混裝電路板焊接工藝技術

熊宇

【摘 ?要】本文以混合手持式PC的PCB為例，介紹集成電路板焊接工藝流程，包括工藝設計基礎、焊接方法選擇、工藝設計要點等，可作為未來類似產(chǎn)品和參考的基礎。

【關鍵詞】裝電路板;手工焊接;工藝設計

引言

近年來，中國石油天然氣集團公司在知識方面取得了長足的進步。ERP系統(tǒng)全面運行，油水檢測系統(tǒng)及生產(chǎn)方式有效隨著電子產(chǎn)品不斷向體積大、重量輕、多功能、高可靠性發(fā)展，表面貼裝技術（SMT）不斷發(fā)展壯大，更成熟。作為生產(chǎn)電氣產(chǎn)品的先進技術，在許多行業(yè)和領域中被廣泛使用并逐漸被采礦技術（通過采礦技術，THT）所取代。但是，由于種種原因，部分元件仍被廣泛使用。因此，混合組裝和插入（SMT/THT）的組合仍然是組裝其他PCB（PublishedCircuitBoard，PCB）的主要方法，廣泛應用于許多電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中。本文檔以一個特定的伺服PCB產(chǎn)品為例，介紹了構建PCB混合工藝的過程，并為以后構建類似產(chǎn)品提供了基礎和可靠性。

1接工藝設計的依據(jù)

PCB焊接工藝設計的依據(jù)主要包括：產(chǎn)品圖紙、生產(chǎn)驗收規(guī)范、生產(chǎn)說明書、技術標準和工業(yè)生產(chǎn)條件。

2焊前準備

該產(chǎn)品為新型合成樣件，伺服板為標準復合板。共有63種208項2個散熱片，包括20種插件組件42個PC，43個插件166個PC，出于對熱和濕度敏感的部分，所有組件都沒有特殊的防靜電要求。封裝組件分為三種類型：Qre、SOP和CHIP。

3焊接方法的選擇

該產(chǎn)品處于某種試制的生產(chǎn)階段，這是一個小生產(chǎn)。PCB可以更換建造，沒有手工不能焊接的PCB材料，所以采用手工膠進行生產(chǎn)。產(chǎn)品完成后，您進入批量生產(chǎn)階段，您可以選擇回流或波峰模式進行生產(chǎn)。

4工藝設計

原則上，先低后高，先簡單后重，先標準特殊，先敏感靜電裝置，后關鍵靜電裝置，先磨平零件，再安裝零件。安裝散熱片時，為避免焊點受力，先將散熱片和將要固定在PCB上的元器件固定好，然后再焊接材料引腳。

4.1插裝元件搪錫

柔性件應采用搪錫，不銹鋼棒的長度一般不超過2mm。在少數(shù)部分，可以使用烙鐵給錫上錫，其外殼上的外殼溫度通常低于3000°C。

4.2插裝元件成形

在設計插件組件時，應使用專用工具或專用加工設備完成，以盡量減少應力對組件的影響。在成型過程中，零件不應破裂，密封應損壞或破裂，引線不應被劃傷或損壞。施工時，元件部位或焊點到起點的最小距離應至少為桿件尺寸的2倍，但不得小于0.75mm，見《QJ165A.95航空航天電氣和氣體產(chǎn)品安裝技術要求》。

4.3焊接

①焊接材料

手工焊接時，常使用焊錫絲，焊錫的尺寸應與焊點的尺寸相匹配。樹脂芯助焊劑通常使用R（純樹脂基助焊劑）或RMA（中活性樹脂基助焊劑），例如：S-Sn63PbA中Φl-R-1GB/T3131-2001，即用Sn63Pb37制成，直徑1mm，單芯R型樹脂焊絲和助焊劑。

②焊前預熱

焊前預熱，一方面，可能會使焊錫絲中的樹脂芯助焊劑功能完全不言自明，以免影響PCB的潤濕和焊點的形成。此外，它可以強制PCB在焊接前達到一定的溫度，以免因熱沖擊而禁用。安裝中間鋼時，先用烙鐵加熱焊盤（預熱），然后將焊料插入烙鐵頭和焊盤之間的連接處。焊料的量應適合并覆蓋整個焊盤以形成凹形焊料輪廓線。

③焊接溫度

熔合加熱是影響熔合質量的重要工序，焊接溫度過低時，焊料的膨脹和潤濕程度較差，物品邊緣的管道或焊料潤濕不足，造成虛焊、銳化、密封等缺陷;當焊接溫度過高時，容易產(chǎn)生假熱的管道、鉛頭和焊錫的氧化速度更快，因此，應嚴格控制焊接溫度。

使用控制良好的烙鐵將烙鐵頭的溫度控制在280℃左右，但不要超過320℃，焊接時間不要超過3s。允許更換有故障的焊點，但每個焊點的轉化率不得超過3倍。詳細要求見《QJ3117-99航空電子電氣產(chǎn)品焊接技術要求手冊》。

安裝SMD金屬時，在金屬尖端、焊盤和零件電極之間添加焊料。烙鐵的速度由安裝時間決定，電極上焊錫涂層的高度在局部高度的（ — ）以內(nèi)。烙鐵頭溫度應保持在（260±10）℃，焊接時間不超過2s。如果不能在規(guī)定時間內(nèi)完成焊接，則在焊點脫落后更換接線。

5工藝規(guī)程

5.1準備工作

①了解有關產(chǎn)品設計、細節(jié)和技術的更多信息;

②根據(jù)電裝技術規(guī)則調整組裝所需的工具和資源;

③接收和測試：根據(jù)技術規(guī)定和他們的支持從材料庫中獲取兼容材料;

④清潔：電路板清潔工作應在清洗間內(nèi)進行，并嚴格遵守相關的規(guī)則。

5.2安裝焊接

按照程序將材料涂在選定的區(qū)域，然后焊接。在安裝和焊接過程中，必須考慮技術定義要求，以確保電氣設備的質量。生產(chǎn)過程應盡可能多地使用圖紙，并以簡單明了的方式顯示物體的安裝和焊接，以減少歧義，避免安裝和焊接設施不當。用于焊接的烙鐵應在一定時間后測量溫度。

5.3檢驗

每工步完成后，都應該進行自檢和互檢，有不符合要求的焊點，及時補焊。自檢和互檢合格后轉入一下工步。電路板全部焊接完畢后，及時提交專檢。

各階段工作完成后，應進行自檢和互檢，如有焊錫件不符合要求，應及時修理。通過自我控制和測試后，進入下一步，焊接全部完成后，按時提交專項檢查。

6焊料焊劑的選用對焊接質量的影響

6.1焊料的選用

焊料的成分影響焊接溫度、焊點強度和可焊性，也影響焊料的質量。如今，錫鉛合金腳輪等焊料得到廣泛應用，如Sn63/Pb37、Sn60/Pb10、Sn62/Pb36/Ag等。錫鉛合金共晶焊料的成分W（Sn）是63%W（Pb）為37%，熔點183℃。Sn60/Pb40的熔點約為183℃<0.9523+327℃<00477=190℃。在進行SMT波峰焊時，通常使用含有微量銻（Sb）和微量鉍（Bi）的焊料來增加流動性，從而降低焊料的表面強度，提高柔軟度，可以在較低溫度下進行預熱減慢生產(chǎn)過程..此外，隔熱終止等問題也更容易修復或更換;在SnPb合金中，W（Sn）為60%～75%的焊料硬度和強度最大。同時，由于焊料在操作過程中被通風形成氧化物，焊料金屬也與焊料價值不同，并在焊接過程中造成污染，這會影響焊點的質量。因此，對于SMT波峰焊，應使用A級焊料，并在正常工作條件下定期更換焊料，也可以一年換一次，或者當板數(shù)達到一定數(shù)量時，就可以換焊錫了。

6.2焊劑的選用

使用焊劑的目的是去除表面的氧化物。它可以在低溫和焊料熔化的情況下工作，也可以化學清潔金屬焊料的表面（溶解氧化物），使焊料變濕并擴散到被結合的金屬表面。目前，印刷電路板中使用的大多數(shù)變量都是環(huán)保應用。它們可分為松香和非松香。理想的助焊劑應該在室溫下非常穩(wěn)定，并在焊接溫度下工作。在室溫下，具有低松香含量的熱且靈活的開關最有可能滿足此要求。這種類型的流量可分為非活動流量（R）、中等活動流量（RMA）、活動流量（RA）和過度流量（RSA）。前兩種是不需要清洗的，而后兩種是需要清洗的。

7結語

根據(jù)電子電氣相關產(chǎn)品的技術要求，本文闡述了集成電路板焊接工藝的規(guī)則，提供了合適的基礎，使設計更具邏輯性。同時，本產(chǎn)品的焊接工藝也可以作為今后同類復合PCB的施工參考，會有一定的指導意義。

參考文獻：

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