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(shè)計(jì)基礎(chǔ)、焊接方法選擇、工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)等，可作為未來類似產(chǎn)品和參考的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】裝電路板;手工焊接;工藝設(shè)計(jì)

引言

近年來，中國石油天然氣集團(tuán)公司在知識方面取得了長足的進(jìn)步。ERP系統(tǒng)全面運(yùn)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(shù)（SMT）不斷發(fā)展壯大，更成熟。作為生產(chǎn)電氣產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)，在許多行業(yè)和領(lǐng)域中被廣泛使用并逐漸被采礦技術(shù)（通過采礦技術(shù)，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(yīng)用于許多電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中。本文檔以一個(gè)特定的伺服PCB產(chǎn)品為例，介紹了構(gòu)建PCB混合工藝的過程，并為以后構(gòu)建類似產(chǎn)品提供了基礎(chǔ)和可靠性。

1接工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)

PCB焊接工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)主要包括：產(chǎn)品圖紙、生產(chǎn)驗(yàn)收規(guī)范、生產(chǎn)說明書、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)生產(chǎn)條件。

2焊前準(zhǔn)備

該產(chǎn)品為新型合成樣件，伺服板為標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合板。共有63種208項(xiàng)2個(gè)散熱片，包括20種插件組件42個(gè)PC，43個(gè)插件166個(gè)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(gè)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(jìn)行生產(chǎn)。產(chǎn)品完成后，您進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，您可以選擇回流或波峰模式進(jìn)行生產(chǎn)。

4工藝設(shè)計(jì)

原則上，先低后高，先簡單后重，先標(biāo)準(zhǔn)特殊，先敏感靜電裝置，后關(guān)鍵靜電裝置，先磨平零件，再安裝零件。安裝散熱片時(shí)，為避免焊點(diǎn)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(yīng)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(shè)計(jì)插件組件時(shí)，應(yīng)使用專用工具或?qū)Ｓ眉庸ぴO(shè)備完成，以盡量減少應(yīng)力對組件的影響。在成型過程中，零件不應(yīng)破裂，密封應(yīng)損壞或破裂，引線不應(yīng)被劃傷或損壞。施工時(shí)，元件部位或焊點(diǎn)到起點(diǎn)的最小距離應(yīng)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(shù)要求》。

4.3焊接

①焊接材料

手工焊接時(shí)，常使用焊錫絲，焊錫的尺寸應(yīng)與焊點(diǎn)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(yù)熱

焊前預(yù)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(diǎn)的形成。此外，它可以強(qiáng)制PCB在焊接前達(dá)到一定的溫度，以免因熱沖擊而禁用。安裝中間鋼時(shí)，先用烙鐵加熱焊盤（預(yù)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(yīng)適合并覆蓋整個(gè)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(zhì)量的重要工序，焊接溫度過低時(shí)，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(dāng)焊接溫度過高時(shí)，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(yīng)嚴(yán)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(shí)間不要超過3s。允許更換有故障的焊點(diǎn)，但每個(gè)焊點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率不得超過3倍。詳細(xì)要求見《QJ3117-99航空電子電氣產(chǎn)品焊接技術(shù)要求手冊》。

安裝SMD金屬時(shí)，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(shí)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(yīng)保持在（260±10）℃，焊接時(shí)間不超過2s。如果不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成焊接，則在焊點(diǎn)脫落后更換接線。

5工藝規(guī)程

5.1準(zhǔn)備工作

①了解有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、細(xì)節(jié)和技術(shù)的更多信息;

②根據(jù)電裝技術(shù)規(guī)則調(diào)整組裝所需的工具和資源;

③接收和測試：根據(jù)技術(shù)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(yīng)在清洗間內(nèi)進(jìn)行，并嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)則。

5.2安裝焊接

按照程序?qū)⒉牧贤吭谶x定的區(qū)域，然后焊接。在安裝和焊接過程中，必須考慮技術(shù)定義要求，以確保電氣設(shè)備的質(zhì)量。生產(chǎn)過程應(yīng)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(shè)施不當(dāng)。用于焊接的烙鐵應(yīng)在一定時(shí)間后測量溫度。

5.3檢驗(yàn)

每工步完成后，都應(yīng)該進(jìn)行自檢和互檢，有不符合要求的焊點(diǎn)，及時(shí)補(bǔ)焊。自檢和互檢合格后轉(zhuǎn)入一下工步。電路板全部焊接完畢后，及時(shí)提交專檢。

各階段工作完成后，應(yīng)進(jìn)行自檢和互檢，如有焊錫件不符合要求，應(yīng)及時(shí)修理。通過自我控制和測試后，進(jìn)入下一步，焊接全部完成后，按時(shí)提交專項(xiàng)檢查。

6焊料焊劑的選用對焊接質(zhì)量的影響

6.1焊料的選用

焊料的成分影響焊接溫度、焊點(diǎn)強(qiáng)度和可焊性，也影響焊料的質(zhì)量。如今，錫鉛合金腳輪等焊料得到廣泛應(yīng)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(diǎn)183℃。Sn60/Pb40的熔點(diǎn)約為183℃<0.9523+327℃<00477=190℃。在進(jìn)行SMT波峰焊時(shí)，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(qiáng)度，提高柔軟度，可以在較低溫度下進(jìn)行預(yù)熱減慢生產(chǎn)過程..此外，隔熱終止等問題也更容易修復(fù)或更換;在SnPb合金中，W（Sn）為60%～75%的焊料硬度和強(qiáng)度最大。同時(shí)，由于焊料在操作過程中被通風(fēng)形成氧化物，焊料金屬也與焊料價(jià)值不同，并在焊接過程中造成污染，這會影響焊點(diǎn)的質(zhì)量。因此，對于SMT波峰焊，應(yīng)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(dāng)板數(shù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，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(xué)清潔金屬焊料的表面（溶解氧化物），使焊料變濕并擴(kuò)散到被結(jié)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(yīng)用。它們可分為松香和非松香。理想的助焊劑應(yīng)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(guān)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(jié)語

根據(jù)電子電氣相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)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(chǔ)，使設(shè)計(jì)更具邏輯性。同時(shí)，本產(chǎn)品的焊接工藝也可以作為今后同類復(fù)合PCB的施工參考，會有一定的指導(dǎo)意義。

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