双面板的波峰焊与回流焊：选择正确的工艺

在组装双面 SMT（表面贴装技术）板时，在波峰焊和回流焊之间进行选择是一个关键决策。这两种工艺都有独特的优点和局限性，特别是对于混合技术组件或双面 PCB 设计。乍一看，回流焊通常是双面板上 SMT 组件的首选，因为它具有精度和与较小组件的兼容性，而波峰焊则擅长通孔组件和混合组件。然而，正确的选择取决于您的电路板设计、组件类型和生产需求。在本综合指南中，我们将深入探讨双面板波峰焊和回流焊的差异、局限性和应用，帮助您做出明智的决定。

了解双面 SMT 板和焊接挑战

双面 SMT 板的组件安装在 PCB 的两侧，在紧凑的设计中最大限度地利用空间和功能。这些板在消费电子、汽车系统和工业应用中很常见。然而，两侧的焊接组件会带来热应力、组件对齐以及二次加工过程中损坏预焊接部件的风险等挑战。

任何焊接工艺的主要目标是创建可靠的电气连接，同时避免冷接头、墓碑或焊桥等缺陷。对于双面板，该工艺还必须确保在焊接另一侧时一侧的组件不受影响。这就是波峰焊和回流焊之间的差异变得至关重要的地方，特别是对于结合了 SMT 和通孔组件的混合技术组件。

什么是回流焊，它如何适用于双面 SMT？

回流焊是一种广泛用于SMT元件的工艺。它涉及在 PCB 上涂抹焊膏，放置组件，然后在回流炉中加热电路板。热量熔化焊膏，在冷却时形成牢固的连接。对于双面SMT板，回流焊通常分两道进行：一次用于底面，另一次用于顶部。

在第一遍中，使用模板焊接底部元件以精确涂抹焊膏。在第二次通过期间，可以使用低温粘合剂将组件固定到位，以防止它们因重力而脱落。然后，电路板再次通过回流炉焊接顶部元件。现代回流炉的温度可以达到 220-260°C，具体取决于焊料合金（例如无铅 SAC305），确保全面熔化一致。

双面SMT回流焊的优点

• 精度：回流焊非常适合双面板上小型、密集封装的 SMT 元件（例如 0402 或 0201 封装），可提供精确的精度。

• 一致性：受控的加热曲线最大限度地减少了热应力，降低了双面PCB翘曲的风险。

• 自动化：全自动取放机和回流焊炉可确保大规模生产的高产量。

双面板的回流焊限制

尽管有其优点，但回流焊也有局限性，特别是对于双面 SMT 设计和混合技术组件。一个关键挑战是在第二次通过时底部组件再次回流的风险，可能导致错位或缺陷。为了缓解这种情况，制造商通常使用粘合剂或低温焊料进行第二次通过，但这增加了复杂性和成本。

此外，回流焊在通孔组件方面存在困难，这在混合技术组件中很常见。该工艺并非旨在用焊料填充通孔过孔，通常需要二次焊接方法，如波峰焊或选择性焊接。对于SMT和通孔零件混合较多的双面板，仅依靠回流焊会导致接头不完整或生产时间增加。

什么是波峰焊及其在双面板中的作用？

波峰焊是一种主要用于通孔元件的批量焊接工艺。PCB 通过熔融焊料波（无铅焊料通常为 250-260°C），从而润湿裸露的引线并形成连接。虽然波峰焊通常不是双面 SMT 板的首选，但它可以适用于一侧存在通孔元件的混合技术组件。

对于双面板，回流焊后通常使用波峰焊来解决通孔元件问题。首先通过回流焊焊接顶部的SMT元件，然后翻转电路板，对底部的通孔部件进行波峰焊。然而，底面的SMT元件必须被屏蔽或保护，以避免熔融焊料波造成的损坏。

波峰焊在混合技术组装双面中的优点

• 速度：对于通孔元件，波峰焊速度更快，因此对于需要焊接的引脚较多的混合技术组件来说非常高效。

• 性价比高：与通孔零件的手动焊接相比，这是一种成本较低的大批量生产工艺。

• 可靠性：波峰焊为通孔组件创建坚固、均匀的接头，非常适合需要耐用性的应用。

双面SMT波峰焊的局限性

波峰焊在应用于双面 SMT 板时具有显着的局限性。由于存在焊料桥接和精度不足的风险，该工艺不适用于细间距 SMT 元件。对于双面采用 SMT 的双面设计，波峰焊可能会损坏或回流底部组件，除非它们用耐热胶带或固定装置保护，从而增加额外的步骤和成本。

热冲击是另一个问题。快速暴露于熔融焊料会给 PCB 和组件带来压力，可能导致具有薄基板（例如 0.8 毫米或更小）的双面板出现裂纹或分层。这使得波峰焊不太适合具有精密 SMT 零件的现代紧凑设计。

双面PCB的选择性焊接：混合解决方案

对于采用混合技术或复杂设计的双面 PCB，选择性焊接提供了波峰焊和回流焊之间的中间地带。该工艺使用精确的喷嘴仅将焊料应用于特定区域，通常用于通孔元件，同时避免使用 SMT 零件。选择性焊接是高度可定制的，具有可编程喷嘴，可以瞄准电路板上的确切位置。

在双面PCB组装中，回流焊后通常使用选择性焊接来处理通孔元件，而不会影响任何一侧的SMT零件。它通过限制小区域的热暴露来最大限度地减少热应力，从而使精致的双面设计更加安全。例如，与波峰焊的更广泛暴露相比，选择性焊接可以在每个引脚的短短 2-5 秒内实现接头形成。

选择性焊接双面PCB的好处

• 精度：针对特定的通孔接头，而不会影响附近的 SMT 元件。

• 灵活性：非常适合具有不同组件类型的双面板上的混合技术组件。

• 减少热应力：局部加热可防止损坏预焊接的 SMT 部件或薄 PCB 基板。

选择性焊接的缺点

虽然选择性焊接用途广泛，但由于其逐点方法，它比大批量生产的波峰焊慢。该设备也更昂贵，需要熟练的编程以确保准确性。对于通孔元件最少的双面 SMT 板，与单独的回流焊相比，增加的成本和时间可能不合理。

双面板的波峰焊和回流焊比较

要为您的双面 SMT 或混合技术组装选择正确的工艺，请考虑以下因素：

组件类型

• 回流焊：最适合电路板两侧的SMT元件，尤其是细间距部件（例如，间距低于0.5mm）。

• 波峰焊：适用于混合组件中的通孔元件，但底部的 SMT 存在风险。

• 选择性焊接：非常适合混合技术双面板，结合了 SMT 和通孔部件。

生产量

• 回流焊：高效地进行大批量 SMT 生产，并采用自动化生产线。

• 波峰焊：对于大批量的通孔元件速度更快，但对 SMT 的适应性较差。

• 选择性焊接：速度更慢，更适合中低体积或具有复杂设计的原型。

电路板复杂性

• 回流焊：轻松处理复杂、密集的双面 SMT 板。

• 波峰焊：由于缺乏精度和热风险，难以处理密集的 SMT 布局。

• 选择性焊接：很好地适应双面PCB上复杂的混合技术组件。

成本考虑因素

• 回流焊：设备和粘合剂的初始设置成本较高，但对于 SMT 密集型设计来说具有成本效益。

• 波峰焊：降低设备成本，但可能需要对双面 SMT 进行额外的屏蔽或保护。

• 选择性焊接：设备和编程成本较高，最适合专业应用。

双面SMT焊接的最佳实践

无论您选择哪种焊接方法，遵循最佳实践都可以改善双面板的效果：

• 可制造性设计 （DFM）：将较重或热敏的元件放置在顶部，以最大限度地降低二次焊接过程中的风险。

• 热分析：在回流焊炉中使用精确的温度曲线（例如，无铅焊料的峰值为 245°C），以避免双面板过热。

• 组件间距：确保细间距 SMT 元件之间有足够的间距（至少 0.3 毫米），以防止回流焊或波峰焊中发生焊料桥接。

• 防护措施：在波峰焊过程中，使用耐热胶带或固定装置来屏蔽底面 SMT 元件。

为您的双面板做出正确的选择

双面 SMT 板的波峰焊和回流焊之间的选择取决于您的具体项目要求。回流焊非常适合 SMT 密集型设计，为两面的细间距组件提供精度和一致性。然而，其通孔零件的局限性可能需要二次工艺。波峰焊对于具有通孔元件的混合技术组件非常有效，但由于热风险和精度不足，对双面 SMT 提出了挑战。对于复杂的设计，选择性焊接提供了量身定制的解决方案，以更高的成本平衡精度和灵活性。

通过了解每种方法的优点和局限性——无论是双面 SMT 的波峰焊、回流焊的限制、混合技术双面组装还是双面 PCB 的选择性焊接——您可以优化您的组装工艺。评估您的电路板设计、组件组合和生产目标，以选择最佳方法，确保您的电子产品获得高质量、可靠的结果。