CN110091022A - 微带电路模盒的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种微带电路模盒的焊接方法，旨在提供一种钎透率及成品率高、通用性高和操作简单的一种微带电路模盒的焊接方法。本发明通过下述技术方案实现：制备一个固定在安装支架侧板上的焊接基板的多点柔性压持工装，并且在所述焊接基板上开设与微带电路板形状相匹配的螺纹孔及阵列其上的弹性柱，从而组成多点柔性压持组件；在模盒焊接面上用高温胶带固定测试点数≥4的热电偶，将该模盒和多点柔性压持组件分别装入安装支架，放入预置温度的回流焊接炉中；将印刷好锡膏的微带电路板定位在模盒的焊接面上，通过弹性柱多点柔性压持在模盒的焊接面上，根据焊接温度曲线参数，预热、保温、助焊剂活化和焊接的温度及时间要求，对微带电路板进行焊接。

Description

微带电路模盒的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种微带电路模盒的焊接方法，尤其是适用于大面积微带电路板与镀镍模盒的多点柔性压持焊接的方法。模盒是指用于焊接大面积微带电路板的模块化盒体，它同时是微波模块和射频模块电路的安装载体。
背景技术
目前，飞速发展的微电子技术和不断缩小的器件尺寸，使得器件可靠性受到越来越严重的影响，大面积微带电路板在壳体上的焊接是模块接地散热的重要环节，微带电路板与模盒焊接层的空洞率对微带电路板性能和可靠性有着直接影响。在焊接过程中，由于助焊剂残留、界面氧化、焊料不足、工装设计不当等原因产生的空洞(尤其是大空洞)会形成各种阻抗，导致接地状况不佳，电路串扰、插入损耗，引入附加电容等，严重时形成电路振荡，同时对微带电路的散热存在较大影响。目前生产线采用锡膏印刷机印刷锡膏焊接，具体方法为按微带电路外形制作锡膏印刷网板，在锡膏印刷机上将锡膏印刷于微带电板被焊层上，将印刷好锡膏的微带电路板反转正面朝上后，小心放入壳体相应的位置。将相应的压块或压条压到介质板，用螺钉盖上盖板，继而进行加热焊接。通过X-RAY检测发现采用压板平压焊接的产品空洞率较高，且有较多大气泡。该方法对平板及模盒焊接面的几何精度要求高，且平板易破坏从微带电路板通气孔进入微带电路板上层熔融焊料的表面张力，当微带电路板焊接面与模盒焊接面对钎料润湿性差异较大时，熔融钎料将向微带电路板的上层铺展，导致焊接面钎透率降低，甚至产品报废。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种钎透率及成品率高、焊接效率高、通用性高和操作简单的一种微带电路模盒的焊接方法，尤其是适用于大面积微带电路板焊接于镀镍模盒的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种微带电路模盒的焊接方法，具有如下技术特征：制备一个固定在安装支架3侧板上的焊接基板4的多点柔性压持工装，并且在所述焊接基板4上开设有与微带电路板2形状相匹配的螺纹孔及阵列其上的弹性柱5，从而组成多点柔性压持组件；在模盒1焊接面上用高温胶带固定测试点数≥4的热电偶，将该模盒 1和多点柔性压持组件分别装入安装支架3，放入预置温度的回流焊接炉中，进行焊接温度曲线测试；将印刷好锡膏的微带电路板2定位在模盒1的焊接面上，通过弹性柱5多点柔性压持在模盒1的焊接面上，保证微带电路板2焊接面与模盒1焊接面紧密贴合，将所述工装放入回流焊接炉内，根据焊接温度曲线参数，预热、保温、助焊剂活化和焊接的温度及时间要求，对所述微带电路板2进行焊接。
本发明的有益技术效果是：
钎透率及成品率高。本发明采用多点柔性压持工装压持大面积微带电路板于镀镍模盒进行焊接，降低了对镀金微带电路板与镀镍模盒焊接面的几何精度要求，降低了零、部件加工成本；焊前在所述模盒1焊接面上用高温胶带固定测试点数≥4的热电偶，进行焊接温度曲线测试，测试后的焊接温度曲线固化在回流焊接炉中，保证了各阶段焊接温度的均匀性及精确控制；以模盒1焊接面为基准，采用所述多点柔性压持组件压持微带电路板2，保证微带电路板2 焊接面与模盒焊接面快速准确定位、贴合，将所述工装放入回流焊接炉内，多点柔性压持微带电路板2不破坏从排气孔渗到上层的熔融钎料的表面张力，保证了焊接层有充足的熔融钎料，使焊料在被焊层间充分润湿，铺展性优秀，几乎与原尺寸无差别，大幅提高产品的钎透率，保证了微带电路板大面积接地的焊接可靠性和一致性，使产品一次焊接成品率超过97％，所述方法焊接产品具有二次维修性，可进一步提高产品成品率。
焊接效率高。本发明采用多点柔性压持工装压持大面积微带电路板于镀镍模盒进行焊接，可实现模盒1焊前装配的快速、准确定位，通过一次调整多点柔性压持组件即可用于批量生产，效率高。
通用性高。本发明采用在所述焊接基板4上开设有与微带电路板2形状相匹配的螺纹孔及阵列其上的弹性柱5，重复性好，对于减少空洞率、提高工艺稳定性等方面有很大帮助，并可快速实现多点柔性压持工装上各弹性柱5的压力调整。弹性柱5的弹性光杆行程较大，可适应对不同厚度微带电路板2的压持；弹性柱5可根据不同微带电路板2的形状布置在焊接基板4上，通用性高。
操作简单。本发明以模盒焊接面为基准，将所述弹性柱5球头面调整至接触焊接基准面即可，方便快捷；焊接前，只需安装所述紧固螺钉6，即可通过所述焊接基板4与弹性柱5的组合体将微带电路板2准确定位压持于模盒1的焊接面上；焊接后，只需将所述紧固螺钉6拆卸后，即可移除所述焊接基板4与弹性柱5的组合体，取出所述微带电路板2和所述模盒1的焊接组件。
本发明采用多点柔性压持微带电路板，保证了微带电路板焊接面与模盒焊接面的充分接触，降低了对模盒的平面度要求；等间距多点柔性压持不会破坏从微带电路板排气孔析出的熔融液态焊料的表面张力，可有效避免其在微带电路板上表面铺展，从而使焊接后的组件具有返修特性，进一步提高成品率；可控的多点弹性压持，保证了熔融液态焊料在焊接面间充分铺展，有利于焊接面间形成金属化合物。该发明操作简单、快捷、钎透率及成品率高，适合于流水线批量生产，尤其适用于对钎料润湿性差异较大的金属层间的焊接。
附图说明
图1为本发明微带电路板、模盒及其多点柔性压持工装的分解示意图。
图2是焊前温度测试装配示意图。
图3是图1多点柔性压持组件的构造示意图。
图4是一种微带电路板装入模盒的分解示意图。
图中：1模盒，2微带电路板，3安装支架，4焊接基板，5弹性柱，6紧固螺钉。
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定的本发明范围。
具体实施方式
参阅图1-图4。根据本发明，制备一个固定在安装支架3侧板上的焊接基板4的多点柔性压持工装，并且在所述焊接基板4上开设有与微带电路板2形状相匹配的螺纹孔及阵列其上的弹性柱5，从而组成多点柔性压持组件；在模盒1焊接面上用高温胶带固定测试点数≥4的热电偶，将该模盒1和多点柔性压持组件分别装入安装支架3，放入预置温度的回流焊接炉中，进行焊接温度曲线测试；将印刷好锡膏的微带电路板2定位在模盒1的焊接面上，通过弹性柱5多点柔性压持在模盒1的焊接面上，保证微带电路板2焊接面与模盒1焊接面紧密贴合，将所述工装放入回流焊接炉内，根据焊接温度曲线参数，预热、保温、助焊剂活化和焊接的温度及时间要求，对所述微带电路板2进行焊接。
焊接基板4作为弹性柱5的安装载体，按一定的间距要求布置多个螺纹孔，将微带电路板2快速准确地多点压持在模盒1的焊接面上。
安装支架3的内腔尺寸与模盒1外框尺寸相匹配。焊接基板4上制有矩形镂空减轻孔及散热孔，四周边沿开设有紧固螺钉孔，通过紧固螺钉6固定于安装支架3上。各弹性柱 5装入焊接基板4阵列螺纹孔中，组成多点柔性压持组件。
安装支架3为镂空铝合金螺装结构，具有优良的热传导性能。安装支架3开设有模盒1快速定位装夹结构，实现模盒1的快速、准确定位。
焊接基板4开设的弹性柱5螺纹孔布局与微带电路板形状相匹配，以保证多点柔性压持的微带电路板2焊接面与模盒1焊接面紧密贴合。
本实施例的弹性柱5为外螺纹结构，外螺纹为可有效防止螺纹松动的细牙螺纹。
弹性柱5顶部开设有内六角孔，可用内六角扳手使弹性柱5在焊接基板4的螺纹孔中旋入旋出。
弹性柱5的筒体内置有刚度较小的压缩弹簧。弹性柱5底部弹性光杆为球头状，可有效避免压持点对微带电路板2的损伤。弹性柱5光杆可沿轴向伸缩，长度大于装配后微带电路板2到焊接基板4上端面的距离。弹性柱5的弹性光杆行程较大，可适应对不同厚度微带电路板2的压持。
将模盒1装入安装支架3，再装入多点柔性压持组件，以模盒1焊接面为基准，调整各弹性柱5的伸出量，使其底部球头接触模盒1焊接面。
将热电偶用高温胶带固定在模盒1焊接面上，再将多点柔性压持组件固定于安装支架3，进行炉温曲线测试，测试完成后，对微带电路板2及模盒1进行清洗，保证微带电路板2及模盒焊接面1洁净及干燥，并在微带电路板2的焊接面上印刷锡膏，锡膏厚度为0.10mm～0.12mm。将印刷好锡膏的微带电路板2放入模盒1焊接面上，将模盒1装入安装支架3，在焊接基板4紧固螺钉通孔底面加装调整垫片，再用紧固螺钉6将多点柔性压持组件固定于安装支架3，实现弹性柱5对微带电路板2的多点柔性压持，完成微带电路板2与模盒1的焊接组件的装配。将组件放入回流焊接炉，最终使其满足焊接时预热、保温、助焊剂活化和焊接的温度及时间要求。
将焊接组件放入回流焊接炉进行焊接，分四个阶段进行，即预热、保温、助焊剂活化和焊接。预热由室温20℃升至100℃，时间为0s～120s；保温处理温度为100℃～155℃，时间为120s～210s；助焊剂活化温度为155℃～175℃，时间为210s～230s；焊接峰值温度为221℃，焊接时间为230s～245s，完成微带电路板2与模盒1的焊接。
焊接完毕，待焊接组件降温后，松开紧固螺钉6，取下多点柔性压持组件，取出焊接后的微带电路板2及模盒1的组合体。通过X光机对焊接面的钎透率进行检测，如存在钎透率不合格现象，标记不合格位置，进行回流返修。
上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限定本发明，凡在本发明的技术方案实质之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的技术保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微带电路模盒的焊接方法，具有如下技术特征：制备一个固定在安装支架(3)侧板上的焊接基板(4)的多点柔性压持工装，并且在所述焊接基板(4)上开设有与微带电路板(2)形状相匹配的螺纹孔及阵列其上的弹性柱(5)，从而组成多点柔性压持组件；在模盒(1)焊接面上用高温胶带固定测试点数≥4的热电偶，将该模盒(1)和多点柔性压持组件分别装入安装支架(3)，放入预置温度的回流焊接炉中，进行焊接温度曲线测试；将印刷好锡膏的微带电路板(2)定位在模盒(1)的焊接面上，通过弹性柱(5)多点柔性压持在模盒(1)的焊接面上，微带电路板(2)焊接面紧密贴合模盒(1)焊接面，将所述工装放入回流焊接炉内，根据焊接温度曲线参数，预热、保温、助焊剂活化和焊接的温度及时间要求，对所述微带电路板(2)进行焊接。
2.根据权利要求1所述的焊接基板(4)作为弹性柱(5)的安装载体，按一定的间距要求布置多个螺纹孔，将微带电路板(2)快速准确地多点压持在模盒(1)的焊接面上。
3.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：安装支架(3)为镂空铝合金螺装结构，内腔尺寸与模盒(1)外框尺寸相匹配。
4.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：焊接基板(4)上制有矩形镂空减轻孔及散热孔，四周边沿开设有紧固螺钉孔，通过紧固螺钉(6)固定于安装支架(3)上。
5.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：弹性柱(5)为外螺纹结构，各弹性柱(5)装入焊接基板(4)阵列螺纹孔中，组成多点柔性压持组件。
6.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：焊接基板(4)开设的弹性柱(5)螺纹孔布局与微带电路板形状相匹配，以保证多点柔性压持的微带电路板(2)焊接面与模盒(1)焊接面紧密贴合。
7.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：弹性柱(5)顶部开设有内六角孔，可用内六角扳手使弹性柱(5)在焊接基板(4)的螺纹孔中旋入旋出。
8.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：弹性柱(5)的筒体内置有行程大、刚度较小的压缩弹簧。
9.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：弹性柱(5)底部弹性光杆为球头状，光杆沿轴向伸缩，弹性柱(5)长度大于装配后微带电路板(2)到焊接基板(4)上端面的距离。
10.根据权利要求1所述的微带电路模盒的焊接方法，其特征在于：焊接组件放入回流焊接炉进行焊接，分四个阶段进行，即预热、保温、助焊剂活化和焊接；预热由室温20℃升至100℃，时间为0s～120s；保温处理温度为100℃～155℃，时间为120s～210s；助焊剂活化温度为155℃～175℃，时间为210s～230s；焊接峰值温度为221℃，焊接时间为230s～245s，完成微带电路板(2)与模盒(1)的焊接。
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