PCB的新型焊接技术-选择性焊接.pdf

《PCB的新型焊接技术-选择性焊接.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、PCB的新型焊接技术-选择性焊接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不断进步，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受较大机械应力的元件，仍需采用具有高结合强度的通孔型连接。常规的波峰焊可以实现插装元件的焊接，但在焊接过程中需要专用的保护膜保护其它的表面贴装元件，同时贴膜和脱膜均需手工操作。手工焊同样可以实现插装件的焊接，但手工焊的质量过

2、于依赖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。但是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

3、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。通过控制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。某些情况下，预热这一步骤可以省略，有时只需喷焊即可完成。也可以先将PCB预热，然后再喷涂助焊剂。使用者可根据具体的情况来安排选择性焊接的工艺

4、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根据不同组件的技术要求来选择合适的焊接工艺，同时也可以加深我们对选择性焊接这一新技术的认识。手工焊接同样可以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很少使用，这里就不再加以讨论。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非常重要的作用。使用助焊剂可防止加热

5、过程中电路板的氧化，同时可以防止焊接桥连。为满足以上的各种要求，焊接过程中必须注意以下几点：①须将适量的助焊剂均匀涂覆在待焊接区域；②合适的预热温度；③焊接温度和接触时间的控制；④焊接后的清洗。3．1．1带有专用保护膜的波峰焊波峰焊中使用的助焊剂的种类有很多，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上直接弹回。对于Pb／Sn合金焊料，我们选

6、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。对于无铅的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℃这一温度范围。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)。对于免清洗助焊剂，所需涂覆的助焊剂的总量为：PCB的面积

7、：100×160mm2=24．8in2每个PCB上所需液态助焊剂的总质量：助焊剂的固含量X面积X要求的固态助焊剂的数量：100／1．5×24．8×0．0016=2．645g所需助焊剂的总量=密度×(总质量+30％的损耗)×2．645=0．8×1．3×2．645=2．75lml／board当使用Sn／Ag／Cu作为焊料时，由于所使用的助焊剂在水中具有很高的溶解度，因此所要求的助焊剂的量比前者低40％，此时：每个PCB上所需液态助焊剂的总质量=100/1．8×24．8×0．001=1．337g所需助焊剂的总量=密度×(总质

8、量+30％的损耗)×2．645=0．8×1．3×2．645=2．75lml／board3．1．2选择性焊接在选择性焊接中，仅待焊部位需要助焊剂，因此使用专门的喷嘴来进行助焊剂的涂敷。喷涂的位置仅限于待焊接部位，而其它部位则完全不需要。由于目前还没有专门用于选择性焊接的助焊剂，因此这里仍选用和波峰焊相同的助焊剂，选择的标准也完全相同