混裝電路板焊接工藝技術

劉慧環

摘 要：混裝電路板主要由通孔元器件的的電路板、表面貼裝元器件兩大部分組成。隨著科技的發展，對于純粹表面貼裝電路板的焊接組裝來說，工藝已經比較的成熟。但是對于混裝電路板而言，其焊接組裝方法非常多，并且工藝也非常復雜。本文簡單介紹了混裝電路板的幾種焊接工藝，以期為混裝電路板的焊接組裝提供可以借鑒的資料。

關鍵詞：混裝電路板 手工焊接 波峰焊接 選擇性焊接

在當前的混裝電路板中，單純的表面貼裝元器件電路板、通孔元器件電路板非常少。大多情況下，都是兩者都有的電路板，有的電路板甚至正反面上這兩種元器件都有。混裝電路板誕生后，電路板的組裝焊接工藝越來越復雜。一直以來，廣大技術工作人員都在努力探索更快捷、高效、經濟的方法來解決混裝電路的焊接問題。本文介紹一些混裝電路板的元器件的各種焊接方法，和這些焊接方法的優缺點。

一、手工焊接

手工焊接就是采取手工作業的方法，通過電烙鐵等工具將焊錫絲融化掉，進而達到PCB電路板焊盤、元器件引腳相連接的目的。這是一種比較傳統的方法，歷史悠久而且使用范圍面比較廣，自從有了電子元件就有了手工焊接，以后無論電子工藝怎么發展，手工焊接都不會被歷史淘汰掉。其特點如下：

（一）手工焊接換線快，手工焊接的工藝成熟

需要對產品換線時，不用對設備進行編程，也不用修改設備的任何參數，所以說產品換線快的另一個好處是比較利于企業的轉型。手工焊接工藝技術比較成熟，焊接技術相對比較簡單，容易學習。

（二）手工焊接的質量不穩定，手工焊接的效率低下

因為手工焊接的全過程都是依靠人的掌控來進行的，而且人的行為會受到一定的環境和技術熟練程度的影響。一般情況下，通過手工焊接的方法來焊接一電阻，元器件整形、組裝、剪腳到焊接通常要1-2min，與其它焊接工藝技術相比，是非常落后的，因而相應的制造成本也是相對較高的，適合小批量多品種產品的生產。

二、波峰焊接

對通孔元器件電路板而言，波峰焊接是比較適用的一種方法，一般有點膠波峰焊接技術、加載冶具波峰焊接技術兩種技術。

（一） 點膠波峰焊接技術

對B面含有高密度表面貼裝元器件的電路板焊接來說，點膠波峰焊接技術不適用，非常容易產生橋接、焊接不良等不良焊接現象。此外，如果表面貼裝元器件不能承受較大熱沖擊、不耐高溫，也不適合使用該技術，極易導致焊錫堆積，進而燒毀元器件。

點膠波峰焊接技術對PCB板設計布局具有非常高的要求，第一B面元器件選擇要合理；第二，安放元器件的方向與位置，安放位置盡可能做到分散放置，避免過于集中產生的焊錫堆積和橋接的不良現象；方向應該結合波峰焊接時電路板的走向進行考慮，避免因為放置不良引起的漏焊、少焊和焊點濕潤不良的不良焊接現象。

（二）加載冶具波峰焊接技術

這種焊接工藝需要制作專用的冶具將B面表面貼裝元器件保護起來，只露空通孔元器件焊接點。因此，這種工藝一方面需要制作專用冶具，增加了工藝的復雜性和制造成本，不太適合小批量多品種的生產。

雖然說波峰焊焊接技術已經比較成熟，國內的波峰焊接設備基本上都能滿足焊接的要求，但是一臺波峰焊接設備就需要20多萬，同時，波峰焊機的使用成本也比較高，一爐錫300多公斤。使用前，需要提前4個小時開啟設備，每天會產生大量錫渣，對小批量生產來說極其不經濟。

三、選擇性焊接

這種焊接工藝技術是為了滿足發展要求而發明特殊的波峰焊。設備和波峰焊接設備比較相似，整個的焊接的過程仍然分為三大步：助焊劑噴涂、預熱、焊接。設備具有電路板不動錫爐動、電路板動錫爐不動這2種形式，可以為每個焊接點定制焊接參數。與波峰焊接技術比，它的特點如下：

（一）使用靈活，焊點品質高

因為不需要像波峰焊接那樣要么用點膠固定表面貼裝元器件，要么用專業冶具保護已焊接的表面貼裝元器件，通孔元器件插件、剪腳后即可上機進行焊接，所以使用比較靈活。此外，還能夠編程設置每個焊點的參數，確保焊接質量。

（二）前期投資大，但運行資本低

首先是錫爐焊錫量比較少，設備功率相對的小更加節能，其次，助焊劑的噴涂也是選擇性的噴涂，所以助焊劑的消耗量還是要小于普通的波峰焊機的；同時，噴頭的保護是用氮氣進行的，所以防止了熔融焊錫與空氣的接觸，基本上無錫渣的產生。

四、通孔再流焊

這種焊接工藝指的是通過注射器、漏印模板加焊膏的方式，利用表面貼裝、通孔插裝兩種元器件進行再流焊的一種技術。在這個過程中最大難點就是模板設計，需要能夠滿足把合適量的焊錫膏放到通孔元器件焊盤上。但是這種焊接工藝對通孔元器件有選擇，不能耐再流焊高溫沖擊的元器件不能采用這種工藝技術。

五、預成型焊料

這種焊接工藝是在再流焊的基礎上發展而來的，彌補了傳統再流焊工藝的不足之處，在傳統的基礎上很好的解決了焊錫膏施放量的問題。這種工藝是先把焊料壓制成不同厚度、大小、形狀的焊料片，然后根據實際需要選擇所需的焊料片。

該工藝的優點是既不需要分級印刷焊膏，也不用制作專用針孔模板，能夠一次性完成通孔、表面貼裝兩種元器件的焊接，同時焊錫膏施放量問題也得到了有效的解決。其缺點是預成型焊料片施放效率有待提高，很難開展高密度組裝，同時通孔元器件還要滿足相應的條件。

六、焊接機器人

這種焊接技術可以焊接大部分需要手工焊接的元器件，實現了自動送錫焊接。當前焊接機器人主要有無接觸激光焊接、傳統電烙鐵焊接兩種類型。一般的焊接機器人都是用電烙鐵焊接，焊錫絲由送錫管自動送至電烙鐵前端進行加熱焊接。為滿足科技發展的要求，制造商設計了一種非接觸式加熱激光焊接機器人，激光焊接機器人可以精確定位到每個指定部位上進行焊接。

無論是哪一類的焊接機器人，其焊接原理都通手工焊接類似，因此特點也十分類似于手工焊接，而且這種焊接工藝比較適合于高端產品的生產加工，比如軍用產品和航天產品等。

結語

以上重點介紹了六種焊接技術，每一種焊接工藝技術都有其優缺點，不能絕對的定義哪種好那種不好，應該根據生產中的實際情況選擇合適的焊接工藝。

參考文獻

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