近年来，电子工业一直处于高速发展之中，不仅传统插装件可以使用回流焊工艺，甚至表面贴装器件（SMD）也能受益匪浅。回流焊技术之所以备受青睐，是因为它具有多重优点，如快速、高效，能够在同一时间内完成所有焊点，从而将生产成本降至最低。然而，温度敏感元件的存在限制了回流焊接的应用范围，不论是插装件还是SMD。因此，人们开始将目光转向了选择性焊接，这是一种经济而有效的剩余插装件焊接方法，与未来的无铅焊接完全兼容。
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回流焊技术
回流焊技术是电子制造领域中最常见的焊接方法之一。它通过将焊接区域加热至高温，使焊料熔化，然后迅速冷却以固化焊点，从而连接电子元件和印制电路板（PCB）。这种方法具有高效、自动化程度高以及焊接质量稳定的优点，因此在大规模电子生产中得到广泛应用。
通孔回流焊接
通孔回流焊接是回流焊技术的一种变种，其特点是可以同时完成所有的焊点，使生产效率达到最高。这种方法通常用于要求快速生产和降低成本的电子设备制造。然而，通孔回流焊接也存在一些局限性，最主要的是温度敏感元件的存在，因为在回流焊接的高温过程中，这些元件可能受到损害。
选择性焊接的工艺特点
要了解选择性焊接的工艺特点，我们可以将其与传统的波峰焊进行比较。两者之间最明显的差异之一在于焊接时PCB的下部是否完全浸入液态焊料中。在波峰焊中，PCB会完全浸入焊料中，而在选择性焊接中，只有特定区域与焊锡波接触。由于PCB本身是一种热传导性能较差的材料，因此在焊接时，它不会加热熔化邻近元器件和PCB区域的焊点。因此，在进行焊接之前，必须在待焊区域上涂敷助焊剂。
助焊剂涂布工艺
在选择性焊接中，助焊剂涂布工序至关重要。助焊剂在焊接过程中起着重要作用，它防止了焊点之间的桥接并防止PCB氧化。助焊剂通常通过X/Y机械手携带PCB，将助焊剂喷涂到待焊位置上。不同的机器可以采用单嘴喷雾式、微孔喷射式、同步式多点/图形喷涂等多种方式。关键是确保焊剂准确喷涂在焊点位置上，以保证焊点的质量和稳定性。
预热工艺
选择性焊接中的预热工艺的主要目的不是减少热应力，而是去除助焊剂中的溶剂并确保焊剂具有正确的黏度。预热的温度设置通常取决于PCB的材料厚度、器件封装规格以及助焊剂的类型。不同的工程师有不同的理论观点，有些认为应在助焊剂喷涂前对PCB进行预热，而另一些认为可以直接进行焊接。因此，预热工艺的设置需要根据具体情况进行调整。
选择性焊接的流程
选择性焊接的典型工艺流程包括助焊剂喷涂、PCB预热、浸焊和拖焊。
焊接工艺
选择性焊接工艺主要分为两种：拖焊工艺和浸焊工艺。
拖焊工艺
拖焊工艺是一种在单个小焊嘴焊锡波上完成的方法。它适用于PCB上焊点非常紧密的区域，如个别的焊点或引脚。在拖焊工艺中，PCB以不同的速度和角度在焊嘴的焊锡波上移动，以获得最佳的焊接质量。这种方法的优点之一是焊锡波的温度相对较高，可以达到拖焊工艺所需的要求。但拖焊工艺的主要挑战之一是焊接时间较长，特别是在焊接点数较多的情况下，效率相对较低。
浸焊工艺
浸焊选择焊系统通常具有多个焊锡嘴，与PCB待焊点一一对应。这种方法通常用于需要高产能的情况，虽然相对于拖焊工艺来说不够灵活，但可以实现与传统波峰焊设备相当的产量。然而，浸焊工艺需要为不同的PCB制作专用的焊锡嘴，这增加了工艺的复杂性和成本。
选择性焊接的优点
选择性焊接具有多个优点，使其成为电子制造中的重要工艺之一。
灵活性和高精度
选择性焊接机器通常具有高度稳定的精确定位能力，这保证了每块PCB板上的焊点参数高度一致。此外，机器的5维运动使得PCB可以以不同的角度和方位接触焊锡面，以获得最佳的焊接质量。这种高精度使得选择性焊接适用于各种器件的焊接。
产能提升
虽然拖焊工艺的焊接时间较长，但随着多焊嘴设计的出现，选择性焊接的产能得到了显著提高。例如，采用双焊接喷嘴可以使产能提高一倍，从而满足大规模生产的需求。此外，机械手具有高度的灵活性，可以根据客户的特殊生产要求进行定制，从而满足不同的生产需求。
不足之处和改进
尽管选择性焊接具有多个优点，但它也存在一些不足之处，需要进一步改进。
焊接时间
拖焊工艺的焊接时间较长，尤其是在焊接点较多的情况下。这可能会影响到生产效率，因此需要进一步提高焊接速度和效率。
专用焊锡嘴的挑战
浸焊工艺需要为不同的PCB制作专用的焊锡嘴，这增加了工艺的复杂性和成本。因此，研究和开发通用的焊锡嘴设计是一个重要的方向，以降低成本并提高效率。
结论
选择性焊接作为一种新兴的焊接工艺，它的高精度、灵活性以及与无铅焊接的兼容性使其成为电子制造中的重要工艺之一。尽管存在一些挑战，如焊接时间和专用焊锡嘴的问题，但随着技术的不断进步和改进，选择性焊接将继续发展壮大，为电子工业的未来做出贡献。
FAQs（常见问题解答）
1. 选择性焊接适用于哪些电子设备？
选择性焊接主要适用于要求高精度和灵活性的电子设备，特别是对温度敏感元件要求较高的情况。
2. 为什么选择性焊接的焊接时间较长？
选择性焊接的焊接时间较长主要是因为焊接是一个一个的拖焊，随着焊点数的增加，焊接时间会增加。然而，多焊嘴设计可以提高焊接效率。
3. 选择性焊接是否适用于小批量生产？
是的，选择性焊接适用于小批量生产，因为它具有高度的灵活性，可以根据客户的特殊需求进行定制。
4. 选择性焊接与波峰焊有何不同？
选择性焊接与波峰焊最大的不同之一在于焊接方式。波峰焊中PCB完全浸入液态焊料中，而选择性焊接只有特定区域与焊锡波接触。
5. 如何解决选择性焊接中的焊点质量问题？
选择性焊接中的焊点质量问题通常可以通过优化助焊剂喷涂、预热和焊接工艺来解决。确保焊剂喷涂准确，预热温度合适，焊接速度适中，可以提高焊点的质量。
