选择性波峰焊工艺优化实用技巧

您希望选择性波峰焊工艺获得完美的效果，对吗？首先要关注一些基本要素——温度控制、合适的助焊剂涂抹和设备保养。可靠的焊点源于保持清洁、选择最佳材料以及检查每个步骤。如果您将智能工艺调整与定期检查相结合，您将看到更少的缺陷和更坚固的电路板。尝试逐步改进，并观察效果。

要点

• 焊接温度需控制在 280°C 至 320°C 之间，以确保焊锡流畅，避免冷焊或焊点损坏等缺陷。
• 使用喷嘴精准涂抹适量助焊剂，并将电路板预热至 125°C 左右，以防止焊点脆弱或焊锡球。
• 请遵循每日和每周的清洁程序，保持设备清洁，尤其是喷嘴的清洁，以保持焊点牢固并减少停机时间。
• 设计 PCB 并合理放置元器件，以避免翘曲、桥接和其他缺陷；保持元器件间距并与焊波对齐。
• 对每块电路板进行目视检查，并使用自动检测工具及早发现缺陷，然后通过检查关键工艺设置快速排除故障。

选择性波峰焊参数

温度控制
控制合适的温度是选择性波峰焊最重要的步骤之一。如果将焊锡炉温度设置在 280°C 至 320°C 之间，有助于焊料良好流动，避免冷焊或桥接等问题。对于大多数波峰焊来说，245°C 至 255°C 的温度范围效果最佳。您需要保持温度稳定。如果温度过低，焊料无法粘附。如果温度过高，则有损坏电路板或元件的风险。

了解一下温度如何影响结果：

温度	接触时间 (s)	焊点质量	空洞存在
285°C	3-6	部分填充不完整	空隙 >80%
343°C	2-5	焊点更好，焊料有些多余	空隙 >80%

您会发现，较高的温度通常会产生更好的焊点，但仍需注意是否存在空隙。使用温度曲线工具检查焊接过程中电路板的温度。这有助于您发现任何热点或冷点，并在进行整批焊接之前调整设置。

提示：尝试使用仿真板来测试你的温度设置。这些仿真板可以让你进行实验，而不会影响你的真实产品。

助焊剂应用
助焊剂有助于焊料粘附在电路板的金属部件上。您需要选择合适的助焊剂类型并适量涂抹。低固含量或免清洗助焊剂，尤其是酒精基助焊剂，最适合选择性波峰焊。它们残留物较少，无需额外清洁。如果助焊剂使用过多，它会扩散到敏感部件下方，导致后续故障。如果使用过少，则可能会使焊点脆弱。

• 使用喷雾或喷射式助焊剂喷嘴进行精确涂抹。
• 在添加助焊剂之前，请将电路板预热至约 125°C。这可以防止助焊剂扩散过广。
• 务必检查助焊剂是否仅覆盖您想要焊接的区域。

注意：如果您看到随机的焊球或粘性残留物，则可能是助焊剂使用过多或涂抹不均匀。

传送带速度
传送带的速度决定了电路板在工艺流程每个阶段的运行时间。如果移动速度过快，焊料可能来不及流动并填充孔洞。如果速度太慢，则可能导致电路板过热并烧掉助焊剂。

• 传送带速度应设置为 1000 毫米/分钟左右。
• 根据电路板尺寸和元件数量调整速度。
• 使用试板测试不同的速度，看看哪种速度效果最佳。

停留时间
停留时间是指焊料接触每个焊点的时间。此步骤是确保焊料流入每个孔并形成牢固连接的关键。

• 通常，较短的停留时间（仅需几秒钟）效果最佳。
• 如果停留时间不足，焊料将无法填满孔洞，导致焊点强度不足。
• 停留时间过长会烧掉助焊剂并损坏电路板。

与常规波峰焊相比，选择性波峰焊可以更精确地控制停留时间。将焊嘴保持在适当位置，直至焊点充分填充，然后继续操作。

波峰高度
波峰高度是指焊料上升到接触电路板的高度。如果波峰太低，可能会错过一些焊点。如果波峰太高，可能会出现焊锡球或短路。

• 保持波峰高度稳定且平滑（层流）。
• 使用 Waverider 等工具检查波峰高度。
• 注意观察故障迹象：焊锡跳锡表示波峰太低，而回溅或出现焊锡球表示波峰太高。

提示：如果发现焊锡球或桥接，请同时检查波峰高度和助焊剂用量。

预热曲线
预热可使电路板做好焊接准备。它可以去除水分，激活助焊剂，并有助于防止热冲击。

• 将预热温度设置在 100°C 至 150°C 之间。
• 使用热电偶或红外传感器跟踪温度。
• 确保热量均匀分布在电路板上。
• 预热时间 60 至 120 秒，具体取决于电路板的大小和密集程度。

如果您使用无铅焊料，请尽量选择较高温度范围（120°C 至 150°C）。自动化系统可以帮助将温度保持在几度的稳定范围内。

注意：良好的预热曲线可以保护您的元件，并使焊接过程更加可靠。

您可以通过使用试板测试这些参数来改进选择性波峰焊工艺。在测试过程中，尝试调整 PCB 的角度，看看它如何影响焊料流动和缺陷率。注意常见的问题，例如冷焊点、桥接和焊脚翘起。通过逐步调整每个参数，您将找到适合您产品的最佳设置。

设备维护

清洁程序
如果设备不清洁，就无法获得良好的焊点。助焊剂残留物会烘烤到镀层、传送带指状物和喷嘴上，从而导致桥接和润湿性不良等缺陷。为了确保设备平稳运行，请制定定期清洁计划。以下是您应该关注的重点：

• 在使用前、使用中和使用后，清洁指状物、托盘、传送链和喷嘴。
• 对于温热的表面，请使用不含闪点的水基或溶剂型清洁剂。
• KYZEN E、CYBERSOLV 或 Eco-Oven Cleaner 等专用清洁剂可以有效去除已烘烤的助焊剂。
• 请遵循设备制造商的清洁建议。

定期清洁可以减少停机时间，并保持焊接效果的一致性。

喷嘴保养
喷嘴需要格外注意。如果助焊剂积聚，会导致堵塞、焊料流动不均匀以及焊点不良。请将喷嘴保养纳入您的日常和每周例行工作：

1. 每天检查助焊剂液位和喷嘴。
2. 用酒精清洁喷嘴以防止堵塞。
3. 每周使用超声波清洗，以更深层地去除残留物。
4. 检查是否有泄漏和磨损，并根据需要更换喷嘴。

清洁剂	描述	最佳用途
环保烤箱清洁剂	低VOC、不易燃、高温下安全	喷嘴上的烘烤助焊剂
异丙醇	普通溶剂，安全性不如环保烤箱清洁剂	每日喷嘴清洁

保养喷嘴可以延长设备寿命，并保持焊点牢固。

防止氧化
氧化会破坏您的焊接工艺。氮气是您最好的朋友。它可以在焊嘴周围形成惰性气体，排出氧气并阻止氧化。这样可以提高焊料质量并延长喷嘴寿命。请尝试以下技巧：

• 使用氮气罩或封闭式模块隔绝氧气。
• 为获得最佳效果，请将氧气含量保持在 50 ppm 以下。
• 将焊锡槽温度调节至最低有效温度。
• 选择低浮渣焊料合金以减缓氧化。

氮气不仅可以提高质量，还可以减少返工和浪费。

校准
校准可以确保您的工艺稳定。您应该每天检查传送带速度，每周检查温度曲线。计划至少每年进行一次全面校准，如果您的工艺至关重要，则应更频繁地进行校准。始终遵循制造商的指南。定期校准和维护有助于避免缺陷，并保持设备处于最佳运行状态。

材料选择
焊料合金的选择
选择合适的焊料合金对您的结果至关重要。您需要一种符合您电路板和元件需求的合金。无铅合金，例如 SAC305，适用于大多数现代电子产品。它们能提供牢固的焊点并符合安全标准。如果您使用传统的锡铅焊料，虽然更容易流动，但可能不符合现行法规。务必检查合金的熔点。较低的熔点有助于保护敏感部件免受热损伤。如果您发现焊点暗淡或颗粒状，请尝试其他合金或检查您的工艺温度。

助焊剂的选择
选择合适的助焊剂与选择焊料同样重要。含树脂的醇基助焊剂有助于保护您的电路板免受潮气侵袭并改善涂层。如果您使用的助焊剂中酸性过高，则可能会出现分层和附着力差的风险。助焊剂中的水分或预热不足会导致焊锡球的形成。您需要通过控制助焊剂的水分并确保预热温度适宜来避免这些缺陷。如果助焊剂用量过少或预热不足，可能会导致焊点脆弱。助焊剂用量过多或比例过低会导致焊点过大且脆弱。请调整助焊剂比例和预热温度，以获得最佳效果。

提示：为获得最佳可焊性，请务必将助焊剂类型与焊料合金和电路板表面处理相匹配。

储存
妥善储存可保持焊料和助焊剂新鲜，随时可用。请将焊膏和助焊剂存放在阴凉处，远离高温和潮湿。冷藏对焊膏效果最佳。使用前，请将材料预热至室温。这可以防止水分在表面凝结，从而降低焊接质量。请参阅下表，快速了解储存技巧：

存储方面	推荐
温度控制	保持温度低于 30°C (85°F)；冷藏焊膏。
方向	将糊剂容器尖端朝下存放；将罐子直立存放。
密封	开封后重新密封；避免空气和潮湿。
监控	每天检查状况；如果可能的话，使用新鲜的糊剂。
到期	尊重有效期；测试是否使用过期日期。

处理
材料的处理方式会影响最终结果。务必以可控的方式涂抹助焊剂，并确保预热电路板。如果不预热，助焊剂溶剂会保持湿润，导致飞溅或焊料润湿性差。这会导致焊球、焊点或焊点脆弱。由于储存不当而导致的焊锡引线氧化也会导致焊点不良。小心处理所有材料，保持密封，并避免用裸手触摸焊料表面。良好的处理方式有助于避免缺陷，并确保选择性波峰焊工艺的可靠性。

PCB 和元件设计
元件放置
正确的元件放置位置可以在选择性波峰焊过程中为您省去很多麻烦。以下是一些实用技巧，可帮助您避免常见缺陷：

1. 元件与 PCB 边缘至少保持 5 毫米的距离。这可以减少应力并防止损坏。
2. 将热质量高的元件分散放置。这有助于避免电路板上出现热点和冷点。
3. 将功率元件放置在靠近边缘的位置。这有助于散热。
4. 请勿将敏感或昂贵的元件放置在连接器、安装孔或V形刻线附近。
5. 注意大尺寸电路板。它们更容易翘曲，尤其是在元件垂直于应力线排列的情况下。

提示：均匀的间距和合理的布局可以使您的电路板更可靠，更易于焊接。

焊盘设计
焊盘设计对焊点的牢固性起着至关重要的作用。使用合适的焊盘和孔尺寸，可以获得更牢固、更可靠的连接。如果您遵循可制造性设计原则，您将在严苛条件下看到更少的缺陷和更佳的性能。研究表明，优化的焊盘设计可以改善焊点的微观结构，并提高其耐用性。良好的焊盘设计还能促进焊料均匀流动，并保持连接的化学成分稳定。

电路板布局
您需要一个能够顺畅焊料流动且易于检查的电路板布局。尽量将相似的元件组合在一起。这可以简化编程和故障排除。确保在元件之间留出足够的空间，以便焊锡波能够到达每个引脚。如果您的元件较高或不平整，请考虑将其稍微抬高，以便焊波能够接触到所有引脚。使用清晰的极性标记有助于正确放置元件。经过深思熟虑的布局可以减少阴影和漏焊。

缺陷预防

您可以通过遵循以下设计步骤来预防许多缺陷：

1. 焊盘之间至少保留 4 密耳的阻焊层间隙，以防止桥接。
2. 确保焊盘边缘与阻焊层之间至少保留 1.6 密耳的间隙。
3. 引脚之间使用 4 至 8 密耳宽的阻焊层桥接。
4. 将电路板翘曲控制在电路板长度的 0.75% 以下。
5. 元件放置精度应达到 ±0.1 毫米，尤其是细间距元件。
6. 将元件与焊波方向对齐。
7. 放置大型连接器时，使其引脚垂直于波纹方向移动。
8. 不要将小元件沿波纹方向放置在大元件后面。
9. 清晰标记极性。
10. 元器件与电路板边缘之间至少留出 125mil 的距离。
11. 使表面贴装元器件远离通孔引脚。
12. 将多引脚元器件与波峰对齐。
13. 如有需要，可用垫片垫高或垫高元器件。

遵循以下步骤可帮助您充分利用选择性波峰焊，并避免电路板出现常见缺陷。

编程和设置
软件导入
首先，将电路板设计文件导入焊机软件。大多数系统都接受 Gerber 或 CAD 文件。请仔细检查导入设置是否与电路板布局相匹配。如果发现焊盘或元器件缺失，请在继续操作之前修复文件。某些软件允许您预览电路板并突出显示需要焊接的区域。使用此功能可及早发现错误。

提示：请务必备份原始文件。如果出现问题，您可以重新开始而不会丢失工作。

喷嘴路径
喷嘴路径指示机器在何处涂抹焊料。您需要平滑高效的路径。避免急转弯或突然停止。这些因素可能会导致焊点不均匀或针脚缺失。请尽量保持喷嘴以稳定的速度移动。如果空间狭小，请降低喷嘴速度以提高精度。

• 规划路径，确保一次性接触所有焊点。
• 根据不同的元件尺寸调整速度。
• 在使用实际电路板之前，请先进行试运行，测试路径。

支撑类型	最适合
固定导轨	标准板形
可调销	异形板
定制固定装置	大批量生产

标准化
标准化您的设置可以节省时间并减少错误。为常见的电路板类型创建模板。尽可能使用相同的吸嘴路径和支撑位置。记录最佳设置并将其保存在共享文件夹中。培训您的团队始终遵循这些标准。

标准化设置可以简化故障排除，并保持流程的一致性。

检查和质量控制
目视检查
您应该始终从仔细检查电路板开始。目视检查可以帮助您发现明显的问题，例如焊桥、冷焊或缺焊。使用良好的照明和放大镜来查看细节。尽量检查每个焊点的光滑度和光泽度。如果发现焊料暗淡或颗粒状，则表明存在问题。务必检查是否有飞溅、焊球和焊点不均匀。您可以使用清单来记录发现的问题。以下是一个简单的示例：

缺陷类型	寻找什么	措施
焊桥	引脚之间的焊接	去除多余的
冷接	暗淡、粗糙的表面	返工接头
焊球	板上的小球	清洁区域

提示：拍摄缺陷照片，以便日后比较或与团队分享。

AOI
自动光学检测 (AOI) 让您的工作更轻松。AOI 系统会扫描每块电路板，比手动操作更快地发现缺陷。您只需装载电路板，机器就会检查是否存在焊料缺失、极性错误和引脚翘起的情况。AOI 在电路板冷却后（焊点固定后）工作效果最佳。使用 AOI，您可以尽早发现问题并在发货前修复。AOI 还可以帮助您保存质量审核记录。

AOI 可以发现以下缺陷：

• 焊料不足
• 焊桥
• 元件错位
• 引脚翘起

AOI 节省时间并提高准确性，尤其适用于大批量生产。

过程监控
您需要密切关注您的生产过程，以避免出现意外。许多工厂使用自动检测系统、在线检查，甚至使用 X 射线检测来检测隐藏的焊点。操作员培训至关重要——经过认证的技术人员知道需要注意哪些问题以及如何解决问题。您应该定期进行机器校准，以防止出现缺陷。一些公司使用统计过程控制 (SPC) 来跟踪趋势并及早发现问题。神经网络和自组织映射等先进方法可以帮助您可视化数据并快速响应变化。这些工具可以提高您的流程的适应性和容错能力。

常用监控方法：

• 自动检测系统
• SPC 图表
• 操作员培训计划
• 实时数据可视化

持续的技能发展可以让您的团队保持敏锐，随时准备迎接新技术。

故障排除
发现缺陷时，请迅速采取行动。首先，检查您的机器设置和校准。查看您的过程数据，看看是否有任何变化。如果发现了规律，请使用 SPC 图表查找根本原因。对于棘手的问题，可以尝试使用试运行板进行模拟运行。您也可以向经过认证的技术人员寻求帮助。记录问题和解决方案，以便下次更快地解决问题。

保持好奇心，持续学习。每个缺陷都是改进工艺的机会。

您已经了解了充分利用选择性波峰焊的关键步骤。请关注温度、助焊剂和设备保养。保持材料新鲜，并优化电路板设计。检查每个焊点，并经常调整工艺。以下是一份快速检查清单，可帮助您保持进度：

• 设置和监控焊接参数。
• 清洁和校准设备。
• 选择合适的材料。
• 设计时应考虑缺陷预防。
• 定期检查和排除故障。

持续回顾您的工艺。尝试新想法并不断学习。如果您想了解更多详细信息，请查看技术指南或加入在线论坛。

常见问题解答
焊锡桥接最常见的原因是什么？
焊锡桥接通常是由于助焊剂用量过高或波峰高度设置过高造成的。请首先检查助焊剂用量和波峰设置。您也可以尝试调整喷嘴路径以获得更好的效果。

我应该多久清洁一次焊接喷嘴？
您应该每天清洁喷嘴。如果您进行大批量生产，请在每个班次期间检查它们。定期清洁可保持焊料顺畅流动并防止堵塞。

我可以对所有电路板使用相同的焊料合金吗？
不一定。有些电路板需要无铅焊料，例如 SAC305，而有些电路板则更适合使用锡铅焊料。请务必根据电路板和元件的要求选择合适的合金。

如果发现冷焊点，该怎么办？
首先，检查温度设置。确保停留时间足够长。如果问题仍然存在，请检查助焊剂的涂抹情况和预热曲线。

如何防止大型 PCB 翘曲？

• 在关键区域使用电路板支架。
• 均匀预热电路板。
• 将较重的元件放置在靠近边缘的位置。

这些步骤有助于保持电路板平整并减少翘曲。