CN114040595A - 一种ccga-微波器件混装印制板组件回流焊接方法及工装 - Google Patents

一种ccga-微波器件混装印制板组件回流焊接方法及工装 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电子装联技术领域，具体涉及一种CCGA‑微波器件混装印制板组件回流焊接方法及工装，首先，利用表面组装技术的印刷技术，根据芯片封装形式设计阶梯钢网，在印制板焊盘上完成焊膏印刷，第二，使用高精度贴装技术完成芯片贴装，器件引脚偏移应小于引脚宽度的10％，第三，贴装后采用工装隔热罩对微波区域进行热防护，设计合适的焊接温度曲线实现焊接，这种CCGA‑微波器件混装印制板组件回流焊接方法及工装，解决了如何简单、有效且质量稳定可靠地实现CCGA‑微波器件混合装联的问题。

Description

一种CCGA-微波器件混装印制板组件回流焊接方法及工装
技术领域
本发明涉及电子装联技术领域，具体涉及一种CCGA-微波器件混装印制板组件回流焊接方法及工装。
背景技术
着电子信息技术不断发展，模块化、轻量化的要求日益提高，在同一组件集成微波电路与专用数字电路具有集成度高、小型化、多功能等特点，逐渐在航天、航空、电子领域开始应用。
CCGA封装可实现很多逻辑和微处理器功能，适用于更大尺寸和更多I/O的情况。CCGA封装器件具有耐高压、耐高温、高可靠性、高抗震性能、高组装密度、高电热性能等优点，将CCGA封装芯片与微波芯片集成在同一印制印制板组件上，可以提高电路集成度，实现更高的密度和更佳的稳定度，更好的抗疲劳性能、更好的散热性能、更高的可靠性等。CCGA器件由于尺寸大、价值高，目前在高可靠要求场景下有较多应用，但由于其组装难度大，为了实现其组装工艺，CCGA目前仅应用于数字电路板。
目前，对含有CCGA封装器件的表面贴装技术需要精准地控制温度，CCGA器件回流焊接过程中，PCB表面的最高温度约为235℃，CCGA器件柱列中心焊点的最低温度为210℃，同时，由于CCGA封装的结构特征，需要保证所有焊点同时达到良好焊接，焊点温度应尽量均匀，每个焊点183℃以上焊膏回流时间应为60～120s。然而，对含有微波器件的印制板组件，在回流焊接过程中，PCB表面的最高温度约为220℃，微波器件表面不允许超过承受温度，即器件管壳最高温度不高于215℃，焊点183℃以上焊膏回流时间60～120s，避免微波器件封装内部发生重融。CCGA与微波器件存在焊接温度不兼容问题，组装工艺技术存在较大的难度。同时，微波器件要求优良的接地效果，焊接一致性要求高，CCGA-微波器件混合装联对焊接工艺提出了更高的要求，因此，亟需一种解决CCGA-微波器件混合装联技术问题的工艺方法。
鉴于上述难点，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
本发明的目的在于解决如何简单、有效且质量稳定可靠地实现CCGA-微波器件混合装联的问题，提供了一种CCGA-微波器件混装印制板组件回流焊接工艺方法及工装。
为了实现上述目的，本发明公开了一种CCGA-微波器件混装印制板组件回流焊接方法，包括以下步骤：
S1：根据温度需要选取合适的工装配件，并完成工装组装；
S2：装配工装与印制板裸板并开展测温试验，确定合适的回流焊炉温设置温度；
S3：根据器件要求，完成CCGA器件烘烤，微波器件去金、搪锡；
S4：使用阶梯钢网，利用SMT组装技术中的印刷、贴片技术，用钢网在印制板焊盘上印刷焊膏，采用设备完成器件精密贴装；
S5：将组装好的工装隔热罩放置在待回流的电路板合适位置；
S6：设备达到回流焊接参数温度后，开始焊接。
所述步骤S1中选取工装时应保证所选取的工装主要热影响区为微波器件安装区域，且对CCGA器件所在区域热影响不影响回流焊接。
所述步骤S2中回流温度曲线的设置须注意印制板不同位置的温度分布，
所述步骤S4中根据器件焊接要求设计阶梯钢网，钢网采用激光切割不锈钢模板。
所述步骤S4中应采用高精度贴装方法，保证CCGA器件、微波器件引脚与印制板焊盘对位准确，贴装偏移量应小于焊盘尺寸的10％，必要时对器件安装位置单独设计贴装mark点。
所述步骤S5中放置工装应轻放，保持印制板稳定。
本发明还公开了由上述焊接方法焊接得到的CCGA-微波芯片混装电路板组件回流焊接工装，包括隔热网板和支架螺钉，所述隔热网板上设有螺纹孔，所述支架螺钉通过所述螺纹孔与所述隔热网板装配，所述螺纹孔孔距与印制板安装孔间距相同。
所述隔热网板厚度为2mm。
所述支架螺钉前端设有螺纹，所述螺纹后设有支撑端，所述支架螺钉后端设于所述印制板装配的定位凸台。
所述支架螺钉与印制板装配端的定位凸台高度等于印制板厚度，所述支架螺钉的直径比印制板安装孔位直径小0.3mm。
所述支架螺钉支撑段高度比微波器件最大高度高2mm。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
1、本发明克服CCGA与微波器件存在焊接温度不兼容问题，实现了同一印制板组件上不同焊接温度器件的回流焊接，保障了同一组件集成微波电路与专用数字电路的一体化组装，为高集成、多功能电子设备装联提供了一种有效的工艺方法；
2、本发明采取一次回流焊接，避免多次回流使表面组装焊点可靠性降低、器件性能下降等问题，且焊点质量满足高可靠应用要求，器件装配质量稳定可靠；
3、本发明所用隔热网板与支架螺钉通过组装形成工装隔热罩，具备扩展应用条件，可在其他不同焊接温度器件一体化焊接应用场景下使用；
4、本发明中的工装符合这种组装方案的设计要求，不影响工装实施周边区域，不影响整板温度平衡，不影响印制板背面元器件，并能同时满足CCGA、微波器件两类器件的组装要求，实现高可靠组装；
4、本发明成本低、操作简单，极大提高了组装效率、产品质量。
附图说明
图1为本发明的工装隔热罩的安装示意图；
图2为本发明隔热网板示意图；
图3为本发明工装螺钉示意图。
图中数字表示：
1-前端螺纹；2-支撑段；3-定位凸台。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
如图1所示，本实施例的主要技术方案是利用隔热网板阻挡热效应，减少热风回流焊炉中到达器件表面风量，并通过工装隔热罩增加微波器件焊接区域热容量，使印制板微波区域与其他区域形成温差，以达到同一组件集成微波电路与专用数字电路的一体化组装，解决CCGA与微波器件存在焊接温度不兼容问题。
本实施例中选用的印制板组件共需要表面安装一个CCGA封装器件和五个微波器件，其中CCGA器件的安装位置位于印制板中部，微波器件的安装位置位于印制板右上角约1/4面积区域。本实施例具体表面安装操作如下：
测量微波器件、CCGA器件高度，取微波器件最大安装高度值，设计支架螺钉，支架螺钉支撑段高度7mm，支架螺钉材料选用5A06铝合金，该材料密度小，单位质量热容量大，且与Sn63/Pb37锡铅共晶焊料不可焊；
设计隔热网板，网板大小覆盖微波器件安装区域，且避开CCGA器件安装位置，工装网板位置与CCGA器件外边缘最近距离为5mm，隔热网板材料选用5A06铝合金，该材料密度小，单位质量热容量大，且与Sn63/Pb37锡铅共晶焊料不可焊；
组装工装隔热罩，确认工装支架螺纹位置距离微波器件外边缘最小距离不小于5mm的设计值，不干涉；
组装工装与测温专用印制板裸板，在器件安装位置点胶固定CCGA工艺测温器件、微波器件工艺测温器件，并使用炉温曲线测试仪进行测温试验，确定回流焊炉设置温度满足表面安装元器件回流焊接要求，此时CCGA器件底部中心焊点温度212℃，边缘焊点温度225℃，微波器件底部焊点温度212℃，边缘焊点温度215℃，回流时间60s～120s；
准备烘烤、搪锡等相关设备，包括氮气烘箱、离子风机、防静电电烙铁、搪锡钢网等；
采用氮气烘箱按CCGA器件烘烤要求进行预烘烤，烘烤时器件应置于其Carrier中共同烘烤，器件翻转至背面，锡柱向上进行烘烤。
采用手工焊进行微波器件焊盘、引脚搪锡去金，烙铁温度设置为280℃，搪锡去金操作时间2s～3s，超出操作时间后停止操作，待焊点冷却后重复，引脚搪锡去金操作时使用镊子夹住器件引脚根部散热；
使用搪锡钢网对微波器件底部进行印刷焊膏，回流焊对器件焊盘预搪锡，器件表面温度不高于215℃，焊锡选用Alpha OL107E焊膏，搪锡后用无水乙醇清洗搪锡部位，取出助焊剂残余物；
使用MY-200高精度贴片机贴装印制板所有表面安装元器件，器件引脚偏移应小于引脚宽度的10％；
放置工装，要求轻放工装，放置工装过程保持印制板稳定，工装放置完成后检查器件位置未产生位移，重点检查CCGA器件、细间距引脚器件、微波器件引脚与印制板焊盘对位准确，器件贴装偏移量小于焊盘尺寸的10％；
待回流焊炉温稳定5min以上，将印制板组件连同工装放置于传送带上，开始焊接；
待焊接完成，对印制板组件进行检验。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据温度需要选取合适的工装配件，并完成工装组装；
S2：装配工装与印制板裸板并开展测温试验，确定合适的回流焊炉温设置温度；
S3：根据器件要求，完成CCGA器件烘烤，微波器件去金、搪锡；
S4：使用阶梯钢网，利用SMT组装技术中的印刷、贴片技术，用钢网在印制板焊盘上印刷焊膏，采用设备完成器件精密贴装；
S5：将组装好的工装隔热罩放置在待回流的电路板合适位置；
S6：设备达到回流焊接参数温度后，开始焊接。
2.如权利要求1所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接方法，其特征在于，所述步骤S4中根据器件焊接要求设计阶梯钢网，钢网采用激光切割不锈钢模板。
3.如权利要求1所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接方法，其特征在于，所述步骤S4中应采用高精度贴装方法，保证CCGA器件、微波器件引脚与印制板焊盘对位准确，贴装偏移量应小于焊盘尺寸的10％，必要时对器件安装位置单独设计贴装mark点。
4.如权利要求1所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接方法，其特征在于，所述步骤S5中放置工装应轻放，保持印制板稳定。
5.一种采用如权利要求1～4任一项所述的焊接方法得到的CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接工装，其特征在于，包括隔热网板和支架螺钉，所述隔热网板上设有螺纹孔，所述支架螺钉通过所述螺纹孔与所述隔热网板装配，所述螺纹孔孔距与印制板安装孔间距相同。
6.如权利要求5所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接工装，其特征在于，所述隔热网板厚度为2mm。
7.如权利要求5所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接工装，其特征在于，所述支架螺钉前端设有螺纹，所述螺纹后设有支撑端，所述支架螺钉后端设于所述印制板装配的定位凸台。
8.如权利要求5所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接工装，其特征在于，所述支架螺钉与印制板装配端的定位凸台高度等于印制板厚度，所述支架螺钉的直径比印制板安装孔位直径小0.3mm。
9.如权利要求5所述的一种CCGA-微波器件混装电路板组件回流焊接工装，其特征在于，所述支架螺钉支撑段高度比微波器件最大高度高2mm。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19757612C1 (de) * 1997-12-23 1999-07-08 Siemens Ag Hybridschaltung mit einem System zur Wärmeableitung
US20030070287A1 (en) * 2001-10-15 2003-04-17 Mark Kintis Method of attaching printed circuit boards within an electronic module housing
US20040108937A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-10 Craig Ernsberger Ball grid array resistor network
JP2010098320A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Shu Kisei フレキシブルプリント基板の表面実装工程と、当該工程において使用される磁性治具およびスチールメッシュ
US20150181712A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Semiconductor component with chip for the high-frequency range
CN107396546A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 中科迪高微波系统有限公司 小型化锁相同轴介质微波频率源的制作方法
CN113543514A (zh) * 2020-04-15 2021-10-22 昆山达菲乐电子产品有限公司 回焊炉

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19757612C1 (de) * 1997-12-23 1999-07-08 Siemens Ag Hybridschaltung mit einem System zur Wärmeableitung
US20030070287A1 (en) * 2001-10-15 2003-04-17 Mark Kintis Method of attaching printed circuit boards within an electronic module housing
US20040108937A1 (en) * 2002-12-04 2004-06-10 Craig Ernsberger Ball grid array resistor network
JP2010098320A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Shu Kisei フレキシブルプリント基板の表面実装工程と、当該工程において使用される磁性治具およびスチールメッシュ
US20150181712A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Semiconductor component with chip for the high-frequency range
CN107396546A (zh) * 2017-06-22 2017-11-24 中科迪高微波系统有限公司 小型化锁相同轴介质微波频率源的制作方法
CN113543514A (zh) * 2020-04-15 2021-10-22 昆山达菲乐电子产品有限公司 回焊炉

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