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导言焊接是电子工业中的一项重要工艺,使用一种称为焊料的金属合金将元件连接在一起。这一工艺可确保电子设备可靠的电气连接和机械稳定性。业内常用的两种焊接技术是波峰焊和回流焊。了解这两种方法的区别对于选择合适的工艺至关重要
波峰焊接
定义
波峰焊是一种将电子元件焊接到印刷电路板(PCB)上的工艺,方法是将电路板从熔融焊料的波峰上穿过。
过程
流动: 印刷电路板首先通过助焊剂涂抹器,在电路板上涂抹一薄层助焊剂。助焊剂有助于去除氧化物,促进焊料更好地润湿。
预热: 然后,印刷电路板进入预热区,逐渐加热到略低于焊料熔点的温度。
波浪过程: 预热后的印刷电路板通过熔融焊料的波峰,浸湿外露的金属焊盘和通孔元件引线,形成焊点。
清洁: 波峰焊工艺结束后,要对印刷电路板进行清洗,以去除任何残留的助焊剂或多余的焊料。
优势
- 高效 通孔 部件
- 高吞吐量
- 适合大批量生产
- 历史悠久、应用广泛
缺点
- 有限的兼容性 表面贴装 部件
- 桥接和焊接缺陷的可能性
- 使用铅基焊料引起的环境问题
回流焊接
定义
回流焊接是一种将焊膏涂在印刷电路板上,然后将表面贴装元件放在电路板上的工艺。然后在回流炉中加热整个组件,熔化焊膏,在组件和印刷电路板之间形成焊点。
过程
锡膏沉积: 焊膏是焊料颗粒和助焊剂的混合物,使用钢网或注射器将其涂在印刷电路板上的焊盘上。
元件放置: 表面贴装元件通常由拾取贴装设备准确地放置在焊膏沉积物上。
回流炉: 然后,PCB 组件通过回流炉,回流炉按照特定的温度曲线熔化焊膏并形成焊点。
优势
- 非常适合表面贴装元件
- 更高的元件密度和微型化
- 更好地控制焊点质量
- 提供无铅焊料选择
缺点
- 与通孔元件的兼容性有限
- 初始设置成本较高
- 回流过程中可能出现墓碑或元件移位
波峰焊和回流焊的比较
吞吐量
与回流焊接相比,波峰焊的吞吐率通常更高,因此适合大批量生产。不过,回流焊接可以通过先进的自动化设备实现更高的吞吐量。
组件兼容性
波峰焊更适合通孔元件,而回流焊则是表面贴装元件,特别是细间距和高密度封装的首选方法。
费用
与需要更多专业设备和自动化的回流焊接相比,波峰焊的初始设置成本通常较低。不过,波峰焊的材料和维护持续成本可能较高。
可靠性
回流焊接由于改进了工艺控制并能处理较小的元件,因此通常能提供更好的焊点可靠性和质量。
环境影响
回流焊接可选择使用无铅焊料,从而减少对环境的影响。波峰焊传统上使用含铅焊料,对环境影响较大。
应用
波峰焊应用
波峰焊常用于需要大批量生产通孔元件的行业,如消费电子、电器和汽车电子。
回流焊接应用
回流焊广泛应用于生产表面贴装元件,如智能手机、电脑和其他高密度电子设备。它在航空航天、医疗和电信行业也很普遍,因为这些行业对微型化和可靠性要求很高。
結論
波峰焊和回流焊都是电子工业的基本工艺,各有其优势和局限性。波峰焊适合通孔元件的大批量生产,而回流焊则更适合表面贴装元件和高密度应用。这两种方法的选择取决于各种因素,包括元件类型、产量、成本考虑和环境问题。了解波峰焊和回流焊之间的区别,对于选择满足应用特定要求的适当工艺至关重要。
常見問題解答
1.波峰焊和回流焊能否用于同一块印刷电路板?
是的,可以在同一块印刷电路板上结合使用波峰焊和回流焊。在这种情况下,通常先对通孔元件进行波峰焊,然后再对表面贴装元件进行回流焊。
2.回流焊比波峰焊更环保吗?
回流焊提供了使用无铅焊料的选择,一般认为无铅焊料比波峰焊中使用的传统含铅焊料更环保。不过,对环境的总体影响还取决于能源消耗和废物管理方法等因素。
3.波峰焊能否用于表面贴装元件?
波峰焊主要用于通孔元件,但也可用于某些表面贴装元件,如较大的芯片或连接器。不过,对于大多数表面贴装应用,尤其是细间距和高密度元件,回流焊接通常是首选。
4.波峰焊和回流焊的典型温度范围是多少?
在波峰焊中,熔融焊料的波峰温度通常在 240°C 至 260°C (464°F 至 500°F)之间。在回流焊中,回流炉温度曲线包括不同的区域,峰值温度通常在 215°C 至 245°C (419°F 至 473°F)之间,具体取决于所使用的焊料合金。
5.波峰焊和回流焊的焊点质量如何比较?
回流焊接由于温度曲线可控,且能处理较小的元件,因此通常能提供更好的焊点质量和可靠性。在波峰焊中,出现焊接缺陷(如桥接或润湿不良)的风险较高,尤其是细间距元件。