深圳市特普科电子设备有限公司
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涂布助焊剂:助焊剂的作用是去除焊接面的氧化物,增强焊料的润湿性,防止焊接时再次氧化。其涂布方式有喷雾、发泡和涂刷等,其中喷雾方式最为常用,能使助焊剂均匀地覆盖在电路板的焊接面。
PCB 板预热:预热的目的是逐步提升 PCB 板的温度,使助焊剂活化,同时减少热冲击对电路板和元器件的影响。预热温度一般在 90 - 100℃,通过热辐射、热风对流或红外线加热等方式进行预热。此过程可蒸发掉电路板吸收的潮气或稀释助焊剂的载体溶剂,避免在波峰焊接时产生焊锡溅射或形成中空焊点等问题。
波峰焊接:预热后的 PCB 板进入波峰焊接区域,这里有单波峰和双波峰两种形式。单波峰适用于焊接简单的穿孔式元件,波峰焊料流动方向与板子行进方向相反,在元件引脚周围产生涡流,去除助焊剂和氧化膜残余物,使焊点在浸润温度时形成浸润。双波峰则常用于混合技术组装件,个波峰(扰流波)较窄,扰动时垂直压力高,能使焊锡渗入紧凑的引脚和表面安装元件焊盘之间;第二个波峰(层流波或平滑波)可消除个波峰产生的毛刺和焊桥,使焊接面润湿良好,完成焊点成形,焊接温度通常在 220 - 240℃。
线路板风冷:焊接后的线路板温度较高,需要进行冷却。风冷是常用的冷却方式,通过风扇产生的气流快速带走线路板上的热量,使焊料迅速凝固,有助于稳定焊点的形状和质量,提高生产效率,并减少热应力对线路板和元器件的影响,保证产品的可靠性。
优点:
适合大规模生产:能够同时对多个插件元件进行焊接,生产效率高,适用于大批量生产需求。例如在大型家电产品(电视、音响设备等)以及数字机顶盒等的生产中广泛应用。
焊接牢固:焊料处于流动状态,印制电路板的被焊面能充分与焊料接触,导热性好,形成的焊点饱满、可靠,具有良好的电气连接和机械强度。
工艺成熟:波峰焊技术经过长期发展,工艺相对成熟,设备稳定性较高,操作和维护相对容易掌握,在电子制造行业中应用广泛,技术支持和配套服务较为完善。
缺点:
对元件耐热性有要求:焊接过程中,元件需要承受较高的温度,对于一些耐热性较差的元件可能会造成损坏,限制了其在某些对温度敏感的电子产品中的应用。
可能产生锡渣:焊料在高温下与空气接触,容易氧化产生锡渣,不仅增加了生产成本(需要定期清理锡渣并补充焊料),还可能影响焊接质量,若锡渣混入焊点,会导致焊点缺陷。
不适合小型元件和密集电路板:波峰焊的焊料波峰在焊接小型元件或引脚间距密集的电路板时,容易出现桥接、短路等问题,难以控制焊料的分布,对于精细间距的焊接效果不如回流焊。
单面贴装流程:
预涂锡膏:使用丝网印刷机将锡膏地印刷到 PCB 的焊盘上,锡膏通常由焊锡粉、助焊剂和溶剂组成,其印刷质量直接影响后续焊接的效果。
贴片:借助贴片机把表面贴装元器件精准地放置在印有锡膏的焊盘上,贴片的位置精度对于保证焊接质量至关重要。
回流焊:这一环节包含多个温区,依次为预热区、保温区、回流区和冷却区。在预热区,PCB 和元器件逐渐升温,焊料膏中的溶剂开始挥发,助焊剂活化;进入保温区后,锡膏被进一步加热至接近熔点;到达回流区时,温度迅速上升到焊料的熔化温度(一般在 220°C 至 250°C 之间),焊料完全熔化,形成液态焊接点,在此过程中,元器件与 PCB 焊盘之间的连接得以确立;最后在冷却区,焊料快速冷却并固化,使焊接点稳定,确保连接的可靠性。
检查及电测试:对焊接完成的线路板进行全面检查,包括外观检查(如焊点是否饱满、有无虚焊、桥接等缺陷)和电性能测试,以筛选出不良品,保证产品质量。
双面贴装流程:
A 面预涂锡膏:与单面贴装的预涂锡膏步骤相同,在 PCB 的 A 面焊盘上印刷锡膏。
贴片:将表面贴装元器件放置在 A 面的锡膏上。
回流焊:使 A 面的元器件完成焊接。
B 面预涂锡膏:在 PCB 的 B 面进行锡膏印刷。
贴片:在 B 面放置元器件。
回流焊:再次进行回流焊操作,完成 B 面的焊接。
检查及电测试:对双面焊接后的线路板进行严格检查与电性能测试,确保产品质量符合要求。
优点:
温度控制精准:能够设定和控制各个温区的温度,使焊接过程中的温度曲线更加符合工艺要求,从而有效提高焊接质量,减少焊接缺陷的产生,例如对于一些对温度敏感的元器件,能够在合适的温度范围内完成焊接,避免因温度过高或过低导致元器件损坏或焊接不良。
避免氧化:整个焊接过程在相对封闭的回流焊炉内进行,并且可以使用氮气等惰性气体进行保护,减少了焊料和元器件在焊接过程中与氧气的接触,降低了氧化的可能性,有助于提高焊点的质量和可靠性。
适合贴片元件焊接:特别适用于表面贴装元器件(SMC/SMD)的焊接,对于引脚间距小、体积微小的贴片元件,能够实现高精度、高密度的焊接,广泛应用于手机、电脑主板、数码产品等电子产品的生产制造,满足其小型化、轻量化和高性能的需求。
高生产效率与自动化程度:作为一种自动化生产工艺,回流焊可以与贴片机等设备组成自动化生产线,实现连续生产,大大提高了生产效率,适合大批量生产的需求。同时,自动化操作减少了人为因素对焊接质量的影响,提高了产品的一致性和稳定性。
节省材料:相比波峰焊,回流焊过程中锡膏的使用量相对较少,且锡膏的利用率较高,有助于降低生产成本,同时也减少了因锡渣产生带来的材料浪费和环境问题。
环保:采用无铅锡膏进行焊接,符合环保要求,减少了对环境的污染和对操作人员健康的危害,顺应了电子行业绿色环保发展的趋势。
缺点:
设备昂贵:回流焊所需的设备,如回流焊炉、温度控制系统、自动化生产线等,价格较高,初期投资较大,对于一些资金有限的企业来说,可能会面临较大的经济压力。
对操作要求高:虽然是自动化生产工艺,但对操作人员的技能和经验要求较高。操作人员需要熟悉设备的操作流程、参数设置、温度曲线调整等知识,并且能够及时处理生产过程中出现的各种问题,如焊接缺陷、设备故障等,否则可能会影响产品质量和生产效率。
热应力问题:在回流焊过程中,电子元件和印刷电路板需要承受较高的温度变化,这可能会导致热应力问题的产生。热应力可能使元器件内部结构受损、引脚变形或电路板分层等,从而影响产品的性能和可靠性,尤其对于一些大型、复杂或多层的 PCB 板,热应力问题更为突出。
可能产生焊接缺陷:尽管回流焊能够提高焊接质量,但在某些情况下,仍然可能出现焊接缺陷,如虚焊、锡珠、桥接、开路等。这些缺陷的产生可能与焊料质量、印刷精度、贴片精度、温度曲线设置、设备稳定性等多种因素有关,需要在生产过程中严格控制各个环节,以降低缺陷率。
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