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在快節(jié)奏的電子制造世界中，焊接是可靠的印刷電路板 （PCB） 組裝的支柱。兩種主要技術——回流焊和波峰焊——在將元件連接到 PCB 中起著關鍵作用，每種技術都有不同的工藝、優(yōu)勢和應用。對于工程師來說，選擇正確的方法可以顯著影響生產(chǎn)效率、成本和產(chǎn)品質(zhì)量。在這份綜合指南中，我們探討了回流焊和波峰焊之間的區(qū)別、它們的理想用例和關鍵考慮因素，以幫助您為 PCB 組裝項目做出明智的決策。

無論您是設計緊湊的高密度電路板還是組裝大型通孔元件，了解這些焊接方法都是必不可少的。讓我們深入了解技術細節(jié)，比較它們的優(yōu)勢，并提供實用的見解來優(yōu)化您的制造流程。

什么是回流焊？

回流焊是表面貼裝技術 （SMT） 元件的首選方法，由于其精度和適應性，該元件廣泛用于現(xiàn)代電子產(chǎn)品。該過程包括將焊膏（粉末狀焊料合金和助焊劑的混合物）涂在 PCB 焊盤上，放置元件，并在受控回流爐中加熱組件以熔化焊料并形成永久接頭。

回流焊工藝

1. 焊膏應用：使用模板打印機將焊膏沉積在 PCB 焊盤上以進行精確放置。漿料通常含有錫、銀和銅，既是粘合劑，又是焊接介質(zhì)。

2. 元件放置：自動拾取和放置機器將 SMT 元件定位到焊膏覆蓋的焊盤上。粘性糊狀物將組件固定到位。

3. 預熱：PCB 進入回流焊爐，逐漸加熱（每秒 2-4°C）至 150-180°C，以激活助焊劑、去除氧化物并防止熱沖擊。

4. 熱浸：組件保持在穩(wěn)定溫度（約 180-200°C）以確保均勻加熱和助焊劑激活。

5. 回流焊：溫度上升到 220-260°C，熔化焊膏形成液體接頭，將元件粘合到焊盤上。

6. 冷卻：PCB 以受控速率（通常為 30-100°C）冷卻以固化焊點，最大限度地減少熱應力并確保機械強度。

回流焊的優(yōu)點

- 精度： 非常適合細間距元件（例如 0.5 mm 間距 QFP）和高密度 PCB。

- 自動化：高度自動化，降低人工成本并提高一致性。

- 靈活性： 適用于單面和雙面 SMT 組裝。

- 減少熱沖擊： 與波峰焊相比，受控加熱最大限度地減少了元件上的應力。

局限性

- 設備成本： 回流焊爐和模板打印機需要大量投資。

- 不適用于通孔：除非使用引腳浸膏技術，否則對通孔元件效果較差。

什么是波峰焊？

波峰焊是一種批量焊接工藝，主要用于通孔技術 （THT） 組件和一些表面貼裝組件。它涉及將 PCB 穿過熔融的焊料波峰，從而在短時間內(nèi)建立可靠的電氣和機械連接。

波峰焊工藝

1. 助焊劑應用：將助焊劑噴涂到 PCB 的底面上，以清潔元件引線和焊盤，去除氧化物以更好地潤濕焊料。

2. 預熱：PCB 預熱至 100-150°C，以激活助焊劑并防止接觸熔融焊料時的熱沖擊。

3. 波峰焊：PCB 通過泵送的熔融焊料波峰（通常在 250-260°C），該波峰與元件引線和焊盤接觸以形成焊點。接觸時間很短，持續(xù) 2-4 秒。

4. 冷卻：使用空氣或水冷卻 PCB 以固化焊點并將組件固定到位。

波峰焊的優(yōu)勢

- 速度：高效用于大批量 THT 組件，可在幾秒鐘內(nèi)焊接多塊板。

- THT 成本效益高： 與 SMT 回流焊相比，通孔元件的設置成本更低。

- 堅固的接頭： 產(chǎn)生堅固的機械連接，非常適合承受物理應力的組件（例如連接器）。

局限性

- 熱應力：高焊接溫度（高達 260°C）會對敏感元件造成應力，導致翹曲或開裂。

- 不適合細間距 SMT：高密度表面貼裝設計的精度較低。

- 設置復雜： 需要仔細控制波高、輸送機速度和溫度，以避免橋接或接頭不完整等缺陷。

回流焊和波峰焊之間的主要區(qū)別

要選擇正確的焊接方法，工程師必須了解回流焊和波峰焊在工藝、應用和性能方面的區(qū)別。以下是詳細的比較：

1. 組件類型

- 回流焊接：最適合 SMT 元件，例如片式電阻器、電容器和具有細間距引線的 IC（例如，0.4 mm 間距 BGA）。它在精度至關重要的高密度設計中表現(xiàn)出色。

- 波峰焊：主要用于 THT 組件，如連接器、電容器和 DIP IC，其中引線穿過 PCB 孔。如果粘在電路板的底部，它還可以焊接 SMT 元件，盡管這種情況不太常見。

2. 流程復雜性

- 回流焊：由于自動焊膏應用和精確的烤箱溫度曲線，更易于控制。通過精確的漿料沉積，可以最大限度地減少橋接等缺陷。

- 波峰焊：更復雜，需要專業(yè)知識來調(diào)整波高、輸送機速度（通常為 1-2 m/min）和焊接溫度。不正確的設置會導致焊橋或接頭不完整等缺陷。

3. 熱影響

- 回流焊：由于受控加熱，熱應力較低（峰值為 220-260°C）。非常適合熱敏元件。

- 波峰焊：在 250-260°C 下直接接觸熔融焊料會產(chǎn)生更高的熱應力，這會導致薄 PCB 翹曲（例如 <1.6 mm 厚）或損壞精密元件。

4. 產(chǎn)量

- 回流焊： 適用于小批量和大批量生產(chǎn)，為原型制作和大規(guī)模制造提供靈活性。

- 波峰焊：針對大批量 THT 生產(chǎn)進行了優(yōu)化，其中速度（例如 100 塊板/小時）超過了對細間距精度的需求。

5. 缺陷率

- 回流焊：由于精確的焊膏應用和受控的加熱，缺陷率較低（通常為 <1% 的立碑或橋接）。

- 波峰焊： 如果波峰焊參數(shù)未優(yōu)化，則缺陷風險較高（例如，橋接或跳焊為 2-5%）。

何時選擇回流焊

回流焊是大多數(shù)現(xiàn)代 PCB 組件的首選，尤其是那些涉及 SMT 元件的 PCB 組件。在以下情況下考慮回流焊接：

- 您的設計包括細間距或高密度元件，例如 0402 電阻器或 0.5 mm 間距 QFP。

- 您需要組裝雙面 PCB，因為回流焊可以使用不同的焊膏處理兩側的元件（例如，A 面為高熔融，B 面為低熔融）。

- 熱敏感性是一個問題，因為回流焊的受控加熱降低了組件損壞的風險。

- 您正在進行原型設計或生產(chǎn)中小批量產(chǎn)品，其中設置靈活性至關重要。

例如，具有數(shù)百個 SMT 元件（例如 0603 電容器、BGA）的智能手機 PCB 依靠回流焊來實現(xiàn)其緊湊、高密度的布局。該工藝可確保精確的焊點，而不會影響電路板的 0.8 mm 厚度。

何時選擇波峰焊

波峰焊在涉及通孔元件或混合技術電路板的場景中大放異彩。在以下情況下選擇波峰焊：

- 您的 PCB 主要使用 THT 組件，例如大型電解電容器或排針，這些組件需要牢固的機械粘合。

- 您正在生產(chǎn)速度至關重要的大批量組件，例如每塊板具有 50+ THT 組件的汽車控制模塊。

- 成本是優(yōu)先考慮的，因為與回流裝置相比，波峰焊需要更便宜的 THT 組件設備。

例如，帶有 THT 連接器和繼電器的工業(yè)控制板受益于波峰焊快速形成堅固接頭的能力，確保在機械應力下的耐用性。

混合技術組件：結合回流焊和波峰焊

許多 PCB 結合了 SMT 和 THT 元件，需要混合方法。在這種情況下，典型的過程是：

1. 先回流焊：使用回流焊在一側或兩側焊接 SMT 元件。對于雙面板，在 A 面涂上高熔點焊膏（例如 SAC305，熔點為 217°C），回流焊，然后在 B 面使用低熔點焊膏（例如 SnBi，熔點為 138°C），以避免重新熔化 A 面接頭。

2. 波峰焊：將 THT 元件粘在板的底面，然后通過波峰焊機焊接通孔引線。

這種方法利用了 SMT 的回流焊精度和 THT 的波峰速度，但它增加了工藝復雜性和成本。例如，用于醫(yī)療設備的混合技術 PCB 可能會對 SMT 傳感器使用回流焊，對 THT 電源連接器使用波紋，從而確保精度和耐用性。

選擇焊接方法的實際考慮因素

在回流焊和波峰焊之間進行選擇涉及權衡幾個因素：

- 元件組合：分析您的 BOM（物料清單）以確定 SMT 與 THT 元件的比例。使用 >80% SMT 元件的設計有利于回流焊。

- 電路板復雜性：具有細間距元件（例如 0.4 mm 間距）的高密度電路板需要回流焊的精度，而更簡單的 THT 重板適合波峰焊。

- 量產(chǎn)：對于小批量原型設計（例如 <100 塊板），回流焊的靈活性是理想的。對于大批量 THT 生產(chǎn)（例如，>10,000 塊電路板），波峰焊的速度是有利的。

- 熱約束：檢查組件數(shù)據(jù)表以了解最大額定溫度。敏感組件（例如，最高 240°C）可能需要較低的回流焊峰值溫度。

- 缺陷？

缺陷容忍度：如果您的應用要求低缺陷率（例如，航空航天的缺陷率為 <0.5%），則與波峰焊相比，回流焊的精度降低了風險。

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為您的 PCB 組裝做出正確的選擇

在回流焊和波峰焊之間進行選擇取決于 PCB 的元件類型、生產(chǎn)目標和質(zhì)量要求?；亓骱冈诰群挽`活性方面表現(xiàn)出色，使其成為消費電子產(chǎn)品等 SMT 密集型、高密度設計的標準。波峰焊憑借其速度和強度，對于汽車或工業(yè)系統(tǒng)等大批量應用中的 THT 組件仍然至關重要。對于混合技術電路板，可能需要采用混合方法，以平衡兩種方法的優(yōu)勢。

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