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(jìn)直接推動(dòng)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(xué)機(jī)制及氮?dú)獗Ｗo(hù)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，并結(jié)合嘉立創(chuàng)SMT的制程能力，為工程師提供專(zhuān)業(yè)的工程選型建議。

SMT的發(fā)展起源與定義

SMT全稱(chēng)為表面貼裝技術(shù)，其起源可追溯至20世紀(jì)60年代，最初由IBM公司以“平面安裝”之名進(jìn)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(jì)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(diǎn)

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(jì)50年代第二代計(jì)算機(jī)開(kāi)始長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位 。

THT工藝的基本工序?yàn)椤捌骷巍寮ǚ搴浮?。其主要適用于插裝類(lèi)元器件，這類(lèi)元器件多數(shù)功率較大 。THT通過(guò)引線(xiàn)（引腳）穿過(guò)PCB通孔進(jìn)行焊接，這種連接方式使得電子元器件的固定強(qiáng)度強(qiáng)于SMT，因此在部分對(duì)機(jī)械強(qiáng)度有特殊要求的場(chǎng)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?yàn)椤坝∷ⅰN裝→回流焊”，流程更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；而THT自動(dòng)化難度相對(duì)較高 。

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

裝配密度：SMT裝配密度高，而THT裝配密度相對(duì)較低 。

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

回流焊的熱力學(xué)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(guò)程中的熱脹冷縮特性工作 。

工藝核心在于將預(yù)涂在PCB焊盤(pán)上的錫膏加熱融化成液態(tài)。融化的錫液與PCB焊盤(pán)之間發(fā)生溶解擴(kuò)散作用，潤(rùn)濕焊盤(pán)與器件引腳 。

隨后，通過(guò)錫液表面對(duì)元器件引腳表面的毛細(xì)作用力，使得錫液流入引腳與焊盤(pán)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(gè)關(guān)鍵溫區(qū)，每個(gè)溫區(qū)擁有不同的溫度設(shè)置與功能：

預(yù)熱區(qū)：

通常在60℃ - 130℃左右，負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)預(yù)熱電路板和元器件。

處于室溫下的PCB若升溫過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致熱沖擊損壞元器件。預(yù)熱能防止溫度突變產(chǎn)生的熱應(yīng)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(diǎn)氣泡率 。

保溫區(qū)：

通常在120℃ - 160℃左右。繼預(yù)熱區(qū)后，進(jìn)一步加熱，使焊盤(pán)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(jìn)入回流區(qū)前達(dá)到相同溫度，避免因溫差導(dǎo)致的高溫?zé)釠_擊及焊接不良。

回流區(qū)：

溫度迅速升至錫膏熔點(diǎn)以上，通常在245℃左右（視錫膏類(lèi)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(diǎn)溫度，使其固化形成穩(wěn)定的金屬焊點(diǎn)。需要注意的是，冷卻過(guò)程需控制速度，避免冷卻過(guò)快引起熱應(yīng)力。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

為確保回流焊質(zhì)量，設(shè)計(jì)端需注意以下事項(xiàng)：

第一，焊盤(pán)間距： 由于錫液表面張力影響，間距過(guò)近會(huì)導(dǎo)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(shí)，底層焊點(diǎn)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(fēng) VS 氮?dú)饣亓骱?

1、普通熱風(fēng)回流焊的局限性

普通熱風(fēng)回流焊利用加熱絲和渦輪風(fēng)機(jī)形成爐內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)。

在此環(huán)境下，焊接過(guò)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(huì)加速其氧化，與氧氣反應(yīng)生成CuO（氧化銅）等產(chǎn)物 。這層氧化層會(huì)阻礙焊料的延展性和爬錫效果，導(dǎo)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(rùn)濕高度 。

2、氮?dú)饣亓骱傅墓に噧?yōu)勢(shì)

氮?dú)饣亓骱甘窃跓犸L(fēng)工藝基礎(chǔ)上，向爐膛內(nèi)充入高濃度氮?dú)廨o助焊接 。其核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

●降低氧化風(fēng)險(xiǎn)：氮?dú)庥行Ы档土烁邷叵潞稿a接觸的氧氣濃度，大幅減少焊錫表面及引腳的氧化反應(yīng) 。

●提升潤(rùn)濕性能：氮?dú)猸h(huán)境下，焊料潤(rùn)濕能力顯著提高，降低了焊錫在焊盤(pán)表面的潤(rùn)濕角，使得焊點(diǎn)潤(rùn)濕面積更大、更飽滿(mǎn) 。

●優(yōu)化外觀(guān)與爬錫：氮?dú)夤に嚤Ａ袅撕稿a本身的金屬質(zhì)感，焊點(diǎn)光澤度更亮，且器件引腳根部的爬錫效果更佳 。

盡管氮?dú)饣亓骱敢蛟O(shè)備結(jié)構(gòu)（密封保溫、散熱系統(tǒng)）復(fù)雜及持續(xù)消耗高純度氮?dú)舛鴮?dǎo)致成本略高，但其對(duì)焊接質(zhì)量的提升是顯著的 。

選型指南：嘉立創(chuàng)經(jīng)濟(jì)型與標(biāo)準(zhǔn)型SMT

針對(duì)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(wù)模式。

自2015年深耕SMT領(lǐng)域以來(lái)，嘉立創(chuàng)已建立強(qiáng)大的供應(yīng)鏈體系 。目前在珠海和韶關(guān)擁有兩大自營(yíng)生產(chǎn)基地，部署超過(guò)500臺(tái)雅馬哈高速貼片機(jī)及300多條“貼檢一體”生產(chǎn)線(xiàn) 。

產(chǎn)線(xiàn)不僅配備了氮?dú)饣亓骱福€引入了3D AOI、3D X-ray、飛針測(cè)試等高端檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了從PCB制造、元器件采購(gòu)到SMT貼片的一站式全流程服務(wù) 。

寫(xiě)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(fēng)焊接到高可靠性的氮?dú)饣亓骱?，工藝的選擇直接決定了PCBA的電氣性能與可靠性。

工程師應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所處的階段（原型驗(yàn)證或量產(chǎn)）、設(shè)計(jì)復(fù)雜度及成本預(yù)算，科學(xué)選擇嘉立創(chuàng)“經(jīng)濟(jì)型”或“標(biāo)準(zhǔn)型”SMT服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的制造效益。