波峰(fēng)焊與(yǔ)回流焊(hàn)的比較(jiào)
由於(yú)現代電(diàn)子產(chǎn)品具有重量(liáng)輕(qīng)，體(tǐ)積小(xiǎo)，密度高的特點，因此製(zhì)造過程的每(měi)個環(huán)節(jié)也符(fú)合這一(yī)理念(niàn)，包括印(yìn)刷(shuā)電路(lù)板（PCB）組件。 焊接在決定電子(zǐ)產(chǎn)品成功的(dí)過程(chéng)中發揮(huī)了(liǎo)重(zhòng)要作用，因(yīn)為電氣(qì)連(lián)接來(lái)自精密焊(hàn)接。
與手工(gōng)焊(hàn)接(jiē)相(xiāng)比(bǐ)，自(zì)動焊(hàn)接由(yóu)於(yú)其高(gāo)精度和高速度的(dí)優(yōu)點(diǎn)以及大體(tǐ)積和(hé)高(gāo)成本效(xiào)益的(dí)要求(qiú)而被廣(guǎng)泛(fàn)選擇。 作為組裝，波峰(fēng)焊(hàn)和(hé)回流(liú)焊的(dí)領先(xiān)焊(hàn)接技術，最廣泛(fàn)應用於(yú)高(gāo)品質(zhì)的(dí)組裝(zhuāng); 然而，這兩種技術之間的差(chà)異仍然讓(ràng)許(xǔ)多(duō)人(rén)感到困惑，而且(qiě)每種(zhǒng)技(jì)術應該使用的(dí)時(shí)候也含(hán)糊(hū)不清(qīng)。
圖(tú)1.焊接，焊(hàn)接(jiē)和(hé)釺焊(hàn)之間的(dí)差異。
在(zài)波峰(fēng)焊和(hé)回流焊之間(jiān)進(jìn)行正式比(bǐ)較(jiào)之前，了(liǎo)解(jiě)焊接(jiē)，焊接和(hé)釺焊(hàn)之(zhī)間的差異是非常必要的（圖(tú)1）。 簡(jiǎn)而(ér)言之，焊接是(shì)指兩種類(lèi)似金屬熔化(huà)以粘合(hé)在一起(qǐ)的過程。 釺焊(hàn)是指(zhǐ)通(tōng)過在(zài)高溫(wēn)下(xià)加(jiā)熱(rè)和熔(róng)化(huà)填(tián)料(liào)或(huò)合(hé)金將(jiāng)兩塊金屬(shǔ)粘合在(zài)一起(qǐ)的過(guò)程(chéng)。 焊接(jiē)實(shí)際上是低溫(wēn)釺焊，其(qí)填(tián)料(liào)稱(chēng)為(wéi)焊料。
當涉(shè)及PCB組裝時，通過焊(hàn)膏施(shī)加焊接(jiē)。 使用含鉛，汞(gǒng)等(děng)有(yǒu)害物質(zhì)的焊(hàn)膏進行焊(hàn)接(jiē)稱為(wéi)鉛焊(hàn)，而使(shǐ)用(yòng)不含(hán)有(yǒu)害物質(zhì)的(dí)焊(hàn)膏(gāo)進行焊接稱(chēng)為無(wú)鉛(qiān)焊接。 應根(gēn)據(jù)組裝PCB設計的(dí)產(chǎn)品(pǐn)的特定需求選擇鉛或無鉛焊接(jiē)。
波峰焊接
顧名(míng)思義，波峰焊(hàn)用於通過(guò)電(diàn)機攪拌形(xíng)成的液(yè)體(tǐ)“波”將PCB和零件組(zǔ)合在(zài)一起。 液(yè)體實(shí)際(jì)上是溶解(jiě)錫。 它是在(zài)波峰焊接(jiē)機中(zhōng)進行(háng)的(dí)（圖2）。
波峰(fēng)焊(hàn)工藝由四(sì)個步(bù)驟組成：助(zhù)焊劑噴塗，預(yù)熱(rè)，波峰(fēng)焊和冷(lěng)卻。
助(zhù)焊劑噴塗。 金屬表麵的(dí)清潔度是確保焊接性(xìng)能的基本要素，具體取(qǔ)決於(yú)焊劑的功能(néng)。焊劑助(zhù)焊劑(jì)在平穩(wěn)實(shí)施焊接(jiē)中(zhōng)起(qǐ)著至關(guān)重(zhòng)要的作(zuò)用。 焊(hàn)劑的(dí)主要(yào)功(gōng)能(néng)包(bāo)括(kuò)消除(chú)板和元件(jiàn)引腳的金(jīn)屬表(biǎo)麵的(dí)氧(yǎng)化物; 保(bǎo)護(hù)電路板免受(shòu)熱處理過(guò)程中的(dí)二次氧化(huà); 降低(dī)焊(hàn)膏的(dí)表麵(miàn)張力; 並(bìng)傳遞熱(rè)量。
預熱(rè)。 在(zài)沿著類(lèi)似於傳送帶的(dí)鏈條(tiáo)的(dí)托(tuō)盤(pán)中，電路(lù)板穿過熱通道以進行(háng)預熱並激活通量。
波峰焊(hàn)接。 隨著(zhuó)溫度不斷升高，焊(hàn)膏變(biàn)成(chéng)液體(tǐ)，並且從(cóng)上麵行進的邊緣板形成(chéng)波。 組件可牢固(gù)地粘合(hé)在板上。
冷卻(què)。 波峰(fēng)焊接(jiē)輪(lún)廓(kuò)符(fú)合(hé)溫(wēn)度曲(qū)綫。 隨(suí)著溫度在波(bō)峰焊(hàn)階段達(dá)到(dào)峰值(zhí)，它(tā)會(huì)減小，這稱為(wéi)冷(lěng)卻(què)區。 冷卻至室溫後，電(diàn)路板將成(chéng)功組裝。
圖(tú)2.波峰(fēng)焊(hàn)接樣品。
由於電(diàn)路(lù)板放置(zhì)在準備(bèi)通(tōng)過波(bō)峰焊(hàn)接的托盤(pán)上，因此時間和溫(wēn)度與焊接性能(néng)密切(qiē)相(xiāng)關。 就(jiù)時間(jiān)和溫(wēn)度而(ér)言(yán)，需要(yào)專(zhuān)業的(dí)波峰焊接機(jī)，而PCB組裝(zhuāng)商(shāng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經驗很(hěn)少(shǎo)能(néng)夠獲得，因(yīn)為(wéi)它們(mén)依賴於最新(xīn)技術的(dí)應用和業務重點。
如果(guǒ)溫度(dù)設置得太(tài)低，助(zhù)焊(hàn)劑(jì)就(jiù)不會(huì)正常(cháng)熔化(huà)，從(cóng)而(ér)降低了(liǎo)反(fǎn)應和(hé)溶解金屬表(biǎo)麵氧(yǎng)化(huà)物(wù)和(hé)汙(wū)垢的(dí)能(néng)力。 另(lìng)外，如果溫(wēn)度不夠高(gāo)，合金將(jiāng)不(bù)會由(yóu)焊(hàn)劑(jì)和(hé)金(jīn)屬產生(shēng)。 應(yīng)考慮 其他(tā)因素(sù)，如波(bō)段載(zǎi)波(bō)的速度(dù)，波接(jiē)觸時間(jiān)等。
一(yī)般而(ér)言，即(jí)使(shǐ)使用相同(tóng)的波(bō)峰(fēng)焊設備，由(yóu)於(yú)操(cāo)作(zuò)方法和(hé)關於(yú)如何(hé)操(cāo)作機器的(dí)知(zhī)識(shí)的程度，不同(tóng)的組裝(zhuāng)商提供(gōng)不同的製造效率。
回(huí)流(liú)焊(hàn)接
回(huí)流(liú)焊(hàn)接(jiē)永久(jiǔ)性地(dì)粘合(hé)首先使(shǐ)用(yòng)焊膏粘貼在電路板(bǎn)上(shàng)的(dí)焊(hàn)盤上(shàng)的部件，焊膏(gāo)將通(tōng)過熱空氣(qì)或(huò)其(qí)他熱輻射傳(chuán)導而熔(róng)化。 回流焊(hàn)接(jiē)在稱為(wéi)回流焊爐(lú)的(dí)機器(qì)中(zhōng)實現（圖3）。 如(rú)其定(dìng)義所暗(àn)示(shì)的，在(zài)使用(yòng)焊(hàn)膏(gāo)焊(hàn)接之(zhī)前(qián)，電氣元(yuán)件臨時附著到接觸(chù)墊(diàn)。
此(cǐ)過程主(zhǔ)要包(bāo)含兩個步(bù)驟。 首先，通過(guò)焊膏模(mó)板(bǎn)將焊膏準確地放(fàng)置在每個焊(hàn)盤(pán)上。 然後，通過(guò)拾放(fàng)機將部件放置在墊上(shàng)。 在進(jìn)行(háng)這(zhè)些準(zhǔn)備(bèi)工作(zuò)之前(qián)，不會(huì)開始(shǐ)真正的(dí)回流焊(hàn)接(jiē)。
預熱(rè)。 該步(bù)驟在(zài)回(huí)流焊接(jiē)期間(jiān)有兩(liǎng)個目的。 首先，它允許(xǔ)組裝板以(yǐ)始終如一(yī)地達到所(suǒ)需溫(wēn)度，以(yǐ)完全(quán)符合(hé)熱(rè)分析。 其(qí)次(cì)，它(tā)負(fù)責(zé)排出焊膏中含有的揮(huī)發(fā)性溶劑(jì)。 否(fǒu)則，焊接(jiē)質量(liáng)將受(shòu)到影(yǐng)響。
熱(rè)浸(jìn)泡(pào)。 與波(bō)峰(fēng)焊接類(lèi)似，回(huí)流焊接也取決於(yú)焊膏中(zhōng)含有的焊劑。 因此，溫度必須達到(dào)可(kě)以激活焊(hàn)劑的水(shuǐ)平(píng)，或者焊(hàn)劑(jì)不能在(zài)焊接過程中(zhōng)發揮(huī)作用(yòng)。
回(huí)流焊(hàn)接。 當(dāng)達到峰值溫(wēn)度時，該階段發(fā)生，使(shǐ)焊膏(gāo)熔(róng)化(huà)並(bìng)回流。 溫(wēn)度控(kòng)製(zhì)在回流(liú)焊接過(guò)程(chéng)中(zhōng)起(qǐ)著至關(guān)重要的作(zuò)用(yòng)。 溫(wēn)度(dù)太(tài)低(dī)會(huì)使焊膏(gāo)停止充分回流(liú); 溫(wēn)度過(guò)高(gāo)可能會(huì)對(duì)表麵貼裝技(jì)術(shù)（SMT）元件或電(diàn)路板(bǎn)造(zào)成損壞(huài)。 例如，球柵陣列(liè)（BGA）封裝(zhuāng)包(bāo)含(hán)多個(gè)焊球，這些焊球在回流焊接期(qī)間(jiān)將(jiāng)熔化(huà)。 如果焊(hàn)接溫(wēn)度沒有達(dá)到最(zuì)佳水平，那些焊球可能(néng)會熔(róng)化不均匀，BGA焊(hàn)接(jiē)可(kě)能會(huì)因返工(gōng)而受損。
冷卻(què)。 達(dá)到最高溫度後，溫(wēn)度很(hěn)快就會(huì)下(xià)降。 冷卻導(dǎo)致焊膏(gāo)固化，永久固(gù)定板上接觸墊上的部(bù)件。
圖3.回流(liú)焊(hàn)接(jiē)在(zài)回(huí)流焊(hàn)爐(lú)中進行。
深(shēn)圳(zhèn)市銘(míng)華航(háng)電(diàn)SMT貼片(piàn)加工(gōng)廠(chǎng)：回流焊(hàn)接(jiē)可(kě)應(yīng)用(yòng)於(yú)SMT和(hé)通孔技術（THT）組裝(zhuāng)，但主要用於前(qián)者。 當在(zài)THT組(zǔ)件上應(yīng)用(yòng)回(huí)流(liú)焊(hàn)接(jiē)時，通常(cháng)依賴於(yú)引(yǐn)腳粘(nián)貼(tiē)（PIP）。 首(shǒu)先，焊膏填(tián)充板上的(dí)孔(kǒng)。 然後(hòu)，元(yuán)件(jiàn)引(yǐn)腳插(chā)入(rù)孔中，一些(xiē)焊膏(gāo)從電路(lù)板(bǎn)的另一(yī)側(cè)出(chū)來。 最(zuì)後，實施回流焊接以完成焊接。