下面我将PCB焊接技术分为三大类进行详细介绍：通孔插装技术、表面贴装技术 和 先进封装技术。
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通孔插装技术
这是早期电子制造的主流技术,元器件的引脚需要穿过PCB板上的钻孔，然后在另一面进行焊接。
波峰焊
这是最经典的THT焊接方式,尤其适合批量生产。
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工作原理：
- 上锡膏/助焊剂：将PCB板通过一个助焊剂喷涂区，助焊剂可以去除金属表面的氧化物，帮助焊接。
- 预热：PCB进入预热区，使PCB和元器件温度逐渐升高，避免焊接时因温差过大导致热损坏。
- 波峰焊接：PCB经过熔化的锡炉，一个机械泵将锡液“推”成一道像山峰一样的连续锡波，PCB的底部与锡峰接触，元器件的引脚被焊料润湿并焊接在焊盘上。
- 冷却：PCB经过冷却区，使焊料快速凝固，形成牢固的焊点。
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优点：
（图片来源网络，侵删）- 生产效率极高,适合大批量、自动化生产。
- 焊接质量稳定,可靠性高。
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缺点：
- 不适合高密度PCB,因为热冲击和锡流可能会损坏邻近的SMD元件。
- 容易产生“桥连”（焊锡连接了不应连接的焊盘）。
- 元器件需要双面布局（一面插元件，一面焊接），PCB体积较大。
手工焊接
主要用于样机制作、研发、维修和小批量生产。
- 工具：电烙铁、焊锡丝、松香或助焊剂。
- 工作原理：利用电烙铁提供的高温，熔化焊锡丝，使其同时熔化在元器件引脚和PCB焊盘上，冷却后形成焊点。
- 优点：
- 灵活性高,无需昂贵设备。
- 适合单件、小批量或维修工作。
- 缺点：
- 依赖操作人员的熟练程度,质量一致性差。
- 效率低下,不适合大规模生产。
表面贴装技术
现代电子制造的主流技术,元器件直接贴装在PCB板表面的焊盘上，无需钻孔。
回流焊
这是SMT工艺中最核心、最普遍的焊接方式。
（图片来源网络，侵删）
- 工作原理：
- 锡膏印刷：使用钢网将焊锡膏（由锡粉和助焊剂混合而成）精确地印刷到PCB的焊盘上。
- 贴片：使用贴片机将SMD元器件准确无误地放置到涂有锡膏的焊盘上。
- 回流焊接：将贴好元器件的PCB送入回流焊炉，炉内设有多个温区，PCB通过时会经历一个精确控制的温度曲线：
- 预热区：缓慢升温，激活助焊剂，并避免热冲击。
- 浸润区：温度升高，使焊膏中的溶剂挥发，助焊剂清除氧化物。
- 回流区：温度达到焊膏的熔点以上（对于无铅焊料约为217-230℃），焊膏完全熔化，在液态表面张力的作用下，元器件被“吸”回焊盘中心，形成完美的焊点。
- 冷却区：温度迅速下降，焊料凝固，焊点成型。
- 优点：
- 适合高密度、微型化元器件的焊接。
- 焊接质量好,可靠性高，自动化程度高。
- 适合大批量生产。
- 缺点：
- 设备投资大。
- 工艺控制要求高（温度曲线的设定至关重要）。
波峰焊（用于SMT）
虽然波峰焊是THT技术,但在SMT产线中，对于一些不能回流焊的大尺寸或特殊元件（如连接器、某些散热片），会采用“选择性波峰焊”或“通孔波峰焊”工艺，通常的做法是先对SMD元件进行回流焊，然后再对THT元件进行波峰焊。
手工焊接（用于SMT）
在SMT领域,手工焊接同样重要，但难度和要求更高。
- 工具：
- 恒温电烙铁：温度更精确。
- 热风枪：主要用于焊接或拆卸多引脚的IC、BGA等元器件，通过热风均匀加热芯片和PCB焊盘。
- 技术要点：
- 使用更细的焊锡丝和助焊剂。
- 需要技巧来防止“桥连”，如使用吸锡线、吸锡器等。
- 热风枪的使用需要精确控制温度和风速,避免吹走小元件或损坏PCB。
先进封装技术
随着芯片集成度越来越高,出现了许多新型封装技术，它们的焊接技术也更加复杂和精密。
BGA焊接
BGA（Ball Grid Array，球栅阵列）的焊点不是引脚，而是底部阵列分布的焊球。
- 焊接方式：必须使用回流焊。
- 工作原理：与SMT回流焊类似，但要求更精确的温度曲线，在高温下，BGA底部的焊球熔化，与PCB焊盘上的锡膏融合，形成焊点，由于焊球在熔融状态下具有自对中效应，能部分补偿贴片位置的微小偏差。
- 返修技术：使用热风返修台或红外返修台，通过加热头精确加热BGA芯片，使其下的焊球重新熔化，从而取下或更换芯片，对温度控制要求极高。
贴片胶/红胶工艺
在某些混合工艺中,为了防止在波峰焊时SMD元件因浮力而脱落或移位，会在SMD元件底部先点上一圈非导电胶或红胶，然后通过热固化使其固定，再进行波峰焊。
选择性焊接
主要用于SMT产线中焊接少数通孔元件,避免影响已焊接好的SMD元件。
- 工作原理：类似于“迷你波峰焊”，通过一个精密的锡喷嘴，只在PCB需要焊接的特定区域上方喷出小股锡流，实现局部、精准的焊接。
激光焊接
这是一种新兴的、非接触式的精密焊接技术。
- 工作原理：利用高能量密度的激光束作为热源，照射在焊接部位，使金属熔化并连接。
- 应用：
- 精密元器件的连接。
- 散热片与芯片或PCB的焊接。
- 对热敏感元件的焊接（因为加热区域极小，热影响区小）。
- 优点：精度极高，热输入少，自动化程度高。
- 缺点：设备昂贵，对材料有一定要求。
总结与对比
| 技术类型 | 主要方法 | 适用场景 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 通孔插装 | 波峰焊 | 大批量THT元件生产 | 效率高，成本低 | 密度低，热冲击大 |
| 手工焊接 | 样品、研发、维修 | 灵活，无需设备 | 效率低，质量依赖人 | |
| 表面贴装 | 回流焊 | 现代SMT主流，高密度SMD | 高密度，高可靠性，自动化 | 设备昂贵，工艺要求高 |
| 手工焊接 | SMT样品、维修、返修 | 灵活 | 难度大，易损坏元件 | |
| 先进封装 | BGA焊接 | 高端CPU、GPU、手机芯片 | 高I/O密度，散热好 | 焊接和返修难度极高 |
| 激光焊接 | 精密、局部、热敏感场合 | 精度极高，热影响小 | 设备昂贵，应用有限 |
PCB焊接技术已经从传统的“插、焊”模式，发展到以“贴、熔”为核心的SMT时代，并随着半导体技术的发展，不断向着更精密、更可靠、自动化的方向演进，选择哪种技术取决于产品的设计、成本、产量和质量要求。
