波峰焊錫膏工藝及應(yīng)用場景詳解

 波峰焊錫膏工藝的核心特點與流程；

 波峰焊是通過PCB與熔融焊錫的“波峰”接觸實現(xiàn)焊接的工藝，傳統(tǒng)以焊錫條為主要材料，但在特定場景下會使用錫膏（多為粗顆粒錫膏）工藝特點與流程：

 （一）錫膏特性要求

 1. 合金顆粒規(guī)格

通常采用粗顆粒錫膏（如IPC Type 2~Type 3，粒徑45~75μm或25~45μm），避免小顆粒在波峰沖擊下氧化或堵塞通孔，同時降低錫渣產(chǎn)生概率。

顆粒形狀以球形或近球形為主，減少印刷時的摩擦阻力，提升流動性。

2. 助焊劑成分

活性較高（如RMA級或RA級），以適應(yīng)波峰焊高溫環(huán)境（焊錫溫度230~260℃，無鉛焊錫可達(dá)250~270℃），確保焊盤和元件引腳的氧化物被有效清除。

揮發(fā)性能優(yōu)化，預(yù)熱階段助焊劑需均勻揮發(fā)，避免焊接時產(chǎn)生氣孔或空洞。

3. 黏度控制

黏度略低于回流焊錫膏（通常50~150 Pa·s），以適應(yīng)波峰焊中錫膏可能的涂覆方式（如點膠、印刷或噴涂），并在波峰沖擊下保持形態(tài)穩(wěn)定。

 （二）典型工藝流程

 1. 錫膏涂覆

應(yīng)用方式：

點膠/噴射：針對單個通孔元件或局部焊點，通過點膠機將錫膏精準(zhǔn)涂覆在焊盤上，適用于小批量或混合組裝（SMT+THT）。

模板印刷：在PCB焊盤區(qū)域通過鋼網(wǎng)印刷錫膏，適合批量生產(chǎn)，需注意模板開口尺寸與顆粒直徑匹配（開口寬度≥3倍顆粒直徑）。

關(guān)鍵參數(shù)：錫膏厚度需根據(jù)元件引腳直徑調(diào)整，通常為0.1~0.3mm，避免過多導(dǎo)致橋連，過少導(dǎo)致虛焊。

2. 元件插裝

將THT元件（如連接器、電解電容）插入PCB通孔，引腳穿過焊盤，錫膏附著在焊盤表面或通孔內(nèi)。

3. 預(yù)熱處理

目的：蒸發(fā)錫膏中的溶劑，激活助焊劑，提升PCB溫度至100~150℃（無鉛工藝可達(dá)150~180℃），減少焊接時的熱沖擊。

控制要點：升溫速率1~3℃/s，預(yù)熱時間60~120s，避免助焊劑提前分解或錫膏干裂。

4. 波峰焊接

雙波峰工藝（常見）：

湍流波（First Wave）：高流速的波峰沖破元件引腳周圍的助焊劑氣泡，確保焊盤與錫膏充分接觸，溫度230~260℃（無鉛250~270℃）。

平滑波（Second Wave）：平緩的波峰消除焊點橋連，優(yōu)化焊點成型，減少錫渣殘留。

接觸時間：3~5s，確保錫膏完全熔融并與引腳、焊盤形成金屬間化合物（IMC）。

5. 冷卻與清洗

自然冷卻或強制風(fēng)冷，使焊點凝固；若使用活性較強的助焊劑，需通過溶劑（如乙醇、水基清洗劑）清除殘留，避免腐蝕電路板。

 波峰焊錫膏的應(yīng)用場景；

 波峰焊錫膏主要適用于以下場景，結(jié)合其工藝效率和可靠性優(yōu)勢：

 （一）通孔元件為主的電路板

 典型產(chǎn)品：

消費電子：電源適配器、機頂盒主板（含大量插腳式電容、連接器）。

工業(yè)控制：PLC控制板、變頻器模塊（需高可靠性的大電流通孔元件）。

汽車電子：車載充電器、傳感器電路板（含耐振動的插針式元件）。

優(yōu)勢：波峰焊一次性完成多焊點焊接，效率高于手工焊，錫膏預(yù)涂可提升焊點一致性。

 （二）混合組裝工藝（SMT+THT）

 場景需求：電路板同時包含表面貼裝元件（如IC、電阻）和通孔元件，需先通過回流焊焊接SMT元件，再用波峰焊焊接THT元件，此時THT焊盤需提前印刷錫膏固定元件，避免波峰沖擊導(dǎo)致移位。

注意事項：錫膏需兼容回流焊和波峰焊的雙重溫度考驗，通常選擇中高溫?zé)o鉛錫膏（如Sn-Ag-Cu合金）。

 （三）高可靠性與大焊點需求場景

 航空航天/軍工產(chǎn)品：對焊點機械強度要求高，波峰焊錫膏可形成較厚的焊點（錫膏用量可控），且粗顆粒錫膏熔融時流動性好，能填充深通孔，減少空洞。

功率器件焊接：如IGBT模塊、變壓器引腳，大焊盤需要更多焊料，波峰焊錫膏可通過調(diào)整涂覆量滿足需求，避免手工加錫的不均勻性。

 （四）低成本批量生產(chǎn)

 波峰焊設(shè)備產(chǎn)能高（可達(dá)數(shù)千塊/小時），配合錫膏印刷工藝，適合標(biāo)準(zhǔn)化、大批量電路板（如家電控制板），降低人工成本。

 波峰焊錫膏工藝的常見挑戰(zhàn)與解決方案

 1. 橋連問題

原因：錫膏涂覆量過多、波峰溫度過低、焊接時間過長。

解決：優(yōu)化模板開口尺寸（減少錫膏量），提高波峰溫度10~15℃，縮短接觸時間至3~4s。

2. 焊點空洞

原因：預(yù)熱不足導(dǎo)致助焊劑揮發(fā)不充分、錫膏顆粒氧化。

解決：延長預(yù)熱時間或提高預(yù)熱溫度，使用氮氣保護(hù)波峰焊環(huán)境，降低錫膏氧化風(fēng)險。

3. 錫膏殘留腐蝕

原因：助焊劑活性過高或清洗不徹底。

解決：選用低殘留助焊劑（如免清洗型），或加強清洗工序（如超聲波清洗）。

 與回流焊錫膏的核心區(qū) 對比項 波峰焊錫膏 回流焊錫膏 

顆粒直徑 粗顆粒（Type 2~Type 3） 細(xì)顆粒（Type 3~Type 6） 

助焊劑活性 高（適應(yīng)高溫波峰） 中低（適應(yīng)回流焊溫度曲線） 

應(yīng)用場景 通孔元件、混合組裝、批量焊接 表面貼裝元件（SMT） 

焊接方式 波峰沖擊熔融 回流爐溫區(qū)加熱熔融 

波峰焊錫膏工藝通過粗顆粒錫膏與波峰焊設(shè)備的結(jié)合，在通孔元件焊接、混合組裝及批量生產(chǎn)中展現(xiàn)出效率與可靠性優(yōu)勢。

選擇合適的錫膏規(guī)格（顆粒、助焊劑）并優(yōu)化工藝參數(shù)（預(yù)熱、波峰溫度、時間），可有效提升焊點質(zhì)量，適用于汽車電子、工業(yè)控制等對焊接強度要求高的場景。