波峰焊与回流焊的工艺特点及操作顺序解析
波峰焊是电子制造中常用的焊接工艺,指将熔化的软钎焊料(早期以铅锡合金为主),通过电动泵或电磁泵喷流成符合设计要求的焊料波峰,也可通过向焊料池注入氮气来优化波峰形态,让预先插好元器件的印制板平稳通过焊料波峰,从而实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间的机械连接和电气导通。随着环保意识的提升,无铅工艺逐渐取代传统含铅工艺,现在多采用锡银铜合金作为焊料,并搭配特殊助焊剂,不过无铅工艺对焊接温度要求更高,尤其是预热温度需精准控制,上海鉴龙在为长三角地区电子企业提供焊接工艺支持时发现,早期部分企业因未掌握无铅波峰焊的温度特性,常出现焊料流动性差或焊点虚连的问题,后来通过协助调整预热温度至 100-110℃,同时优化焊料波峰的喷射压力,才有效解决了这些问题,确保焊点的可靠性。
回流焊技术在电子制造领域应用同样广泛,像我们日常使用的电脑板卡、手机主板上的贴片元件,大多是通过回流焊工艺焊接的。这种工艺的核心是利用设备内部的加热电路,将空气或氮气加热到特定温度后,均匀吹向已贴好元件的线路板,使元件两侧的焊膏受热融化,进而与主板焊盘牢固粘结。回流焊的优势很明显,温度易于通过设备的温区控制实现精准调节,焊接过程中通入氮气还能避免元件和焊料氧化,同时制造成本相对容易把控。随着电子产品 PCB 板不断向小型化、高密度方向发展,片状元件(如片状电容、片状电感)和贴装器件(SMD)的应用越来越广泛,传统焊接方法已无法满足需求,回流焊工艺也随之不断升级。上海鉴龙在服务某 Mini LED 显示屏企业时,针对其 PCB 板上 0201 规格超微型贴片元件的焊接需求,对回流焊设备的温区参数进行了优化,将预热段的升温速率控制在 1.5-2℃/s,防止元件因热冲击出现开裂,再流段的峰值温度根据所用无铅焊膏的熔点(179℃)设定为 210-220℃,并将超过熔点的时间控制在 35 秒以内,最终帮助企业将贴片焊接良率从 88% 提升至 97%,有效解决了小型元件焊接不良的问题。
在电子线路板的实际生产中,波峰焊和回流焊的操作顺序是有严格要求的,这一顺序是根据线路板的组装原理确定的 —— 组装时需遵循 “先安装小型元件,再安装大型元件” 的原则。回流焊主要用于焊接贴片元件,这类元件体积小、引脚细密,通常贴装在线路板表面;而波峰焊主要用于焊接插件元件,这类元件带有较长的引脚,需要插入线路板的孔中固定,体积和占用空间相对更大。如果先进行波峰焊,高温的焊料波峰不仅会损坏已贴装的小型贴片元件,还可能导致贴片元件移位,后续再进行回流焊时无法保证焊接精度;因此,正确的操作顺序必然是先进行回流焊,再进行波峰焊。上海鉴龙曾遇到一家汽车电子企业,因不了解这一顺序逻辑,前期生产时先采用波峰焊处理插件元件,再尝试用回流焊贴装小型电容,结果导致贴片元件在波峰焊的高温下出现封装老化,后续回流焊时焊膏无法与元件引脚有效粘结,产品不良率高达 15%。鉴龙技术团队介入后,首先指导企业调整焊接顺序,改为 “先回流焊后波峰焊”,同时建议在波峰焊前对已完成回流焊的贴片元件区域覆盖耐高温保护膜,避免高温焊料溅落损伤元件,经过调整后,该企业的产品不良率迅速降至 3% 以下,生产稳定性显著提升。
回流焊的工艺流程相对复杂,主要针对表面贴装的线路板,根据线路板贴装面的数量,可分为单面贴装和双面贴装两种方式。单面贴装的流程为:先进行焊膏准备,选择与元件类型匹配的焊膏(如无铅焊膏或有铅焊膏),然后在印制板的贴装面预涂焊膏,涂覆过程需保证焊膏厚度均匀、无气泡;接着进行贴片操作,可根据生产规模选择手工贴装或机器自动贴装,机器贴装需提前调试好贴装精度,确保元件准确对准焊盘;贴片完成后将印制板送入回流焊设备,依次经过预热、再流、冷却三个阶段,预热阶段去除焊膏中的溶剂,再流阶段使焊膏完全熔融,冷却阶段让焊料凝固形成焊点;最后进行检查及电测试,排查是否存在虚焊、短路等问题。双面贴装的流程则在单面贴装的基础上增加了 B 面的处理,具体为:先对 A 面预涂锡膏、贴片并进行回流焊,待 A 面焊点冷却至 60℃以下后,再对 B 面预涂锡膏、贴片,随后再次进行回流焊,最后同样进行检查及电测试。上海鉴龙在协助企业进行双面贴装时,会特别提醒控制 A 面回流焊后的冷却速度,避免冷却过快导致线路板翘曲,同时建议 B 面贴片时优先选择体积更小、耐热性更强的元件,进一步降低工艺风险。
波峰焊的工艺流程同样需要严格把控,具体步骤为:首先进行波峰焊炉前准备,包括首件确认和温度曲线测试,首件确认需检查插件元件的插装精度,温度曲线测试则要根据焊料类型(如锡银铜合金)和线路板材质,确定预烘温度、波峰温度等关键参数;接着调整锡炉焊接参数,包括焊料温度(通常控制在 220-240℃)、波峰高度和喷射压力;然后进行首件过炉,将首件印制板按流程通过波峰焊设备,首件过炉后需进行炉后品质确认,检查焊点的外观和导通性,若出现焊点拉尖、虚焊等问题(即 NG 状态),则需由工程、生产技术人员共同分析原因,调整波峰焊机参数后重新进行首件测试;首件确认合格后,方可进行批量投入过炉,批量生产过程中需定期抽取样品检查焊接质量,若发现批量不良,需暂停生产分析商讨,必要时决定是否进行二次波峰焊接;波峰焊的具体操作流程还包括:将插件元件准确插入印制板的相应元件孔中,确保引脚伸出长度符合要求;然后在印制板的焊接面预涂助焊剂,助焊剂需均匀覆盖焊盘和引脚;接着进行预烘处理,预烘温度控制在 90-100℃,预烘通道长度 1-1.2m,具体停留时间可根据助焊剂类型调整,如松香基助焊剂建议停留 120 秒,确保助焊剂中的溶剂充分挥发;随后将印制板送入波峰焊设备进行焊接,通过焊料波峰实现引脚与焊盘的连接;焊接完成后,切除多余的插件引脚,最后进行全面检查,排查焊点是否存在漏焊、桥连等问题。上海鉴龙在波峰焊工艺支持中,还会根据企业的产品特性提供个性化建议,比如针对厚板(厚度超过 2mm)的印制板,建议适当提高波峰温度至 235-240℃,同时延长焊接时间,确保焊料能充分浸润焊盘,提升焊点强度。
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,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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