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线束的五种PCBA焊接技术

作者:博懋电子 日期:2024-01-19 阅读量:60

在传统的电子组装工艺中,对于安装有过孔插装元件(PTH)印制板组件的焊接一般采用波峰焊接技术


波峰焊接有许多不足之处


①不能在焊接面分布高密度、细间距贴片元件。

②桥接、漏焊较多。

③需喷涂助焊剂;印制板受到较大热冲击翘曲变形。


由于目前电路组装密度越来越高,焊接面不可避免将会分布有高密度、细间距贴片元件,传统波峰焊接工艺已经对此无能为力,一般只能先单独对焊接面贴片元件进行回流焊接,然后手工补焊剩余插件焊点,但存在焊点质量一致性差的问题。


5种新型混装焊接工艺


01

选择性焊接



选择性焊接中,仅有部分特定区域与焊锡波接触。由于PCB本身就是一种不良的热传导介质,因此焊接时它不会加热熔化邻近元器件和PCB区域的焊点。


在焊接前也必须预先涂敷助焊剂,助焊剂仅涂覆在PCB下部的待焊接部位,但选择性焊接并不适合焊接贴片元件。


02

浸焊工艺



使用浸入选择焊工艺,可焊接0.7mm~10mm的焊点,短引脚及小尺寸焊盘的焊接工艺更稳定,桥接可能性也小,相邻焊点边缘、器件及焊嘴间的距离应大于5mm。


选择浸焊工艺,可使用下列参数设置


①焊锡温度275℃~300℃

②浸入速度20mm/s~25mm/s

③浸入时间1s~3s

④浸后速度2mm/s

⑤激波泵速率按焊嘴数量定


03

通孔回流焊



通孔回流焊接工艺(Through-holeReflow,THR),就是使用回流焊接技术来装配通孔元件和异型元件。


由于产品越来越重视小型化、增加功能以及提高组件密度,许多单面和双面板都以表面贴装元件为主。


但是由于固有强度、可靠性和适用性等因素,在某些情况下通孔型器件仍然较SMC优胜,特别是处于PCB边缘的连接器。


在以表面安装型组件为主的电路板上使用通孔器件,其缺点是单个焊点费用很高,这类装配来说,关键在于能够在单一的综合工艺过程中为通孔和表面安装组件提供同步的回流焊。


与一般的表面贴装工艺相比,通孔回流工艺使用的锡膏量要比一般的SMT多一些,大约是其30倍。目前通孔回流工艺主要采用两种锡膏涂覆技术,包括锡膏印刷和自动点锡膏。


锡膏印刷


网板印刷是将锡膏沉积于PCB的首选方法。网板厚度是关键的因素,这将影响到漏印到PCB上的锡膏量。


可采用阶梯网板,其中较厚的区域专为通孔器件而设。这种钢网设计可满足不同锡膏量的要求。


自动点锡膏


自动点锡膏成功地为通孔和异型组件沉积体积正确的锡膏,它提供了网板印刷可能无法实现的大量锡膏沉积的灵活性和能力。


在为裸露的电镀通孔(Plated Through Hole,PTH)点锡膏时,建议使用比PTH直径略大的喷嘴。


这样在点锡膏时,强迫锡膏紧贴PTH的孔壁,并使材料从PTH的底部稍稍挤出,然后从点锡膏相反的方向将组件插入。

 
如果使用比PTH直径小的喷嘴,锡膏会从孔中排出并造成严重的锡膏损失


通孔回流焊在很多方面可以替代波峰焊来实现对插装元件的焊接,特别是在处理焊接面上分布有高密度贴片元件(或有细间距SMD)的插件焊点的焊接,极大地提高焊接质量,这足以弥补其设备昂贵的不足。


通孔回流焊的出现,对于丰富焊接手段、提高线路板组装密度,提升焊接质量、降低工艺流程都大有帮助。


04

使用屏蔽模具波峰焊接工艺



由于传统波峰焊接技术无法应对焊接面细间距、高密度贴片元件的焊接,因此一种新方法应运而生:使用屏蔽模具遮蔽贴片元件来实现对焊接面插装引线的波峰焊接。


⑴使用屏蔽模具波峰焊接技术的优点


①实现双面混装PCB波峰焊生产,能大幅提高双面混装PCB生产效率,避免手工焊接存在的质量一致性差的问题。

②减少粘贴阻焊胶的准备时间,提高生产效率,降低生产成本。

③产量相当于传统波峰焊。

屏蔽模具材料


①制作模具必须防静电,常见材料为:铝合金、合成石、纤维板。使用合成石时为避免波峰焊传感器不感应,建议不要使用黑色合成石。


②制作模具基材厚度,根据机盘反面元件的厚度,选取5mm~8mm厚度的基材制作模具。


模具工艺尺寸要求


①模具的外形尺寸:模具的长与宽分别等于PCB的长与宽加上60mm的载具边的宽度且模具宽度必须≦350mm。当PCB宽度小于140mm时,可以考虑在一模具同时放置两块PCB焊接。


②工艺边离边缘8mm,另外两边贴近边缘地方加装10mm宽、10mm高的电木条,以增加模具的强度,减少模具变形。


③每个加强档条上必须使用螺丝固定,螺丝与螺丝的间在150mm以下。


④在模具制作完成后,需在四周且间距100mm以内安装压扣 (固定PCB于模具上),且须注意以下几点:


旋转一周不碰触到零件

不影响DIP插件

能将PCB稳固于模具


⑤模具的四个角要开一个R5的倒角


⑥模具上的PCBA在过锡炉时,有些零件受锡波的冲击会产生浮高,因此对一些容易浮高的零件采用压件的方法来解决


目前主要采用的方式:


金属铁块压件

模具上安装压扣压件

制作防浮高压件治具


05

自动焊锡机工艺技术



由于传统波峰焊接技术无法应对焊接双面贴片、高密度贴片元件及不耐高温元器件的焊接,因此一种新方法应运而生:使用自动焊锡机来实现对焊接面插件的焊接。


使用自动焊锡机技术的优点


投资小、见效快。

实现自动化焊接生产,能提高焊点一致性、节省人力、提高生产效率、降低制造成本,避免手工焊接存在的焊点一致性差的问题。

总结


选择哪一种焊接工艺技术要视产品特点而定:


若产品批量小、品种多,则可以考虑选择性波峰焊工艺技术,无需制作专门的模具,但设备投资较大。


若产品种类单一,批量大,又想与传统波峰焊工艺相兼容,则可考虑采用使用屏蔽模具波峰焊接工艺技术,但需要投资制作专门的模具。这两种焊接技术工艺都比较好控制,因此在目前电子组装生产中正被广泛采用

 
通孔回流焊接由于工艺控制难度较大,应用相对前者少些,但对提升焊接质量、丰富焊接手段、降低工艺流程,都大有帮助,也是一种非常
有发展前景的焊接手段。


⑷自动焊锡机工艺技术易掌握,是最近几年发展较快的一种新型焊接技术,其应用灵活,投资小,维护保养使用成本低等特点,也是一种非常有发展前景的焊接技术。

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