陶瓷PCB電路板中的波峰焊和回流焊選項.
電子行業採用兩種主要型別的自動焊接技術來組裝陶瓷 PCB 電路板. 這些是波峰焊和回流焊。 兩者之間有很大的區別，它們的使用環境也有很大的不同。 在本文中，將簡要解釋這兩種技術，它們的共性和差異性，以及行業決定使用它們的各種情況。
什麼是焊接？
焊接是將電子元件連線到陶瓷 PCB 或印刷電路板焊盤上的技術. 焊料是一種在低溫下熔化的合金，在熔融狀態下，元件引線和陶瓷PCB上的銅焊盤之間形成冶金鍵。 冷卻後，它會變硬，在焊盤和元件引線之間形成機械剛性和導電橋。 它的機械剛度使其能夠將元件固定到位，而其導電性使元件能夠在電路中按預期執行。
如何焊接？
焊接需要加熱以熔化焊料並使其流動，然後冷卻以使焊料重新凝固。 傳統上，技術人員使用烙鐵來提供熱量和定期對流進行冷卻。 他們將電烙鐵的熱頭施加到焊盤和元件引線上，同時將焊料和助焊劑施加到熱表面。 助焊劑在這裡起到還原劑的作用，因為大多數金屬在周圍大氣中的熱量和氧氣存在下，在其表面會產生不可焊接的氧化層。
熱量使焊料熔化，焊料沿著熱表面流動，形成冶金結合。 當焊料冷卻時，它會凝固並將元件牢固地粘合到銅焊盤上。
但是，上述工藝要求將每個接頭單獨加熱進行焊接。 這個過程既緩慢又費力。 此外，焊點的形成取決於操作人員的技能，焊點之間的質量可能會有所不同。 為了實現大批量生產並實現高質量和一致的焊點，電子行業依賴於自動化焊接工藝，其中主要有兩種型別。
波峰焊
波峰焊是一種批量焊接工藝，可以在很短的時間內焊接大量的電路板. 傳送帶將每塊組裝好的電路板輸送到裝滿熔融焊料的托盤或滾筒上。 圓盤或盆中的幫浦驅動熔融焊料通過噴嘴，產生焊波。 當焊峰越過並部分附著在電路板和元件引線上時，波峰焊會接觸到電路板底部和元件引線。
當電路板經過時，它會自然冷卻，也可以通過吹氣強制冷卻。 冷卻後，熔融焊料硬化並將元件固定到位。
波峰焊工藝在乙個長室中進行，通常稱為波峰焊爐，該爐有幾個區域，每個區域都有不同的溫度。 傳送帶將PCB送入烘箱的最低溫度端。 當PCB通過烘箱到達後續區域時，溫度會逐漸公升高。 在最後乙個區域，電路板到達焊槽，在那裡它們暴露在最高溫度下，適合實際的焊接過程。 一旦電路板越過該點，溫度就會迅速下降到環境溫度。
波峰焊工藝容易受到特定區域的適當溫度的影響。 如果無法控制這些區域所需的溫度，電路板可能會承受很大的機械應力，導致走線出現裂紋並失去電氣連續性。 軸溫不足會導致大小部件受熱不均勻，從而影響焊縫質量。 不正確的焊接溫度會導致潤濕不均勻和焊料厚度不合適，從而對電路板造成應力。
回流焊
這是另一種批量焊接工藝，也適用於在短時間內焊接大量電路板。 但是，該工藝僅適用於 SMT 或表面貼裝技術元件。 這些元素非常小，大多數沒有引線。 在PCB上安裝SMT元件的過程也不同。
回流焊不需要使用一桶熔融焊料，而是需要在安裝 SMT 元件之前將焊膏塗在 PCB 焊盤上。 SMT元件組裝在一層薄薄的焊膏上，然後進行回流焊。
回流焊爐還具有多個區域，傳送帶通過這些區域輸送帶有焊膏上的 SMT 元件的 PCB。 當電路板通過這些區域時，溫度逐漸公升高，直到焊料區域達到焊膏的熔點。
在這個區域，焊膏熔化並將元件粘合到PCB焊盤上。 下乙個區域允許冷卻，熔融焊料凝固並將元件固定到位。 與波峰焊工藝一樣，回流焊爐每個區域的溫度對每個接頭的焊接質量至關重要。 操作員必須為每種要回流焊的板型別建立溫度曲線。
波峰焊和回流焊工藝的比較
波峰焊和回流焊工藝都將元件機械地連線到電路板上，同時提供導電介質以使其正常工作。 然而，回流焊工藝只能焊接SMT元件，而波峰焊工藝適用於SMT和THT元件，但有一些侷限性。
由於波峰焊過程中的實際焊接發生在電路板的底部，因此所有要焊接的SMT元件都必須安裝在電路板的底部。 為防止它們脫落，在進入波峰焊爐之前需要將它們粘上。 波峰焊工藝不能焊接安裝在電路板上側的SMT元件。
波峰焊是焊接THT或通孔技術元件的理想選擇。 與 SMT 型別相比，這些元件中的大多數都非常大，並且引線很長。 必須在電路板上鑽孔，以容納穿過的元件引線。 組裝電路板後，THT 元件的主體通常保留在電路板的頂部，而它們的引線穿過並位於底部。
當這些板通過波峰焊爐中的焊槽時，熔融焊料會粘附在引線上並將它們固定在焊盤上。 如果電路板是多層的，則每個孔都鍍上。
波峰焊的優點
對於使用 THT 元件的電路板來說，波峰焊是一種經濟的工藝。 當電路板上的每個孔被電鍍時，由於毛細管作用，它會吸入熔融焊料，從而提供足夠量的焊料來將元件固定到位。 這為 THT 元件提供了非常堅固的機械錨固。
波峰焊的缺點
1.每組電路板所需的焊料量相當高。 熱熔焊料會形成熔渣，操作人員必須定期清除。 （最近，更新的噴嘴設計解決了這個問題）。
2.接觸元件引線的熔融焊料被送回槽中。 這會導致整個凹槽被引線中的金屬汙染。 淨化浴缸中的焊料是一項重要的工作。
3.波峰焊工藝完成後，電路板必須經過修整過程，以修整 THT 元件的多餘引線。
4.波峰焊不適用於安裝在電路板頂部的 SMT 元件。
回流焊的優點
回流焊爐只需要乙個紅外線加熱器即可執行。 不需要焊槽，因為電路板和元件自帶焊料。 與波峰焊相比，這種布置使該過程在技術上更簡單、更容易。
由於每個SMT元件觸點都帶有自己的焊膏，因此焊料質量高，並且很少溢位導致橋接。 這使設計人員能夠在具有 SMT 元件的電路板上實現非常高的元件密度。
回流焊的缺點
1.回流焊不會焊接THT元件。 因此，對於混合了 THT 和 SMT 元件的電路板，需要兩步工藝 - 乙個用於焊接所有 SMT 元件，另乙個用於 THT 元件。
2.回流焊需要額外的步驟才能將焊膏沉積在電路板上。 這需要乙個高精度的模板，操作員可以通過該模板沉積焊膏。
3.SMT元件太小，無法手動處理。 因此，需要一台自動拾放機將它們從載體上拾取並將它們放置在電路板上的適當位置。
結論
PCB是各種工業和商業應用所必需的. 有許多因素使該板適合個人使用。 焊接方法是這些要素中最關鍵的要素之一。 憑藉在設計、製造和組裝陶瓷電路板方面的豐富經驗，Spreadpoint 對焊接過程提供了非常簡潔和通用的解釋。
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