什么是波峰焊？波峰焊原理、工艺及设备结构详解

在电子制造过程中，PCB线路板上的元器件需要通过焊接固定，并形成可靠的电气连接。对于大量采用通孔元件（THT）的线路板来说，波峰焊是一种常见且高效的自动化焊接工艺。

那么，什么是波峰焊？波峰焊是怎么工作的？完整的波峰焊工艺有哪些步骤？一台波峰焊设备又由哪些部分组成？

本文将从波峰焊原理、工艺流程、设备结构、适用场景以及工艺特点几个方面进行详细介绍，帮助你快速了解波峰焊。

一、什么是波峰焊？

波峰焊（Wave Soldering）是一种利用熔融焊料形成连续波峰，使PCB线路板底面与焊料波峰接触，从而一次完成大量焊点焊接的自动化焊接工艺。

简单来说，可以把波峰焊理解成：

让PCB线路板经过一锅高温熔融焊料形成的“锡波”，线路板底部的焊盘和元器件引脚经过锡波时，熔融焊料会附着在焊接位置，冷却后形成牢固的焊点。

与传统手工焊接相比，波峰焊可以连续完成大量焊点的焊接，因此特别适合批量化电子产品生产。

波峰焊通常应用于通孔元件较多的PCB线路板，也可以与SMT贴片工艺结合，形成完整的电子组装生产流程。

二、波峰焊的工作原理是什么？

波峰焊的核心原理并不复杂，主要就是：

助焊剂处理 → 预热 → 熔融焊料形成波峰 → PCB经过波峰 → 焊料附着形成焊点 → 冷却固化。

设备工作时，PCB线路板首先进入输送系统，在传送过程中依次经过助焊剂喷涂、预热和焊接区域。

当PCB底面经过熔融焊料形成的波峰时，焊料会与PCB焊盘及元器件引脚接触。由于焊料处于熔融状态，可以进入焊盘与引脚之间的焊接区域。

PCB离开波峰后，焊料逐渐冷却并凝固，最终形成稳定的焊点。

1. 助焊剂改善焊接条件

PCB进入焊接区域之前，需要根据工艺要求喷涂适量助焊剂。

助焊剂主要用于改善焊料的润湿条件、帮助去除焊接表面的氧化物，使熔融焊料能够更好地与焊盘和元器件引脚接触。

助焊剂并不是越多越好。喷涂量过大可能增加残留和后续处理压力，过少则可能影响焊接效果。

2. 预热让PCB逐步升温

喷涂助焊剂后，PCB进入预热区域。

预热的作用主要是让PCB、元器件以及助焊剂逐渐升温，为后续波峰焊接做好准备。

如果预热不足，PCB突然接触高温熔融焊料，可能增加热冲击，并影响助焊剂的活性和最终焊接效果。

因此，预热系统也是波峰焊设备中的重要组成部分。

3. 熔融焊料形成连续波峰

波峰焊设备的锡炉中会保持一定温度，使焊料处于熔融状态。

通过波峰发生系统，熔融焊料被提升并形成稳定的焊料波峰。

PCB在传送系统的带动下，以设定的速度经过波峰区域，线路板底部的焊盘和元器件引脚与熔融焊料充分接触。

4. 焊料完成焊接

当PCB经过波峰时，熔融焊料会润湿焊盘和元器件引脚，并在焊接位置形成焊点。

对于通孔元件来说，合理的波峰焊工艺可以使焊料进入通孔，与元件引脚形成可靠的焊接连接。

5. 冷却形成稳定焊点

PCB离开焊接区域后，焊料逐渐冷却凝固。

冷却过程会影响焊点最终形态和焊接质量，因此部分波峰焊设备会配置专门的冷却区域，对PCB进行受控冷却。

三、波峰焊的完整工艺流程

一台完整的波峰焊设备通常按照固定的工艺顺序工作：

上板 → 助焊剂喷涂 → 预热 → 波峰焊接 → 冷却 → 出板

不同设备和生产工艺的具体结构可能有所区别，但基本流程大致相同。

第一步：PCB上板

工作人员或自动上板机构将已经完成元器件插件的PCB放入输送系统。

输送系统按照设定速度将PCB向前传送。

第二步：助焊剂喷涂

PCB进入助焊剂区域后，喷涂系统按照设定参数对PCB底面进行助焊剂处理。

喷涂的均匀性会直接影响后续焊接效果。

第三步：预热

PCB继续向前进入预热区域。

预热系统对PCB进行逐步加热，使线路板和元器件达到适合后续焊接的温度状态。

第四步：波峰焊接

PCB进入核心焊接区域。

锡炉中的熔融焊料通过波峰发生系统形成稳定波峰，PCB底面经过波峰后完成焊接。

这是整个波峰焊工艺的核心步骤。

第五步：冷却

焊接完成后，PCB进入冷却区域。

通过自然冷却或强制冷却，使焊点逐渐凝固。

第六步：出板

PCB完成焊接并达到相应状态后，从设备出口送出，进入后续检测、测试或组装工序。

四、波峰焊设备由哪些部分组成？

从设备结构来看，一台完整的波峰焊设备通常包括以下几个主要系统：

输送系统、助焊剂喷涂系统、预热系统、锡炉系统、波峰发生系统、冷却系统、排烟系统以及控制系统等。

1. 输送系统

输送系统负责将PCB从设备入口连续传送到出口。

输送速度、传送稳定性以及轨道宽度等参数都会影响PCB在不同工艺区域的停留时间。

对于不同尺寸的PCB，设备通常需要具备相应的宽度调节能力。

2. 助焊剂喷涂系统

助焊剂喷涂系统负责将助焊剂均匀施加到PCB焊接区域。

常见方式包括喷雾式等。

好的喷涂系统需要兼顾喷涂均匀性、喷涂量控制以及设备运行稳定性。

3. 预热系统

预热系统用于在PCB进入锡炉之前逐步提升温度。

预热区域通常由多个加热区域组成，可以根据不同PCB和焊接工艺设置相应的温度参数。

4. 锡炉系统

锡炉是波峰焊设备的核心组成部分之一。

它主要负责储存和加热焊料，使焊料保持在适合焊接的熔融状态。

锡炉的加热能力、温度控制精度、结构设计以及材料选择，都会影响设备长期运行的稳定性。

5. 波峰发生系统

波峰发生系统负责让熔融焊料形成稳定的波峰。

波峰的高度、形态和稳定性会影响焊料与PCB焊盘及元器件引脚之间的接触效果。

因此，波峰发生系统也是评价波峰焊设备性能的重要部分。

6. 冷却系统

冷却系统位于焊接区域之后。

它可以帮助焊点逐渐冷却固化，降低PCB持续处于高温状态的时间。

7. 排烟系统

波峰焊过程中会产生一定的烟雾和挥发物，因此设备通常需要配置排烟系统。

排烟系统负责将焊接过程中产生的烟雾及时排出，改善设备内部及生产环境。

8. 控制系统

控制系统用于设置和管理设备运行参数，例如：

• 设备运行速度
• 预热温度
• 锡炉温度
• 波峰相关参数
• 助焊剂喷涂参数
• 冷却参数

通过对这些参数进行设置，可以让设备按照对应的工艺要求运行。

五、波峰焊主要用于哪些产品？

波峰焊最大的特点之一，是非常适合通孔元件的大批量自动化焊接。

常见应用包括：

• 电源产品
• 工业控制设备
• 家电电子产品
• 汽车电子
• LED电子产品
• 通信设备
• 仪器仪表
• 各类通孔元件较多的PCB组件

尤其是在通孔元件数量较多、焊点数量较大的情况下，如果完全依靠人工焊接，不仅效率较低，而且焊接一致性也比较难控制。

波峰焊可以通过连续自动化生产，提高整体焊接效率和一致性。

六、波峰焊和回流焊有什么区别？

波峰焊和回流焊都是电子制造中常见的自动化焊接工艺，但两者的工作方式并不相同。

简单理解：

回流焊主要通过加热使锡膏重新熔化，实现贴片元件与PCB焊盘之间的连接；波峰焊则是让PCB底面经过熔融焊料形成的波峰，完成大量焊点焊接。

对比项目	波峰焊	回流焊
主要焊接对象	通孔元件为主	SMT贴片元件为主
核心方式	PCB经过熔融焊料波峰	按温度曲线加热锡膏
焊料形态	熔融焊料	锡膏
典型应用	THT插件焊接	SMT贴片焊接
设备核心	锡炉、波峰系统	多温区加热系统
生产方式	连续过板焊接	温度曲线控制下加热回流

在实际电子制造过程中，两者并不是简单的“二选一”。

对于同时包含SMT贴片元件和通孔元件的产品，往往需要根据产品结构和生产工艺组合使用不同的焊接工艺。

七、波峰焊有哪些优势？

1. 适合批量生产

波峰焊可以连续处理PCB线路板，非常适合规模化电子制造。

2. 焊接效率高

一块PCB上的多个焊点可以在经过波峰时集中完成焊接，相比人工逐点焊接效率更高。

3. 焊接一致性较好

通过统一设置温度、传送速度、波峰参数等工艺条件，可以减少人工操作带来的差异。

4. 降低人工焊接压力

对于焊点数量较多的产品，使用自动化波峰焊可以减少大量重复性人工焊接工作。

5. 适合通孔元件焊接

对于采用大量插件元件的PCB，波峰焊具有明显的工艺优势。

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八、波峰焊的焊接质量主要受哪些因素影响？

波峰焊并不是把PCB放进设备就能自动得到理想焊点，最终焊接质量与多个工艺参数有关。

比较重要的因素包括：

焊料温度、预热温度、传送速度、波峰高度、波峰稳定性、助焊剂喷涂量以及PCB本身的设计等。

例如：

如果锡炉温度不合适，可能影响焊料的润湿和焊点形成；

如果预热不足，PCB进入高温焊接区域时可能受到较大的热冲击；

如果传送速度过快，PCB与波峰的有效接触时间可能不足；

如果波峰不稳定，则可能造成焊接一致性下降；

如果助焊剂喷涂不均匀，也可能导致局部焊接不良。

因此，波峰焊设备性能与工艺参数设置需要结合具体PCB产品进行调整。

九、如何选择波峰焊设备？

如果企业准备采购波峰焊设备，不建议只看设备价格，而应该结合自身产品和产能需求进行综合判断。

可以重点考虑以下几个方面：

1. PCB尺寸

首先确认企业生产的PCB最大尺寸、最小尺寸以及板厚范围。

设备的有效焊接宽度和轨道调节范围需要满足实际生产需求。

2. 产品类型

如果产品以通孔元件为主，需要重点关注设备的波峰焊接能力。

如果产品同时包含SMT和THT元件，则需要结合整条SMT生产工艺进行设备配置。

3. 生产产能

根据每天、每月的PCB产量选择合适的设备速度和规格。

没有必要单纯为了追求高速度而购买远超自身产能需求的设备。

4. 温度控制能力

锡炉和预热区域的温度稳定性直接关系到焊接工艺。

因此需要关注设备的温控系统和温度监测能力。

5. 波峰稳定性

波峰是波峰焊设备最核心的工艺环节之一。

因此需要重点了解波峰发生系统的稳定性以及实际焊接效果。

6. 设备长期运行能力

对于连续生产的电子制造企业来说，设备不能只看刚开始使用时的效果，还需要考虑长期运行稳定性、维护便利性和售后服务。

十、总结：波峰焊到底是什么？

波峰焊本质上是一种利用熔融焊料波峰完成PCB自动化焊接的工艺。

它的基本流程可以概括为：

PCB上板 → 助焊剂喷涂 → 预热 → 波峰焊接 → 冷却 → 出板。

而一台完整的波峰焊设备，则主要由输送系统、助焊剂系统、预热系统、锡炉系统、波峰发生系统、冷却系统、排烟系统和控制系统组成。

对于通孔元件较多、焊点数量较大的电子产品，波峰焊能够有效提高生产效率和焊接一致性，因此至今仍然是电子制造行业重要的焊接设备之一。

如果企业正在规划新的SMT生产线，或者准备采购波峰焊设备，除了关注设备价格，更应该根据PCB尺寸、元件类型、产能需求、焊接工艺以及设备稳定性进行综合选型。

如果你正在寻找适合自身产品的波峰焊设备，可以进一步从设备规格、焊接宽度、预热方式、波峰系统及产能等参数进行对比，选择与实际生产需求匹配的设备。