CN106686909A - 电子电路表面组装的方法、设备及电路板、电子设备 - Google Patents

电子电路表面组装的方法、设备及电路板、电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子电路表面组装的方法、设备及电路板、电子设备，所述方法包括：低温锡膏印刷步骤：采用熔点为135‑140℃的锡膏以100‑120mm/s的速度进行印刷；回流焊接步骤：在焊接过程中，采用的最高温度为175℃至185℃之间的任一温度值。本发明还公开了实现上述方法的设备及利用上述方法制备出的电路板、电子设备。本发明的方法所使用的焊接温度最高只有175‑185℃，比传统方法降低了70度左右，显著降低了回流焊炉的电力消耗和温室气体的排放，同时温度的降低也使电路板的弯曲度率降低了45‑50％，进一步提高了元器件的焊接强度。

Description

电子电路表面组装的方法、设备及电路板、电子设备
技术领域
本发明涉及电子元件生产技术领域，尤其涉及一种电子电路表面组装的方法、设备及电路板、电子设备。
背景技术
目前,电子电路表面组装技术(SMT)领域中使用的锡膏一般是SAC305等由锡、银、铜等金属元素组成的熔点在217℃-219℃间的锡膏，因此在焊接过程中，回流焊炉的最高炉温要求达到245℃左右，导致电力的消耗和温室气体的排放量比较高，同时过高的炉温对电路板弯曲也有一定的不良影响，因此会降低元器件焊接的可靠性。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供一种电子电路表面组装的方法，所述方法包括：低温锡膏印刷步骤：采用熔点为135-140℃的锡膏以100-120mm/s的速度进行印刷；回流焊接步骤：在焊接过程中，采用的最高温度为175℃至185℃之间的任一温度值。
进一步地，所述方法还包括低温锡膏印刷步骤后进行的锡膏规格检测步骤：检测锡膏的体积是否为预设体积的70-170％；当锡膏的体积在预设体积的70-170％内时，进行回流焊接步骤，当锡膏体积不在此范围内时，进行洗板重新印刷。
进一步地，所述回流焊接步骤的焊接过程包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；其中，回焊阶段的最高温度设定为180℃。
进一步地，所述回流焊接步骤的焊接过程中，四个阶段中各阶段的实际温度与设定温度相差不超过6℃，以保证焊接质量。
进一步地，所述锡膏的成分包括锡、铋等金属。
进一步地，所述方法还包括胶水填充步骤：在固化温度为120-130℃的条件下，使用固化胶水对元器件的底部进行填充，以增加焊接强度。
本发明实施例还提供一种电子电路表面组装的设备，其配置为：基于上述方法进行电子电路表面组装，所述设备包括低温锡膏印刷装置和回流焊设备，其中：所述低温锡膏印刷装置基于所述低温锡膏印刷步骤进行印刷；所述回流焊设备基于所述回流焊接步骤进行焊接。
本发明实施例还提供一种电路板，该电路板根据上述方法制备。
另外，本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述电路板，该电子设备可以为笔记本电脑、手机等。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
1、选取由锡、铋等金属元素组成的熔点在135℃-140℃之间的合金锡膏原材，并针对其特性设定最优化的制程参数，使其焊接温度最高只有175-185℃，比传统方法降低了70度左右，显著降低了回流焊炉的电力消耗和温室气体的排放。
2、本发明实施例的方法使用的焊接温度与传统方法相比有大幅度降低，该温度的降低使电路板的弯曲度率降低了45-50％，进一步提高了元器件的焊接强度。
3、利用本发明实施例的方法进行电子电路表面组装可以降低能耗，因此显著降低电路板的生产成本。
附图说明
图1为本发明的实施例的电子电路表面组装的方法的流程图；
图2为本发明的实施例的电子电路表面组装设备的结构示意图；
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作详细说明。
电子电路表面组装技术(SMT)，是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(也称片状元器件)安装在印制电路板(PCB)的表面或其它基板的表面上，通过焊接方法加以焊接组装的电路装连技术。
SMT通常包括印刷、贴片、焊接等主要过程。其中，印刷过程主要采用锡膏印刷，将锡膏涂布在电路板上；现有生产中使用的锡膏一般是SAC305等由锡、银、铜等金属元素组成的熔点在217℃-219℃间的锡膏，因此在后续的焊接过程中，回流焊炉的最高炉温要求达到245℃左右，导致电力的消耗和温室气体的排放量比较高，同时过高的炉温对电路板弯曲也有一定的不良影响，会降低元器件焊接的可靠性。
因此，本发明实施例提供一种电子电路表面组装的方法，在印刷过程中采用低温锡膏印刷方法，即选取由锡、铋等金属元素组成的熔点在135℃-140℃之间的低熔点合金锡膏原材(该熔点显著低于常规使用的锡膏熔点)，并针对其特性设定最优化的制程参数，使其后续焊接过程中的焊接温度最高只有175-185℃，因此显著降低回流焊炉的电力消耗和温室气体的排放，并进一步提高了元器件的焊接强度。
在印刷过程中，锡膏的选择和印刷所采用的工艺参数是达到希望的印刷品质的关键。本发明实施例突破常规，选用主要由锡、铋等金属元素组成的熔点在135℃-140℃之间的合金锡膏原材，将印刷速度设定为100-120mm/s，在后续的焊接工艺中，所采用的最高温度仅仅为175-185℃。具体操作过程如图1所示，具体实施方式如下：
实施例1
采用熔点为137℃的主要由锡、铋等金属元素组成锡膏以100mm/s的速度进行印刷，印刷后对锡膏的规格进行检测，设定印刷锡膏的标准体积为100m3，当检测到实际印刷后锡膏的体积在70-170m3的情况下，进行后续的贴片操作，即贴装元器件；然后进行焊接，本实施例采用回流焊炉进行焊接，利用融化的锡膏将元器件与PCB板焊接在一起；焊接过程的温度变化包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；其中，回焊阶段的最高温度为180℃。焊接后进行品质检测。若在前面的步骤中，实际印刷后锡膏的体积不满足规格，则进行洗板重新印刷，满足后再进行后续操作。
实施例2
采用熔点为138℃的主要由锡、铋等金属元素组成锡膏以110mm/s的速度进行印刷，印刷后对锡膏的规格进行检测，设定印刷锡膏的标准体积为100m3，当检测到实际印刷后锡膏的体积在70-170m3的情况下，进行后续的贴片操作，即贴装元器件；然后进行焊接，本实施例采用回流焊炉进行焊接，利用融化的锡膏将元器件与PCB板焊接在一起；焊接过程的温度变化包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；，回焊阶段的最高温度为185℃。焊接后进行底部胶水填充过程，使元器件的焊接更加牢固，胶水填充过程中胶水的固化温度选择为120℃；最后对成品进行品质检测。若在前面的步骤中，实际印刷后锡膏的体积不满足规格，则进行洗板重新印刷，满足后再进行后续操作。
实施例3
采用熔点为138℃的主要由锡、铋等金属元素组成锡膏以115mm/s的速度进行印刷，印刷后对锡膏的规格进行检测，设定印刷锡膏的标准体积为100m3，当检测到实际印刷后锡膏的体积在70-170m3的情况下，进行后续的贴片操作，即贴装元器件；然后进行焊接，本实施例采用回流焊炉进行焊接，利用融化的锡膏将元器件与PCB板焊接在一起；焊接过程的温度变化包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；其中，回焊阶段的最高温度为178℃。焊接后进行底部胶水填充过程，使元器件的焊接更加牢固，胶水填充过程中胶水的固化温度选择为125℃；最后对成品进行品质检测。若在前面的步骤中，实际印刷后锡膏的体积不满足规格，则进行洗板重新印刷，满足后再进行后续操作。
实施例4
采用熔点为138℃的主要由锡、铋等金属元素组成锡膏以120mm/s的速度进行印刷，印刷后对锡膏的规格进行检测，设定印刷锡膏的标准体积为100m3，当检测到实际印刷后锡膏的体积在70-170m3的情况下，进行后续的贴片操作，即贴装元器件；然后进行焊接，本实施例采用回流焊炉进行焊接，利用融化的锡膏将元器件与PCB板焊接在一起；焊接过程的温度变化包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；其中，回焊阶段的最高温度为177℃。焊接后进行底部胶水填充过程，使元器件的焊接更加牢固，胶水填充过程中胶水的固化温度选择为120℃；最后对成品进行品质检测。若在前面的步骤中，实际印刷后锡膏的体积不满足规格，则进行洗板重新印刷，满足后再进行后续操作。
实施例5
采用熔点为135℃的主要由锡、铋等金属元素组成锡膏以120mm/s的速度进行印刷，印刷后对锡膏的规格进行检测，设定印刷锡膏的标准体积为100m3，当检测到实际印刷后锡膏的体积在70-170m3的情况下，进行后续的贴片操作，即贴装元器件；然后进行焊接，本实施例采用回流焊炉进行焊接，利用融化的锡膏将元器件与PCB板焊接在一起；焊接过程的温度变化包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；其中回焊阶段的最高温度为179℃。焊接后进行底部胶水填充过程，使元器件的焊接更加牢固，胶水填充过程中胶水的固化温度选择为120℃；最后对成品进行品质检测。若在前面的步骤中，实际印刷后锡膏的体积不满足规格，则进行洗板重新印刷，满足后再进行后续操作。
需要说明的是，在上述实施方式中，没有提及的参数设定为本领域通常使用值。
通过上述实施方式实现本发明实施例的电子电路表面组装的方法，利用低熔点锡膏进行印刷，在后续的焊接过程中，焊接温度最高只有175-185℃，比传统方法降低了70度左右，解决了电路板制造过程中的高热量、高耗能问题，显著降低了回流焊炉的电力消耗，因此显著降低电路板的生产成本；另外，温度的降低有效加少了温室气体的排放，以电脑生产为例，实验数据表明，一台电脑每年可制造约0.1吨二氧化碳，如果在8条SMT生产线路上实施本发明的电子电路表面组装的方法，可减少35％的碳排放量；同时，温度的降低使电路板的弯曲度率降低了45-50％，进一步提高了元器件的焊接强度。
本发明实施例提供的一种电子电路表面组装的设备，如图2所示，能够基于上述方法进行电子电路表面组装，该设备包括低温锡膏印刷装置和回流焊设备，其中：低温锡膏印刷装置基于上述低温锡膏印刷步骤进行印刷；回流焊设备基于上述回流焊接步骤进行焊接，并且在焊接过程中，能够保证焊接各阶段的实际温度与设定温度不超过6℃，以保证焊接质量。
利用本发明实施例的方法制备出的电路板焊接强度高，可以应用于电脑、手机等电子设备中。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.电子电路表面组装的方法，其特征在于，所述方法包括：
低温锡膏印刷步骤：采用熔点为135-140℃的锡膏以100-120mm/s的速度进行印刷；
回流焊接步骤：在焊接过程中，采用的最高温度为175℃至185℃之间的任一温度值。
2.如权利要求1所述的电子电路表面组装的方法，其特征在于，还包括
所述低温锡膏印刷步骤后进行的锡膏规格检测步骤：检测锡膏的体积是否为预设体积的70-170％；
若是，进行所述回流焊接步骤；
若否，进行洗板重新印刷。
3.如权利要求1所述的电子电路表面组装的方法，其特征在于，所述回流焊接步骤进一步包括：
所述回流焊接步骤的焊接过程包括预热阶段、恒温阶段、回焊阶段、冷却阶段；其中，回焊阶段的最高温度设定为180℃。
4.如权利要求3所述的电子电路表面组装的方法，其特征在于，所述回流焊接步骤的焊接过程中，各阶段的实际温度与设定温度相差不超过6℃。
5.如权利要求1所述的电子电路表面组装的方法，其特征在于，所述锡膏的成分包括锡、铋。
6.如权利要求1所述的电子电路表面组装的方法，其特征在于，还包括：
胶水填充步骤：在固化温度为120-130℃的条件下，使用固化胶水对元器件的底部进行填充。
7.电子电路表面组装的设备，其特征在于，其配置为：基于如权利要求1至6的方法进行电子电路表面组装，所述设备包括低温锡膏印刷装置和回流焊设备，其中：
所述低温锡膏印刷装置基于所述低温锡膏印刷步骤进行印刷；
所述回流焊设备基于所述回流焊接步骤进行焊接。
8.电路板，其特征在于，根据所述权利要求1至6的方法制备。
9.电子设备，其特征在于，包括根据权利要求8所述的电路板。
10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括笔记本电脑、手机。
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