回流焊 vs 波峰焊:核心工藝差異解析,SMT 選型指南一看就懂

 技術(shù)文獻(xiàn)     |      2025-12-03 13:51:47    |      ibpcb

一、核心原理:熱風(fēng)回流錫波浸潤(rùn)的本質(zhì)不同

焊接的核心是讓焊料熔化后與元器件引腳、PCB 焊盤形成可靠連接,但回流焊與波峰焊實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程的路徑截然不同,堪稱 SMT 工藝中的 兩種焊接哲學(xué),其本質(zhì)差異直接決定了后續(xù)工藝適配性與焊接效果。

回流焊的核心邏輯是 熱風(fēng)傳導(dǎo)加熱:先將焊膏(由焊錫粉末、助焊劑等混合而成)通過(guò)鋼網(wǎng)精準(zhǔn)印刷在 PCB 焊盤上,再通過(guò)貼片機(jī)將片式、球柵陣列(BGA)等表面貼裝元器件(SMD)精準(zhǔn)貼合在焊膏區(qū)域。當(dāng) PCB 板進(jìn)入回流焊爐后,將依次經(jīng)歷四階段溫度循環(huán):預(yù)熱區(qū)以 3℃/s 以內(nèi)的升溫速率逐步提升至 150-180℃,讓助焊劑充分活化并去除焊盤、引腳表面的氧化層;恒溫區(qū)保持溫度穩(wěn)定,避免元器件因溫差過(guò)大產(chǎn)生熱應(yīng)力損傷;回流區(qū)溫度升至 210-230℃(需嚴(yán)格匹配焊膏熔點(diǎn),無(wú)鉛焊膏通常為 217℃),使焊膏完全熔化并充分潤(rùn)濕焊盤與引腳,形成均勻合金層;冷卻區(qū)以 2-4℃/s 的速率快速降溫,讓焊點(diǎn)迅速凝固成型,完成焊接。整個(gè)過(guò)程如同 精準(zhǔn)烘焙,依靠熱風(fēng)的均勻傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化成型,核心特點(diǎn)是 焊料預(yù)先存在,加熱熔化成型。

波峰焊則遵循 錫波浸潤(rùn)原理,專為插件式元器件(THD)設(shè)計(jì):PCB 板預(yù)先按元器件引腳規(guī)格鉆孔,插件完成后引腳從焊盤側(cè)露出。焊接時(shí),熔化的錫液(無(wú)鉛工藝溫度維持在 250-260℃)通過(guò)波峰發(fā)生器形成穩(wěn)定的 層流錫波PCB 板以 3-7° 傾斜角度勻速掠過(guò)錫波表面,引腳與焊盤在接觸錫波的瞬間被焊料充分浸潤(rùn)。在此之前,PCB 焊盤側(cè)會(huì)預(yù)先噴涂助焊劑,既去除氧化層又降低焊料表面張力,確保焊料能填滿引腳與孔壁的間隙,形成牢固焊點(diǎn)。多余焊料會(huì)隨錫波回流至錫缸循環(huán)利用,其核心邏輯是 焊料實(shí)時(shí)供給,浸潤(rùn)成型,類似 精準(zhǔn)蘸料的焊接方式。

兩者最核心的區(qū)別在于 焊料供給與成型邏輯:回流焊是 定點(diǎn)定量供給,加熱固化,波峰焊是 連續(xù)供給,浸潤(rùn)固化,這一本質(zhì)差異直接決定了它們?cè)谠骷m配、PCB 設(shè)計(jì)要求等方面的明確邊界。

波峰焊工藝中錫波浸潤(rùn)插件引腳的動(dòng)態(tài)焊接場(chǎng)景.png

二、適用場(chǎng)景:元器件類型與 PCB 設(shè)計(jì)的雙重適配

焊接工藝的選型核心是 工藝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)匹配,回流焊與波峰焊的應(yīng)用場(chǎng)景邊界,主要由元器件類型、PCB 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大因素決定,這也是 PCB 生產(chǎn)中工藝選型的核心依據(jù)。

(一)回流焊的核心適用場(chǎng)景

回流焊是表面貼裝技術(shù)(SMT)的核心焊接工藝,其適配性集中在以下三類場(chǎng)景:

1. 元器件類型:片式元器件(04020603、0805 等封裝電阻電容)、小型表面貼裝芯片(QFP、QFNSOIC 封裝)、球柵陣列元器件(BGA、CSP)、微型連接器(FPC 連接器、板對(duì)板連接器)等。這類元器件的共性是 無(wú)長(zhǎng)引腳、體積小、引腳密集”—— 例如 BGA 封裝引腳間距可低至 0.5mmQFP 引腳間距可達(dá)到 0.3mm,傳統(tǒng)插件工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)安裝,而回流焊的焊膏定量印刷 + 熱風(fēng)均勻加熱,能確保密集引腳的每個(gè)焊點(diǎn)都均勻成型,同時(shí)避免元器件因局部過(guò)熱損壞。此外,對(duì)于熱敏性元器件(如傳感器、射頻芯片),回流焊的漸變溫度曲線可精準(zhǔn)控制升溫速率,降低熱損傷風(fēng)險(xiǎn)。

2. PCB 設(shè)計(jì)要求:雙面貼裝 PCB、高密度布線 PCB(線寬間距≤0.1mm)、薄型 PCB(厚度≤1.0mm)、多層 PCB8 層及以上)。雙面貼裝 PCB 采用回流焊可實(shí)現(xiàn) 雙面同時(shí)焊接(或分次焊接),無(wú)需預(yù)留插件孔,最大化利用 PCB 板面積;高密度布線 PCB 的焊盤間距極小,波峰焊的錫波易造成橋連,而回流焊的焊膏印刷精度(可達(dá)到 ±0.05mm)能避免這一問題;薄型 PCB 和多層 PCB 對(duì)熱應(yīng)力敏感,回流焊的溫和加熱曲線可減少板材變形、內(nèi)層線路脫焊風(fēng)險(xiǎn),尤其多層 PCB 的內(nèi)層銅箔與基材熱膨脹系數(shù)不同,漸變溫度能降低層間剝離概率。

3. 產(chǎn)品類型:消費(fèi)電子(手機(jī)、平板電腦、智能手表)、汽車電子(車載導(dǎo)航、傳感器模塊)、醫(yī)療電子(便攜式檢測(cè)儀)、通信設(shè)備(路由器、交換機(jī))等。這類產(chǎn)品的共性是 小型化、高密度、高可靠性,例如手機(jī) PCB 的元器件密度可達(dá) 1000 個(gè) / 平方英寸,必須依賴回流焊實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)焊接;汽車電子對(duì)溫度穩(wěn)定性要求極高,回流焊的焊點(diǎn)一致性能滿足 - 40℃~125℃的工作環(huán)境需求。

(二)波峰焊的核心適用場(chǎng)景

波峰焊是通孔插裝技術(shù)(THT)的主導(dǎo)工藝,其優(yōu)勢(shì)集中在插件元器件的焊接,適用場(chǎng)景包括:

1. 元器件類型:直插式引腳元器件(DIP 封裝芯片、插件電阻電容、二極管、三極管)、大功率元器件(電源模塊、變壓器、電感)、重載連接器(排針排母、USB Type-C 直插款、電源接口)。這類元器件的特點(diǎn)是 引腳粗壯、散熱快、需承受機(jī)械應(yīng)力”—— 例如電源模塊的引腳直徑可達(dá) 1.0mm,需要充足的焊料填充和較高的焊接溫度才能形成牢固焊點(diǎn),波峰焊的高溫錫波(250-260℃)能快速浸潤(rùn)引腳,同時(shí)錫波的流動(dòng)性確保焊料填滿引腳與孔壁的間隙,形成抗拉力強(qiáng)的焊點(diǎn);重載連接器在使用過(guò)程中會(huì)頻繁插拔,波峰焊形成的 通孔焊點(diǎn)能提供更強(qiáng)的機(jī)械支撐,避免引腳松動(dòng)。

2. PCB 設(shè)計(jì)要求:?jiǎn)蚊娌寮?PCB、混合貼裝 PCB(部分表面貼裝 + 部分插件)、厚型 PCB(厚度≥1.6mm)、大功率 PCB(電源板、驅(qū)動(dòng)板)。混合貼裝 PCB 是波峰焊的典型應(yīng)用場(chǎng)景,通常采用 先回流后波峰的組合工藝 —— 先通過(guò)回流焊完成表面貼裝元器件的焊接,再用波峰焊處理插件元器件,此時(shí)需在表面貼裝元器件區(qū)域覆蓋耐高溫阻焊膜或使用專用載具遮擋,避免二次加熱導(dǎo)致焊點(diǎn)重熔;厚型 PCB 和大功率 PCB 的散熱快,波峰焊的持續(xù)錫波加熱能確保焊料充分潤(rùn)濕,而回流焊的熱風(fēng)加熱難以穿透厚板達(dá)到有效焊接溫度;電源板等產(chǎn)品的銅箔面積大(散熱快),波峰焊的錫波能提供更充足的熱量補(bǔ)給,避免出現(xiàn) 冷焊現(xiàn)象。

3. 產(chǎn)品類型:工業(yè)控制設(shè)備(PLC、變頻器)、電源適配器、安防設(shè)備(監(jiān)控?cái)z像頭、硬盤錄像機(jī))、家電產(chǎn)品(空調(diào)控制板、洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)板)等。這類產(chǎn)品對(duì)機(jī)械強(qiáng)度和散熱性能要求較高,例如工業(yè)控制設(shè)備的 PCB 需承受振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境,波峰焊的通孔焊點(diǎn)抗振性優(yōu)于回流焊;電源適配器的大功率元器件需要良好的散熱通道,波峰焊的焊點(diǎn)與銅箔接觸面積大,散熱效率更高。

波峰焊錫缸內(nèi)熔融焊料的狀態(tài)與溫度穩(wěn)定性表現(xiàn).png

三、工藝細(xì)節(jié):從溫度控制到質(zhì)量管控的核心差異

回流焊與波峰焊的工藝控制邏輯,因焊接原理不同而存在顯著差異,這些細(xì)節(jié)直接影響焊點(diǎn)質(zhì)量、產(chǎn)品可靠性及生產(chǎn)良率,是 PCB 生產(chǎn)中工藝優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(一)溫度曲線:精準(zhǔn)匹配 vs 穩(wěn)定適配

回流焊的溫度曲線是工藝控制的核心,需根據(jù)焊膏類型、元器件耐熱性、PCB 結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)定制,不同產(chǎn)品的溫度曲線差異顯著:

預(yù)熱區(qū):升溫速率必須控制在 3℃/s 以內(nèi),溫度升至 150-180℃,持續(xù) 60-90 秒。過(guò)快升溫會(huì)導(dǎo)致元器件內(nèi)部產(chǎn)生熱應(yīng)力(如陶瓷電容開裂、BGA 焊球脫落),過(guò)慢則會(huì)降低生產(chǎn)效率;溫度過(guò)低無(wú)法激活助焊劑,過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致助焊劑提前揮發(fā),失去除氧化作用。

恒溫區(qū):維持 150-180℃穩(wěn)定溫度,持續(xù) 40-60 秒。此階段的核心目的是讓 PCB 板與元器件的溫度趨于一致,避免進(jìn)入回流區(qū)后因溫差過(guò)大損壞元器件,同時(shí)讓助焊劑充分?jǐn)U散,覆蓋所有焊盤與引腳表面。

回流區(qū):峰值溫度需高于焊膏熔點(diǎn) 30-40℃(無(wú)鉛焊膏通常設(shè)置為 210-230℃),峰值溫度持續(xù)時(shí)間控制在 30-60 秒。時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致焊料未完全潤(rùn)濕,出現(xiàn)虛焊、焊點(diǎn)不飽滿;時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致焊料氧化、元器件引腳脆化(如鍍金引腳變色、脫落)。

冷卻區(qū):降溫速率控制在 2-4℃/s,快速將焊點(diǎn)溫度降至 150℃以下。快速冷卻能讓焊點(diǎn)形成均勻的合金組織結(jié)構(gòu),提升焊點(diǎn)硬度和可靠性,避免緩慢冷卻導(dǎo)致的焊點(diǎn)晶粒粗大、抗疲勞性下降。

波峰焊的溫度控制核心是 錫波溫度穩(wěn)定“PCB 預(yù)熱適配,曲線調(diào)整相對(duì)簡(jiǎn)化但關(guān)鍵參數(shù)不可忽視:

錫波溫度:無(wú)鉛工藝穩(wěn)定維持在 250-260℃,波動(dòng)范圍≤±2℃。溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致焊料流動(dòng)性差,出現(xiàn)焊點(diǎn)拉尖、虛焊;溫度過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致 PCB 板變形、元器件引腳氧化,甚至損壞助焊劑的活性。

PCB 預(yù)熱:預(yù)熱溫度控制在 80-120℃,持續(xù) 30-60 秒。預(yù)熱的核心作用是激活助焊劑(助焊劑活性溫度通常為 80-150℃),同時(shí)減少 PCB 板與錫波的溫差,避免因熱沖擊導(dǎo)致 PCB 變形或元器件損壞。對(duì)于厚型 PCB(厚度≥2.0mm),需適當(dāng)提高預(yù)熱溫度至 100-120℃,確保焊盤區(qū)域充分升溫。

接觸時(shí)間:PCB 與錫波的接觸時(shí)間控制在 3-5 秒。時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致焊料未充分浸潤(rùn),時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)橋連、焊料過(guò)多(形成 包腳現(xiàn)象),同時(shí)增加元器件損壞風(fēng)險(xiǎn)。

消費(fèi)電子與工業(yè)電子PCB在焊接工藝選型上的視覺對(duì)比.png
(二)焊料與助焊劑:精準(zhǔn)匹配 vs 高效適配

回流焊的焊料與助焊劑以 焊膏形式一體化供給,其選型與使用直接決定焊接質(zhì)量:

焊膏選型:需根據(jù)產(chǎn)品可靠性要求選擇合金成分,消費(fèi)電子常用 Sn-Ag-CuSAC305)合金,汽車電子因耐高溫需求常用 Sn-Ag-Cu-Sb 合金;焊膏的粉末粒徑需匹配焊盤大小,0402 以下微型元器件需選擇 3 號(hào)粉(20-38μm),BGA 等密集引腳元器件需選擇 4 號(hào)粉(10-25μm),確保焊膏能填充微小間隙。

焊膏使用:印刷厚度控制在 0.1-0.2mm(根據(jù)焊盤大小調(diào)整),印刷后需在 4 小時(shí)內(nèi)完成貼裝與焊接,避免焊膏中的助焊劑揮發(fā)或吸潮;焊膏存儲(chǔ)需在 - 18℃冷凍環(huán)境,使用前需回溫至室溫(約 4 小時(shí)),避免因溫度差異導(dǎo)致吸潮,焊接時(shí)產(chǎn)生錫珠。

助焊劑特性:回流焊用助焊劑需具備低殘留、無(wú)鹵特性(符合 RoHS 要求),活性溫度需與回流曲線匹配(150-180℃達(dá)到最大活性),同時(shí)具備良好的潤(rùn)濕擴(kuò)散性,確保焊料能均勻覆蓋焊盤與引腳。

波峰焊的焊料與助焊劑單獨(dú)供給,兩者的協(xié)同適配是工藝關(guān)鍵:

錫液管理:無(wú)鉛錫液常用 Sn-Cu 合金(含銅 0.7%)或 Sn-Ag-Cu 合金,使用過(guò)程中需定期檢測(cè)銅含量(控制在 0.7-1.0%),銅含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致錫液流動(dòng)性下降,出現(xiàn)焊點(diǎn)拉尖;需定期清理錫缸表面的錫渣(每日 2-3 次),避免錫渣混入焊點(diǎn)導(dǎo)致虛焊或焊點(diǎn)缺陷。

助焊劑選型:選擇噴霧式助焊劑(霧化粒徑 5-10μm),活性等級(jí)需匹配焊接需求(普通元器件用 RA 級(jí),氧化嚴(yán)重的元器件用 RMA 級(jí)),且需具備良好的高溫穩(wěn)定性,避免在錫波溫度下快速分解。

助焊劑噴涂:噴涂量控制在 5-10g/m2,確保均勻覆蓋所有焊盤與引腳,無(wú)漏噴、多噴現(xiàn)象。漏噴會(huì)導(dǎo)致焊料無(wú)法潤(rùn)濕,多噴則會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)橋連、殘留過(guò)多,影響產(chǎn)品可靠性(尤其高壓產(chǎn)品需避免助焊劑殘留導(dǎo)致爬電)。

(三)設(shè)備與工藝控制:精密調(diào)控 vs 穩(wěn)定保障

回流焊設(shè)備的核心要求是 加熱均勻性精準(zhǔn)控溫,是工藝穩(wěn)定的基礎(chǔ):

加熱方式:采用熱風(fēng)循環(huán)加熱,爐內(nèi)溫度均勻性≤±3℃,確保 PCB 板上所有元器件承受相同的溫度環(huán)境,避免局部過(guò)熱或加熱不足;高端設(shè)備配備上下獨(dú)立控溫區(qū)(8-12 溫區(qū)),可分別調(diào)整上下爐腔溫度,適配雙面貼裝 PCB 的焊接需求。

氮?dú)獗Wo(hù):對(duì)于 BGAQFP 等精密元器件或高可靠性產(chǎn)品,需開啟氮?dú)獗Wo(hù)功能(爐內(nèi)氧含量≤100ppm),減少焊料氧化和助焊劑分解,提升焊點(diǎn)光澤度和潤(rùn)濕效果,降低虛焊風(fēng)險(xiǎn)。

傳送系統(tǒng):采用網(wǎng)帶或鏈條傳送,傳送速度控制在 0.5-1.2m/min(根據(jù)溫度曲線總時(shí)長(zhǎng)調(diào)整),網(wǎng)帶平整度≤±0.5mm,避免 PCB 板在傳輸過(guò)程中傾斜或變形,導(dǎo)致焊點(diǎn)偏移。

波峰焊設(shè)備的核心要求是 錫波穩(wěn)定性傳輸精準(zhǔn)性,直接影響焊點(diǎn)成型質(zhì)量:

波峰控制:波峰發(fā)生器需產(chǎn)生平穩(wěn)的層流錫波,波峰高度波動(dòng)≤±0.5mm,無(wú)湍流、飛濺現(xiàn)象;配備雙波峰結(jié)構(gòu)(第一波為湍流波,增強(qiáng)焊料浸潤(rùn)性;第二波為層流波,修正焊點(diǎn)形狀),提升焊點(diǎn)一致性,減少橋連、拉尖等缺陷。

傳輸系統(tǒng):傳輸速度控制在 1.0-1.5m/min,PCB 板傳輸時(shí)需保持水平且傾斜角度穩(wěn)定(3-7°),傾斜角度過(guò)小會(huì)導(dǎo)致焊料殘留過(guò)多,過(guò)大則會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)填充不足;配備 PCB 支撐裝置,避免薄型 PCB 板在傳輸過(guò)程中彎曲變形。

助焊劑噴涂系統(tǒng):采用超聲波噴霧或壓力噴霧技術(shù),確保噴涂均勻性,噴頭需定期清理(每日 1 次),避免堵塞導(dǎo)致噴涂不均;配備助焊劑回收裝置,減少浪費(fèi)并保持車間環(huán)境清潔。

表面貼裝元件與插件元件在PCB上的實(shí)物對(duì)比圖.png

四、選型指南:PCB 生產(chǎn)的工藝匹配邏輯

PCB 生產(chǎn)中,回流焊與波峰焊的選型需遵循 元器件類型→PCB 設(shè)計(jì)產(chǎn)品可靠性要求的三層決策邏輯,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際場(chǎng)景精準(zhǔn)匹配,才能最大化焊接良率與產(chǎn)品穩(wěn)定性。以下是具體選型步驟與實(shí)操要點(diǎn):

(一)第一步:元器件類型判定 —— 選型的核心前提

元器件的封裝形式與物理特性,是劃分工藝邊界的首要依據(jù),需先明確兩類元器件的占比與特性:

1. 純表面貼裝元器件(SMD)場(chǎng)景:若 PCB 板上僅包含片式、BGAQFP 等表面貼裝元器件,無(wú)任何插件引腳,優(yōu)先選擇回流焊。尤其當(dāng)元器件存在以下特性時(shí),回流焊是唯一適配方案:

引腳間距≤0.5mm(如精細(xì)間距 QFP、微型 BGA);

元器件體積微?。?/span>0402 以下封裝)或?yàn)闊崦粜云骷üぷ鳒囟?/span>≤150℃);

元器件為球柵陣列、芯片級(jí)封裝(CSP)等無(wú)外露引腳的類型。

1. 純插件式元器件(THT)場(chǎng)景:若元器件均為直插引腳、大功率插件、重載連接器,優(yōu)先選擇波峰焊。以下特性進(jìn)一步確認(rèn)波峰焊的適配性:

引腳直徑≥0.6mm,需承受機(jī)械應(yīng)力(如頻繁插拔的接口、振動(dòng)環(huán)境下的元器件);

元器件散熱功率≥5W(如電源模塊、大功率電感),需通過(guò)通孔焊點(diǎn)增強(qiáng)散熱;

PCB 板設(shè)計(jì)為單面插件,無(wú)表面貼裝焊盤。

1. 混合貼裝場(chǎng)景(SMD+THT 共存):這是 PCB 生產(chǎn)中最常見的場(chǎng)景,需采用 先回流后波峰的組合工藝:

先通過(guò)回流焊完成表面貼裝元器件的焊接,確保精密元器件的焊點(diǎn)質(zhì)量;

對(duì)表面貼裝元器件區(qū)域進(jìn)行防護(hù)(覆蓋耐高溫阻焊膜、使用專用載具遮擋),避免波峰焊高溫導(dǎo)致焊點(diǎn)重熔;

若插件元器件占比極低(≤5%),可考慮 手工焊補(bǔ)替代波峰焊,降低工藝復(fù)雜度。

回流焊與波峰焊核心工藝差異的視覺對(duì)比圖.png
(二)第二步:PCB 設(shè)計(jì)參數(shù)適配 —— 工藝落地的關(guān)鍵保障

在元器件類型明確后,需結(jié)合 PCB 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化選型,避免因設(shè)計(jì)與工藝不匹配導(dǎo)致生產(chǎn)缺陷:

1. PCB 厚度與層數(shù):

厚度≤1.0mm、層數(shù)≥8 層的多層 PCB:優(yōu)先回流焊,其溫和的溫度曲線可減少板材變形與層間剝離風(fēng)險(xiǎn);若包含插件元器件,需選用薄型載具支撐 PCB,避免波峰焊?jìng)鬏敃r(shí)彎曲。

厚度≥1.6mm、單層 / 雙層 PCB:可適配波峰焊,厚板的散熱特性與波峰焊的持續(xù)加熱相匹配,避免冷焊;若為雙面貼裝 + 局部插件,需控制插件孔直徑與引腳間隙(建議間隙 0.1-0.2mm),確保焊料填充充分。

1. 布線密度與焊盤設(shè)計(jì):

線寬間距≤0.1mm、焊盤間距≤0.3mm:必須選擇回流焊,波峰焊的錫波易造成相鄰焊盤橋連;回流焊的焊膏印刷精度可精準(zhǔn)控制焊點(diǎn)范圍,避免短路。

焊盤為通孔結(jié)構(gòu)(孔徑≥0.8mm):適配波峰焊,通孔焊點(diǎn)的焊料填充量遠(yuǎn)高于回流焊,能提供更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度;若通孔焊盤需兼顧表面貼裝,可設(shè)計(jì)為 開窗式焊盤,配合回流焊實(shí)現(xiàn)雙面焊接。

1. 貼裝方式與布局:

雙面貼裝 PCB:回流焊可通過(guò) 雙面分次焊接(先焊 A 面,再焊 B 面)實(shí)現(xiàn),無(wú)需調(diào)整設(shè)備參數(shù);波峰焊僅能處理單面插件,無(wú)法適配雙面貼裝。

插件元器件集中布局:若插件元器件集中在 PCB 邊緣區(qū)域,可優(yōu)化波峰焊?jìng)鬏斅窂剑嵘附泳鶆蛐?;若插件與表面貼裝元器件交錯(cuò)布局,需優(yōu)先回流焊處理表面貼裝部分,再通過(guò)波峰焊補(bǔ)焊插件。

(三)第三步:產(chǎn)品可靠性要求校驗(yàn) —— 最終選型的核心依據(jù)

不同行業(yè)產(chǎn)品的可靠性標(biāo)準(zhǔn)差異顯著,需通過(guò)可靠性要求反向驗(yàn)證工藝選型的合理性:

1. 溫度穩(wěn)定性要求:

工作溫度范圍≥-40℃~125℃(如汽車電子、工業(yè)控制設(shè)備):回流焊的焊點(diǎn)合金層均勻,抗熱疲勞性優(yōu)于波峰焊,優(yōu)先選擇;若包含大功率插件元器件,可采用 回流焊 + 波峰焊組合,兼顧精密性與機(jī)械強(qiáng)度。

常溫工作場(chǎng)景(如普通家電、消費(fèi)電子配件):兩種工藝均可,需結(jié)合元器件類型綜合判斷。

1. 機(jī)械應(yīng)力承受要求:

需承受振動(dòng)、沖擊(如車載 PCB、安防攝像頭):波峰焊的通孔焊點(diǎn)與 PCB 板結(jié)合更緊密,抗振性更強(qiáng),插件元器件優(yōu)先采用波峰焊;表面貼裝元器件可通過(guò)回流焊 + 點(diǎn)膠固定的方式增強(qiáng)穩(wěn)定性。

無(wú)機(jī)械應(yīng)力場(chǎng)景(如桌面級(jí)電子設(shè)備):回流焊的焊點(diǎn)一致性更優(yōu),能滿足常規(guī)可靠性要求。

1. 環(huán)境適應(yīng)性要求:

高濕度、腐蝕性環(huán)境(如醫(yī)療設(shè)備、戶外通信設(shè)備):回流焊的低殘留助焊劑可減少焊點(diǎn)腐蝕風(fēng)險(xiǎn),優(yōu)先選擇無(wú)鹵焊膏;波峰焊需搭配高活性、低殘留助焊劑,并增加清洗工序,避免助焊劑殘留導(dǎo)致爬電。

(四)選型決策表:快速匹配工藝方案

 

判定維度

回流焊適配條件

波峰焊適配條件

組合工藝適配條件

元器件類型

SMD、引腳密集、熱敏性、微型封裝

THT、大功率、重載連接器、粗引腳

SMD+THT 共存,SMD 占比≥50%

PCB 厚度

≤1.0mm

≥1.6mm

1.0-1.6mm,需載具支撐

布線密度

線寬間距≤0.1mm、焊盤間距≤0.3mm

線寬間距≥0.2mm、焊盤間距≥0.5mm

混合密度,精密區(qū)域采用回流焊

產(chǎn)品行業(yè)

消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子、通信設(shè)備

工業(yè)控制、電源適配器、家電、安防設(shè)備

汽車電子(大功率模塊 + 精密傳感器)、工業(yè)電源

可靠性要求

高溫度穩(wěn)定性、低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)、精密焊點(diǎn)

高機(jī)械強(qiáng)度、強(qiáng)散熱需求、通孔連接

兼顧精密性與機(jī)械強(qiáng)度、復(fù)雜功能模塊

(五)選型注意事項(xiàng):規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)

1. 避免 工藝過(guò)度選型:例如純插件 PCB 無(wú)需強(qiáng)行采用回流焊,波峰焊的焊接效率更具優(yōu)勢(shì);精密 SMD 無(wú)需嘗試波峰焊,否則易導(dǎo)致橋連、元器件損壞。

2. 混合貼裝的工藝順序不可顛倒:若先進(jìn)行波峰焊,表面貼裝元器件會(huì)因高溫脫落或焊點(diǎn)重熔,必須遵循 先回流后波峰的順序。

3. 特殊元器件的工藝適配:

BGA、CSP 等球柵陣列元器件:僅能采用回流焊,且需開啟氮?dú)獗Wo(hù),提升焊點(diǎn)潤(rùn)濕效果;

大功率 LED、電源模塊:插件引腳采用波峰焊,底部散熱焊盤可通過(guò)回流焊補(bǔ)充焊接,增強(qiáng)散熱;

熱敏性傳感器:回流焊需降低升溫速率(≤2℃/s),峰值溫度下調(diào) 5-10℃,避免元器件失效。

1. 工藝參數(shù)的聯(lián)動(dòng)優(yōu)化:選型確定后,需同步調(diào)整對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)(如回流焊溫度曲線、波峰焊錫波高度),并進(jìn)行小批量試產(chǎn)驗(yàn)證(建議試產(chǎn) 50-100 片),通過(guò) AOI 檢測(cè)確認(rèn)焊點(diǎn)質(zhì)量,再批量生產(chǎn)。

回流焊溫度曲線與焊點(diǎn)狀態(tài)變化示意圖.png

五、核心差異總結(jié):一張表看懂回流焊與波峰焊

對(duì)比維度

回流焊

波峰焊

核心原理

熱風(fēng)傳導(dǎo)加熱,焊膏預(yù)先印刷后熔化

錫波浸潤(rùn),熔化錫液實(shí)時(shí)供給

適配元器件

表面貼裝元器件(SMD):BGA、QFP、片式元件等

插件式元器件(THT):DIP、大功率模塊、連接器等

溫度控制

四階段精準(zhǔn)曲線(預(yù)熱 - 恒溫 - 回流 - 冷卻),控溫精度 ±3℃

錫波溫度穩(wěn)定(250-260℃),預(yù)熱適配

焊料供給

焊膏定量印刷,精準(zhǔn)控制焊點(diǎn)大小

錫波連續(xù)供給,焊料填充充分

核心優(yōu)勢(shì)

精密、焊點(diǎn)一致、適配高密度、熱應(yīng)力小

機(jī)械強(qiáng)度高、散熱好、適配插件、工藝簡(jiǎn)單

典型缺陷

錫珠、虛焊、焊點(diǎn)不飽滿(焊膏印刷不當(dāng))

橋連、拉尖、包腳(錫波高度或速度不當(dāng))

設(shè)備核心要求

多溫區(qū)、熱風(fēng)均勻、氮?dú)獗Wo(hù)功能

錫波穩(wěn)定、雙波峰結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)傳輸

回流焊與波峰焊并非 替代關(guān)系,而是 PCB 生產(chǎn)中互補(bǔ)的兩大核心焊接工藝。PCB 板廠需根據(jù)產(chǎn)品的元器件特性、設(shè)計(jì)參數(shù)與可靠性要求,通過(guò) 三層決策邏輯精準(zhǔn)選型,必要時(shí)采用組合工藝,才能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的最大化。掌握兩者的核心差異與適配邊界,是 SMT 工藝優(yōu)化的關(guān)鍵,也是提升 PCB 產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重要保障。