CN106304684A - 一种选择焊载具及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选择焊载具及其焊接方法，所述焊接方法包括：调整选择焊机器状态及焊接参数，将焊接板放入选择焊机器；喷涂助焊剂；进入预热区，对焊接板底部进行预热；进入焊接区，开启焊接班顶部的热风预热装置进行热风预热；同时对透锡困难点进行预热；预热完毕，开始焊接；焊接喷头在焊点之间匀速移动，依次到达焊接点并进行焊接。进行焊接质量检查，如果不合格，则回到步骤1，重新调整焊接参数；如果合格，则进行批量生产。本发明所述的方法可以有效达到100％透锡，不仅判断标准简单明了，且超出行业标准，使焊点可靠性更高，具有质量保证。

Description

一种选择焊载具及其焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术，具体涉及一种选择焊载具及其焊接方法。

背景技术

现有的选择焊技术包括波峰焊或者手工焊。波峰焊的缺点是，有其他器件干扰，适用面低。手工焊的缺点是无法达到很多焊接要求，如在2.0mm厚度以上且内部设计有大面积接地层的基板，手工焊几乎无法完成。在行业标准中，3级电子产品要求透锡75％，但是是否达到此75％的透锡的标准，测量困难，难以检验，经常会对此标准的评价产生争议。并且由于板材接地层的影响，导致达到透锡75％的要求更是难上加难。

另外，对军用产品而言，军用产品大多都是3级电子产品的焊接要求，且小批量多品种，产品结构较复杂，手工焊无法满足焊接要求，且波峰焊不适用，这是由于其电源板厚度大，又大多为插件，由于使用时电流大，对于器件的降噪、散热要求较高，导致印制板设计过程中必须注重印制板的散热性能和过电流能力，目前降噪散热方法为，在信号层与电源层之间均要使用大面积接地铺铜，印制板散热性能的提高，导致焊接可制造性的难度大大增加，日常生产中焊接设备(如电烙铁)就难以满足透锡75％要求。

另外，在现有技术中，选择焊载具调节功能较弱，载具利用不足，一次只能装一块印刷板，假设需要焊接100块印刷板，则需要进行100次的上料下料过程，机器的预热光管需要打开100次，关闭100次，相应的预热时间也要乘以100次，加速了预热光管的老化。

且现有的有载具一般针对专一型号产品，通用性低，由于电路板种类繁多，不同电路板之间的尺寸、结构形式、元器件布局差异甚大，各专用托盘之间一般无法通用。而专用载具成本高，一方面，由于每一专用托盘只适用一种电路板，则用于托盘的制造成本会很高。另一方面维护管理专用托盘数量较多，使用率又低，会给生产现场的管理带来许多问题，托盘的使用、周转、维护、存储，都需要花费人力，占用紧张的生产空间，都会造成生产管理成本增高。现有技术中也有万能载具，但是其较笨重，使用率不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种选择焊载具及其焊接方法。

本发明的技术方案如下：

一种选择焊载具，包括框体；所述框体上设置有轨道；还包括可沿轨道滑动的调节杆；所述调节杆和框体边缘设置有多个固定孔；还包括多个固定托盘，固定于固定孔之上；待焊接印刷版放置于调节杆和框体边缘之间的固定托盘之上并固定。

一种选择焊焊接方法，包括以下步骤：

步骤1、调整选择焊机器状态及焊接参数，将焊接板放入选择焊机器；

步骤2、喷涂助焊剂；

步骤3、进入预热区，对焊接板底部进行预热；

步骤4、进入焊接区，开启焊接班顶部的热风预热装置进行热风预热；同时对透锡困难点进行预热；透锡困难点指焊点接地，散热较快，导致透锡困难的点；

步骤5、预热完毕，开始焊接；焊接喷头在焊点之间匀速移动，依次到达焊接点并进行焊接。

步骤6，进行焊接质量检查，如果不合格，则回到步骤1，重新调整焊接参数；如果合格，则进行批量生产。

其进一步的技术方案为，所述步骤3使用阶梯升温式预热方式，即，将前预热阶段分为多个阶段，每个阶段的预热时间与预热功率不同；后一个阶段的预热功率大于其前一个阶段的预热功率。

其进一步的技术方案为，在所述前预热阶段分为三个阶段；第一阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的60％；第二阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的75％；第三阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的90％；

其进一步的技术方案为，在所述步骤4中，将焊接喷头抬高至距板面6.5mm的高度，对透锡困难点进行预热。

其进一步的技术方案为，在所述步骤4中，透锡困难点预热时间为10s～20s。

其进一步的技术方案为，在所述步骤4中，热风预热温度为160℃。

其进一步的技术方案为，所述步骤5中，焊接温度为275℃～300℃。

其进一步的技术方案为，所述步骤5中，焊接时间为2s～4s。

其进一步的技术方案为，所述助焊剂的型号为αALPHA OM-338；助焊剂的喷涂量为最大喷涂量的90％。

本发明的有益技术效果是：

本发明所述的载具除了可以适应产品的不同尺寸外，还可以实现待焊接板的拼板功能，提升了整个载具的有效面积，一个载具可以同时固定多块印制板，降低上料下料的频率，提高生产效率。

本发明所述的方法可以有效达到100％透锡，不仅判断标准简单明了，且超出行业标准，使焊点可靠性更高，具有质量保证。

附图说明

图1是载具的示意图。

图2是选择焊焊接方法的流程图。

具体实施方式

图1是载具的示意图，如图1所示，载具包括框体1，框体1为长方形，在框体1的两个对边上设置有互相平行的轨道2。还包括可沿轨道2滑动的调节杆3。调节杆3和与其相对的框体1的边缘均设置有多个固定孔4。固定孔4之上根据需要，如根据印刷版的大小、个数等，设置有多个固定托盘5。待焊接印刷版放置于调节杆3和框体1的边缘之间的固定托盘5之上，并固定。

在本实施例中，载具满足：

1、外框尺寸≤550*410mm，在范围内越大越好；

2、内框尺寸≥277*203mm，在范围内越大越好；

3、固定端子可调节。

4、框架不能轻易磨损且承受250℃热冲击次数大于20万次。

上述外框尺寸和内框尺寸的确定是根据PCB印刷版的大小确定，

选择性波峰焊轨道距离范围为60～410mm，三个功能模块最短长度为550mm，所以托架的外框尺寸要求≤550*410mm。

另外，PCB印刷版的尺寸，90％在277*203mm一下，所以为了要覆盖90％以上的PCB，托架的内框尺寸要求≥277*203mm

图2是选择焊焊接方法的流程图。

本发明使用使用设备型号为ersa VERSAFLOW3的选择焊设备进行焊接。

步骤1、调整选择焊机器状态及焊接参数，将焊接板放入选择焊机器。此步骤具体为：

1)领料；2)焊接程序编辑，设定焊接位置及焊接参数；并同时安放插件；3)插件引脚定位；4)判断是否可以走轨道，如果不可以，则使用上文所述万能载具固定待焊接板，之后进入下一步；如果可以，则直接进入下一步；5)调取焊接程序。

步骤2、喷涂助焊剂。助焊剂优选型号为αALPHA OM-338的助焊剂。助焊剂的喷涂量可以为最大喷涂量的90％。此处的90％仅为波峰焊的一个参数设置，此数值的百分比设置越高，此设备的助焊剂的喷涂量就越大，也就是相同的时间可以喷出更多的助焊剂，如果设置为100％，即是以设备可开启的最大的助焊剂喷涂量进行喷涂。

步骤3、进入预热区，对焊接板底部进行预热；即进行前预热过程，前预热使用阶梯升温式预热，即，将前预热阶段分为多个阶段，每个阶段的预热时间与预热功率不同；后一个阶段的预热功率大于其前一个阶段的预热功率。

在本实施例中，使用以下的前预热过程：前预热阶段分为三个阶段；第一阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的60％；第二阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的75％；第三阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的90％。

步骤4、进入焊接区，开启焊接班顶部的热风预热装置进行热风预热；同时对透锡困难点进行预热，透锡困难点指焊点大面积接地，散热较快，导致透锡困难的点，所以要对其进行预热。透锡困难点预热时间为10S～20S；热风预热温度为160℃。

步骤5、预热完毕，开始焊接；焊接温度为275℃～300℃。焊接喷头在焊点之间匀速移动，依次到达焊接点并进行焊接，单次焊接时间为2S～4S。

步骤6，进行焊接质量检查，如果不合格，则回到步骤1，重新调整焊接参数；如果合格，则进行批量生产。

针对透锡困难的引脚，在前预热过程结束后，将焊接喷头抬高至距板面6.5mm的高度，对透锡困难点进行预热，同时对待焊接产品进行热风预热；当透锡困难点预热完毕后，移动焊接喷头，开始焊接。

以下用五个实施例来说明本发明所述的方法：

实施例1、

依次进行如下步骤：

步骤1、调整选择焊机器状态及焊接参数，将焊接板放入选择焊机器；其中焊接参数为：

助焊剂喷涂量为90％；

前预热阶段分为三个阶段；第一阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的60％；第二阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的75％；第三阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的90％。

透锡困难点预热时间为20S；焊接喷头距离板面高度为6.5mm；

热风预热温度设置温度为160℃(实际板面温度约120℃)；

热风预热时间与焊接时间一致；焊接时间为2S；焊接温度为300℃；焊接喷头移动速度为4mm/s。

步骤2、喷涂助焊剂；

步骤3、进入预热区，对焊接板底部进行预热；

步骤4、进入焊接区，开启焊接班顶部的热风预热装置进行热风预热；同时对透锡困难点进行预热；

步骤5、预热完毕，开始焊接；焊接喷头在焊点之间匀速移动，依次到达焊接点并进行焊接。

步骤6，进行焊接质量检查，如果不合格，则回到步骤1，重新调整焊接参数；如果合格，则进行批量生产。

实验证明，在上述焊接参数下可以达到所有焊点透锡100％的要求，但焊接产品出现了阻焊层脱落的现象，且有铅焊接的焊接温度应在260～285℃之间，以上焊接参数具有参考价值，可以在此参数上进行进一步的优化。

实施例2、

将实施例1中的焊接参数中的焊接温度降低至285℃，其他参数与步骤不变。

实验证明，在此焊接参数下，可以达到所有焊点透锡100％的要求。结论，其他焊接参数不变的情况下，焊接温度可以适当降低。

实施例3、

将实施例1中的焊接参数中的焊接温度降低至285℃，透锡困难点预热时间降低至10S，其他参数与步骤不变。

实验证明，在此焊接参数下，可以达到所有焊点透锡100％的要求。

结论，在其他焊接参数不变的情况下，焊头预热时间可以适当缩短。

实施例4、

将实施例1中的焊接参数中的焊接温度降低至280℃，透锡困难点预热时间降低至10S，其他参数与步骤不变。

实验证明，在此焊接参数下，无法达到所有焊点透锡100％的要求。

此时若调整焊接时间，将焊接时间延长至为4S，发现可以达到所有焊点透锡100％的要求。

结论，在其他焊接参数不变的情况下，在焊接温度降低后可以通过适当延长单点焊接时间以达到焊接要求。

实施例5、

将实施例1中的焊接参数中的焊接温度降低至275℃，透锡困难点预热时间降低至10S，单点焊接时间调整为4S，其他参数与步骤不变。

实验证明，在此焊接参数下，无法达到所有焊点透锡100％的要求。

此时若调整单点焊接时间，将焊接时间延长至为6s，发现可以达到所有焊点透锡100％的要求。

结论，在其他焊接参数不变的情况下，进一步降低焊接温度后可以通过适当延长单点焊接时间以达到焊接要求，但是，在此参数下虽然可以达到焊接要求，但单点焊接时间过长，一般情况下，单点焊接时间不宜超过4秒。

综上，参考性的优选的焊接参数为：助焊剂喷涂量为90％；前预热阶段，阶梯预热的参数为：第一阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的60％；第二阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的75％；第三阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的90％；焊接时间为4S；透锡困难点预热时间为10S,焊头距离板面高度为6.5mm；上部热风预热设置温度为160℃，上部预热时间与焊接时间一致；焊接温度为280℃；焊头移动速度为4mm/s。在上述焊接参数下可以达到所有焊点透锡100％的要求，且无其他不良状况，如阻焊层脱落等。

也可根据实际需要对焊接参数进行进一步的调整。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种选择焊载具，其特征在于，包括框体；所述框体上设置有轨道；还包括可沿轨道滑动的调节杆；所述调节杆和框体边缘设置有多个固定孔；还包括多个固定托盘，固定于固定孔之上；待焊接印刷版放置于调节杆和框体边缘之间的固定托盘之上并固定。

2.一种选择焊焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、调整选择焊机器状态及焊接参数，将焊接板放入选择焊机器；

步骤2、喷涂助焊剂；

步骤3、进入预热区，对焊接板底部进行预热；

步骤4、进入焊接区，开启焊接班顶部的热风预热装置进行热风预热；同时对透锡困难点进行预热；透锡困难点指焊点接地，散热较快，导致透锡困难的点；

步骤5、预热完毕，开始焊接；焊接喷头在焊点之间匀速移动，依次到达焊接点并进行焊接。

步骤6，进行焊接质量检查，如果不合格，则回到步骤1，重新调整焊接参数；如果合格，则进行批量生产。

3.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，所述步骤3使用阶梯升温式预热方式，即，将前预热阶段分为多个阶段，每个阶段的预热时间与预热功率不同；后一个阶段的预热功率大于其前一个阶段的预热功率。

4.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，在所述前预热阶段分为三个阶段；第一阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的60％；第二阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的75％；第三阶段预热时间为20S，预热功率为总功率的90％。

5.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，在所述步骤4中，将焊接喷头抬高至距板面6.5mm的高度，对透锡困难点进行预热。

6.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，在所述步骤4中，透锡困难点预热时间为10s～20s。

7.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，在所述步骤4中，热风预热温度为160℃。

8.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，所述步骤5中， 焊接温度为275℃～300℃。

9.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，所述步骤5中，焊接时间为2s～4s。

10.如权利要求2所述的选择焊焊接方法，其特征在于，所述助焊剂的型号为αALPHAOM-338；助焊剂的喷涂量为最大喷涂量的90％。