于 0603 與 0805 大小的小電阻及電容，容易形成立碑現象。三是增強燈芯效應，可能會讓錫膏可以沿著零件焊腳的表面爬錫更高，對某些連接器可能造成短路風險。

（二）四大溫區功能

在托普科回流焊爐的焊接過程中，四大溫區各自發揮著重要作用。

預熱區是焊接的步，其目的是把常溫 PCB 板勻均加熱，為了使焊膏活性化，同時除去焊膏中的水份、溶劑，以防焊膏發生塌落和焊料飛濺。升溫速率要控制在適當范圍，一般為 1 - 3℃／s，過快會產生熱沖擊，可能造成電路板和元件受損；過慢則溶劑揮發不充分，影響焊接質量。

保溫區主要目的是使回流焊爐爐內 PCB 板及各元器件的溫度穩定，使元件溫度保持一致。大的元件需要熱量多，升溫慢，小的元件升溫快，在保溫區域給予足夠時間使較大元件的溫度趕上較小元件，并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。保溫段結束，焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物在助焊劑的作用下被除去，整個電路板的溫度也達到平衡。

回焊區里加熱器的溫度升至更高，元件的溫度快速上升至更高溫度。其焊接峰值溫度隨所用焊膏的不同而不同，峰值溫度一般為 210 - 230℃。再流時間不宜過長，以防對元件及 PCB 造成不良影響，可能會造成電路板被烤焦等。

冷卻區是最后階段，溫度冷卻到錫膏凝固點溫度以下，使焊點凝固。冷卻速率一般在 4℃/S 左右，冷卻至 75℃。冷卻速率越快，焊接效果越好；冷卻速率過慢，將導致過量共晶金屬化合物產生，以及在焊接點處易發生大的晶粒結構，使焊接點強度變低。

六、回流焊爐的特點與未來發展 

（一）特點總結

回流焊設備作為電子制造行業中的關鍵設備，具有諸多顯著特點。

首先，在效率方面，回流焊設備能夠自動完成 PCB 板的輸送、加熱、焊接、冷卻等一系列工作，大大提高了生產效率。以多溫區回流焊為例，其能夠根據回流焊溫度曲線將焊爐劃分為若干個不同溫度的溫區，使 PCB 板勻速穿越各個溫區，實現高效的預熱、回流、冷卻等過程，適應工業大批量連續生產。

其次，成本方面，回流焊設備雖然在初期投資上可能因不同規格和功能有所差異，但從長期來看，其高效的生產能力和穩定的焊接質量能夠降低次品率，從而減少生產成本。例如，采用合適的回流焊爐可以根據產品尺寸和產量進行選擇，避免

不必要的設備投入和能源浪費。

在度和焊接質量方面，先進的回流焊設備采用的溫度控制系統，能夠地控制各個區域的溫度，實現溫度的均勻分布和穩定性。如托普科回流焊爐，在焊接過程中通過四大溫區的精細控制，確保了焊接的高質量。同時，回流焊設備還具有節能環保的特點。一方面，通過優化的能量利用率，如采用高效的加熱方式和良好的保溫性能，降低了能耗。例如，保溫性能好的回流焊爐外殼發熱適中，不會燙手，熱效率高，能有效降低能源消耗。另一方面，配備先進的排氣處理系統，有效減少有害氣體的排放，符合環保要求。

此外，回流焊設備操作簡單，經過培訓的操作人員能夠快速上手，提高生產效率。同時，安全可靠也是其重要特點之一。設備通常配備安全防護裝置，在維修時不可隨意拆除，以確保操作人員的安全。

（二）發展方向展望

隨著科技的不斷進步，回流焊設備未來將朝著更加智能化、多功能化、環?；姆较虬l展。

智能化方面，隨著工業 4.0 和智能制造的發展，回流焊設備將引入人工智能和大數據技術，實現對生產過程的實時監控和智能調整。例如，利用機器學習算法可以實現回流焊溫度曲線的智能優化，提高焊點質量和生產效率。同時，智能化回流焊設備還可以實現與其他設備的聯網和信息共享，形成完整的智能制造體系。

多功能化方面，未來的回流焊設備將能夠實現多種焊接方式，滿足不同行業的需求。例如，結合不同的熱傳遞方式，如全熱風、紅外加熱、熱風 + 紅外補償等，以適應不同材料和焊接工藝的要求。同時，設備還可以具備更多的功能，如膠固化、PCB 板老化、維修等多種工作，提高設備的利用率。

環保化方面，回流焊設備將繼續發展環保節能技術。一方面，采用無鉛焊接工藝，減少有害物質的排放。據 Technavio 的數據，2020 年全球無鉛回流焊設備市場規模達到 14.5 億美元，預計到 2025 年將增長到 18.3 億美元。另一方面，開發具有更高能效比的加熱系統，降低能耗和碳排放。同時，采用環保材料，進一步減少對環境的影響。

總之，回流焊設備作為電子制造行業的核心設備，其未來的發展將緊密圍繞智能化、多功能化、環?；姆较?，以滿足不斷變化的市場需求和推動電子制造業的持續發展。