混装电路板焊接工艺技术

熊宇

【摘  要】本文以混合手持式PC的PCB为例，介绍集成电路板焊接工艺流程，包括工艺设计基础、焊接方法选择、工艺设计要点等，可作为未来类似产品和参考的基础。

【关键词】装电路板;手工焊接;工艺设计

引言

近年来，中国石油天然气集团公司在知识方面取得了长足的进步。ERP系统全面运行，油水检测系统及生产方式有效随着电子产品不断向体积大、重量轻、多功能、高可靠性发展，表面贴装技术（SMT）不断发展壮大，更成熟。作为生产电气产品的先进技术，在许多行业和领域中被广泛使用并逐渐被采矿技术（通过采矿技术，THT）所取代。但是，由于种种原因，部分元件仍被广泛使用。因此，混合组装和插入（SMT/THT）的组合仍然是组装其他PCB（PublishedCircuitBoard，PCB）的主要方法，广泛应用于许多电子产品的生产中。本文档以一个特定的伺服PCB产品为例，介绍了构建PCB混合工艺的过程，并为以后构建类似产品提供了基础和可靠性。

1接工艺设计的依据

PCB焊接工藝设计的依据主要包括：产品图纸、生产验收规范、生产说明书、技术标准和工业生产条件。

2焊前准备

该产品为新型合成样件，伺服板为标准复合板。共有63种208项2个散热片，包括20种插件组件42个PC，43个插件166个PC，出于对热和湿度敏感的部分，所有组件都没有特殊的防静电要求。封装组件分为三种类型：Qre、SOP和CHIP。

3焊接方法的选择

该产品处于某种试制的生产阶段，这是一个小生产。PCB可以更换建造，没有手工不能焊接的PCB材料，所以采用手工胶进行生产。产品完成后，您进入批量生产阶段，您可以选择回流或波峰模式进行生产。

4工艺设计

原则上，先低后高，先简单后重，先标准特殊，先敏感静电装置，后关键静电装置，先磨平零件，再安装零件。安装散热片时，为避免焊点受力，先将散热片和将要固定在PCB上的元器件固定好，然后再焊接材料引脚。

4.1插装元件搪锡

柔性件应采用搪锡，不锈钢棒的长度一般不超过2mm。在少数部分，可以使用烙铁给锡上锡，其外壳上的外壳温度通常低于3000°C。

4.2插装元件成形

在设计插件组件时，应使用专用工具或专用加工设备完成，以尽量减少应力对组件的影响。在成型过程中，零件不应破裂，密封应损坏或破裂，引线不应被划伤或损坏。施工时，元件部位或焊点到起点的最小距离应至少为杆件尺寸的2倍，但不得小于0.75mm，见《QJ165A.95航空航天电气和气体产品安装技术要求》。

4.3焊接

①焊接材料

手工焊接时，常使用焊锡丝，焊锡的尺寸应与焊点的尺寸相匹配。树脂芯助焊剂通常使用R（纯树脂基助焊剂）或RMA（中活性树脂基助焊剂），例如：S-Sn63PbA中Φl-R-1GB/T3131-2001，即用Sn63Pb37制成，直径1mm，单芯R型树脂焊丝和助焊剂。

②焊前预热

焊前预热，一方面，可能会使焊锡丝中的树脂芯助焊剂功能完全不言自明，以免影响PCB的润湿和焊点的形成。此外，它可以强制PCB在焊接前达到一定的温度，以免因热冲击而禁用。安装中间钢时，先用烙铁加热焊盘（预热），然后将焊料插入烙铁头和焊盘之间的连接处。焊料的量应适合并覆盖整个焊盘以形成凹形焊料轮廓线。

③焊接温度

熔合加热是影响熔合质量的重要工序，焊接温度过低时，焊料的膨胀和润湿程度较差，物品边缘的管道或焊料润湿不足，造成虚焊、锐化、密封等缺陷;当焊接温度过高时，容易产生假热的管道、铅头和焊锡的氧化速度更快，因此，应严格控制焊接温度。

使用控制良好的烙铁将烙铁头的温度控制在280℃左右，但不要超过320℃，焊接时间不要超过3s。允许更换有故障的焊点，但每个焊点的转化率不得超过3倍。详细要求见《QJ3117-99航空电子电气产品焊接技术要求手册》。

安装SMD金属时，在金属尖端、焊盘和零件电极之间添加焊料。烙铁的速度由安装时间决定，电极上焊锡涂层的高度在局部高度的（ — ）以内。烙铁头温度应保持在（260±10）℃，焊接时间不超过2s。如果不能在规定时间内完成焊接，则在焊点脱落后更换接线。

5工艺规程

5.1准备工作

①了解有关产品设计、细节和技术的更多信息;

②根据电装技术规则调整组装所需的工具和资源;

③接收和测试：根据技术规定和他们的支持从材料库中获取兼容材料;

④清洁：电路板清洁工作应在清洗间内进行，并严格遵守相关的规则。

5.2安装焊接

按照程序将材料涂在选定的区域，然后焊接。在安装和焊接过程中，必须考虑技术定义要求，以确保电气设备的质量。生产过程应尽可能多地使用图纸，并以简单明了的方式显示物体的安装和焊接，以减少歧义，避免安装和焊接设施不当。用于焊接的烙铁应在一定时间后测量温度。

5.3检验

每工步完成后，都应该进行自检和互检，有不符合要求的焊点，及时补焊。自检和互检合格后转入一下工步。电路板全部焊接完毕后，及时提交专检。

各阶段工作完成后，应进行自检和互检，如有焊锡件不符合要求，应及时修理。通过自我控制和测试后，进入下一步，焊接全部完成后，按时提交专项检查。

6焊料焊剂的选用对焊接质量的影响

6.1焊料的选用

焊料的成分影响焊接温度、焊点强度和可焊性，也影响焊料的质量。如今，锡铅合金脚轮等焊料得到广泛应用，如Sn63/Pb37、Sn60/Pb10、Sn62/Pb36/Ag等。锡铅合金共晶焊料的成分W（Sn）是63%W（Pb）为37%，熔点183℃。Sn60/Pb40的熔点约为183℃<0.9523+327℃<00477=190℃。在进行SMT波峰焊时，通常使用含有微量锑（Sb）和微量铋（Bi）的焊料来增加流动性，从而降低焊料的表面强度，提高柔软度，可以在较低温度下进行预热减慢生产过程..此外，隔热终止等问题也更容易修复或更换;在SnPb合金中，W（Sn）为60%～75%的焊料硬度和强度最大。同时，由于焊料在操作过程中被通风形成氧化物，焊料金属也与焊料价值不同，并在焊接过程中造成污染，这会影响焊点的质量。因此，对于SMT波峰焊，应使用A级焊料，并在正常工作条件下定期更换焊料，也可以一年换一次，或者当板数达到一定数量时，就可以换焊锡了。

6.2焊剂的选用

使用焊剂的目的是去除表面的氧化物。它可以在低温和焊料熔化的情况下工作，也可以化学清洁金属焊料的表面（溶解氧化物），使焊料变湿并扩散到被结合的金属表面。目前，印刷电路板中使用的大多数变量都是环保应用。它们可分为松香和非松香。理想的助焊剂应该在室温下非常稳定，并在焊接温度下工作。在室温下，具有低松香含量的热且灵活的开关最有可能满足此要求。这种类型的流量可分为非活动流量（R）、中等活动流量（RMA）、活动流量（RA）和过度流量（RSA）。前两种是不需要清洗的，而后两种是需要清洗的。

7结语

根据电子电气相关产品的技术要求，本文阐述了集成电路板焊接工艺的规则，提供了合适的基础，使设计更具逻辑性。同时，本产品的焊接工艺也可以作为今后同类复合PCB的施工参考，会有一定的指导意义。

参考文献：

[1]毛含冰.混装电路板焊接工艺技术[J].科技风，2016（02）：72.

[2]焊接与连接工艺[J].电子科技文摘，2002（09）：23-24.

[3]施哲文，吴建生.混装电路板焊接工艺技术探讨[J].电子工艺技术，2002（02）：59-62.