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PCB波峰焊

PCB 组装中使用的技术之一是波峰焊接,因为它可以为使用 SMT 和引线设备之一或两者的电路板提供快速焊接。

波峰焊是一种用于大规模 PCB 组装的技术,用于快速焊接使用 SMD 和引线元件之一或两者的电路板。

波峰焊在 PCB 组装中的应用远不如前几年那么广泛。尽管如此,波峰焊接仍然是一种可以在许多领域有效使用的工艺,特别是当 PCB 组装混合使用有引线和 SMT 元件时。

什么是波峰焊

波峰焊接工艺因印刷电路板通过波峰焊接而得名。

通过这种方式,可以在几秒钟内焊接完整的电路板,产生机械和电气可靠的接头。除了比手工焊接快得多之外,波峰焊接还可以产生可靠性更高的接头,这使其成为大规模 PCB 组装的理想选择。

波峰焊可用于传统通孔安装元件和表面安装元件的 PCB 组装。然而,其他方法(例如红外回流焊接)更适用于当今表面安装元件印刷电路板上使用的精细特征。因此,与多年前相比,波峰焊在 PCB 组装中的应用较少。

波峰焊机

波峰焊机由加热的焊料罐组成。

这保持在焊接过程所需的温度。在槽内,设置焊料波峰,并将印刷电路板通过焊料波峰,以便电路板的下侧恰好接触焊料波峰。调整波峰高度时必须小心,以免波峰流过电路板的顶部,否则会导致焊料进入不需要的地方。

使用金属手指将板牢固地固定在传送带上。它们通常由钛制成,因为它能够承受温度并且不受焊料的影响。

准备

为了使用波峰焊机成功加工电子印刷电路板,必须以正确的方式设计和制造。

阻焊层:第一个是当今设计电路板时的标准做法。PCB 设计中包含阻焊剂或阻焊层,这会在电路板上添加一层“清漆”状材料,焊料不会粘附在该材料上。仅那些需要焊料的区域暴露在外。这种阻焊剂最常见的颜色是绿色。

焊盘间距:第二个主要预防措施是确保需要焊接的焊盘之间有足够的间距。如果它们太近,则焊料可能会桥接两个焊盘,导致短路。
鉴于波峰焊接的工作方式,其中焊料波峰是由焊料流出储罐而引起的,并且电路板在其上方经过,因此间距要求取决于电路板相对于焊料流的方向。沿焊料流方向间隔开的焊盘应比与焊料流成直角间隔开的焊盘具有更大的间距。这是因为在焊料流动的方向上更容易出现焊桥。

助焊剂

为了确保焊接区域清洁、无氧化等,需要使用助焊剂。将助焊剂涂在电路板要焊接的一侧,即底面。需要仔细控制助焊剂的量。助焊剂太少,接头不良的风险很高,而助焊剂太多,板上会有残留助焊剂。虽然这在美观上看起来不太好,但由于助焊剂的酸性性质,也存在长期降解的风险。使用助焊剂有两种主要方法:

喷涂助焊剂;将细小的助焊剂雾喷到要焊接的电路板的底面上。有些系统甚至可以使用压缩空气喷射来去除多余的通量。

泡沫助焊剂;电子印刷电路板通过助焊剂泡沫的层叠头。这是通过将带有小孔的塑料圆柱体浸入助焊剂罐中来产生的。塑料圆筒上覆盖有金属烟囱,空气被迫通过圆筒。这会导致助焊剂泡沫从烟囱上升。

预热

波峰焊过程使电子印刷电路板暴露在相当高的热量下,远远高于手动焊接时所承受的热量。如果不加以解决,这种热冲击将导致故障程度显着增加。为了克服这个问题,对电路板进行预热,使其能够稳定地达到所需的温度,从而最大限度地减少任何热冲击。

预热区域通常使用热风加热器,当电路板经过波峰焊机时,将热空气吹到电路板上。在某些情况下,特别是如果董事会人口密集,也可以使用红外线加热器。这可确保所有电路板均匀受热并且不存在阴影区域。

虽然需要预热来防止波峰焊机产生的热冲击,但加热也需要激活助焊剂。需要使用助焊剂来确保要焊接的区域清洁并吸收焊料。

波峰焊在PCB组装中的应用

波峰焊在 PCB 组装中的应用并不像以前那样广泛。它不适合当今制造的许多电路板所需的非常精细的间距。然而,它对于仍然使用传统引线元件制造的许多电路板和一些使用较大元件的表面安装电路板来说是理想的选择。这些板通常用于小批量且可能更专业的产品。