在電子制造領(lǐng)域，表面貼裝技術(shù)（SMT）已成為現(xiàn)代PCBA組裝的核心工藝。從早期的通孔插裝到如今的高密度貼裝，制造技術(shù)的演進直接推動了電子產(chǎn)品的微型化與高性能化。

我們將從技術(shù)角度出發(fā)，深入剖析SMT與THT的工藝差異，詳解回流焊的熱力學機制及氮氣保護技術(shù)的應用價值，并結(jié)合嘉立創(chuàng)SMT的制程能力，為工程師提供專業(yè)的工程選型建議。

SMT的發(fā)展起源與定義

SMT全稱為表面貼裝技術(shù)，其起源可追溯至20世紀60年代，最初由IBM公司以“平面安裝”之名進行研發(fā) 。

作為電子組裝技術(shù)的“第二次革命”，SMT的核心理念是將電子元器件直接貼裝、焊接在PCB表面 。與傳統(tǒng)工藝相比，SMT取消了貫穿PCB的鉆孔，這不僅釋放了巨大的設(shè)計潛力，使得PCB的兩面均可用于貼裝元器件，從而大幅提升了元器件密度 。

THT工藝的特點

通孔插裝技術(shù)（THT）是另一種電子元器件安裝方法，從20世紀50年代第二代計算機開始長期占據(jù)主導地位 。

THT工藝的基本工序為“器件整形→插件→波峰焊” 。其主要適用于插裝類元器件，這類元器件多數(shù)功率較大 。THT通過引線（引腳）穿過PCB通孔進行焊接，這種連接方式使得電子元器件的固定強度強于SMT，因此在部分對機械強度有特殊要求的場合，THT工藝依然具有不可替代性 。

SMT與THT的差異：

工序差異：SMT的基本工序為“印刷→貼裝→回流焊”，流程更易于實現(xiàn)自動化；而THT自動化難度相對較高 。

體積與重量：SMT適用SMD封裝類元器件，其體積和重量僅為傳統(tǒng)插裝元器件的十分之一左右，極大地推動了輕量化設(shè)計 。

裝配密度：SMT裝配密度高，而THT裝配密度相對較低 。

以嘉立創(chuàng)SMT為例，不僅提供SMT貼片服務，同時也支持THT工藝，能夠滿足多樣化的組裝需求。

回流焊的熱力學原理與溫區(qū)管控

1、回流焊的工作原理

回流焊利用錫膏在加熱過程中的熱脹冷縮特性工作 。

工藝核心在于將預涂在PCB焊盤上的錫膏加熱融化成液態(tài)。融化的錫液與PCB焊盤之間發(fā)生溶解擴散作用，潤濕焊盤與器件引腳 。

隨后，通過錫液表面對元器件引腳表面的毛細作用力，使得錫液流入引腳與焊盤之間，冷卻后形成永久連接 。

2、回流焊四大溫區(qū)

回流爐通常分為四個關(guān)鍵溫區(qū)，每個溫區(qū)擁有不同的溫度設(shè)置與功能：

預熱區(qū)：

通常在60℃ - 130℃左右，負責負責預熱電路板和元器件。

處于室溫下的PCB若升溫過快，會導致熱沖擊損壞元器件。預熱能防止溫度突變產(chǎn)生的熱應力，并使錫膏中的潮氣和揮發(fā)性成分有效揮發(fā)，減少焊點氣泡率 。

保溫區(qū)：

通常在120℃ - 160℃左右。繼預熱區(qū)后，進一步加熱，使焊盤和引腳上的潮氣完全揮發(fā)。

它可以確保電路板和元器件在進入回流區(qū)前達到相同溫度，避免因溫差導致的高溫熱沖擊及焊接不良。

回流區(qū)：

溫度迅速升至錫膏熔點以上，通常在245℃左右（視錫膏類型而定）。錫膏熔融，是焊接最關(guān)鍵的步驟。

其中，低溫錫膏，爐溫約180℃±5℃；中溫錫膏，爐溫約215℃±5℃；高溫錫膏，爐溫約245℃±5℃。

冷卻區(qū)：

快速降低焊點溫度，使其固化形成穩(wěn)定的金屬焊點。需要注意的是，冷卻過程需控制速度，避免冷卻過快引起熱應力。

關(guān)鍵設(shè)計注意事項

為確保回流焊質(zhì)量，設(shè)計端需注意以下事項：

第一，焊盤間距： 由于錫液表面張力影響，間距過近會導致連錫，推薦保持在0.3mm以上 。

第二，雙面焊接策略： 一般先焊元器件少/體積小的一面。在二次回流焊時，底層焊點可能軟化，因此推薦將大器件放置在同一面，且先焊器件較輕的一面，防止大器件掉落 。

普通熱風 VS 氮氣回流焊

1、普通熱風回流焊的局限性

普通熱風回流焊利用加熱絲和渦輪風機形成爐內(nèi)熱風循環(huán)。

在此環(huán)境下，焊接過程有空氣參與。多數(shù)元器件引腳材質(zhì)為銅，高溫環(huán)境會加速其氧化，與氧氣反應生成CuO（氧化銅）等產(chǎn)物 。這層氧化層會阻礙焊料的延展性和爬錫效果，導致焊接后出現(xiàn)明顯的斑駁痕跡，且降低了焊錫與引腳的潤濕高度 。

2、氮氣回流焊的工藝優(yōu)勢

氮氣回流焊是在熱風工藝基礎(chǔ)上，向爐膛內(nèi)充入高濃度氮氣輔助焊接 。其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面：

●降低氧化風險：氮氣有效降低了高溫下焊錫接觸的氧氣濃度，大幅減少焊錫表面及引腳的氧化反應 。

●提升潤濕性能：氮氣環(huán)境下，焊料潤濕能力顯著提高，降低了焊錫在焊盤表面的潤濕角，使得焊點潤濕面積更大、更飽滿 。

●優(yōu)化外觀與爬錫：氮氣工藝保留了焊錫本身的金屬質(zhì)感，焊點光澤度更亮，且器件引腳根部的爬錫效果更佳 。

盡管氮氣回流焊因設(shè)備結(jié)構(gòu)（密封保溫、散熱系統(tǒng)）復雜及持續(xù)消耗高純度氮氣而導致成本略高，但其對焊接質(zhì)量的提升是顯著的 。

選型指南：嘉立創(chuàng)經(jīng)濟型與標準型SMT

針對不同階段的研發(fā)與生產(chǎn)需求，嘉立創(chuàng)SMT提供了差異化的服務模式。

自2015年深耕SMT領(lǐng)域以來，嘉立創(chuàng)已建立強大的供應鏈體系 。目前在珠海和韶關(guān)擁有兩大自營生產(chǎn)基地，部署超過500臺雅馬哈高速貼片機及300多條“貼檢一體”生產(chǎn)線 。

產(chǎn)線不僅配備了氮氣回流焊，還引入了3D AOI、3D X-ray、飛針測試等高端檢測設(shè)備，實現(xiàn)了從PCB制造、元器件采購到SMT貼片的一站式全流程服務 。

寫在最后

從基礎(chǔ)的THT插裝到精密的SMT貼片，從常規(guī)的熱風焊接到高可靠性的氮氣回流焊，工藝的選擇直接決定了PCBA的電氣性能與可靠性。

工程師應根據(jù)項目所處的階段（原型驗證或量產(chǎn)）、設(shè)計復雜度及成本預算，科學選擇嘉立創(chuàng)“經(jīng)濟型”或“標準型”SMT服務，以實現(xiàn)最佳的制造效益。