回流焊（Reflow Soldering）筆記

主要結論： 
回流焊是SMT製程中最常用的自動化焊接方式，適合大批量、高密度、高精度的表面貼裝元件。 
 
 目錄 
 
 一、原理與流程 
 二、溫度區段與標準 
 三、曲線設計要點 
 四、典型範例曲線（Pb-Free） 
 五、驗證與優化 
 
 一、原理與流程 
 
 PCB上印刷錫膏 
 貼裝元件 
 經過回流爐的四大區段：
 
 預熱／保溫 （Preheat/Soak）：活化助焊劑、均勻升溫 
 液相 （Above Liquidus）：錫膏熔化並潤濕焊盤與端子 
 峰值 （Peak）：達最大溫度以形成可靠焊點 
 降溫 （Cooling）：控制冷卻速率，避免熱應力 
 
 
 
 二、溫度區段與標準 
 依照IPC/JEDEC J-STD-020分類剖面，分Sn–Pb與Pb-Free兩種流程參數： 
 
 
 
 區段 
 參數說明 
 Sn–Pb 組裝 
 Pb-Free 組裝 
 
 
 
 
 預熱／保溫 
 Tsmin → Tsmax；時長 ts；升溫速率 
 100 °C → 150 °C；60–120 s；≤3 °C/s 
 150 °C → 200 °C；60–180 s；≤3 °C/s 
 
 
 液相 
 液相溫度 TL；維持時間 tL 
 183 °C；60–150 s 
 217 °C；60–150 s 
 
 
 峰值 
 峰值溫度 Tp；tp (±5 °C內) 
 10–30 s 
 20–40 s 
 
 
 降溫 
 最大降溫速率；總時長 
 ≤6 °C/s；≤6 min 
 ≤6 °C/s；≤8 min 
 
 
 
 分類溫度 Tc（使用者最高） 
 Table 2A：Sn–Pb 組裝 
 
 
 
 封裝厚度 
 體積 < 350 mm³ 
 體積 ≥ 350 mm³ 
 
 
 
 
 < 2.5 mm 
 235 °C 
 220 °C 
 
 
 ≥ 2.5 mm 
 220 °C 
 220 °C 
 
 
 
 Table 2B：Pb-Free 組裝 
 
 
 
 封裝厚度 
 < 350 mm³ 
 350–2000 mm³ 
 > 2000 mm³ 
 
 
 
 
 < 1.6 mm 
 260 °C 
 260 °C 
 260 °C 
 
 
 1.6–2.5 mm 
 260 °C 
 250 °C 
 245 °C 
 
 
 > 2.5 mm 
 260 °C 
 245 °C 
 245 °C 
 
 
 
 三、曲線設計要點 
 
 溫度均勻性 ：PCB上各測點ΔT ≤ ±5 °C 
 助焊劑活化 ：保溫區段至少60 s，確保氧化物剝除 
 升／降溫速率 ：推薦2–3 °C/s；降溫速率≤6 °C/s 
 峰值保持 ：Tp ± 5 °C內維持tp，以確保潤濕與冶金結合 
 混裝考量 ：若多種元件同爐，峰值不可超過最低Tc 
 
 四、典型範例曲線（Pb-Free） 
 
 
 
 階段 
 溫度範圍 
 持續時間 
 升／降溫速率 
 
 
 
 
 預熱 
 150 °C → 190 °C 
 60–120 s 
 0.75–2 °C/s 
 
 
 保溫 
 180 °C → 217 °C 
 60–120 s 
 0.5–1 °C/s 
 
 
 峰值 
 260 °C Peak 
 20–40 s 
 ≤3 °C/s 
 
 
 冷卻 
 260 °C → 75 °C 
 — 
 1.5–4 °C/s 
 
 
 
 僅做快速調機參考，實際以J-STD-020 Tc表及錫膏供應商推薦為準。 
 五、驗證與優化 
 
 熱電偶實測 ：於PCB關鍵位置貼片，使用DATAPAQ等系統測得實際曲線。 
 品質檢查 ：透過X-section分析焊點形貌與共晶層厚度。 
 迭代調整 ：依PCB基材、元件分布、助焊膏特性微調各段參數。 
 記錄與管控 ：建立DPM（Daily Process Monitoring），持續監控曲線符合度。