波峰焊到底是什么焊接工艺？

波峰焊是一种通过熔融焊料波峰实现电子元器件焊端或引线与印制电路板焊盘之间机械与电气连接的批量焊接技术,广泛应用于电子制造行业中的通孔插装（THT）元件组装，其核心原理是将预先涂覆有助焊剂的PCB通过传送带以特定速度穿过熔融焊料的波峰，利用焊料表面张力和润湿作用，使焊料在PCB焊盘处形成可靠焊点，从而实现电气导通和机械固定，这一技术自20世纪50年代问世以来，凭借高效、稳定的特点，成为电子组装生产线中的关键工艺环节。

波峰焊系统主要由助焊剂喷涂系统、预热系统、焊料槽与波峰发生装置、冷却装置、传送系统和控制系统等部分组成，助焊剂喷涂系统负责将液态助焊剂均匀涂覆于PCB表面，助焊剂中的活性剂能去除焊盘和元器件引线表面的氧化层，同时防止焊接过程中再氧化；预热系统通常采用热风或红外加热，将PCB逐步加热至100-150℃，避免焊接时因温差过大导致PCB变形或元器件损坏，同时助焊剂中的溶剂在此阶段挥发，活性剂充分激活；焊料槽是系统的核心，内部装有熔融的锡铅合金（如Sn63Pb37）或无铅焊料（如SnCu、SnAgCu），通过泵或电磁搅拌使焊料液面形成特定波高的平稳波峰，常见的波峰类型有空心波、片状波和电磁泵波等，不同波峰适用于不同类型的PCB和元器件；冷却装置采用风冷或水冷方式，使焊点快速凝固，防止焊料氧化和元器件因高温受损；传送系统控制PCB的运行速度，确保焊接时间与温度匹配；控制系统则通过传感器实时监测各参数，实现自动化生产。

波峰焊的工艺流程可细化为上板、助焊剂喷涂、预热、焊接、冷却和下板六个步骤，上板环节需将待焊接PCB平稳放置在传送带入口，确保板面平整、无异物；助焊剂喷涂有发泡式、喷雾式和浸涂式三种主要方式，其中喷雾式助焊剂均匀性最佳，能适应高密度PCB；预热温度需根据PCB材质和元器件耐温特性调整，一般控制在100-150℃，预热不足会导致焊料润湿不良，预热过度则会损伤元器件；焊接阶段，PCB以3-6cm/s的速度通过焊料波峰，焊料与焊盘接触时间约3-5秒，波峰温度无铅焊料通常为250-260℃，锡铅焊料为230-250℃，温度过低会出现冷焊、虚焊，温度过高则易损坏PCB和元器件；冷却后需检查焊点质量，合格焊点应呈弯月面状，表面光亮、无毛刺、桥连或拉尖，不合格焊点需通过返修工具进行补焊或重焊。

随着电子制造向小型化、高密度化发展，波峰焊技术也在不断演进，传统波峰焊存在桥连、阴影效应（高大元器件遮挡后方焊盘导致焊接不良）等问题，为此出现了双波峰焊技术，即第一个波峰为湍流波，通过高速流动的焊料冲刷焊盘，减少桥连；第二个波峰为平滑波，使焊料平稳填充焊盘，形成饱满焊点，选择性波峰焊通过精准控制焊料波峰范围，仅对指定区域进行焊接，有效避免了对周围元器件的热冲击和机械损伤，适用于混装技术（SMT+THT）的PCB焊接，无铅化也是波峰焊的重要趋势，无铅焊料熔点较高（通常比锡铅焊料高30-40℃），对设备和工艺控制提出了更高要求，需优化预热温度、波峰高度和传送速度，确保焊接质量的同时避免PCB变形。

波峰焊的质量直接影响电子产品的可靠性和使用寿命,常见缺陷及成因包括：桥连多因焊料波峰过高、PCB传送速度过慢或助焊剂活性不足导致；虚焊或冷焊通常由预热温度不够、焊料污染或PCB受潮引起；焊点拉尖则是焊料凝固速度过慢或传送带角度不当所致；焊盘脱落多因PCB预热不均或焊料温度过高导致基材过热，为提高焊接质量，需严格控制焊料成分（定期检测焊料中铜、铝等杂质含量，及时添加纯锡或合金调整成分）、助焊剂密度（喷涂后助焊剂覆盖率需达80%以上）、波峰稳定性（波峰高度波动应控制在±0.5mm内）以及传送带水平度（避免PCB倾斜导致焊料厚度不均）。

尽管表面贴装技术（SMT）已成为当前电子组装的主流，但波峰焊在通孔元件、大电流连接器、散热片等领域的优势依然不可替代，其一次性焊接大量通孔元件的能力，使其在汽车电子、工业控制、电源模块等对成本敏感且可靠性要求高的行业仍占据重要地位，随着智能制造技术的推进，波峰焊设备将集成更多传感器和智能算法，实现焊接过程的实时监控与自适应调整，进一步降低缺陷率，提升生产效率。

相关问答FAQs：

1. 问：波峰焊与回流焊的主要区别是什么？
   答：波峰焊主要用于通孔插装元件（THT）的焊接，通过熔融焊料波峰实现连接，而回流焊主要用于表面贴装元件（SMT）的焊接，通过高温熔化预敷在焊盘上的焊膏，波峰焊为液态焊料接触焊接，回流焊为气相加热焊接；波峰焊适用引线穿过PCB的元件，回流焊适用直接贴装在PCB表面的元件。

2. 问：如何减少波峰焊中的桥连缺陷？
   答：减少桥连可通过以下方法实现：优化助焊剂喷涂，确保均匀覆盖焊盘；调整传送带速度，避免过慢导致焊料堆积；采用双波峰焊技术，用湍流波冲刷多余焊料；在PCB设计时增大焊盘间距，减少元件引线间距；使用防桥连托盘或遮蔽胶带保护无需焊接的区域。