“回流焊”和“波峰焊”是电子产品制造过程中常用的两种焊接技术,它们在焊接原理、工艺过程、适用元件类型等方面存在显著区别。今天,小禾君带大家对两者的相同点和不同点做一下详细的介绍。
什么是波峰焊?
焊接技术最早出现在印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)中,不过在自动化出现之前,人们无耐只能依靠勤劳的双手来焊接。左手焊锡丝,右手电烙铁——想必这是不少半导体从业人员的青春 “烙印”。小禾君也没少被烫伤过。。。
在工厂装贴焊接中,机械化生产逐步取代人工,这就出现了一种焊接技术,它就是波峰焊(Wave Soldering),这个名字听起来很怪,怎么焊接还弄出了波峰,这个不要猴急,看完波峰焊的流程,你自然就理解了。
波峰焊主要是针对下面需要插件焊接的场景。要焊接这些长了“脚”的家伙,第一步就需要将器件的引脚全都插入到通孔中。
接着,PCB板被传送带运送到融化的锡水槽上方。
按照一般思维,我们是不是要将PCB浸入到锡槽中洗个澡呢?这样的话就大错特错了,如果PCB整个浸入到“游泳池”,过多的锡会爬到PCB的正面,也会使得不需要焊接的地方覆上锡。不仅产生浪费,最致命的是这样可能导致某些地方发生黏连,从而导致电路失效。
不得不赞叹,发明波峰焊的人真是个人才!正确的方式是,利用电动泵或电磁泵将熔化的焊料(比如铅锡的合金)喷流成设计要求的波峰,当然,这些波峰只出现在需要焊接的部位。波峰和焊接引脚接触后,温度降低,进而残留在引脚后固化,连接引脚和焊盘。也就完成了焊接,并且这种方式由于重力和附着力的原因,很容易焊接出完美的“人”字形焊点。圈里人都知道这种焊点不仅牢固稳定,导电性能好,而且还节省焊料。
什么是回流焊?
随着PCB复杂度越来越高,功能需求日益膨胀,但是电子设备是越做越薄越做越小,板子上的器件密度越来越高,传统的插接尺寸大,高度太高,对于集成封装的发展趋势是背道而驰的。一种解决办法就是用尺寸更小,更薄的表面贴片器件(Surface Mounted Devices,SMD)。这样贴装的密度就大幅上升了,厚度也能够精准控制了,就比如下面的Iphone15主板实物图,看得小禾君的密集恐惧症都要犯了。
实验室贴装SMD器件最常用的办法就是使用加热台或者热风枪。当然一把老铁包打天下的高手除外。所谓的回流焊(Reflow Soldering,RS)有点类似于风枪加热,它主要是针对表贴元件。
首先是在焊盘上涂抹锡膏,这个过程需要一个叫钢网的东东,这个钢网贴合在PCB上,在需要涂抹锡膏的位置镂空出来,刷锡膏的时候就恰好能刷到所需要的焊盘上了。
接者,我们放置贴装的元件和芯片。
然后回流焊依靠热气流对焊点的加热,致使前面涂抹焊盘上的焊锡膏重新回到流体状(流动的状态),胶体助焊剂在一定的高温气流下发生物理反应实现焊接。这就是回流焊名字的由来。
我们看到苹果A15主板是双面板,PCB的两侧都有器件,这个两面板,回流焊怎么焊接呢?处理两面板的回流焊也很简单,那就是先A面(正面),后B面(背面)的流程。经过两次回流焊,这个双层板就焊接好啦。
假如需要焊接的PCB中,既有插件又有表贴件,那先做哪一个呢? 答案是:先回流焊后波峰焊。因为有两方面的原因,回流焊是需要刷钢网的,如果先做了波峰焊,那么插件凸起,将无法刷钢网。再有就是如果先做了波峰焊,一般波峰焊的插件都比较大,放置回流焊表贴器件的时候,可能空间上有阻挡,无法正确的贴片。
波峰焊 VS 回流焊
回流焊和波峰焊首先使用的场景不太一样,回流焊特别适用于表面贴装技术(SMT)中的电子元器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等。波峰焊:更适用于插脚式电子元器件,如DIP封装的集成电路、连接器、电阻电容等。
二者的优缺点也很明显,回流焊的优点是适用于高精度、高密度的电子元器件焊接,焊接质量稳定可靠。缺点是设备成本较高,对操作人员的技术要求也较高。波峰焊恰恰与之相反,它的优点是设备成本相对较低,操作简便,适用于大规模生产。缺点也显而易见,对于小型化、精密化的电子元器件焊接效果可能不如回流焊。
总结
题外话
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