CN111633290A - 电路焊接板的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路焊接板的焊接工艺，其包括以下步骤：步骤一：刷第一连接辅助剂；步骤二：贴片；步骤三：第一次回流焊；步骤四：插件；步骤五：刷第二连接辅助剂；步骤六：第二次回流焊。由于其采用回流焊的方法代替现有的波峰焊的方法，可以防止连锡情况发生，有效减少了废锡的产生，降低了人工检测连锡情况的成本。另外回流焊的方法较波峰焊的方法功率更低，可以有效减少耗电量，降低成本、减少资源浪费。

Description

电路焊接板的焊接工艺

技术领域

本发明涉及电路焊接板制备的领域，更具体地说，它涉及一种电路焊接板的焊接工艺。

背景技术

应急电源是在建筑物发生火情或其他紧急情况下，对疏散照明或其他消防、紧急状态急需的各种用电设备供电的电源，故其需要较高的可靠性、免维护性以及可监视性。应急电源的核心是应急电源电路焊接板，所以，应急电源的电路焊接板的质量非常重要。

目前，在对电路焊接板在焊接时，通常采用波峰焊的焊接方法，即先将元器件在电路板上插件，然后采用波峰焊将元器件固定在电路板上，完成电路焊接板的焊接。

但是在使用波峰焊时，当电路板上相邻的焊点距离较近时，极易出现连锡的情况，为了清除连锡，需要进行人工处理连锡，较为麻烦，另外清理后会产生大量的废锡，较为浪费。所以目前亟需一种焊接工艺，使用其工艺在对电路焊接板进行焊接时，无连锡情况发生。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电路焊接板的焊接工艺，在使用该焊接工艺对电路焊接板进行焊接时，无连锡情况发生的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种电路焊接板的焊接工艺，包括下述步骤：

步骤一：刷第一连接辅助剂，将第一连接辅助剂涂覆在电路焊接板上；

步骤二：贴片，将电路元器件贴片在电路焊接板上；

步骤三：第一次回流焊，进行回流焊焊接电路焊接板，使电路元器件固定在电路焊接板上；

步骤四：刷第二连接辅助剂，将第二连接辅助剂涂覆在电路焊接板上；

步骤五：插件，将电路元器件进行插件，使其插在电路焊接板上；

步骤六：第二次回流焊，进行回流焊焊接电路焊接板，使所有电路元器件固定在电路焊接板上，第二次回流焊的温度低于第一次回流焊的温度。

通过采用上述技术方案，先将电路焊接板上涂覆有第一连接辅助剂，然后进行贴片，由于第一连接辅助剂具有部分粘性，所以贴片的元器件不会掉落，贴片后进行第一次回流焊，回流焊过后，贴在电路焊接板上的电路元器件与电路焊接板焊接。贴片元器件焊接在电路焊接板上后，刷第二连接辅助剂，将插件元器件安装在电路焊接板上，由于第二连接辅助剂具有粘性，所以插件元器件不会掉落。插件完成后，然后进行第二次回流焊，将插件的元器件固定在电路焊接板上，完成了所有的元器件与电路焊接板的连接。这种两次回流焊的方式，可以将同时具有插件元器件与贴片元器件。如果使用波峰焊时，是一个焊点一个焊点进行焊接，所以当两个焊点之间的距离过近时，二者之间就出现连锡，从而导致本应该的开路的电路变成通路，容易导致电路故障，所以需要进行检测，较为麻烦。在使用回流焊在焊接时，将涂有连接辅助剂的电路焊接板整体加热，使其上的连接辅助剂熔化，待其冷却后，电子元器件即可与电路焊接板连接，此时不会产生连锡的情况，进而不会由于焊接方式而产生废锡，除此之外，相比于波峰焊来说，本方法减少了人工检测连锡情况与清除废锡的工序，一定程度上减少了生产成本，而且加快了生产的速度，除此之外，由于不会产生连锡情况，所以一定程度上提高了电路焊接板的良品率。由于插片元器件的耐热程度不如贴片元器件的要好，所以第二次回流焊的温度低于第一次回流焊的温度，以防止插片元器件损坏，而且由于第二次回流焊的温度低于第一次回流焊的温度，所以在第二次回流焊时，不会使第一次回流焊焊好的电子元器件偏移。

进一步地，所述步骤六中，第二次回流焊时，回流焊的温度范围为155-165℃。

通过采用上述技术方案，在第一次回流焊时，所焊接的元器件为贴片元器件，其可以在较高温度(255-265℃)下不会爆炸，而如果用同样温度对插片元器件进行回流焊时，插片元器件无法在较高温度下稳定存在，其容易爆炸。所以在第二次回流焊时，温度不宜过高，经实践证明，当第二次回流焊温度为155-165℃时，插片元器件较为稳定，而且可以连接较为稳定。

进一步地，在所述步骤一与所述步骤二之间，还包括使用接驳台将刷好第一连接辅助剂运输至贴片处。

通过采用上述技术方案，当涂刷好第一连接辅助剂后，使用接驳台将其转移至插片处，较为方便，而且不会影响涂刷好的第一连接辅助剂。

进一步地，所述步骤二中，包括以下具体步骤：

S21：利用高速贴片机进行贴片；

S22：利用中速贴片机进行贴片。

通过采用上述技术方案，在贴片时，先使用高速贴片机对较小的贴片元器件进行贴片，由于第一连接辅助剂有一些粘性，所以在后续的贴片过程中，虽然电路焊接板有振动，但是已经放置在相应位置上的贴片元器件不会发生移位。然后转移至中速贴片机，对较大的贴片元器件进行贴片。如果先使用中速贴片机，后使用高速贴片机，这样先贴片好的元器件可能会发生移位。

进一步地，所述步骤三中，第一次回流焊时，回流焊的温度范围为255-265℃。

通过采用上述技术方案，第一次回流焊时，回流焊的温度范围为255-265℃，这样第一连接辅助剂可以很好的熔化，待其冷却后，贴片元器件即可焊接在电路焊接板上。

进一步地，所述步骤三中，第一次回流焊完成后，对第一次焊接完成的电路焊接板进行AOI检测。

通过采用上述技术方案，在第一次回流焊完成后，需要对电路焊接板进行AOI检测，从而检测是否有元器件歪斜或者焊接不牢固导致接触不良或者断路。

进一步地，所述步骤五中，通过人工插件或自动插件的方式进行插件。

通过采用上述技术方案，插接可以选择人工插件或自动插件的方式进行插件，人工插件可以及时纠偏，自动插件可以提高插件的速率。

进一步地，还包括步骤七，所述步骤七为：对二次回流焊完成的电路焊接板进行ATE检测。

通过采用上述技术方案，在第二次回流焊完成后，对电路焊接板进行ATE检测，以检测电路板上的各模块是否可以正常工作。

进一步地，所述步骤四中，所述第二连接辅助剂包含以下重量份的组分：

89-105份焊锡粉末；

12-20份助熔剂；

所述焊锡粉末包括以下重量份的组分：

50-60份锡粉；

10-15份铜粉；

5-10份锌粉；

15-18份铋粉；

1-2份改性电火石粉，所述改性电火石粉由下述步骤制备：将电火石粉与重量为电火石粉10-15％的纳米银粉混合均匀，并将混合物质放入去离子水中超声20-30min，离心分离并干燥，后将混合粉末在220-250℃下焙烧，焙烧10-12h后冷却至室温，研磨，得到改性电火石粉；

所述助熔剂包括以下重量份的组分：

5-8份松香树脂

5-10.5份丙烯酸树脂

0.2-0.5份氢化蓖麻油；

0.1-0.2份聚酰胺；

1-1.2份烷基酚聚氧乙烯醚。

通过采用上述技术方案，第二连接辅助剂包括了焊锡粉末与助熔剂，其中，焊锡粉末包括了锡粉、铜粉、锌粉、铋粉与改性电火石粉，其中，由于加入了铜粉、锌粉、铋粉与改性电火石粉，所以导致焊锡粉末的熔点有所下降，经实验证明，其熔点下降至160℃以下，所以在使用该第二连接辅助剂进行连接时，可以使用较低的温度即可进行回流焊。但是由于普通的电火石粉无法与助溶剂较好的混合均匀，所以先对其进行改性。在改性时，先将其与纳米银粉混合，采用超声的方法，使二者混合均匀，混合后，将混合物质进行焙烧，焙烧过后，电火石粉的表面具有较多空隙，部分纳米银粉填入空隙中，再进行研磨时，可以使纳米银粉与电火石粉较好的混合，纳米银粉可以较好的混合在助溶剂中，可以辅助电火石粉混合在助溶剂中，除此之外，电火石粉表面未填充有纳米银粉的孔隙，其可以增大电火石粉与助溶剂的连接，加强电火石粉的导电性。松香树脂、丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚酰胺与烷基酚聚氧乙烯醚制备得到的助溶剂，其具有较好的粘结性，而且可以很好地使焊锡粉末分散在助溶剂中。

进一步地，所述改性电火石粉由下述步骤制备：将电火石粉与重量为电火石粉12％的纳米银粉混合均匀，并将混合物质放入去离子水中超声25min，离心分离并干燥，后将混合粉末在240℃下焙烧，焙烧10h后冷却至室温，研磨，得到改性电火石粉。

通过采用上述技术方案，实验证明，上述方式制备得到的改性电火石粉的性能较好，当其放入第二连接辅助剂中，可以得到连接效果较好而且熔点较低的第二连接辅助剂。

进一步地，所述第二连接辅助剂包含以下重量份的组分：

95份焊锡粉末；

15份助熔剂；

所述焊锡粉末包括以下重量份的组分：

58份锡粉；

12份铜粉；

6.5份锌粉；

17份铋粉；

1.5份改性电火石粉；

所述助熔剂包括以下重量份的组分：

6份松香树脂

7.5份丙烯酸树脂

0.3份氢化蓖麻油；

0.1份聚酰胺；

1.1份烷基酚聚氧乙烯醚。

通过采用上述技术方案，实验证明，当采用上述方法制备得到的第二连接辅助剂具有较低的熔点，便于第二次回流焊使用。

进一步地，所述第二连接辅助剂由下述方法制备而成：

Sa：将相应重量份数的锡粉、铜粉、锌粉、铋粉与改性电火石粉混合并搅拌均匀，制得焊锡粉末；

Sb：将相应重量份数的松香树脂、丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚酰胺与烷基酚聚氧乙烯醚混合，边加热边搅拌至物料完全溶解，将混合溶液密封，后静置冷却至室温，制得助溶剂；

Sc：将焊锡粉末倒入助溶剂中，搅拌均匀，启动真空系统抽真空，然后充入氮气至正压，随后继续搅拌20-30min，即可得到所述第二连接辅助剂。

通过采用上述技术方案，在制备第二连接辅助剂时，先配置焊锡粉末，只需要将各种金属粉末与改性电火石粉混合均匀，即可得到所需焊锡粉末，然后配置助溶剂，在配置助溶剂时，需要对其进行密封，防止外部空气进入，而且由于其是一直加热，所以可以将其中的气泡排出。最后在制备第二连接辅助剂时，需要将焊锡粉末倒入助溶剂中，但是为了防止由于第二连接辅助剂中产生气泡而导致在焊接时，焊接不够稳定，以及会发生断路的情况，所以需要对其进行抽真空排气泡，提高良品率。

进一步地，所述第二连接辅助剂在制备过程中，在所述步骤Sc中，搅拌时间为25min。

通过采用上述技术方案，在抽真空之后，继续搅拌25min即可使其混合均匀且内部无气泡。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、由于本发明采用回流焊的方法代替现有的波峰焊的方法，可以防止连锡情况发生，有效减少了废锡的产生，降低了人工检测连锡情况的成本。

第二、本发明中优选采用第二连接辅助剂进行刷连接辅助剂，由于其熔化温度较低，所以在回流焊时可以采用较低的温度，不会将电路元器件损坏。

第三、本发明中回流焊的方法较波峰焊的方法功率更低，可以有效减少耗电量，降低成本、减少资源浪费。

具体实施方式

以下结合制备例与实施例对本发明作进一步详细说明。

以下制备例所选取的原料，均为表1中示出。

表1

制备例1：

一种改性电火石粉，由下述步骤制备而成：

将电火石粉与重量为电火石粉10％的纳米银粉混合均匀，并将混合物质放入去离子水中超声30min，离心分离并干燥，后将混合粉末在220℃下焙烧，焙烧11h后冷却至室温，研磨，得到改性电火石粉；

制备例2：

一种改性电火石粉，由下述步骤制备而成：

将电火石粉与重量为电火石粉15％的纳米银粉混合均匀，并将混合物质放入去离子水中超声20min，离心分离并干燥，后将混合粉末在250℃下焙烧，焙烧12h后冷却至室温，研磨，得到改性电火石粉；

制备例3：

一种改性电火石粉，由下述步骤制备而成：

将电火石粉与重量为电火石粉12％的纳米银粉混合均匀，并将混合物质放入去离子水中超声25min，离心分离并干燥，后将混合粉末在240℃下焙烧，焙烧10h后冷却至室温，研磨，得到改性电火石粉；

制备例4：

一种第二连接辅助剂，由下述方法制备而成：

Sa：将重量份数如表2所示的锡粉、铜粉、锌粉、铋粉与改性电火石粉(制备例3制备得到的改性电火石粉)混合并搅拌均匀，制得焊锡粉末；

Sb：将重量份数如表2所示的松香树脂、丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚酰胺与烷基酚聚氧乙烯醚混合，边加热边搅拌至物料完全溶解，将混合溶液密封，后静置冷却至室温，制得助溶剂；

Sc：将焊锡粉末倒入助溶剂中，搅拌均匀，启动真空系统抽真空，然后充入氮气至正压，随后继续搅拌25min，即可得到第二连接辅助剂。

制备例5：一种第二连接辅助剂，与制备例4的区别在于，各组分的重量份数如表2所示，且在步骤Sc中，继续搅拌的时间为20min。

制备例6：一种第二连接辅助剂，与制备例4的区别在于，各组分的重量份数如表2所示，且在步骤Sc中，继续搅拌的时间为30min。

制备例7：一种第二连接辅助剂，与制备例4的区别在于，各组分的重量份数如表2所示。

制备例8、9：一种第二连接辅助剂，与制备例7的区别在于，分别使用制备例1与制备例2作为改性电火石粉。

实施例1

一种电路焊接板的焊接工艺，包括下述步骤：

步骤一：刷第一连接辅助剂，将第一连接辅助剂涂覆在电路焊接板上。其中，可以使用涂锡膏设备对电路焊接板进行涂刷第一连接辅助剂。刷第一连接辅助剂完成后，使用接驳台，将电路焊接板运输至贴片处。其中，第一连接辅助剂为市售可得，在本实施例中，选用深圳市亿铖达工业有限公司生产的焊锡膏，其中，第一连接辅助剂的熔点为255℃。

步骤二：贴片，将电路元器件贴片在电路焊接板上。先使用高速贴片机，将较小的贴片元件贴附在电路焊接板上，然后使用中速贴片机将其余的较大的贴片元件贴附在电路焊接板上，完成贴片。先使用高速贴片机再使用中速贴片机，相比于先使用中速贴片机再使用高速贴片机来说，前者贴片较为稳定，电路元器件不易移位，后者由于从较低速度变成较高速度，会导致前期贴在电路焊接板的贴片元件发生剧烈抖动而移位。

步骤三：第一次回流焊，进行回流焊焊接电路焊接板，使电路元器件固定在电路焊接板上。将贴片后的电路焊接板放入回流焊机中，设置焊接温度为260℃，第一次回流焊完成后，对电路焊接板进行AOI检测，在进行AOI检测时，使用市售可得的AOI检测设备对电路焊接板进行检测，以将不良品选出。

步骤四：刷第二连接辅助剂，将第二连接辅助剂涂覆在电路焊接板上。其中，可以使用涂锡膏设备对电路焊接板进行刷第二连接辅助剂，其中，第二连接辅助剂的熔点小于160℃，且第二连接辅助剂为制备例4制得的第二连接辅助剂。

步骤五：插件，将电路元器件进行插件，使其插在电路焊接板上。使用人工插件或采用市售的自动插件机对电路焊接板进行自动插件，将插件元件插接在电路焊接板相应的位置。

步骤六：第二次回流焊，进行回流焊焊接电路焊接板，使所有电路元器件固定在电路焊接板上。将插件后的电路焊接板放入回流焊机中，设置焊接温度为160℃，第一次回流焊完成后，对电路焊接板进行ATE检测，在进行ATE检测时，使用ATE检测设备对电路焊接板进行检测，以将不良品选出。

实施例2：一种电路焊接板的焊接工艺，与实施例1的区别在于，在步骤四中，选用制备例5所制得的第二连接辅助剂，步骤三中，焊接温度为255℃，步骤六中，焊接温度为165℃

实施例3：一种电路焊接板的焊接工艺，与实施例1的区别在于，在步骤四中，选用制备例6所制得的第二连接辅助剂，步骤三中，焊接温度为265℃，步骤六中，焊接温度为155℃

实施例4-6：一种电路焊接板的焊接工艺，与实施例1的区别在于，在步骤四中，分别选用制备例7-9所制得的第二连接辅助剂。

对比例1

一种电路焊接板的焊接工艺，与实施例1的区别在于，在步骤四中，将第二连接辅助剂更换为第一连接辅助剂，即深圳市亿铖达工业有限公司生产的焊锡膏。同时，在步骤五中，采用波峰焊的焊接方式，具体步骤为：使用波峰焊机对电路焊接板的插件处进行焊接。

对比例2

一种电路焊接板的焊接工艺，与实施例1的区别在于，在步骤四中，将第二连接辅助剂更换为第一连接辅助剂，即深圳市亿铖达工业有限公司生产的焊锡膏，同时，在步骤五中，回流焊的温度为260℃。

性能检测试验

1、分别使用实施例1-6或对比例1-2中的电路焊接板的焊接工艺对50块电路焊接板进行焊接，检测电路焊接板的连锡情况以及电路焊接板的良品率，测试数据如表2所示。

表2

由表2可知，在实施例1-6中，未出现连锡的情况，所以可以从根源上减少连锡的发生。而且良品率较高，均大于等于98％。

由表2可知，在实施例1-6中与对比例1对比时，当采用波峰焊时，会产生连锡的情况，需要进行人工检测连锡情况并人工清除废锡，较为不便而且成本较高。

由表2可知，在实施例1-6中与对比例2对比时，区别在于对比例2的步骤六采用回流焊，但是步骤五中使用的连接辅助剂的熔点较高，为了使该连接辅助剂可以达到熔点熔化以焊接，所以需要提高第二次回流焊时的焊接温度，但是对于插接的元器件来说，无法承受该温度，导致元器件在焊接时由于温度过高爆件损坏，而且较为危险，无法制作出所需的电路焊接板。

2、测试制备例4-9制得的第二连接辅助剂的熔点，测试数据如表3所示。

3、根据SJ/T11186-199《锡铅膏状焊料通用规范》，对制备例4-9进行焊料球试验，测试数据如表3所示。

	熔点(℃)	焊料球试验等级
			制备例4	155.0	1
制备例5	154.5	1
			制备例6	154.6	1
制备例7	152.1	1
			制备例8	153.2	1
制备例9	153.5	1
			第一连接辅助剂	255	1

表3

由表3可知，制备例4-7中，采用制备例7得到的第二连接辅助剂的熔点较低，可以较好的应用。

由表3可知，制备例7-9中，采用制备例3制备得到的改性电气石粉加入第二连接辅助剂时，其熔点较低，效果较好。

由表3可知，制备例4-9与第一连接辅助剂进行对比，其熔点大大降低，而且焊料球试验等级均为较优的等级1，说明制备例4-9可以大大的降低连接辅助剂的熔点，而且焊接时性能较好，除此之外，结合表2可知，采用制备例4-9制备得到的第二连接剂连接的电路板，其良品率较高，说明第二连接剂不会对电路板造成不良的影响，其接触较好，断路情况较少。

实验原理：

由于第二连接辅助剂的熔点小于160℃，所以在对电路焊接板进行第二次回流焊时，回流焊的温度较低，不会导致已经连接好的贴片元器件连接松动，而且可以防止插片元器件由于不耐高温所以导致损坏。另外，由于使用回流焊，不会出现连锡的情况，从根源上解决了废锡的产生，相比于使用波峰焊，减少了人工检查清除连锡的情况，大大提高了生产效率，而且有效提高了良品率。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一：刷第一连接辅助剂，将第一连接辅助剂涂覆在电路焊接板上；

步骤二：贴片，将电路元器件贴片在电路焊接板上；

步骤三：第一次回流焊，进行回流焊焊接电路焊接板，使电路元器件固定在电路焊接板上；

步骤四：刷第二连接辅助剂，将第二连接辅助剂涂覆在电路焊接板上；

步骤五：插件，将电路元器件进行插件，使其插在电路焊接板上；

步骤六：第二次回流焊，进行回流焊焊接电路焊接板，使所有电路元器件固定在电路焊接板上，第二次回流焊的温度低于第一次回流焊的温度。

2.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于：所述步骤六中，第二次回流焊时，回流焊的温度范围为155-165℃。

3.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，在所述步骤一与所述步骤二之间，还包括使用接驳台将刷好第一连接辅助剂运输至贴片处。

4.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤二中，包括以下具体步骤：

S21：利用高速贴片机进行贴片；

S22：利用中速贴片机进行贴片。

5.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤三中，第一次回流焊时，回流焊的温度范围为255-265℃。

6.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤三中，第一次回流焊完成后，对第一次焊接完成的电路焊接板进行AOI检测。

7.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，步骤五中，通过人工插件或自动插件的方式进行插件。

8.根据权利要求1所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，还包括步骤七，所述步骤七为：对二次回流焊完成的电路焊接板进行ATE检测。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤四中，所述第二连接辅助剂包含以下重量份的组分：

89-105份焊锡粉末；

12-20份助熔剂；

所述焊锡粉末包括以下重量份的组分：

50-60份锡粉；

10-15份铜粉；

5-10份锌粉；

15-18份铋粉；

1-2份改性电火石粉，所述改性电火石粉由下述步骤制备：将电火石粉与重量为电火石粉10-15%的纳米银粉混合均匀，并将混合物质放入去离子水中超声20-30min，离心分离并干燥，后将混合粉末在220-250℃下焙烧，焙烧10-12h后冷却至室温，研磨，得到改性电火石粉；

所述助熔剂包括以下重量份的组分：

5-8份松香树脂

5-10.5份丙烯酸树脂

0.2-0.5份氢化蓖麻油；

0.1-0.2份聚酰胺；

1-1.2份烷基酚聚氧乙烯醚。

10.根据权利要求9所述的一种电路焊接板的焊接工艺，其特征在于，所述第二连接辅助剂由下述方法制备而成：

Sa：将相应重量份数的锡粉、铜粉、锌粉、铋粉与改性电火石粉混合并搅拌均匀，制得焊锡粉末；

Sb：将相应重量份数的松香树脂、丙烯酸树脂、氢化蓖麻油、聚酰胺与烷基酚聚氧乙烯醚混合，边加热边搅拌至物料完全溶解，将混合溶液密封，后静置冷却至室温，制得助溶剂；

Sc：将焊锡粉末倒入助溶剂中，搅拌均匀，启动真空系统抽真空，然后充入氮气至正压，随后继续搅拌20-30min，即可得到所述第二连接辅助剂。