PCB的新型焊接技术


PCB的新型焊接技术
1 引言
  插装元件的减少以及表面贴装元件的小型化和精细化,推动了回流焊工艺的持续进步,目前已取代波峰焊成为一种主流焊接工艺。然而,并非所有的元件均适宜回流焊炉中的高温加热,在许多场合中,插装元件仍得到了较为广泛的应用,如在汽车工业中,继电器、连接器及一些在使用过程中需要承担较大机械应力的元件,仍需采纳具有高结合强度的通孔型连接。常规的波峰焊能够实现插装元件的焊接,但在焊接过程中需要专用的爱护膜爱护其它的表面贴装元件,同时贴膜和脱膜均需手工操作。手工焊同样能够实现插装件的焊接,但手工焊的质量过于依靠操作者的工作技巧和熟练程度,重复性差,不适于自动化的生产。在上述背景下,选择性焊接应运而生。
  2 选择性焊接的概念
  可通过与波峰焊的比较来描述选择性焊接的概念。两者间最明显的差异在于波峰焊中PCB
的下部完全浸入液态焊料中,而在选择性焊接中,仅有部分特定区域与焊料接触。在焊接过程中,焊料头的位置固定,通过机械手带动PCB沿各个方向运动。在焊接前也必须预先涂敷助焊剂。与波峰焊相比,助焊剂仅涂覆在PCB下部的待焊接部位,而不是整个PCB。然而选择性焊接仅适用于插装元件的焊接。
  选择性焊接包含有两种类型:喷焊和浸入焊。喷焊是通过PCB下固定的单一喷嘴来完成。利用喷焊可实现单个点或引脚等微小区域的焊接。通过操纵PCB的移动速度以及PCB与喷嘴间的夹角(通常在10°左右)来优化焊接的质量。而浸入焊接则是将PCB上待焊区域浸入一专用的喷嘴盘中,从而一次实现多个焊点的焊接。但由于不同PCB上焊点的分布不同,因而对不同的PCB需制作专用的喷嘴盘。
  典型的选择性焊接的工艺流程包括:助焊剂喷涂,PCB预热、浸入焊和喷焊。某些情形下,预热这一步骤能够省略,有时只需喷焊即可完成。也能够先将PCB预热,然后再喷涂助焊剂。使用者可按照具体的情形来安排选择性焊接的工艺流程。
  3 几种不同插装元件焊接方法的比较
  有几种不同的工艺均可实现插装型元件的焊接,将其加以详细的比较将有助于工程技术人员按照不同组件的技术要求来选择合适的焊接工艺,同时也能够加深我们对选择性焊接这一新技术的认识。手工焊接同样能够用于对插装元件的焊接,但由于其焊接质量难以得到保证,在自动化生产时代已专门少使用,那个地点就不再加以讨论。插装型元件的焊接方式有三种:①波峰焊;②喷焊;③浸入焊。以上三种焊接方法均可实现规模化生产,也可进行小批量生产。 3.1 助焊剂的使用
  在以上三种焊接工艺中助焊剂均起着专门重要的作用。使用助焊剂可防止加热过程中电路板的氧化,同时能够防止焊接桥连。为满足以上的各种要求,焊接过程中必须注意以下几点:
  ①须将适量的助焊剂平均涂覆在待焊接区域;②合适的预热温度;③焊接温度和接触时刻的操纵;④焊接后的清洗。
  3.1.1 带有专用爱护膜的波峰焊
免清洗助焊剂
  波峰焊中使用的助焊剂的种类有专门多,每一种都有各自不同的特点。与PCB之间具有良
好的润湿性是选择助焊剂的首要条件。波峰焊中助焊剂的涂敷是通过压缩空气雾化喷射器来实现的。液态助焊剂呈圆形或椭圆形分布。涂敷时,助焊剂并不能完全吸附在PCB上,少量助焊剂会从PCB上直截了当弹回。
  关于Pb/Sn合金焊料,我们选择了一种免清洗助焊剂。该种助焊剂以酒精作为溶剂,其密度为0.8g/m1,固含量为1.5%。使用该助焊剂时,焊接前要求PCB板上表面的温度为70-℃100。关于无铅的Sn/Ag/Cu焊料,我们选择了一种以水作为溶剂,同时含有VOC的一种助焊剂,其密度为0.995g/m1,固含量为1.8%,使用该助焊剂时焊接前要求PCB板上表面的温度在100~130℃这一温度范畴。
  当使用Pb/Sn焊料时,焊接面上助焊剂的含量要求不低于1,600μg/in2(in2=6.45cm2)。关于免清洗助焊剂,所需涂覆的助焊剂的总量为:
  PCB的面积:100× 160mm2=24.8in2

本文发布于:2024-09-21 22:55:17,感谢您对本站的认可!

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