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PCB波峰焊

PCB 組裝中使用的技術之一是波峰焊,因為它可以使用 SMT 和引線設備中的一種或兩種方式快速焊接電路板。

波峰焊是一種用於大規模 PCB 組裝的技術,用於快速焊接使用 SMD 和引線元件之一或兩者的電路板。

波峰焊在 PCB 組裝中的應用遠不如前幾年廣泛。儘管如此,波峰焊仍然是一種可以在許多領域有效使用的工藝,特別是當 PCB 組裝使用含鉛和 SMT 組件的混合時。

什麼是波峰焊

波峰焊工藝之所以得名,是因為該工藝通過波峰焊將要焊接的印刷電路板通過。

通過這種方式,可以在幾秒鐘內焊接完整的電路板,從而產生機械和電氣可靠的接頭。除了比手動焊接快得多之外,波峰焊還可以產生可靠性更高的接頭,這使其成為大規模 PCB 組裝的理想選擇。

波峰焊可用於傳統通​​孔安裝元件和表面安裝元件的 PCB 組裝。然而,紅外回流焊等其他方法更適用於當今用於表面貼裝元件的印刷電路板上的精細特徵。因此,與許多年前相比,波峰焊在 PCB 組裝中的應用並不那麼廣泛。

波峰焊機

波峰焊機由一個加熱的焊料罐組成。

這保持在焊接過程所需的溫度。在槽內,設置了波峰焊,印刷電路板從波峰上方通過,使電路板的底面剛好接觸波峰焊。必須小心調整波浪的高度,使其不會流過電路板的頂面,否則會導致焊料進入不需要的地方。

使用金屬手指將電路板牢固地固定在傳送帶上。這些通常由鈦製成,因為它能夠承受溫度並且不受焊料的影響。

準備

為了使用波峰焊機成功地加工電子印刷電路板,必須以正確的方式進行設計和製造。

阻焊層:首先是當今設計電路板時的標準做法。PCB 設計中包含阻焊層或阻焊層,這會在電路板上添加一層“清漆”類材料,焊料不會粘附在該層上。只有那些需要焊料的區域才會暴露在外。這種阻焊劑最常見的顏色是綠色。

焊盤間距:第二個主要預防措施是確保需要焊接的焊盤之間有足夠的間距。如果它們靠得太近,則焊料可能會橋接兩個焊盤,從而導致短路。
考慮到波峰焊的工作方式,其中焊波是由焊料流出儲槽引起的,並且電路板從其上方通過,間距要求取決於電路板相對於焊料流動的方向。沿焊料流動方向間隔開的焊盤應比與焊料流動方向成直角的焊盤具有更大的間距。這是因為在焊料流動方向上更容易出現焊橋。

助焊劑

為確保待焊區域清潔無氧化等,需要使用助焊劑。助焊劑塗在電路板要焊接的一側,即底面。需要仔細控制助焊劑的數量。助焊劑太少,焊點不良的風險很高,助焊劑太多,板上會殘留助焊劑。雖然這在外觀上看起來不太好,但由於助焊劑的酸性,也存在長期降解的風險。有兩種主要的助焊劑應用方法:

噴塗助焊劑;將細小的助焊劑霧噴到要焊接的板的下面。有些系統甚至可能使用壓縮空氣射流來去除多餘的助焊劑。

泡沫助焊劑;電子印刷電路板通過層疊的助焊劑泡沫頭。這是使用一個裝有小孔的塑料圓柱體浸入助焊劑罐中產生的。塑料圓筒上覆蓋著金屬煙囪,空氣被迫通過圓筒。這會導致助焊劑泡沫從煙囪中升起。

預熱

波峰焊工藝使電子印刷電路板暴露在相當大的熱量下,遠高於手動焊接時所承受的熱量。如果不加以解決,這種熱衝擊將導致故障程度大大增加。為了克服這個問題,對電路板進行預熱,使其可以穩定地升至所需溫度,從而最大限度地減少任何熱衝擊。

預熱區通常使用熱風加熱器,在電路板通過波峰焊機時將熱空氣吹到電路板上。在某些情況下,特別是如果電路板人口密集,也可以使用紅外線加熱器。這可確保所有電路板均受熱均勻且不存在陰影區域。

雖然需要預熱以防止波峰焊機產生的熱衝擊,但加熱也是激活助焊劑所必需的。需要這種助焊劑以確保要焊接的區域清潔並吸收焊料。

波峰焊在PCB組裝中的應用

波峰焊不像以前那樣廣泛用於 PCB 組裝。它不適合當今製造中的許多電路板所需的非常精細的間距。然而,它非常適合仍然使用傳統含鉛元件製造的許多電路板和一些使用較大元件的表面貼裝電路板。這些電路板通常用於小批量和可能更專業的產品中。