CN113438822A - 一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，对于全板涂覆并固化阻焊剂的在制电路板，用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊图案的同时，对焊接区进行可焊性处理、按钎焊需求向焊接区上添加焊料、加热使焊料重熔、往电路板上置放元器件、加热使焊料重熔形成焊接点。本发明在裸板制造阶段涂覆的焊料，既起对焊接区的保护作用，又起连接元器件与电路板的钎焊焊料作用，一物两用，减少大量制造过程消耗，大幅度降低成本；省掉了电路板组装时的漏印焊膏流程，减少了流程，提高生产效率；可在同一块电路板上，实现不同元器件对焊料成份和数量不同的需求，环境负担小，制造过程更清洁，环境更友好。
Description
技术领域
本发明涉及电路板制作工艺，尤其是涉及一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法。
背景技术
当今世界，电子信息产品无所不在。其中，最重要的部件之一就是电路板。电路板不通用，要根据具体的产品专门设计和制造。作为实现电子产品功能的主要载体，电路板从概念到成品一般要经历设计、备料和组装三个阶段，构成了电子产品开发与生产的主线。在设计阶段，要从创意、概念出发，规划出元器件间逻辑关系、电路板物理实现的设计方案；在备料阶段，要根据设计方案，做出工程实施方案，并制造出裸电路板和其它元器件；在组装阶段，要把元器件放置在裸电路板上，通过焊接，实现各个元器件的固定和之间对应的电气连接。
裸电路板，简称裸板、光板，指尚未安装元器件的电路板，也称印制电路板、印刷电路板、印刷线路板、印制板、电路板、线路板、印刷板。裸电路板一般由专业制造印制电路板的厂家按需定制，这些厂家通常被归类为线路板行业。以多层电路板为例，裸电路板制造的工艺流程大致为：制造内层导电图案-层压-在多层覆铜箔绝缘基板上钻孔-进行孔金属化-制作外层导电图案并退除金属抗蚀膜或有机抗蚀膜-涂覆阻焊剂-制作阻焊图案及生成焊接区-对焊接区表面进行可焊性涂覆处理-制作标记符号-出货给组装阶段的厂家。上述制造过程程涉及的技术，从功能上分，可以归纳为以下六类，即：导电图案制作技术、用于钻孔与成型的机加工技术、层压技术、孔金属化技术、阻焊图案制作技术、涂覆可焊性保护层的表面处理技术。
广义上的电路板，既指裸电路板，也指组装元器件后的电路板，还指在制的电路板。狭义上，电路板指组装元器件后或正在组装元器件中的电路板，为了区别，也称组装板。电路板的组装一般在专业的组装厂进行，这些厂家通常被归类为SMT行业或组装行业。以SMT元器件为主的电路板为例，电路板制造工艺流程大致为：漏印焊锡膏-贴装元器件-回流焊接。
由上述制程可见，裸电路板生产的重要环节之一是制得阻焊图案后，往非阻焊剂覆盖的表面-焊接区上涂覆可焊性保护层，而组装板生产的所有环节都与可焊性保护层有关，元器件与电路板焊接的过程很大程度上受可焊性涂覆层质量的影响，因此，可焊性涂覆层的种类、制程、质量历来是影响电子产品可靠性的关键因素之一。
元件引线与印制板进行钎焊时，形成的焊点质量与印制板表面被熔融焊料的润湿特性，即可焊性有关。为了获得良好的可焊性，在裸板制造阶段，在涂覆阻焊剂制得阻焊图案后，要对印制板的上没有阻焊图形的部分，即焊接区进行表面处理，通常是在连接盘的导电材料层上，以及元件插装孔内的导电材料层上再涂覆一层材料，这层材料既能在印制板储存期间保护焊接区表面不受环境作用而变质，又能在焊接时起助焊功能，称为可焊性涂覆层。
可焊性涂覆层有金属和有机物两类材料。有机物助焊保护膜的缩写为OSP(Organic Solderability Preservatives)，这种材料的涂覆技术相比涂覆金属的技术要简单，成本也较低，但由于OSP形成的保护膜极薄，对其覆盖表面有效的保护期较短，且在电路板的储存、运输过程中，易于被划伤、擦伤。涂覆OSP的流程为：除油-水洗-微蚀-水洗-酸洗-水洗-成膜-水洗-干燥。
有助于提高可焊性的金属材料较多，包括锡、锡铅合金、银、金等，涂覆的方法也很多，常用的有热浸、化学镀、电镀等等技术，但大多数方法都比较复杂，成本也较高。电镀锡铅，热熔的方法曾经广泛流行。首先，用锡铅合金作为金属抗蚀剂，经电镀沉积一定厚度覆盖于要保留的铜箔区域的表面上，形成导电图案，并将非导电图案区域上将被去除的铜箔表面裸露在外；然后，用不蚀刻锡铅合金的碱性蚀刻剂选择性地只把裸露在外铜箔去除，制得导电图形；再后，将锡铅合金加热到熔点以上，使其熔化、流动，促使因电镀过程夹杂于镀层中的有机物逸出，消除镀层中的针孔并使镀层变得光亮、细致，并使锡铅合金漫流至铜箔导线、焊盘等结构的侧面，对导电结构的侧壁提供覆盖性保护，还促使锡铅合金层与其下的基体铜层之间更快地生成金属间化合物。对电路板加热，实现锡铅合金热熔的方法有两种：甘油热熔和红外线热熔。因为热熔对电路板热冲击大，线路上的锡铅合金在元器件焊接时重熔导致其上的阻焊剂受损，出现橘皮现象，以及电镀方法涂覆于焊盘上的锡铅合金成份复杂、质量差，影响焊接质量等等负面因素，现在热熔技术应用很少。
应用较广的是用热风整平(Hot Air Solder Leveling)涂覆锡铅合金，这是一种热浸方法，涂覆阻焊和可焊性保护层的流程为：退金属抗蚀膜或有机抗蚀膜→清洁处理→全板涂覆液态感光阻焊油墨→预干燥→曝光→显影→后固化→清洁与微蚀处理→预涂助焊剂→热风整平涂覆锡铅合金。热风整平操作需要先对印制板进行清洁和微蚀，然后浸上焊剂，随后浸入于熔融的焊料中，停留几秒种从熔融的焊料中提出，经过风刀，用热压缩空气吹去多余的焊料。但SMT技术对电路板要求更高，除了堵孔、桥接等问题外，电路板浸入焊料时受到热冲击，可能导致电路板变形，电路板在热风整平从焊料槽向上提升过程中，焊料本身的重力和表面张力，使焊盘表面焊料上薄下厚，不平整，是焊接缺陷的来源。一般认为，热风整平技术不适合间距小于0.5mm的SMT。此外，热风整平要在高温下工作，设备需要不锈钢、钛或其它合金，设备投资大，工艺复杂，操作环境恶劣，改变焊料成份困难，不适合精细节距电路板。
精细节距SMD元件和无铅工艺的印制板，采用化学镍浸镀金工艺制作可焊性涂覆层。其英文全称是Electroless Nickel/Immersion Gold，简写ENIG，中文叫做化学镍金、化镍金或者沉镍金，是PCB表面处理工艺的一种。ENIG技术的简要过程为：进板→除油→三水洗→酸洗→双水洗→微蚀→双水洗→预浸→活化→双水洗→化学镍→双水洗→化学金→金回收→双水洗→出板。这种技术，在裸板制造阶段常见的问题有漏镀、渗镀、渗漏镀、金层脱落、镍层脱落、镀层粗糙、漏铜等等；在电路板组装阶段常见的问题有焊点强度不足、焊点发脆、黑镍、缩锡、沾锡不良，以及产生不良性质的金属间化合物/IMC(IntermetallicCompound)等。在实际应用中，这种技术和其它镀种电镀一样，均镀性和深镀性差，工艺复杂，流程长、大量耗水、环境不友好，管控参数多、参数交叉影响、技术难掌握、是质量难点，材料种类多、物料贵、成本高。
中国发明专利CN103052270A公布了一种制作阻焊图案的同时对焊接区表面进行可焊性处理的方法，对蚀刻后，完成导电图案制作并退除掉金属抗蚀膜或有机抗蚀膜的在制电路板进行如下操作：全板涂覆阻焊剂、将全部板面上的阻焊剂固化，激光直接成型焊接区图案、印焊膏及元器件组装和焊接。按照该发明的技术方案，裸电路板板制造商可以在全板涂覆阻焊剂并固化后完成制造过程，向承担电路板装联的商家供货，而阻焊图案的制作，则由EMS/SMT等组装商家完成。在元器件组装现场，涂覆焊锡膏之前，用激光光蚀去除掉涂覆于焊接区表面上的阻焊剂，并清洁焊接区表面，获得阻焊--即焊接区图案，露出新鲜并且具有良好可焊性的铜表面。这样，除非环境十分恶劣，待焊区在一定时间内，会具备且保持新鲜铜所具有的优良的可焊性，无需再专门涂覆可焊性保护材料，比如金属锡、锡铅合金、镍金等，可以直接涂覆焊锡膏、贴上元器件，进行焊接，完成装联。这项发明专利，将裸板制造阶段制作阻焊图案步骤改到元器件组装焊接阶段，通过在时间、空间上重新分配制造过程，起到了把各道工序的加工资源、加工效果、效率利用到了最充分的程度，从而省去涂覆可焊性涂层步骤及相关的资源，并且使得阻焊图案的质量也得到了大幅度改善。但是，实施该专利的技术，需要电路板裸板制造商和电路板组装商分别对现有的业务范围进行调整，涉及多项组织及利益分配的变化，以及一系列技术上的时间、空间和顺序的组合，短期内在实践中难以被广泛应用。
针对上述各种现有技术和待推广技术的不足，促使本发明致力于一种更容易推广的应用技术，综合优化裸板表面处理及元件贴装工艺，将涂覆可焊性保护层技术改变为更容易实施的方法，并减少组装阶段步骤，充分利用物料和制造资源，提高裸板和组装板质量，降低裸板制造阶段的环境、管理负担。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，促使本发明致力于一种更容易推广的应用技术，使涂覆可焊性保护层过程对电路板热冲击小，保护层厚度均匀可控，流程简单直观，质量管控容易，环境友好。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，制造裸板时，在完成阻焊图案制程后，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料，加热使其重熔并铺展在焊接区表面，起保护层作用；组装时，直接往电路板上置放元器件，再次加热重熔焊料，使其浸润元器件的端电极，并在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点，实现元器件往电路板上的焊接连接；
具体加工步骤如下：
(1)用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊图案的同时，对焊接区进行可焊性处理；
完成蚀刻、退膜后，对于一般精度和高精度的电路板的阻焊图案制造，现有技术采用光敏阻焊材料，需要预烘、曝光、显影、固化等流程，才能得到阻焊图案。本步骤应用激光光蚀加工，可以将焊接区铜箔表面的阻焊材料直接汽化去除，因此不需要使用具有光敏性质的阻焊剂，不需要预烘、曝光、显影等流程，在制电路板全部板面上涂覆阻焊剂后，一次性将阻焊剂彻底固化，向焊接区投照激光将阻焊剂光蚀去除，即可制得阻焊图案；
(2)按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料；
本步骤完全不同于现有技术，比如热熔法和化学镀镍金法用电化学手段涂覆焊料，比如热风整平方法将焊料熔融后热浸涂覆焊料，本发明涂覆焊料的过程是不伴随电化学、不必需热量的物理常温转移过程，而是用漏版物料转移的方法，按照元器件与电路板焊接区钎焊连接所需要的焊料品种、焊料量、焊点形状，位置、形状、数量准确地往焊接区表面上涂覆焊料；
(3)加热工件，使焊料重熔并铺展在焊接区表面；
(4)往电路板上置放元器件，使元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触；
(5)加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
进一步，所述步骤(1)还可以用图形转移方法制造阻焊图案，之后用化学方法或激光对焊接区进行清洁和可焊性处理。
进一步，包括使用非光敏的液态、膏体材料制作的阻焊剂；包括使用非光敏的薄膜材料、复合薄膜材料制作的阻焊剂；包括使用其它形态材料成膜制作的阻焊剂。
进一步，所述阻焊剂采用漏印、喷印、帘涂、静电喷涂、贴膜、蒸镀、气相沉积等方法依次或同时涂覆在工件需要保护的表面上，并依次或同时将阻焊剂加工至固化状态。
制造阻焊图案，仅需去除对应部位铜箔表面的阻焊剂材料。此时，所用聚焦激光光斑光功率密度须大于去除阻焊剂材料所需的最低功率密度，并且低于或接近于去除其下所覆盖的金属铜所需最低光功率密度，优选大于去除该阻焊剂材料所需最低光功率密度的1.2倍。以激光光功率密度为判据的激光参数设置方案，能保证既去除了阻焊剂，又不伤焊接区铜，适合的阻焊剂材料厚度范围很大，达0.5μm-500μm。
用激光制造阻焊图案的技术要点在于：图案尺寸准确、光滑，无毛刺；去除干净，阻焊剂无残留、无碳化；保持焊接区金属性能，不伤金属、无重熔、变色；不影响焊盘与基材的附着力，无过热，焊盘不起翘，附着力不降低。阻焊剂一般是高分子聚合物，物理上、化学上与金属差异大，用激光加工去除，找到符合技术要求的窗口比较容易，可以用一种波长激光完成，例如，纳秒UV脉冲激光，或皮秒、飞秒激光制出阻焊图案；也可以用两种波长激光结合完成。例如，选择大光斑CO2激光，高效去除高聚物制出图案；再用纳秒UV脉冲激光，或皮秒、飞秒激光再去除阻焊剂残余物，露出新鲜的铜箔表面，实现对焊接区的清洁及可焊性处理。
进一步，所述焊料包括含含银、铋、金、铜、锌、锑、镉、铟等金属成分的焊锡膏(含铅或无铅)，或纳米金属导电材料(含助焊材料或不含助焊材料)。
还包括使用其它的有机、无机助焊材料和保护性助焊材料。
步骤(2)添加焊料的重熔温度应与装联时重熔温度相匹配。
现有的热风整平、化学镍金技术，很难控制、改变可焊性保护层材料的成份、种类、厚度。
进一步，包括用同一漏印模版上不同区域厚度不同的阶梯漏印模版向不同的焊接区添加厚度不同的焊料；而且包括在真空环境下用漏印的方法向焊接区添加焊料；而且包括将电路板非漏印面放置在真空吸附台边抽真空边漏印的方法向焊接区添加焊料；而且包括用和电路板需漏印的孔的孔位置相同，但孔径大于、相同于或小于电路板上需要漏印的孔的膜、板作为垫膜、隔膜、垫板、隔板后，将电路板非漏印面放置在真空吸附台边抽真空边漏印的方法向焊接区添加焊料。
进一步，包括用转移印刷方法、移印方法，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区添加膏状焊料；包括用喷印、打印的方法，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区添加膏状焊料；包括用边添加边加热重熔的方法将添加焊料步骤与步骤(3)同步完成。
电路板上的孔种类、作用较多，从焊接角度可分为焊接孔和非焊接孔，焊接孔应该具备可焊性，非焊接孔往往也需要用阻焊剂、塞孔材料、或者焊料进行物理保护。
进一步，对于需要焊接的孔，本发明包括将需要焊接的孔作为焊接区处理，进行清洁和可焊性处理、添加焊料、加热使焊料重熔；对于不需要焊接的孔，实施本发明时，包括单独或同步于阻焊剂涂覆步骤、焊料添加步骤，向不需要焊接的孔内添加阻焊材料、焊料作为塞孔材料。
进一步，步骤(3)包括用气相再流焊方法对工件整体加热，使焊料重熔；包括用红外回流焊方法对工件整体加热，使焊料重熔；包括使用激光或其它加热方法，只对涂覆焊料的区域局部加热，使焊料重熔；包括在负压、真空环境下的重熔，以及用热气体加热并吹出孔内多余焊料的重熔。
加热时，应该遵守焊料供应商建议的温度与时间关系曲线，并在规定的气氛中进行。
如果电路板两面都有焊接区，进行步骤(2)、步骤(3)时，需要注意在加工过程中，焊料自重及与焊接区的附着力影响。如果加工过程中，焊料自重及与焊接区的附着力影响可能导致焊料从焊接区脱落，则应只在电路板一面依次进行步骤(2)、(3)，然后再对另一面依次进行步骤(2)、(3)。实施本发明时，优选添双面同时进行步骤(2)，再进行步骤(3)。
进一步，在完成步骤(3)后，进行裸板制造的后续制程，其中包括对电路板可焊性涂覆层进行质量检验，对电路板导电图案和孔进行电气通断检验，在完成阻焊图案和可焊性涂覆后制作标记符号等过程。
步骤(4)在组装厂/SMT厂进行。与传统技术不同，本发明省去了漏印焊锡膏过程，直接往电路板上安装元器件。
因为钎焊焊料不像传统技术的焊料，呈膏体状态，有一定粘附力，本发明的焊接区表面，呈固态，不能起临时固定元器件作用，需要用新方法固定元器件。
进一步，所述步骤(4)包括用点胶涂覆法、漏印/刮印涂覆法涂覆贴片胶后，再往电路板上置放、贴装、插装元器件，固化后使元器件及元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触，使用的贴片胶的品种至少不得阻碍元件端电极受熔融的焊料浸润作用而形成焊点时的受力过程，包括具备在回流过程中能自动调整粘接点形状或形态，能产生将元器件拉向电路板面的紧缩力的性能。
进一步，所述步骤(4)还包括将元器件先置入与元器件形状和位置对应的载具中，再用载具，或连同载具一起往电路板板上置放元器件；包括使用具有吸附功能、真空吸附功能固定和释放元器件的载具；包括使用其它机理固定、装载、锁定、解锁、释放元器件载具；包括使用具备对焊料有加热功能、对焊料有加热和对元器件有加压功能的载具。
进一步，所述步骤(5)包括用激光、热空气、热蒸汽、熔融的焊料、加热板等介质直接或间接加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
或者，利用载具，对焊料和元器件边加热边加压，完成使预涂覆的固态钎焊焊料重熔，达到焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点的目的。
进一步，所述加热工件采用激光、热空气、热蒸汽或熔融的焊料中的一种，使在裸板制造阶段预先涂覆在焊接区上的焊料重熔，在焊料处于熔融状态时，往电路板上置放、贴装、插装元器件，施加一定压力，并使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
相对于现有技术，本发明所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法具有以下优势：
1、在裸板制造阶段涂覆的焊料，既起对焊接区的保护作用，又起连接元器件与电路板的钎焊焊料作用，一物两用，减少大量制造过程消耗，大幅度降低成本。
2、裸板制造阶段按照钎焊要求的数量涂覆焊料，省掉了电路板组装时的漏印焊膏流程，加工步骤少，减少了流程，提高生产效率。
3、可在同一块电路板上，实现不同元器件对焊料成份和数量不同的需求，生产管控容易，提高裸板和组装板质量。
4、裸板制造阶段不用环境负担大、质量管控难的热风整平、电镀镍金技术，组装阶段不用进行漏印及钢网管理，制造过程更清洁，环境更友好。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例以两面印刷纯热固油墨且完成全固化的电路板为例，具体步骤如下：
(1)用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊接区进行可焊性处理。
完成蚀刻、退膜后，对于一般精度和高精度的电路板的阻焊图案制造，现有技术采用光敏阻焊材料，需要预烘、曝光、显影、固化等流程，才能得到阻焊图案。本步骤应用激光光蚀加工，可以将焊接区铜箔表面的阻焊材料直接汽化去除，因此不需要使用具有光敏性质图案的同时，对焊
的阻焊剂，不需要预烘、曝光、显影等流程，在制电路板全部板面上涂覆阻焊剂后，一次性将阻焊剂彻底固化，向焊接区投照激光将阻焊剂光蚀去除，即可制得阻焊图案。
制造阻焊图案，仅需去除对应部位铜箔表面的阻焊剂材料。此时，所用聚焦激光光斑光功率密度须大于去除阻焊剂材料所需的最低功率密度，并且低于或接近于去除其下所覆盖的金属铜所需最低光功率密度。优选大于去除该阻焊剂材料所需最低光功率密度的1.2倍。以激光光功率密度为判据的激光参数设置方案，能保证既去除了阻焊剂，又不伤焊接区铜，适合的阻焊剂材料厚度范围很大，达0.5μm-500μm。
具体地，首先采用德中技术公司生产的红外纳秒激光机C6去除焊接区域的非光敏KSM-386热固性油墨，油膜厚度约20μm：将电路板置于激光设备吸附台上，导入激光加工的工程资料数据，将电路板与加工数据精准对位，激光光蚀去除阻焊油墨。顶面加工完成后，翻转电路板，同样的方法去除覆铜板底面油墨。加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ns | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 6 | 200 | 100 | 1000 | 1 |
然后换一种单脉冲能量更小的德中技术公司生产的紫外皮秒激光机S6对焊接区域进行清洁和可焊性处理，加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ps | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 10 | 1000 | 12 | 2000 | 1 |
(2)按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料。
具体的，本实施例向焊接区域上添加有铅锡膏Sn63/Pb37，粒径为25μm-45μm。具体地，通过网版漏印的方式在电路板的焊接区域印刷焊锡膏。
(3)加热工件，使焊料重熔并铺展在焊接区表面。
步骤(2)添加的焊料，涂覆于焊接区表面，经步骤(3)加热重熔时，熔融的焊料应该能充分润湿焊接区，形成连续、均匀、平顺的焊料层，在电路板储存、运输过程中，起维持焊接区表面良好的可焊性、润湿性，和物理保护作用。
如果电路板两面都有焊接区，进行步骤(2)、步骤(3)时，需要注意在加工过程中，焊料自重及与焊接区的附着力影响。如果加工过程中，焊料自重及与焊接区的附着力影响可能导致焊料从焊接区脱落，则应只在电路板一面依次进行步骤(2)、(3)，然后再对另一面依次进行步骤(2)、(3)。
具体地，本实施例将印刷完焊锡膏的电路板放置于桌面型回流焊炉内，使锡膏受热重熔。
锡膏回流参数如下：
第一阶段：室温-130℃，时间80秒；
第二阶段：130℃-170℃，时间100秒；
第三阶段：170℃-230℃，时间为80秒；
第四阶段：冷却至50℃，时间150秒；
(4)往电路板上置放元器件，使元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触。
本步骤在组装厂/SMT厂进行。与传统技术不同，本发明省去了漏印焊锡膏过程，直接往电路板上安装元器件。
在元件装联过程中，经过步骤(4)在焊接时，维持表面良好的可焊性、润湿性，单独的再次呈熔融状态，润湿元件端电极，使两个不同的物体可靠的接合。
因为钎焊焊料不像传统技术的焊料，呈膏体状态，有一定粘附力，本发明的焊接区表面，呈固态，不能起临时固定元器件作用，需要用新方法固定元器件。本发明包括用点胶涂覆法、漏印/刮印涂覆法涂覆贴片胶后，再往电路板上置放、贴装、插装元器件，固化后使元器件及元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触，使用的贴片胶的品种至少不得阻碍元件端电极受熔融的焊料浸润作用而形成焊点时的受力过程，包括具备在回流过程中能自动调整粘接点形状或形态，能产生将元器件拉向电路板面的紧缩力的性能。
具体地，本实施例将元器件先置入与元器件形状和位置对应的载具中，再用具有加压和加热功能的载具，往电路板板上置放元器件。
(5)加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
本步骤的目的是使预涂覆的固态钎焊焊料重熔，浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
具体地，本实施例利用载具对焊料和元器件边加热边加压，完成使预涂覆的固态钎焊焊料重熔，达到焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点的目的。
实施例2
本实施例以两面压合PI代替阻焊油墨的电路板为例，具体步骤如下：
(1)用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊图案的同时，对焊接区进行可焊性处理。
具体地，本实施例采用德中技术公司生产的紫外纳秒激光机U6去除焊接区域的PI进行阻焊图案的制作，PI层的厚度约25μm。将电路板置于激光设备吸附台上，导入激光加工的工程资料数据，将电路板与加工数据精准对位，激光光蚀PI成型阻焊图案。顶面加工完成后，翻转电路板，同样的方法完成底面阻焊图案的制作。
加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ns | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 6 | 200 | 20 | 600 | 1 |
然后采用德中技术公司生产的紫外皮秒激光机S6对焊接区域进行清洁和可焊性处理，加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ps | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 10 | 1000 | 12 | 2000 | 1 |
(2)按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料。
电路板上的孔种类、作用较多，从焊接角度可分为焊接孔和非焊接孔，焊接孔应该具备可焊性，非焊接孔往往也需要用阻焊剂、塞孔材料、或者焊料进行物理保护。对于需要焊接的孔，本发明包括将需要焊接的孔作为焊接区处理，一样进行清洁和可焊性处理、一样添加焊料、一样加热使焊料重熔。对于不需要焊接的孔，实施本发明时，可单独或同步于阻焊剂涂覆步骤、焊料添加步骤，向不需要焊接的孔内添加阻焊材料、焊料作为塞孔材料。
具体地，本实施例通过在真空环境下用网版漏印的方法向焊接区和孔内添加银含量3％的无铅锡膏。
进一步地，将电路板放置在真空吸附台上边抽真空边漏印的方法添加焊料。
进一步地，通过四边的卡槽或者垫板将电路板悬空。
进一步地，两面焊接的电路板在此步骤则顶面和底面各印一次。
(3)加热工件，使焊料重熔并铺展在焊接区表面。
具体地，本实施例将印刷完焊锡膏的电路板放置于桌面型回流焊炉内，使锡膏受热重熔。
锡膏回流参数如下：
第一阶段：室温-170℃，时间80秒；
第二阶段：170℃-200℃，时间100秒；
第三阶段：200℃-258℃，时间为80秒；
第四阶段：冷却至50℃，时间150秒；
(4)往电路板上置放元器件，使元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触。
本步骤在组装厂/SMT厂进行。与传统技术不同，本发明省去了漏印焊锡膏过程，直接往电路板上安装元器件。
因为钎焊焊料不像传统技术的焊料，呈膏体状态，有一定粘附力，本发明的焊接区表面，呈固态，不能起临时固定元器件作用，需要用新方法固定元器件。
本实施例先用点胶涂覆法涂覆贴片胶后，再往电路板上置放、贴装、插装元器件，固化后使元器件及元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触。
(5)加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
本步骤的目的是使预涂覆的固态钎焊焊料重熔，浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
具体地，本实施例将步骤(4)中的电路板置于可以使固态钎焊焊料重熔的热空气中，在焊料处于熔融状态时，通过载具施加压力，使焊料浸润元器件端电极，形成焊接点，完成元器件的焊接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：制造裸板时，在完成阻焊图案制程后，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料，加热使其重熔并铺展在焊接区表面，起保护层作用；组装时，直接往电路板上置放元器件，再次加热重熔焊料，使其浸润元器件的端电极，并在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点，实现元器件往电路板上的焊接连接；
具体加工步骤如下：
(1)用激光去除焊接区上的阻焊剂制造阻焊图案的同时，对焊接区进行可焊性处理；
(2)按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区漏印膏状焊料；
(3)加热工件，使焊料重熔并铺展在焊接区表面；
(4)往电路板上置放元器件，使元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触；
(5)加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
2.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述步骤(1)还可以用图形转移方法制造阻焊图案，之后用化学方法或激光对焊接区进行清洁和可焊性处理。
3.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括使用非光敏的液态、膏体材料制作的阻焊剂；包括使用非光敏的薄膜材料、复合薄膜材料制作的阻焊剂。
4.根据权利要求3所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述阻焊剂采用漏印、喷印、帘涂、静电喷涂、贴膜、蒸镀、气相沉积等方法依次或同时涂覆在工件需要保护的表面上，并依次或同时将阻焊剂加工至固化状态。
5.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述焊料包括含银、铋、金、铜、锌、锑、镉、铟等金属成分的焊锡膏，或纳米金属导电材料。
6.根据权利要求5所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括用同一漏印模版上不同区域厚度不同的阶梯漏印模版向不同的焊接区添加厚度不同的焊料；而且包括在真空环境下用漏印的方法向焊接区添加焊料；而且包括将电路板非漏印面放置在真空吸附台边抽真空边漏印的方法向焊接区添加焊料；而且包括用和电路板需漏印的孔的孔位置相同，但孔径大于、相同于或小于电路板上需要漏印的孔的膜、板作为垫膜、隔膜、垫板、隔板后，将电路板非漏印面放置在真空吸附台边抽真空边漏印的方法向焊接区添加焊料。
7.根据权利要求5或6所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括用转移印刷方法、移印方法，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区添加膏状焊料；包括用喷印、打印的方法，按照元器件与电路板钎焊连接所需要的焊料品种和焊料量，往焊接区添加膏状焊料；包括用边添加边加热重熔的方法将添加焊料步骤与步骤(3)同步完成。
8.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括将需要焊接的孔作为焊接区处理，进行清洁和可焊性处理、添加焊料、加热使焊料重熔；包括单独或同步于阻焊剂涂覆步骤、焊料添加步骤，向不需要焊接的孔内添加阻焊材料、焊料作为塞孔材料。
9.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：包括用气相再流焊方法对工件整体加热，使焊料重熔；包括用红外回流焊方法对工件整体加热，使焊料重熔；包括使用激光或其它加热方法，只对涂覆焊料的区域局部加热，使焊料重熔；包括在负压、真空环境下的重熔，以及用热气体加热并吹出孔内多余焊料的重熔。
10.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：在完成步骤(3)后，进行裸板制造的后续制程，其中包括对电路板可焊性涂覆层进行质量检验，对电路板导电图案和孔进行电气通断检验，在完成阻焊图案和可焊性涂覆后制作标记符号等过程。
11.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述步骤(4)包括用点胶涂覆法、漏印/刮印涂覆法涂覆贴片胶后，再往电路板上置放、贴装、插装元器件，固化后使元器件及元器件的端电极定位于对应的焊接区上，并与焊料接触，使用的贴片胶的品种至少不得阻碍元件端电极受熔融的焊料浸润作用而形成焊点时的受力过程，包括具备在回流过程中能自动调整粘接点形状或形态，能产生将元器件拉向电路板面的紧缩力的性能。
12.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述步骤(4)还包括将元器件先置入与元器件形状和位置对应的载具中，再用载具，或连同载具一起往电路板板上置放元器件；包括使用具有吸附功能、真空吸附功能固定和释放元器件的载具；包括使用其它机理固定、装载、锁定、解锁、释放元器件载具；包括使用具备对焊料有加热功能、对焊料有加热和对元器件有加压功能的载具。
13.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述步骤(5)包括用激光、热空气、热蒸汽、熔融的焊料、加热板等介质直接或间接加热工件，使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
14.根据权利要求1所述的综合优化裸板表面处理及元件贴装的电路板制造方法，其特征在于：所述加热工件采用激光、热空气、热蒸汽或熔融的焊料中的一种，使在裸板制造阶段预先涂覆在焊接区上的焊料重熔，在焊料处于熔融状态时，往电路板上置放、贴装、插装元器件，并使焊料浸润元器件的端电极，在电路板焊接区和端电极表面形成焊接点。
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