高难度PCBA波峰焊案例

高难度PCBA波峰焊案例：突破工艺极限的实践探索

波峰焊工艺的技术挑战与行业地位

波峰焊作为电子组装领域实现通孔元件批量焊接的核心工艺，凭借其高效、稳定的特性，长期主导中低端电路板生产场景。

这项技术通过熔融焊料在泵压作用下形成稳定波峰，当插装元器件的PCB以特定角度与速度掠过波峰时，焊料借助表面张力沿引脚与焊盘间隙爬升，经过助焊剂活化、预热除湿、波峰浸润、冷却固化四个关键阶段完成可靠焊接。
在当今电子制造领域，波峰焊技术以其成熟稳定的工艺特性和较高的性价比，依然是汽车电子、工业控制、消费家电等产业中不可或缺的关键工艺。

深圳市亿阳电子仪器有限公司作为行业领先的SMT设备整体解决方案提供商，与德国ERSA（爱莎）等国际知名设备厂商建立了稳固的代理合作关系，在波峰焊技术应用领域积累了丰富的实践经验。
我们依托现有的SMT展示中心及维修检测平台，能够为客户提供经过严格测试和考验的定制化波峰焊解决方案，满足各类复杂产品的生产需求。

高难度PCBA波峰焊的典型挑战

在常规应用中，波峰焊的双波峰设计（湍流波+平滑波）可有效清除残留气泡，减少连焊、漏焊等缺陷，适配0.8mm以上间距的DIP、PGA等传统封装。
然而，当面对高难度PCBA板时，传统波峰焊工艺往往会遇到诸多挑战：

首先是高密度混装板的焊接难题。
随着电子产品向小型化、高集成度方向发展，PCB上通孔元件与表面贴装元件共存的情况越来越普遍，元件间距不断缩小，这对波峰焊的精确控制提出了更高要求。
选择性波峰焊设备的引入虽然能够对高密度混装板进行局部补焊，但工艺参数的优化仍然是一大挑战。

其次是环保法规带来的材料变革。
随着全球环保法规日趋严格，无铅焊料（SnAgCu系）与氮气保护技术已成为行业主流。
无铅焊料的熔点较高，润湿性较差，这给焊接质量的控制带来了新的难度。
如何在不影响焊接质量的前提下满足环保要求，是每个电子制造企业必须面对的课题。

第三是特殊元器件的焊接问题。
一些大热容量的连接器、屏蔽罩等元件，在波峰焊过程中容易造成局部温度不足，导致冷焊缺陷；而一些热敏感元件又可能因过热而损坏。
这种矛盾对波峰焊的温度控制提出了极高要求。

创新解决方案与关键技术突破

针对上述高难度PCBA波峰焊挑战，我们通过技术创新和工艺优化，开发了一系列有效的解决方案：

精确的预热控制技术预热阶段对波峰焊质量至关重要。
我们采用多段独立控温的预热系统，能够根据PCB材质、厚度、元件分布等情况进行精确调控，确保板面温度均匀性控制在±3℃以内。
对于特殊的大热容量元件，我们会在其对应位置增加局部预热，避免因热容量差异导致的焊接不良。

智能波峰高度调节系统传统波峰焊的波峰高度通常是固定设置，难以适应不同板厚和元件高度的变化。
我们引入的智能波峰高度调节系统能够实时监测PCB板面情况，自动调整波峰高度，确保每个焊点都能获得适量的焊料，同时避免焊料飞溅和过度上锡。

氮气保护与无铅焊料优化为应对无铅焊接的挑战，我们在波峰焊系统中集成了氮气保护装置，将焊接区域的氧含量控制在1000ppm以下，显著改善了无铅焊料的润湿性。
同时，我们对焊料槽的温度曲线进行了优化，在保证焊接质量的前提下尽可能降低工作温度，减少对PCB和元件的热冲击。

选择性波峰焊技术对于高密度混装板，我们采用选择性波峰焊技术，通过精密编程控制焊料波峰的位置、大小和持续时间，实现特定区域的精确焊接，避免对周围敏感元件造成影响。
这项技术特别适用于汽车电子等对可靠性要求极高的应用场景。

成功案例分享

在某工业控制主板的波峰焊项目中，我们遇到了前所未有的挑战。
该主板同时包含多个大热容量的电源连接器和高密度的表面贴装芯片，传统波峰焊工艺无法同时满足这两类元件的焊接要求。

经过深入分析，我们制定了以下解决方案：

首先，我们对预热区进行了改造，在连接器对应位置增加了红外辅助加热模块，确保这些大热容量元件在进入波峰前达到足够的温度。
同时，对热敏感区域采用了遮板保护，避免过热损坏。

其次，我们优化了波峰焊的传送角度和速度，采用了"慢速大角度"的工艺参数，确保焊料能够充分填充连接器的通孔，同时减少对表面贴装元件的影响。

第三，我们引入了氮气保护系统，将焊接区域的氧含量控制在800ppm以下，显著改善了无铅焊料在高难度条件下的润湿性能。

较终，该项目的焊接直通率从较初的72%提升至98.5%，报废率降至0.3%以下，完全满足了客户的量产要求。
这一成功案例不仅解决了客户的燃眉之急，也为行业类似高难度PCBA的波峰焊提供了可借鉴的经验。

未来发展趋势与展望

随着电子产品的不断创新，波峰焊技术也在持续演进。
我们认为未来波峰焊发展将呈现以下趋势：

智能化水平不断提升通过引入AI算法和机器视觉技术，波峰焊设备将具备更强的自我学习和自适应能力，能够实时监测焊接质量并自动调整工艺参数，进一步提高生产效率和一致性。

环保要求更加严格除了无铅焊料的应用外，低挥发性助焊剂、节能型预热系统等环保技术将得到更广泛应用。
氮气保护可能成为标准配置而非可选功能。

与SMT工艺的深度融合随着电子元件的小型化趋势，波峰焊与表面贴装技术的结合将更加紧密。
选择性波峰焊和激光辅助焊接等新技术将帮助制造商应对更加复杂的产品需求。

标准化与定制化并存一方面，波峰焊工艺的标准化程度将提高，便于质量控制和技术交流；另一方面，针对特殊应用的定制化解决方案需求也将增长，要求设备供应商具备更强的技术适应能力。

作为电子装配行业的专业服务商，深圳市亿阳电子仪器有限公司将持续关注波峰焊技术的较新发展，与德国ERSA等国际合作伙伴保持紧密协作，不断将较先进的波峰焊技术和设备引入国内市场。

我们相信，通过技术创新和工艺优化，波峰焊这一传统工艺仍将在高难度PCBA制造领域发挥不可替代的作用，为电子制造业的发展提供坚实支撑。