波峰焊SMT 基礎(chǔ)認(rèn)知：原理、組件與核心價(jià)值 ——THT 元件焊接核心
來源：捷配
時(shí)間: 2025/09/26 09:52:27
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波峰焊SMT
在 SMT（表面貼裝技術(shù)）生產(chǎn)中，波峰焊是實(shí)現(xiàn) THT（通孔插裝技術(shù)）元件焊接的核心工藝 —— 通過將熔融焊錫形成 “波峰”，讓 PCB 底面的通孔焊盤與元件引腳充分浸潤，完成電氣與機(jī)械連接。與回流焊（適用于表面貼裝元件）不同，波峰焊針對帶引腳的插件元件（如電阻、電容、連接器），是消費(fèi)電子、工業(yè)控制、汽車電子等領(lǐng)域 PCB 量產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。若對波峰焊 SMT 的基礎(chǔ)邏輯認(rèn)知不足，易出現(xiàn) “焊接缺陷率高（如橋連、虛焊）”“設(shè)備壽命縮短” 等問題。今天，我們從基礎(chǔ)入手，解析波峰焊 SMT 的定義、工作原理、核心組件及與回流焊的差異，幫你建立系統(tǒng)認(rèn)知。
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首先，明確波峰焊 SMT 的核心定義：指在 SMT 生產(chǎn)線中，針對已完成表面貼裝元件焊接（或同步進(jìn)行）的 PCB，通過 “助焊劑噴涂 - 預(yù)熱 - 焊錫波峰浸潤 - 冷卻” 的流程，實(shí)現(xiàn) THT 元件引腳與 PCB 通孔焊盤可靠焊接的自動(dòng)化工藝。其核心目標(biāo)是確保焊點(diǎn)飽滿、無虛焊 / 橋連，滿足 IPC-A-610 電子組件可接受性標(biāo)準(zhǔn)，適用于引腳間距≥0.6mm、通孔直徑≥0.3mm 的 THT 元件。
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波峰焊 SMT 的工作原理可拆解為五大關(guān)鍵步驟，每個(gè)步驟都有明確的功能與參數(shù)控制要求：?
1. 助焊劑噴涂：去除氧化，提升焊錫潤濕性?
助焊劑（主要成分：松香、活化劑、溶劑）通過噴霧、發(fā)泡或浸漬方式，均勻覆蓋 PCB 底面的通孔焊盤與元件引腳，核心作用是：?
- 去除焊盤與引腳表面的氧化層（如氧化銅、氧化錫），避免氧化層阻礙焊錫浸潤；?
- 在焊盤表面形成保護(hù)膜，防止焊接過程中二次氧化；?
- 降低焊錫表面張力，提升焊錫對焊盤的潤濕性（潤濕角≤30° 為合格）。?
- 關(guān)鍵參數(shù)：噴涂量（10-30μm 干膜厚度）、噴涂均勻性（偏差≤±2μm），噴涂過多易導(dǎo)致焊后殘留，過少則氧化層去除不徹底。?
2. 預(yù)熱：揮發(fā)溶劑，活化助焊劑?
PCB 進(jìn)入預(yù)熱區(qū)（多段紅外或熱風(fēng)加熱），溫度逐步升至 80-120℃，核心作用是：?
- 揮發(fā)助焊劑中的溶劑（占助焊劑總量 50%-70%），避免焊接時(shí)溶劑受熱沸騰導(dǎo)致焊點(diǎn)出現(xiàn)氣泡；?
- 激活助焊劑中的活化劑（如有機(jī)酸），增強(qiáng)去除氧化層的能力；?
- 預(yù)熱 PCB 與元件，避免后續(xù)接觸高溫焊錫時(shí)因溫差過大導(dǎo)致 PCB 變形（翹曲度≤0.75%）。?
- 關(guān)鍵參數(shù)：預(yù)熱溫度（分段控制，第一段 80-90℃，第二段 100-120℃）、升溫速率（1-2℃/s），溫度過低溶劑揮發(fā)不徹底，過高則助焊劑提前失效。?
3. 波峰焊接：焊錫浸潤，形成可靠焊點(diǎn)?
預(yù)熱后的 PCB 以恒定速度通過熔融焊錫形成的 “波峰”，通孔焊盤與元件引腳浸入焊錫中（浸入深度 2-3mm），完成焊接，核心原理是 “毛細(xì)作用”—— 焊錫在毛細(xì)力作用下填充通孔，包裹引腳，形成飽滿焊點(diǎn)。?
- 波峰類型：?
- 第一波（紊亂波）：高流速、湍流狀態(tài)的焊錫波，快速填充通孔，去除孔內(nèi)空氣；?
- 第二波（平滑波）：低流速、層流狀態(tài)的焊錫波，撫平焊點(diǎn)表面，減少橋連與錫珠；?
- 關(guān)鍵參數(shù)：錫溫（無鉛焊錫 250-255℃）、傳輸速度（1-1.5m/min）、波峰高度（PCB 厚度的 1/2-2/3）。?
4. 冷卻：焊點(diǎn)固化，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?
焊接后的 PCB 進(jìn)入冷卻區(qū)（風(fēng)冷或水冷），溫度從 250℃快速降至 60℃以下，核心作用是：?
- 讓焊錫快速凝固（無鉛焊錫凝固溫度約 183℃），形成穩(wěn)定的金屬間化合物（如 Cu?Sn、Cu?Sn?），確保焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度（拉伸強(qiáng)度≥5N）；?
- 避免高溫停留時(shí)間過長導(dǎo)致元件損壞（如電解電容耐溫≤260℃）。?
- 關(guān)鍵參數(shù)：冷卻速率（2-3℃/s）、冷卻后溫度（≤60℃），速率過慢易導(dǎo)致焊點(diǎn)晶粒粗大，強(qiáng)度下降。?
5. 檢測：篩選缺陷，確保質(zhì)量?
冷卻后的 PCB 通過 AOI（自動(dòng)光學(xué)檢測）或人工目視，檢查焊點(diǎn)是否存在橋連、虛焊、錫珠等缺陷，不合格品需標(biāo)記并返修。?
波峰焊 SMT 的核心組件構(gòu)成了完整的焊接系統(tǒng)，每個(gè)組件的性能直接影響焊接質(zhì)量：?
- 錫爐：儲存熔融焊錫的核心部件，材質(zhì)為鈦合金（耐焊錫腐蝕），配備加熱管（功率 10-20kW）與溫度傳感器（精度 ±1℃），確保錫溫穩(wěn)定；?
- 傳輸系統(tǒng)：由不銹鋼鏈條或網(wǎng)帶構(gòu)成，帶動(dòng) PCB 勻速通過各工序，配備張力調(diào)節(jié)裝置（確保傳輸速度偏差≤±0.1m/min）與 PCB 定位夾具（防止偏移）；?
- 助焊劑噴涂系統(tǒng)：包含助焊劑儲存罐、噴嘴（霧化或發(fā)泡）、清潔裝置（定期清理噴嘴堵塞），噴涂范圍可根據(jù) PCB 尺寸調(diào)整；?
- 預(yù)熱區(qū)：多段紅外加熱管（功率 5-10kW / 段）或熱風(fēng)加熱器，溫度可分段獨(dú)立控制，適配不同 PCB 厚度（1.0-3.0mm）；?
- 波峰生成系統(tǒng)：由電機(jī)、葉輪（生成波峰）、波峰高度調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成，可獨(dú)立控制第一波與第二波的高度與流速；?
- 冷卻區(qū)：軸流風(fēng)扇（風(fēng)冷）或冷卻水管（水冷），風(fēng)速 / 水流量可調(diào)節(jié)，確保冷卻速率達(dá)標(biāo)。?
與回流焊（SMT 表面貼裝元件焊接工藝）相比，波峰焊 SMT 有三大核心差異，決定其適用場景：?
- 焊接對象：波峰焊針對 THT 元件（帶引腳，需插入 PCB 通孔），回流焊針對 SMD 元件（無引腳，貼裝于 PCB 表面）；?
- 加熱方式：波峰焊通過 “焊錫直接浸潤” 加熱，回流焊通過 “熱風(fēng) / 紅外輻射” 間接加熱；?
- 焊點(diǎn)形態(tài)：波峰焊形成 “通孔填充焊點(diǎn)”（焊錫填充整個(gè)通孔），回流焊形成 “表面浸潤焊點(diǎn)”（焊錫覆蓋表面焊盤）。?
波峰焊 SMT 的核心價(jià)值體現(xiàn)在 “量產(chǎn)效率、成本控制、可靠性” 三大維度：?
- 量產(chǎn)效率高：全自動(dòng)生產(chǎn)線每小時(shí)可焊接 500-1000 片 PCB，遠(yuǎn)超手工焊接（10-20 片 / 小時(shí)）；?
- 成本可控：焊錫利用率達(dá) 90% 以上，助焊劑消耗量僅 0.5-1mL / 片 PCB，單位焊接成本約 0.1-0.3 元 / 焊點(diǎn)；?
- 可靠性強(qiáng)：通孔填充焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度與電氣穩(wěn)定性優(yōu)于表面焊點(diǎn)，適用于高振動(dòng)（如汽車）、高可靠性（如醫(yī)療）場景。?
波峰焊 SMT 是 THT 元件焊接的 “核心工藝”，其原理、組件與特性是后續(xù)工藝優(yōu)化與設(shè)備維護(hù)的基礎(chǔ)，需深入理解以確保焊接質(zhì)量穩(wěn)定。
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