回流焊与波峰焊:电子制造核心焊接技术的全面对比

回流焊与波峰焊作为电子制造领域中不可或缺的两种核心焊接技术,在 PCBA 加工过程中分别承担着不同的焊接任务,二者的差异体现在工艺原理、适用元件、操作流程、热源设备、应用场景等多个关键维度,了解这些差异对于精准匹配生产需求、保障焊接质量至关重要,上海鉴龙在实际生产作业中,也会依据产品的具体设计与生产要求,合理选用这两种焊接技术。

核心原理方面,回流焊遵循 “预涂焊料 + 温控固化” 的核心逻辑,具体操作时先通过钢网印刷工艺,将由焊锡颗粒、助焊剂及其他添加剂混合而成的锡膏,均匀且精准地涂覆在 PCB 板的预设焊盘上,随后利用贴片机将各类表面贴装元件(SMT)准确贴合在锡膏涂层之上,完成贴装后,将 PCB 板送入回流焊炉,按照 “升温 - 保温 - 回流熔化 - 冷却固化” 的四阶段温度曲线进行加热处理。在升温阶段,逐步提升温度以去除锡膏中的水分和部分助焊剂挥发物;保温阶段则能让 PCB 板与元件温度趋于均匀,避免后续高温带来的热冲击;回流熔化阶段,温度升至锡膏的峰值熔点,使锡膏完全熔化并充分润湿元件引脚与 PCB 焊盘,形成良好的冶金结合;冷却固化阶段,温度快速下降,熔化的焊锡迅速凝固,最终形成牢固的焊点。整个过程中,温度曲线的精准控制尤为关键,需严格把控升温速率、保温时间和峰值温度,否则易导致元件损坏、焊点空洞、虚焊等缺陷。而波峰焊则采用 “流动焊料浸润焊接” 的原理,通过专用的波峰焊设备,将焊锡加热至 250℃左右的熔融状态,再借助设备内部的泵体加压,使熔融焊锡从喷嘴喷出,形成连续、稳定且具有一定高度的焊锡波峰。焊接时,先将通孔插装元件(THT)的引脚插入 PCB 板的对应通孔中并固定,随后对 PCB 板进行助焊剂喷涂处理,助焊剂能去除 PCB 板焊盘和元件引脚表面的氧化层,提升焊锡的润湿性;接着进行预热,预热温度通常控制在 80-120℃,可进一步去除表面湿气和助焊剂中的挥发成分,防止焊接时产生锡珠、气孔等缺陷;之后,让 PCB 板以 30-45 度的倾斜角度、0.8-1.2m/min 的速度水平通过焊锡波峰,元件引脚与 PCB 板底部的焊盘在流动焊锡的充分浸润下完成焊接,焊接完成后还需经过剪脚工序,将元件突出 PCB 板底部的多余引脚切除,确保产品外观规整且不影响后续装配,波峰的高度、流速以及 PCB 板与波峰的接触时间,直接影响着焊接的稳定性和焊点质量。

适用元件类型上,回流焊主要适配表面贴装元件(SMT),这类元件体积小巧、结构紧凑,无需穿透 PCB 板即可实现电气连接与固定,常见的有芯片电阻、电容、电感、BGA(球栅阵列封装)、QFP(四方扁平封装)、0201/0402 等微型封装元件,它们的引脚细密、间距小,通过锡膏印刷与精准贴装,回流焊能实现高精度、高密度的焊接,完美适配单面或双面贴装的 PCB 板设计,尤其适合集成度高、元件密集的电子产品。波峰焊则主要用于通孔插装元件(THT)的焊接,这类元件通常体积较大、功率较高,引脚需要穿透 PCB 板才能保证连接的机械强度和电气性能,例如连接器、大型电解电容、变压器、带引脚的 IC 插座、功率三极管等,流动的熔融焊锡能够充分包裹元件引脚,形成包裹性好、机械强度高的焊点,满足高功率、大电流、抗振动等严苛的应用要求。

工艺流程顺序上,回流焊的作业流程清晰明确,依次为锡膏印刷、贴片、回流焊三个核心步骤。锡膏印刷是基础环节,需通过钢网将锡膏均匀涂覆在焊盘上,确保锡膏的厚度和形状符合要求;贴片环节依赖贴片机的高精度定位系统,将表面贴装元件准确放置在涂有锡膏的焊盘上,锡膏的粘性可暂时固定元件;最后通过回流焊炉的温控加热,使锡膏熔化并完成焊接,整个流程无需额外添加焊料,锡膏用量可控,能有效减少焊料浪费和焊接缺陷。波峰焊的工艺流程则为插件插入、波峰焊、剪脚,插件插入可通过人工或自动化插件设备完成,需保证元件引脚完全插入 PCB 板通孔且排列整齐;随后进行波峰焊,完成引脚与焊盘的焊接;剪脚环节则是通过专用剪脚设备,将元件突出 PCB 板底部的多余引脚切除,一般保留 0.8-1.2mm 的引脚长度,既保证焊点的机械强度,又避免多余引脚影响产品装配。

热源与设备方面,回流焊的核心设备是回流焊炉,其加热方式多样,包括热风加热、红外加热、热板加热以及热风 + 红外复合加热等,不同加热方式各有优势,热风加热温度均匀性好,红外加热升温速度快,复合加热则能兼顾均匀性和效率。回流焊炉内部通常分为预热区、恒温区、回流区和冷却区四个功能分区,每个分区的温度均可独立调节,可根据不同类型的锡膏、元件特性以及 PCB 板厚度,定制专属的温度曲线,确保焊接过程的稳定性和可靠性。波峰焊的核心设备是波峰焊机,主要由熔锡槽、焊锡泵、喷嘴、助焊剂喷涂系统、预热装置、传输系统等部分组成。熔锡槽用于储存和加热焊锡,通常采用不锈钢材质,配备温控系统以维持焊锡的熔融状态;焊锡泵负责将熔融焊锡加压并输送至喷嘴;喷嘴用于形成特定形状的焊锡波峰,常见的有单波峰、双波峰等类型;助焊剂喷涂系统通过喷雾或发泡的方式,将助焊剂均匀喷涂在 PCB 板底部;预热装置多采用红外或热风加热,用于提升 PCB 板和元件的温度;传输系统则带动 PCB 板以稳定的速度和角度通过波峰,确保焊接效果。

应用场景方面,回流焊广泛应用于各类高密度、微型化、轻量化的电子产品,例如手机主板、电脑主板、平板电脑主板、智能穿戴设备、无人机核心板、精密仪器控制板等,这些产品的 PCB 板集成度高、元件密度大、引脚间距小,回流焊能精准实现微小焊点的高质量焊接,对于双面贴装的 PCB 板,可采用 “先焊一面、翻面再焊另一面” 的方式,先焊接 PCB 板的 A 面,待冷却固化后,翻转 PCB 板焊接 B 面,焊接第二面时需注意温度曲线的调整,避免高温对已焊接的 A 面元件造成损伤。波峰焊则主要应用于含大型通孔插装元件的电子产品,如电源板、电机控制器、工业控制柜主板、家电控制板、汽车电子中的功率模块等,这类产品的 PCB 板多为单面板或低密度双面板,元件体积大、功率高,对焊点的机械强度和电气性能要求较高。对于同时包含表面贴装元件(SMT)和通孔插装元件(THT)的混装板,行业内普遍采用 “回流焊 + 波峰焊” 的组合工艺,先通过回流焊完成双面表面贴装元件的焊接,再通过人工或自动化设备插入通孔插装元件,最后进行波峰焊,焊接通孔插装元件的引脚,此时需对已焊接的表面贴装元件进行保护,可采用专用托盘或遮蔽膜将其覆盖,避免波峰焊的高温和焊锡对其造成损伤。此外,针对部分特殊的混装板,若仅少数几个通孔插装元件需要焊接,可采用选择性波峰焊技术,该技术通过小型化的焊锡喷嘴,仅对需要焊接的区域进行局部焊接,无需让整个 PCB 板通过波峰,能有效避免整体过波峰带来的热损伤,尤其适合对温度敏感的电子产品。

两种焊接技术还存在诸多典型差异,焊接对象上,回流焊聚焦表面贴装元件(SMT),波峰焊专注于通孔插装元件(THT);锡料载体方面,回流焊使用锡膏,其由固体焊锡颗粒、助焊剂、粘度调节剂等成分组成,波峰焊则直接使用液态熔融焊锡,多为纯锡或锡铅、锡银铜等合金;温度控制上,回流焊依赖多阶段精密温控曲线,每个阶段的温度和时间都需精准设置,波峰焊则通过控制波峰的温度、PCB 板与波峰的接触时间以及波峰高度来保证焊接质量;热应力影响方面,回流焊采用均匀加热的方式,PCB 板和元件所承受的热应力较小,不易出现元件损坏或 PCB 板变形的情况,波峰焊则属于局部骤热焊接,PCB 板底部直接接触高温熔融焊锡,热应力相对较大,对 PCB 板的耐热性和元件的温度耐受性要求更高;焊点位置上,回流焊的焊点与元件位于 PCB 板的同侧(元件面),波峰焊的焊点则形成于 PCB 板的背面(引脚面);环保性方面,回流焊使用的锡膏中助焊剂处于封闭状态,焊接过程中挥发物排放量较少,对环境的影响较小,波峰焊焊接时助焊剂直接暴露在空气中,挥发物排放量较多,需要配套相应的废气处理设备,以满足环保要求。

选择焊接技术时,需综合考虑元件类型、PCB 设计复杂度、产品性能要求以及生产成本等因素。若产品以表面贴装元件为主、PCB 板集成度高、追求微型化设计,优先选择回流焊;若产品包含大量通孔插装元件、对焊点机械强度和功率承载能力要求高,可选用波峰焊;对于混装板,则采用回流焊与波峰焊的组合工艺,以实现各类元件的高质量焊接,保障产品的整体性能。

创建时间:2025-12-12 22:12