波峰焊的优点

2022年6月27日

关键的外卖

波峰焊是一种组装过程，通过熔化的波峰焊料通过板的底部，在引脚和焊垫之间形成一个焊点。
在紧凑的设计中，位置会抑制波峰焊工艺的有效性。
波峰焊是一种比回流焊更快更经济的大规模焊接方法。

熔锡池为通孔组件提供了焊接材料

在布局设计和制作之后，验证电路板完整性之前的最后一步是组装。组件需要放置并安全地绑定到板上，以满足其预期的功能。然而，焊接技术已经远远超越了业余爱好者的手持烙铁和简单的电路板。当处理设计中的数百(甚至数千)个组件时，包括那些不需要放大就几乎看不见的组件，就需要使用自动化服务。当生产大量可观的数量时尤其如此——简单地说，时间就是金钱。波峰焊是两种方法中较老的一种焊接过程，但这并不是技术过时的问题;波峰焊的优点一直延续到今天。

什么是波峰焊?

波峰焊是一种技术，是必不可少的批量PCB生产包含通孔组件。在这个过程中，板通过一个波焊机，控制驻波的高度以及每个板与它接触的时间。当板在机器中推进时，液体焊锡可以使引脚和周围的焊垫接触，迅速形成导电焊点。焊接的整个过程包括一些附加的步骤，除了将板提交到波:

流量应用程序-为了确保焊接现场的清洁度，助焊剂被用来去除氧化物，防止形成新的氧化物层，并协助焊料润湿到焊接表面，这有助于接头的形成和结构。多余的助焊剂残留物可能需要清理，也可能不需要清理。
预热,该板被带到温度，以与应用的助焊剂和防止热冲击由于熔融焊料的高温。
波焊,电路板通过小心控制温度的熔化焊锡波，以达到焊接材料的共晶点。这使波峰焊过程中板材的热暴露降到绝对最低。
冷却,与预热阶段相反，在加热环境中，板被缓慢地恢复到环境温度。较慢的淬火速率是为了防止板翘曲，并留出时间让焊料凝固。但是，为了防止损坏单板和热敏性部件，单板不应暴露在高温下超过必要的时间。

虽然铅锡焊料多年来一直是焊接的金标准，但符合RoHS的要求已经在消费电子产品中淘汰了它。虽然这是一个健康问题，但含铅焊料具有极好的防止晶须形成的能力(金属从表面挤压出来，被认为是为了缓解金属间应变)，这可能导致电子设备短路，降低电路板的寿命可靠性。取而代之的是诸如SAC(锡、银、铜)之类的合金成分，它们作为优良的无铅焊料而声名鹊起，不像其他一些合金那样容易产生晶须。

位置如何影响波峰焊的效果

位置和布局都会影响波峰焊工艺的有效性．想象一下，当电路板穿过机器时，波穿过元件。当波洗过引脚和可焊表面时，它会在波的这一段后面暂时留下没有焊料的痕迹。这种设计上的考虑被称为波峰焊阴影——本质上，一个组件阻碍了与波峰焊方向平行的流向其后面组件的焊料流动的量。波影焊会导致焊点形成不完整和其他制造错误。

为了防止波焊阴影，有两个主要问题需要避免:元件间距和旋转．间距可能是相当明显的——与波峰焊机移动方向平行的组件之间的距离越远，波峰就有更多的时间“恢复”和完全改变。不匹配的旋转也会增加焊锡波阴影的影响。两个相同的组件包，其中一个相对于另一个旋转90°，也可以产生长长的阴影，这取决于组件相对于通过波峰焊锡机的通道的方向。

板两侧的通孔组件需要分别按顺序焊接。这就产生了一些问题，因为板和一组组件将是暴露于高温循环(预热、波焊环境和冷却)两次，增加了制造错误的机会。如果可行的话，最好的设计实践是将组件移动到板子的一侧，尽管这可能说起来容易做起来难。如果不能采用单面PCB方法，那么选择经受两次波焊机温度环境的一面应是热敏元件最少的一面(理想为零)或耐温性较高的一面。

放置的密度和方向将影响焊锡波的改变速度

焊锡回流焊和波峰焊的优点

为了了解波峰焊的优点，有必要检查广泛采用的另一种焊接技术:回流焊。回流焊是通过加热烤箱中的空气来熔化预先涂在焊盘/引脚上的锡膏，然后再开始剩下的过程。这是一种比波峰焊更有针对性的焊接方法，波峰焊是简单地将焊料涂抹在板的底部，因为它通过了熔化的波峰。总的来说，与波峰焊相比，回流焊过程显示出更低的热冲击。

波峰焊比回流焊有几个关键优势:

大规模生产,回流焊的速度无法与波峰焊相比，除了最小的生产批量。
成本比例,作为相对速度优势的副产品，波峰焊在每块板上比回流焊更经济。
通孔元件-波峰焊是焊接通孔组件的唯一方法。虽然许多组件可以用SMD封装来替换，但许多功率组件仍然存在于通孔配置中，这使得波峰焊接在大量的电路板市场中受到欢迎。