一、SMT 车间与回流焊炉的紧密关联

SMT（Surface Mount Technology）车间是电子产品制造的重要场所，而回流焊炉在其中占据着至关重要的地位，是实现高质量焊接的关键设备。

在 SMT 车间的生产流程中，回流焊炉起着承上启下的关键作用。首先，在回流焊之前，通过丝印机把适当、适量的焊锡膏漏印到 PCB 的焊盘上，再用贴片机把 SMC/SMD 元器件贴到相应位置上，最后将贴好元器件的电路板送入回流焊炉。回流焊炉经过预热、升温、熔化、冷却等过程，将元器件与 PCB 焊盘之间牢固可靠地焊接在一起。

回流焊炉的性能直接影响着焊接质量。例如，多温区回流焊能够根据回流焊温度曲线将焊炉划分为若干个不同温度的温区，PCB 板匀速穿越各个温区从而实现预热、回流、冷却等各个过程。这种方式各温区为相对独立的恒温控制，控制算法相对简单，更大优点就是效率高、适应工业大批量连续生产。相比之下，单温区回流焊炉虽然投资小、温度容易跟踪设定曲线，但温度周期性变化，生产周期长、能耗高，一般适应于单件或小批量生产。

此外，回流焊炉的种类也丰富多样。根据加热的方式的不同，可分为远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊等。不同的加热方式各有特点，能够满足不同的生产需求。

在 SMT 车间中，回流焊炉的重要性还体现在其对整个生产效率的影响上。高效的回流焊炉能够快速完成焊接过程，减少生产时间，提高生产线的整体效率。同时，良好的焊接质量可以减少次品率，降低生产成本。

综上所述，回流焊炉在 SMT 车间中具有不可替代的重要地位，是实现高质量焊接和高效生产的关键设备。

二、选择回流焊炉的关键因素

（一）产品尺寸与产量匹配

在选择回流焊炉时，产品尺寸和产量是重要的考量因素。如果线路板宽度在 400*400mm 以上，应选择比较大型或者中型的回流焊设备。中型回流焊标准八温区的炉子网带宽度为 400，大型回流焊标准十温区的炉子网带宽度为 550。对于宽度在 200 - 300mm 左右的产品，若每天产量在 5000 以上，建议使用十温区大型回流焊设备或标准型中型八温区回流焊设备；若每天产量在 2000 - 5000 间，可使用标准八温区回流焊设备；若产量在 2000 以下，可采用六温区或者五温区小型回流焊设备。而对于宽度在 200mm 以下的产品，如果焊接工艺要求较高、贴片元件种类多且复杂，可选择大型回流焊设备以保证温度曲线分布和焊接效果；若规模较小、产量不大且质量要求一般，尺寸在 100 到 200 间，可选择 5 温区小型回流焊设备。

（二）控制方式考量

回流焊设备主要有电脑 + PLC 控制和按键式 + PLC 控制两种方式。电脑 + PLC 控制的回流焊机控温精度高，操作方便，具有记忆功能，适合品种较多、焊接工艺要求较高的产品，但价钱相对较高。按键式 + PLC 控制的回流焊机价格相对较便宜，适合品种较为单一或工艺要求不高的情况。

（三）正常运行功率评估

大型回流焊设备的运行功率比小型回流高。但同种机型不同厂家，正常运行功率也不一样。在设备正常运行时，电能主要用于产品焊接，但也会造成设备热损失。保温效果好能省不少电，保温差则会造成过多能源损耗，增加生产成本。因此，要根据加工成本及周边电力供应来评估回流焊设备的正常运行功率。

（四）热传递方式抉择

全热风热传递方式优点是加热均匀，温度控制容易；缺点是易产生氧化，强风使元件有移位危险。

红外加热热传递方式优点是连续，同时成组焊接，加热效果好，温度可调范围宽，减少焊料飞溅和虚焊连锡；缺点是如果材料不同，热吸收不同，温度控制困难。

热风 + 红外补偿热传递方式结合了红外回流焊和热风回流焊的优点，是目前使用最多的热传递方式。

（五）冷却方式选择

回流焊设备主要的冷却方式有自然风冷、电批风冷、等离子风冷、水冷、氮气 N2 冷却。常用的冷却方式是风冷，比较好的冷却方式是水冷和氮气冷却，但这两种相对贵些。自然风冷成本低，但冷却效率相对较低；电批风冷和等离子风冷冷却效果较好，但可能存在一定的噪音和能耗问题；水冷和氮气 N2 冷却效果好，能有效提高焊点质量，但成本较高。应根据实际需求选择合适的冷却方式。

三、回流焊炉的性能评估标准 

（一）传热系统与加热器类型

回流焊炉的传热系统至关重要，一般应具备 4 到 5 个加热区。在预热区域和回流焊区设置下加热器，能够独立控温，确保温度以传导、辐射、对流三种方式快速使焊区达到焊接温度。

加热器主要分为两大类：一类是由红外灯和适应灯管式加热器，能直接辐射热量，被称为一次辐射体。管式加热器具有工作温度高、辐射波长短和热响应快的优点，但加热时有光产生，对焊接不同颜色的元器件有不同的反射效果，也不利于与强制热风配套。另一类是陶瓷板、铝板和不锈钢板式加热器。板式加热器热响应慢，效率稍低，但热惯量大，通过穿孔有利于热风的加热，对被焊元件中的颜色敏感性小，阴影效应较小。目前销售的回流焊炉中，加热器几乎全是铝板或不锈钢加热器。

（二）炉温评价方法

评估回流焊炉温可通过以下方法。首先是炉腔内横截面温度均匀性，将回流焊轨道开至更大位置，放置一块 PCB，并在 PCB 沿回流焊横截面上设置 5 - 6 个测试点，测出空载时板面的温度差，温差应小于 0.5 摄氏度。然后连续放入 PCB 直至满负载，测试最后一块 PCB 的板面温度，对比块，以判别满负载时 PCB 上的温度差，一般在正负 1 摄氏度左右。接着在 PCB 上放置不同的模拟 IC 块，再进行测试，可有效看出回流焊满负载时的温度变化，同时观察回流焊表上显示的实际温度变化，通常不应超过正负 1 摄氏度。

其次是炉腔纵向温度的分辨率，若取一块长宽 20 厘米的 PCB，放置三个热电偶，并测试炉温曲线。所测得的温度曲线图形能清楚反映出热电偶在 PCB 上的错位状态，即在前的热电偶先达到高温区，之后达到高温度，层次清楚。

（三）保温性能判断

判断回流焊炉的保温性能，可以用手触摸回流焊及排风管道工作时的外壳来判断温度。正常情况下，保温性能好的回流焊炉外壳会稍有发热感觉，不会烫手或让人不敢去摸。如果用手触摸感到烫手或不敢去摸，说明回流焊保温性能差，耗能大。好的回流焊炉保温性能好，热效率高，能有效降低能源消耗，提高生产效率。

四、SMT 车间布局与回流焊炉的协调 

（一）车间整体规划

在 SMT 生产线车间规划中，地面防静电是至关重要的一环。例如，可以采用环氧或 PVC 材料铺设地面，其中 PVC 材料不仅美观，而且耐久性更好，能够满足 SMT 车间对地面防静电的要求。根据资料显示，一般来说，地板的表面电阻应在 1×105Ω・cm 以下，这样可以有效防止静电积聚，确保电子产品的生产安全。

对于温湿度控制，SMT 车间的环境温度以 23±3℃为更佳，范围宜保持在 17~28℃，相对湿度为 45%~70% RH。为了达到这个要求，车间必须配备专门的温控系统和良好的通风系统，以便排出有害气体，同时调节室内温度和湿度。例如，可以安装空调和加湿器，根据车间面积的大小，适当地设置几个温湿度测定区，一般要放置在生产线旁边的立柱上或者墙壁上，以便实时监测温湿度情况。

在设备电力与用气需求方面，SMT 设备对电源的稳定性有着极高的要求。理想的供电条件为单相 AC220V（允许波动范围为 ±10%，频率为 50/60Hz），或三相 AC380V（同样 ±10% 波动，50/60Hz）。若实际电力条件无法满足，企业需配置稳压电源，确保设备功率得到至少一倍以上的供应保障。同时，对于需要用气的设备，如回流焊炉等，一般压力大于 7kg/cm2，要求清洁、干燥的净化空气，因此需要对压缩空气进行去油、去尘、去水处理，用不锈钢或耐压塑料管做空气管道。

（二）辅助区域设置

在 SMT 车间中，灭火器放置区起着至关重要的作用。灭火器要放置在立柱的旁边和 SMT 车间的四周，按照消防规定要求进行放置。这样可以在发生火灾等紧急情况时，确保工作人员能够迅速拿到灭火器，进行灭火操作，保障人员和设备的安全。

料架车放置区一般设置在贴片机附近。料架车用于 SMT 生产线的生产和机种切换时材料的更换，为了方便生产和提高材料更换的效率，将料架车放置在贴片机附近是更佳选择。这样可以减少工作人员的走动距离，提高生产效率。

备料台放置区主要用于生产过程中的备料和机种切换前的材料准备工作。因此，备料台要放置在贴片机附近，更好和料架车放在一起，便于备好料后直接放在料架车上，进一步提高生产效率。

印刷工位小桌放置区用于生产中印刷机辅助工具的放置，如擦拭纸、锡膏、酒精等。要放置在印刷机的附近以便于拿取使用，提高生产效率。锡膏放置区包括存放锡膏的冰箱、锡膏搅拌机、锡膏回温柜等，可以放在立柱旁边或者按照车间的要求摆放在车间的四周某个固定区域，但要便于操作人员的取放。

炉后目检区和维修区是为了方便回流焊后半成品的目检和返修。一般在炉后放置一个小桌，专门用于炉后的目检和返修。网板放置区包括网板放置柜、网板清洗机、网板检查工具等，用于网板的存储、清洗和网板张力检查等，同时该区域要尽可能便于生产中网板的取放。

垃圾放置区要将生产中的垃圾分开放置，专门回收。生产中的垃圾主要来源于两部分，一是印刷操作中使用的无尘纸等，二是材料更换产生的废料盘和废料带等。可以将垃圾区放置在印刷机或贴片机旁边，或者在立柱旁设置垃圾放置区，分开放置。

看板放置区可以集中放置在进入车间的出入口，同时在每条生产线头设立该生产线生产状态的看板，以便于生产者和管理者查看，及时了解目前 SMT 车间的生产状态和品质状况等。产品放置区要将生产出来的成品、半成品两部分区域单独划分出来，进行严格区分，以免发生混乱。SMT 备件放置区要放在专门的区域，方便生产中的取用。温湿度位置区要根据车间面积的大小，适当地设置几个温湿度测定区，一般要放置在生产线旁边的立柱上或者墙壁上。

五、托普科回流焊炉的应用优势 

（一）氮气应用的利弊

托普科回流焊炉加氮气具有诸多优点。首先，能减少过炉氧化，氮气属于惰性气体，不易与金属产生化合物，可降低焊接区域的氧含量，有效减少氧化现象，提高焊接质量。其次，提升焊接能力，氮气具有良好的热传导性能，可提高焊接区域的温度均匀性，使焊接接头更加牢固，减少焊接裂纹的产生。再者，增强焊锡性，氮气可以与焊锡膏中的氧化物发生还原反应，降低焊锡膏的氧化程度，提高焊锡膏的湿润性和流动性，使焊锡膏更好地填充元器件引脚与电路板焊盘之间的间隙，增强焊接接头的可靠性和电气性能。最后，减少空洞率，因为锡膏或焊垫的氧化降低，空洞自然就减少了。

然而，加氮气也存在一些缺点。一是成本增加，企业需要购买氮气设备、储存氮气罐，并定期检查和维护氮气系统，以确保其正常运行，氮气的消耗也会增加企业的生产成本。二是增加墓碑效应的风险，由于氮气与空气的热传导性能差异，可能导致焊接区域的温度分布更加不均匀，从而增加墓碑效应的风险，特别是对于 0603 与 0805 大小的小电阻及电容，容易形成立碑现象。三是增强灯芯效应，可能会让锡膏可以沿着零件焊脚的表面爬锡更高，对某些连接器可能造成短路风险。

（二）四大温区功能

在托普科回流焊炉的焊接过程中，四大温区各自发挥着重要作用。

预热区是焊接的步，其目的是把常温 PCB 板匀均加热，为了使焊膏活性化，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。升温速率要控制在适当范围，一般为 1 - 3℃／s，过快会产生热冲击，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。

保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。大的元件需要热量多，升温慢，小的元件升温快，在保温区域给予足够时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。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。

回焊区里加热器的温度升至更高，元件的温度快速上升至更高温度。其焊接峰值温度随所用焊膏的不同而不同，峰值温度一般为 210 - 230℃。再流时间不宜过长，以防对元件及 PCB 造成不良影响，可能会造成电路板被烤焦等。

冷却区是最后阶段，温度冷却到锡膏凝固点温度以下，使焊点凝固。冷却速率一般在 4℃/S 左右，冷却至 75℃。冷却速率越快，焊接效果越好；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。

六、回流焊炉的特点与未来发展 

（一）特点总结

回流焊设备作为电子制造行业中的关键设备，具有诸多显著特点。

首先，在效率方面，回流焊设备能够自动完成 PCB 板的输送、加热、焊接、冷却等一系列工作，大大提高了生产效率。以多温区回流焊为例，其能够根据回流焊温度曲线将焊炉划分为若干个不同温度的温区，使 PCB 板匀速穿越各个温区，实现高效的预热、回流、冷却等过程，适应工业大批量连续生产。

其次，成本方面，回流焊设备虽然在初期投资上可能因不同规格和功能有所差异，但从长期来看，其高效的生产能力和稳定的焊接质量能够降低次品率，从而减少生产成本。例如，采用合适的回流焊炉可以根据产品尺寸和产量进行选择，避免

不必要的设备投入和能源浪费。

在度和焊接质量方面，先进的回流焊设备采用的温度控制系统，能够地控制各个区域的温度，实现温度的均匀分布和稳定性。如托普科回流焊炉，在焊接过程中通过四大温区的精细控制，确保了焊接的高质量。同时，回流焊设备还具有节能环保的特点。一方面，通过优化的能量利用率，如采用高效的加热方式和良好的保温性能，降低了能耗。例如，保温性能好的回流焊炉外壳发热适中，不会烫手，热效率高，能有效降低能源消耗。另一方面，配备先进的排气处理系统，有效减少有害气体的排放，符合环保要求。

此外，回流焊设备操作简单，经过培训的操作人员能够快速上手，提高生产效率。同时，安全可靠也是其重要特点之一。设备通常配备安全防护装置，在维修时不可随意拆除，以确保操作人员的安全。

（二）发展方向展望

随着科技的不断进步，回流焊设备未来将朝着更加智能化、多功能化、环保化的方向发展。

智能化方面，随着工业 4.0 和智能制造的发展，回流焊设备将引入人工智能和大数据技术，实现对生产过程的实时监控和智能调整。例如，利用机器学习算法可以实现回流焊温度曲线的智能优化，提高焊点质量和生产效率。同时，智能化回流焊设备还可以实现与其他设备的联网和信息共享，形成完整的智能制造体系。

多功能化方面，未来的回流焊设备将能够实现多种焊接方式，满足不同行业的需求。例如，结合不同的热传递方式，如全热风、红外加热、热风 + 红外补偿等，以适应不同材料和焊接工艺的要求。同时，设备还可以具备更多的功能，如胶固化、PCB 板老化、维修等多种工作，提高设备的利用率。

环保化方面，回流焊设备将继续发展环保节能技术。一方面，采用无铅焊接工艺，减少有害物质的排放。据 Technavio 的数据，2020 年全球无铅回流焊设备市场规模达到 14.5 亿美元，预计到 2025 年将增长到 18.3 亿美元。另一方面，开发具有更高能效比的加热系统，降低能耗和碳排放。同时，采用环保材料，进一步减少对环境的影响。

总之，回流焊设备作为电子制造行业的核心设备，其未来的发展将紧密围绕智能化、多功能化、环保化的方向，以满足不断变化的市场需求和推动电子制造业的持续发展。