CN102922070B - Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 - Google Patents
Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102922070B CN102922070B CN201210435279.7A CN201210435279A CN102922070B CN 102922070 B CN102922070 B CN 102922070B CN 201210435279 A CN201210435279 A CN 201210435279A CN 102922070 B CN102922070 B CN 102922070B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pcb
- papery
- lead
- smt
- heat insulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
本发明公开了一种FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺及专用隔热治具，其技术方案是FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺，包括S101，经检测合格的FR-1纸质PCB进行烘烤处理；S102，在烘烤后的FR-1纸质PCB上印刷无铅锡膏；S103，将经过印刷无铅锡膏的FR-1纸质PCB进行SMT贴装元器件；S104，将贴装好的FR-1纸质PCB固定在专用的治具上；S105，将固定在专用治具上的FR-1纸质PCB送入回焊炉中进行回流焊接；S106，将焊接好的FR-1纸质PCB取出并进行检测。本发明通过烘烤处理，降低FR-1纸质PCB基板含水量，回焊工序采用专用的隔热治具保证FR-1纸质PCB在耐受温度范围内，使得无铅焊接工艺可以适用于FR-1纸质PCB。
Description
技术领域
本发明涉及PCB的SMT生产工艺，具体来说主要涉及纸质PCB的无铅SMT生产工艺及专用治具。
背景技术
现有技术中，PCB（Printed Circuit Board印刷电路板）的SMT（Surface Mounted Technology 表面贴装技术）生产工艺主要分有铅和无铅焊接，主要工艺步骤包括第1步：锡膏印刷；第2步：自动贴片；第3步：回流焊接，第4部：脱模，检测等工序。例如公开号CN101083878 A专利文献公开了一种PCB板的焊接方法和专用治具，其焊接方法也主要包括第1步：印刷锡膏；第2步：自动贴装元器件；第3步：回流焊接；第4部：脱模，检测等步骤。有铅或无铅焊接工艺的主要区别在于使用的锡膏不同，有铅制程使用有铅锡膏，锡膏中主要的金属成分是：锡63%，铅37%，锡膏的焊接熔点为183℃；无铅制程使用无铅锡膏，锡膏中主要的金属成分：锡96.5%，银3%，铜0.5%。锡膏的焊接熔点为217℃，锡膏充分的融熔和润湿焊盘需要温度在220℃以上30-60秒，一般最高温度要求在230℃-250℃，焊接温度要求的不同，对PCB板的要求也不相同。
按现有技术的工艺，FR-1纸质PCB不能按照无铅焊接工艺生产，因为FR-1纸质PCB在回焊炉中无法较长时间承受220℃以上的高温。根据公开文献记载，现有的FR-1 PCB可以做到的最高温度是200-205℃，时间是30分钟，无剥离气泡。如果使用无铅锡膏焊接FR-1纸质PCB，锡膏的融化和回流需要220℃以上的温度，FR-1纸质PCB受到高温冲击会出现明显的分层气泡，不能制成合格的PCB。
另外，在回焊炉中为防止PCB弯曲变形，需要专门的治具来安装支撑PCB，现有的各种治具通常在治具板开设通孔，以有利于热风均匀吹拂到PCB板两面。例如公开号CN201274610 Y专利文献公开了一种可以适应任何规格印刷电路板，其治具板开设有若干通孔，排布于整块治具板上，但这种治具仅有安装支撑PCB作用，没有隔热作用，如果使用在FR-1纸质PCB无铅焊接工艺中将导致FR-1纸质PCB背面受热，整板温度过高而产生分层气泡；其次，现有技术的治具通常采用铝合金或其他耐高温材料，这些材料均没有隔热功能，根据现有工艺特点本领域技术人员也认为治具不需要增加隔热功能，否则影响PCB板的焊接温度。
故此，本领域技术人员有必要进一步改进FR-1纸质PCB的无铅焊接生产工艺以及开发专用的隔热治具，打破治具不需要增加隔热功能的技术偏见。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本发明首要解决的技术问题是提供了一种新的且适合于FR-1纸质PCB的无铅SMT生产方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺，S101，经检测合格的FR-1纸质PCB进行烘烤处理；S102，在烘烤后的FR-1纸质PCB上印刷无铅锡膏；S103，将经过印刷无铅锡膏的FR-1纸质PCB进行SMT贴装元器件；S104，将贴装好的FR-1纸质PCB固定在专用的治具上；S105，将固定在专用隔热治具上的FR-1纸质PCB送入回焊炉中进行回流焊接；S106，将焊接好的FR-1纸质PCB取出并进行检测。
本发明的技术效果是：本发明与现有技术在工艺上的区别之一是印刷无铅锡膏之前PCB先要进行烘烤处理，烘烤的目的在于尽可能去除PCB的含水量。因为PCB通常有多层结构，在焊接之前受到存放环境的温度，湿度等影响，容易造成PCB含水量超标，回流焊接时，受到高温炙烤更加容易起泡分层或发黄。通过烘烤处理的PCB含水量极低，有助于在回流焊接阶段不发生分层起泡；与现有技术区别之二是采用了专用的隔热治具，这种隔热治具用于容纳PCB的空腔底板不开设通孔，是整板一块，在回流焊接阶段，可以保证PCB的上表面温度能够达到无铅锡膏的熔融和回流要求，PCB下表面由于有隔热治具的保护而温度大大降低，使得PCB整体温度不超过200-205℃，这是FR-1纸质PCB可以耐受的温度，制成的FR-1纸质PCB不会分层起泡，从而实现FR-1纸质PCB的无铅焊接。
优选的技术方案：FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺，所述第一步的烘烤时间为100-135分钟，烘烤温度为60-100℃，优选的的烘烤时间为120分钟，烘烤温度为80℃。
进一步的技术效果：这是烘烤阶段较佳的温度和时间范围，其中烘烤时间120分钟，烘烤温度80℃是烘烤步骤的最佳实施例，能够尽可能降低FR-1纸质PCB的含水量。
优选的技术方案：FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺，所述第五步骤包括预热阶段，保温阶段,回流阶段,冷却阶段；回流阶段的峰值温度在230-250℃；回流焊接时间为30-60s；优选的回流阶段峰值温度在230-235℃；回流焊接时间为30-45s。
进一步的技术效果：在230-235℃的峰值温度温度条件下，既能完成无铅回流焊接又能够尽可能减少高温热风对FR-1纸质PCB的冲击，有利于防止PCB分层起泡。
优选的技术方案：FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺，所述S102步骤的无铅锡膏仅是印刷在FR-1纸质PCB的一侧表面。
进一步的技术效果：无锡膏的一面不需要焊接，正好贴合在底面密封的治具，起到隔热作用。
本发明其次要解决的技术问题是提供了一种适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具。
本发明解决次要技术问题所采用的技术方案是：一种适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，包括治具本体，开于所述治具本体中央的下沉式空腔以及旋钮式夹具，其特征在于，所述下沉式空腔的空腔底面是整体密封结构。
进一步的技术效果：现有技术的各种治具为了热风均匀吹拂到PCB上下表面，治具底板通常开设若干通孔，这种治具仅有安装支撑PCB的作用，没有隔热作用，本设计用于容纳PCB的空腔底板不开设通孔，是整板一块，PCB固定后，PCB下表面贴和在空腔底板，在回流焊接阶段，可以保证PCB的上表面温度能够达到无铅锡膏的熔融和回流要求，PCB下表面由于有隔热治具的保护而温度大大降低，使得PCB整体温度不超过200-205℃，这是FR-1纸质PCB可以耐受的温度，FR-1纸质PCB不会分层起泡，从而实现FR-1纸质PCB的无铅焊接。
优选的技术方案：所述治具本体采用合成石材料。
进一步的技术效果：选用合成石制成的隔热治具可防静电、吸热、受高温冲击不变形。
优选的技术方案：所述下沉式空腔能够正好容纳FR-1纸质PCB；其下沉形成的空腔侧壁与FR-1纸质PCB的厚度相一致。
进一步的技术效果：进一步防治PCB的侧边受到对流热风冲击，使得隔热效果更好。
附图说明
图1是FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺流程框图。
图2是专用隔热治具的结构示意图。
图3是图2的A-A剖视图。
1.治具本体，11.空腔，12.夹具，13.空腔侧壁，14空腔底面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，进一步阐明本发明的优点及相对于现有技术的突出贡献，可以理解的，下述的实施例仅是对本发明较佳实施方案的详细说明，不应解释为对本发明技术方案的任何限制。
图1是FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺主要的工艺流程。
实施例1：
首先，经检验合格的FR-1纸质PCB送入除湿干燥箱进行烘烤处理，烘烤温度设定为80℃，烘烤时间120分钟；经烘烤处理后的FR-1纸质PCB送入锡膏印刷机，FR-1纸质PCB的上表面印刷无铅锡膏；回焊炉温度的设定和焊接使用的锡膏有一定关联度，本实施例使用的是日本 Tamura公司生产的SAC305无铅锡膏，锡膏合金成分：锡96.5%，银3.0%，铜0.5%；FR-1纸质PCB板的印刷无铅锡膏制程结束后进行SMT贴装元器件；将贴装有元器件的FR-1纸质PCB固定在专用的隔热治具上送入SMT无铅回流焊接炉，炉温设置成偏下限，经过预热升温，保温，进入回流阶段，此时炉温峰值温度实测达到230-235℃之间，其中回流焊接的时间为35s；然后冷却；回流焊接结束后脱模，检测。检测方法首先是目测，目测情况是：制成的FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域；进一步显微镜观察，FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域；进一步通电测试，各元器件电气连接良好，制成品合格。
图2是适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具在正视状态下的结构示意图。治具本体1采用合成石材料制成，如图3所示，中间采用下沉式结构，留有与FR-1纸质PCB面积相匹配的空腔11，空腔11的底面是整板一块，没有供热风进入的通孔或缝隙，这和现有技术差别巨大。使用时，把FR-1纸质PCB放入空腔11，旋动4个夹具12固定住FR-1纸质PCB，放入回流焊接炉。焊接时，高温热风上下吹拂FR-1纸质PCB的两侧面，FR-1纸质PCB露在治具外的上表面印刷有无铅锡膏，在热风吹拂下熔融回流，开始焊接；FR-1纸质PCB的侧边被空腔侧壁13遮挡，FR-1纸质PCB的下表面被空腔底面14完全包覆，经过隔热治具的吸热隔绝，FR-1纸质PCB本身的受热温度大大低于热风温度，实测不会超过200-205℃，这是FR-1纸质PCB能够耐受的高温，从而保护FR-1纸质PCB在回焊炉中不会受到破坏性高温影响，使得无铅焊接工艺也适用于FR-1纸质PCB。
实施例2：
首先，经检验合格的FR-1纸质PCB送入除湿干燥箱进行烘烤处理，烘烤温度设定为90℃，烘烤时间100分钟；经烘烤处理后的FR-1纸质PCB送入印刷机，FR-1纸质PCB的上表面印刷无铅锡膏；回焊炉温度的设定和焊接使用的锡膏有一定关联度，本实施例使用的是日本 Tamura公司生产的SAC305无铅锡膏，锡膏合金成分：锡96.5%，银3.0%，铜0.5%；FR-1纸质PCB的印刷无铅锡膏制程结束后进行SMT贴装元器件；将贴装有元器件的FR-1纸质PCB固定在专用的隔热治具上送入SMT无铅回流焊接炉，炉温设置成偏下限，经过预热升温，保温，进入回流阶段，此时炉温峰值温度实测达到230-235℃之间，其中回流焊接时间为32s；然后冷却；回流焊接结束后脱模，检测。检测方法首先是目测，目测情况是：制成的FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域；进一步显微镜观察，FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域；进一步通电测试，各元器件电气连接良好，制成品合格。
实施例3：
首先，经检验合格的FR-1纸质PCB送入除湿干燥箱进行烘烤处理，烘烤温度设定为80℃，烘烤时间120分钟；经烘烤处理后的FR-1纸质PCB送入印刷机，FR-1纸质PCB的上表面印刷无铅锡膏；回焊炉温度的设定和焊接使用的锡膏有一定关联度，本实施例使用的是日本 Tamura公司生产的SAC305无铅锡膏，锡膏合金成分：锡96.5%，银3.0%，铜0.5%；FR-1纸质PCB板的印刷无铅锡膏制程结束后进行SMT贴装元器件；将贴装有元器件的FR-1纸质PCB固定在专用的隔热治具上送入SMT无铅回流焊接炉，炉温设置成偏下限，经过预热升温，保温，进入回流阶段，此时炉温峰值温度实测达到230-235℃之间，其中回流焊接时间为30s；然后冷却；回流焊接结束后脱模，检测。检测方法首先是目测，目测情况是：制成的FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域；进一步显微镜观察，FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域，进一步通电测试，各元器件电气连接良好，制成品合格。
本发明通过烘烤处理，降低FR-1纸质PCB板含水量，回焊工序采用专用的隔热治具保证FR-1纸质PCB在耐受温度范围内，使得无铅焊接工艺可以适用于FR-1纸质PCB，体现了技术进步。
Claims (3)
1.FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺，其特征在于包括下述步骤：
S101，经检测合格的FR-1纸质PCB进行烘烤处理，烘烤时间为120分钟，烘烤温度为80℃；
S102，在烘烤后的FR-1纸质PCB上印刷无铅锡膏；
S103，将经过印刷无铅锡膏的FR-1纸质PCB进行SMT贴装元器件；
S104，将贴装好的FR-1纸质PCB固定在专用的隔热治具上，所述隔热治具包括治具本体(1)，开于所述治具本体(1)中央的下沉式空腔(11)以及旋钮式夹具(12)，所述下沉式空腔(11)的空腔底面(14)是整体密封结构，所述治具本体(1)采用合成石材料；所述下沉式空腔(11)能够正好容纳FR-1纸质PCB，其下沉形成的空腔侧壁(13)与FR-1纸质PCB的厚度相一致；
S105，将固定在专用治具上的FR-1纸质PCB送入回焊炉中进行回流焊接，其包括预热阶段，保温阶段,回流阶段,冷却阶段，回流阶段的峰值温度在230-235℃；回流焊接时间为30-45s；
S106，将焊接好的FR-1纸质PCB取出并进行检测。
2.根据权利要求1所述的FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺，其特征在于所述S102步骤的无铅锡膏仅是印刷在FR-1纸质PCB的一侧表面。
3.一种适用于权利要求1所述的FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，其特征在于，包括治具本体(1)，开于所述治具本体(1)中央的下沉式空腔(11)以及旋钮式夹具(12)，其特征在于，所述下沉式空腔(11)的空腔底面(14)是整体密封结构；所述治具本体(1)采用合成石材料；所述下沉式空腔(11)能够正好容纳FR-1纸质PCB，其下沉形成的空腔侧壁(13)与FR-1纸质PCB的厚度相一致。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210435279.7A CN102922070B (zh) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210435279.7A CN102922070B (zh) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102922070A CN102922070A (zh) | 2013-02-13 |
| CN102922070B true CN102922070B (zh) | 2015-07-15 |
Family
ID=47637073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210435279.7A Active CN102922070B (zh) | 2012-11-05 | 2012-11-05 | Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102922070B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103521868B (zh) * | 2013-09-29 | 2015-08-05 | 湖北三江航天红林探控有限公司 | 防止锡铅焊膏浸润天线驻波面的微波天线部件焊接工艺 |
| CN104302120B (zh) * | 2014-10-31 | 2017-10-27 | 湖北三江航天红林探控有限公司 | 一种Roger基片双面回流焊接方法 |
| CN104475910A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-01 | 上海航天汽车机电股份有限公司汽车机电分公司 | 一种pcb电路板焊接夹具 |
| CN107871946B (zh) * | 2016-09-26 | 2020-04-14 | 深圳君泽电子有限公司 | 防水耳机座的制作工艺、防水耳机座、移动终端 |
| CN106535495A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-22 | 芜湖赋兴光电有限公司 | 一种摄像头芯片表面贴装工艺 |
| CN106658991A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 芜湖赋兴光电有限公司 | 摄像头芯片元件贴装工艺 |
| CN108132369A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-08 | 江苏丽阳电子仪表有限公司 | 一种单相智能电表的生产工艺 |
| CN111482670B (zh) * | 2020-05-27 | 2022-10-11 | 东莞市点精电子有限公司 | 电子元件焊接方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201274610Y (zh) * | 2008-09-09 | 2009-07-15 | 伟创力(上海)科技有限公司 | 回流焊治具 |
| CN102665375A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-12 | 昆山市线路板厂 | 一种聚酯材料挠性电路板低温焊接系统及焊接方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6896172B2 (en) * | 2000-08-22 | 2005-05-24 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Lead-free solder paste for reflow soldering |
| US6762119B2 (en) * | 2001-06-20 | 2004-07-13 | International Bussiness Machines Corporation | Method of preventing solder wetting in an optical device using diffusion of Cr |
| CN102036504B (zh) * | 2010-12-31 | 2012-09-05 | 聚信科技有限公司 | 一种用于pcb板生产工艺的工装及一体化工装的方法 |
-
2012
- 2012-11-05 CN CN201210435279.7A patent/CN102922070B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201274610Y (zh) * | 2008-09-09 | 2009-07-15 | 伟创力(上海)科技有限公司 | 回流焊治具 |
| CN102665375A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-12 | 昆山市线路板厂 | 一种聚酯材料挠性电路板低温焊接系统及焊接方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "SMT无铅锡膏制程工艺设计规范";MYSMTPTH;《百度文库》;20100625;4.2 工程部无铅制程设计规范 * |
| "无铅焊接导致FR-1材质变色的探讨";周书好;《第三届全国青年印制电路学术年会论文汇编》;20061001;第371-377页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102922070A (zh) | 2013-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102922070B (zh) | Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 | |
| JP4970292B2 (ja) | 電子部品のリペア方法、リペア装置および配線板ユニット | |
| CN107124835B (zh) | 回流焊贴片工艺 | |
| RU2484607C2 (ru) | Электронная плата с встроенным нагревательным сопротивлением | |
| US20060065431A1 (en) | Self-reflowing printed circuit board and application methods | |
| CN102164455B (zh) | 一种射频功放线路板的组装工艺 | |
| CN105007695A (zh) | 一种印制板加工中的lga焊接工艺方法 | |
| CN104540333A (zh) | 3D Plus封装器件的装配工艺方法 | |
| CN110402038B (zh) | 一种电路板焊接元件的方法 | |
| CN112654172A (zh) | 一种电路板生产工艺 | |
| CN1750750A (zh) | 一种通过bga封装器件管脚返修连接其他器件的实现方法 | |
| US6343732B1 (en) | Passive and active heat retention device for solder fountain rework | |
| CN205789875U (zh) | 一种芯片返修批量植球装置 | |
| KR101134171B1 (ko) | 메탈 피씨비와 연성회로를 접합시키는 방법 및 그 장치 | |
| US20160008904A1 (en) | Device for thermal management of surface mount devices during reflow soldering | |
| JPH10335391A (ja) | 基板加熱方法 | |
| CN112888188A (zh) | 一种pcba的贴片加工工艺 | |
| CN202861582U (zh) | 适用于fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺的专用隔热治具 | |
| CN111774682B (zh) | 异形多孔印制板焊接方法 | |
| CN201950323U (zh) | 一种回流焊空气控温装置 | |
| CN201399637Y (zh) | 承载盘 | |
| JP2007317891A (ja) | はんだ付け方法、及びはんだ付け装置 | |
| JPH0254991A (ja) | フレキシブル基板の半田付け方法 | |
| Krammer et al. | Method for selective solder paste application for BGA rework | |
| CN118215233A (zh) | 一种陶瓷基板表面贴装的工艺方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201318 Shanghai City, Pudong New Area Shen Mei Road 99, Lane No. 1-9 Building 8 B zone, 1-2 layer Applicant after: Shanghai Hangjia Electronics Technology Co., Ltd. Address before: 200137, room 3, building 597, No. 6 middle high road, Shanghai, Pudong New Area Applicant before: Shanghai Hangjia Electronic Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: HANGJIA ELECTRONIC CO., LTD., SHANGHAI TO: SHANGHAI HANGJIA ELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |