CN103796446B - 大规模阵列式光电收发传感器的制作方法 - Google Patents

大规模阵列式光电收发传感器的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大规模阵列式光电收发传感器的高效制作方法，包括以下步骤：a、印刷电路板正面印刷高温锡膏；b、将普通元器件贴装在印刷电路板正面；c、将贴装好普通元器件的印刷电路板放入高温回流焊炉中进行焊接；d、在印刷电路板反面贴双面胶；e、印刷电路板反面印刷低温锡膏；f、去除双面胶隔离膜；g、将光电器件贴装在印刷电路板反面的双面胶上；h、将贴装好光电器件的印刷电路板放入低温回流焊炉中进行焊接。与现有技术相比，本发明具有降低人工成本、提高生产效率等优点。

Description

大规模阵列式光电收发传感器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种光电收发传感器的制作方法，尤其是涉及一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法。
背景技术
传统表面贴装工艺(SMT工艺)有以下几种，主要区别是采用不同的焊锡膏：
1、高温工艺：
A、有铅工艺：常用熔点为183度的Sn-Pb(锡/铅)合金焊锡膏；
B、无铅工艺：常用熔点为217度-227度的Sn-Ag-Cu(锡/银/铜)合金焊锡膏。
2、低温工艺：常用熔点为138摄氏度的锡铋合金焊锡膏。
传统SMT工艺流程如下：a、锡膏正面印刷——b、零件贴装——c、回流焊接(回流温度根据不同的锡膏做调整)——d、锡膏反面印刷(与正面相同)——e、零件贴装——f、回流焊接(温度与正面相同)。
常见的发光二极管及光电二极管、光电三极管采用环氧树脂(epoxy)封装，由于普通的环氧树脂不耐高温，在焊接过程中无法使用表面贴装工艺中的高温工艺过炉回流焊接(通常最高温度会达到220摄氏度以上)。但如果采用低温焊接工艺，则大大降低了普通元器件的焊接可靠性。故传统采用如下方法：普通元器件面采用SMT工艺中的高温工艺，而光电器件则通常采用手工插件、波峰焊工艺。在大量大规模应用，如基于红外原理的触摸屏产品生产中，往往会消耗巨大的人力和时间来完成插件工作，生产效率低下。同时由于人工参与程度较高，产品的一致性、不良率也往往无法达到要求。
传统阵列式光电收发传感器的制作方法普遍存在操作复杂、生产效率低下、产品不良率高、可靠性差等缺陷。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低人工成本、提高生产效率的大规模阵列式光电收发传感器的制作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、印刷电路板正面印刷高温锡膏；
b、将普通元器件贴装在印刷电路板正面；
c、将贴装好普通元器件的印刷电路板放入高温回流焊炉中进行焊接；
d、在印刷电路板反面贴双面胶；
e、印刷电路板反面印刷低温锡膏；
f、去除双面胶隔离膜；
g、将光电器件贴装在印刷电路板反面的双面胶上；
h、将贴装好光电器件的印刷电路板放入低温回流焊炉中进行焊接。
所述的高温锡膏为熔点高于180℃的焊锡膏。
所述的高温锡膏包括无铅锡膏和有铅锡膏，无铅锡膏为熔点为217度-227度的Sn-Ag-Cu(锡/银/铜)合金焊锡膏，有铅锡膏为熔点为183度的Sn-Pb(锡/铅)合金焊锡膏。
所述的普通元器件包括电阻、电容、电感、二极管、集成芯片、晶振、连接器、按键和插座，所述的普通元器件通过SMT技术贴装在印刷电路板正面。
所述的高温回流焊炉的最高温度为220℃至280℃。
所述的低温锡膏为熔点低于160摄氏度的焊锡膏。
所述的低温锡膏为熔点为138摄氏度的锡铋合金焊锡膏。
所述的光电器件包括发光二极管、光电二极管或光电三极管。
所述的发光二极管为普通环氧树脂封装，包括红外发光二极管和可见光发光二极管；所述的光电二极管、光电三极管均为普通环氧树脂封装，其中光电二极管包括红外光电二极管和可见光光电二极管；所述的光电三极管包括红外光电三极管和可见光光电三极管。
所述的光电器件上表面为平面或圆形面。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、大规模阵列式光电收到传感器应用中可以大幅度减少人工操作，通过现有成熟的表面贴片技术进行生产，从而降低人工成本；
2、可以大幅度提升生产效率，同时具有进行24小时连续生产的优势；
3、降低生产的不良率，减少由于生产人员熟练程度、操作水平等因素造成的产品不良；
4、先采用传统高温工艺，对电阻、电容、电感、芯片及连接器等器件进行有效地结合，再使用低温工艺，发光二极管、光电二极管或光电三极管等器件不易损坏，从而能进行大规模生产；
5、双面胶的使用，可以将发光二极管、光电二极管或光电三极管更好地贴合在PCB上，增加产品的可靠性。
附图说明
图1为本发明制作后产品的主视图；
图2为本发明制作后产品的俯视图；
图3为本发明制作后产品的局部侧视图。
其中1为光电器件，2、印刷电路板，3、低温锡膏，4、双面胶，5、普通元器件，6、高温锡膏。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明是采用传统高温工艺及新的低温工艺两种混合使用的一种全新SMT工艺方法，具体步骤如下：
a、印刷电路板正面印刷高温锡膏
在普通元器件一面的印刷电路板上，印刷传统高温锡膏，如有铅锡膏或无铅锡膏，锡膏厚度大约为4mil-5mil(密尔)。
b、普通元器件贴装
通过SMT技术将普通元器件贴片到印刷电路板上，一般先贴体积小的电阻、电容、电感，再贴体积大的芯片及连接器等器件。
c、高温回流焊接
再经过高温回流焊炉，回流焊炉炉温一般最高为220度至280度。
d、贴双面胶
去除双面胶的一层隔离膜，贴到发光二极管、光电二极管或光电三极管一面的印刷电路板。
e、印刷电路板反面印刷低温锡膏
在光电器件一面的印刷电路板上印刷低温锡膏，锡膏厚度大于5mil(密尔)。
f、去除双面胶隔离膜
去除双面胶的另一层隔离膜。
g、光电器件贴装
通过SMT技术将发光二极管、光电二极管或光电三极管贴片到印刷电路板上，同时会将发光二极管、光电二极管、光电三极管固定到双面胶纸上。
h、低温回流焊接
再经过低温回流焊炉，回流焊炉炉温一般最高为150度至180度
所述高温锡膏，为熔点高于180摄氏度的焊锡膏。常见的高温锡膏为无铅锡膏及有铅锡膏二种，无铅锡膏常见为熔点为217度-227度的Sn-Ag-Cu(锡/银/铜)合金焊锡膏，有铅锡膏常见为熔点为183度的Sn-Pb(锡/铅)合金焊锡膏。
所述的低熔点低温锡膏，为熔点低于160摄氏度的焊锡膏。常用的低温锡膏为熔点为138摄氏度的锡铋合金焊锡膏。
所述的发光二极管为普通环氧树脂封装，包括红外发光二极管、可见光发光二极管。
所述的光电二极管、光电三极管为普通环氧树脂封装，其中光电二极管包括红外光电二极管、可见光光电二极管；光电三极管包括红外光电三极管、可见光光电三极管。
所述的发光二极管、光电二极管、光电三极管外形需适合SMT制程中贴片机的吸嘴拾取，其管脚形状适合SMT焊接。通常上表面为平面或者圆形面。
所述的印刷电路板为需要焊接大量发光二极管、光电二极管或光电三极管的电路设计。常见的应用为基于红外原理的触摸屏收发电路。
所述的SMT技术，贴片机拾取贴片。
以PQLabs PQ1013型号发射板为例，简要说明本发明的工艺方法。
首先，通过锡膏印刷机，在印刷电路板上印刷高温锡膏，再通过高速贴片机，贴电阻，电容，电感，三极管，排阻，再通过中速贴片机，贴芯片，连接器。最后经过高温回流炉。
再更换产线，或在此产线上，将炉温降到适合低温回流。先在印刷电路板上贴上双面胶，再印刷低温锡膏，再将双面胶的另一层膜撕掉。再通过中速贴片机，以每小时4500颗的速度贴片，将发光二极管贴到印刷电路板上。再通过目检，确认贴片质量，最后经过低温回流炉。

Claims (8)

1.一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、印刷电路板正面印刷高温锡膏；
b、将普通元器件贴装在印刷电路板正面；
c、将贴装好普通元器件的印刷电路板放入高温回流焊炉中进行焊接；
d、在印刷电路板反面贴双面胶；
e、印刷电路板反面印刷低温锡膏；
f、去除双面胶隔离膜；
g、将光电器件贴装在印刷电路板反面的双面胶上；
h、将贴装好光电器件的印刷电路板放入低温回流焊炉中进行焊接；
所述的光电器件包括发光二极管、光电二极管或光电三极管；
所述的发光二极管为普通环氧树脂封装，包括红外发光二极管和可见光发光二极管；所述的光电二极管、光电三极管均为普通环氧树脂封装，其中光电二极管包括红外光电二极管和可见光光电二极管；所述的光电三极管包括红外光电三极管和可见光光电三极管。
2.根据权利要求1所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的高温锡膏为熔点高于180℃的焊锡膏。
3.根据权利要求2所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的高温锡膏包括无铅锡膏和有铅锡膏，无铅锡膏为熔点为217度-227度的Sn-Ag-Cu(锡/银/铜)合金焊锡膏，有铅锡膏为熔点为183度的Sn-Pb(锡/铅)合金焊锡膏。
4.根据权利要求1所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的普通元器件包括电阻、电容、电感、二极管、集成芯片、晶振、连接器、按键和插座，所述的普通元器件通过SMT技术贴装在印刷电路板正面。
5.根据权利要求1所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的高温回流焊炉的最高温度为220℃至280℃。
6.根据权利要求1所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的低温锡膏为熔点低于160摄氏度的焊锡膏。
7.根据权利要求6所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的低温锡膏为熔点为138摄氏度的锡铋合金焊锡膏。
8.根据权利要求1所述的一种大规模阵列式光电收发传感器的制作方法，其特征在于，所述的光电器件上表面为平面或圆形面。
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