一種電子器件三維回流焊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電子器件三維回流焊方法，進行回流焊前，先分步印刷焊膏，即在水平待焊面區(qū)域、Z軸待焊面區(qū)域分別印刷非同種焊膏，所述水平待焊面區(qū)域上焊膏的熔點低于Z軸待焊面區(qū)域上焊膏的熔點；進行回流焊時，先焊接水平待焊面區(qū)域，再焊接Z軸待焊面區(qū)域。本發(fā)明工藝簡單、便于操作、實現(xiàn)了三維焊接，焊接精度高、焊接一致性好。
【專利說明】一種電子器件三維回流焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子器件焊接方法，尤其涉及一種電子器件三維回流焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，要求散熱、信號屏蔽或者信號收發(fā)的電子產(chǎn)品中需要進行殼體接縫焊盤或在Z軸面上進行器件的豎直焊接。
[0003]通常，先將待焊件的Z軸面水平放置，完成焊接后再將其豎直放置在基面上，進行手工焊接，這種幾乎完全手工進行的焊接模式，導(dǎo)致了產(chǎn)品的一致性差，且生產(chǎn)效率低下。
[0004]此外，手工焊接的方法一般采用現(xiàn)有的回流焊。 [0005]回流焊是常見焊接方式的一種，回流焊是英文ReflowSoldring的直譯,是通過重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏裝軟釬焊料，實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。
[0006]回流焊的一般步驟如下:
首先PCB進入140°C~160°C的預(yù)熱溫區(qū)時，將焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，同時，焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件焊端和引腳，焊膏軟化、塌落，覆蓋了焊盤，將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離；并使表貼元件得到充分的預(yù)熱。
[0007]接著進入焊接區(qū)時，溫度以每秒2 - 3°C國際標準升溫速率迅速上升使焊膏達到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫在PCB的焊盤、元器件焊端和引腳潤濕、擴散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金屬化合物，形成焊錫接點。
[0008]最后PCB進入冷卻區(qū)使焊點凝固。
[0009]由此可見，若是水平焊和Z軸焊均采用同一的焊料進行回流焊接，會造成Z軸方向的焊料再熔化，繼而產(chǎn)生焊料下墜、Z軸面上的器件掉落等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:現(xiàn)有的回流焊焊接方法一致性差，效率低下，容易產(chǎn)生焊料下墜、Z軸面上的器件掉落等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足要求。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電子器件三維回流焊方法，進行回流焊前，先分步印刷焊膏，即在水平待焊面區(qū)域、Z軸待焊面區(qū)域分別印刷非同種焊膏，所述水平待焊面區(qū)域上焊膏的熔點低于Z軸待焊面區(qū)域上焊膏的熔點；進行回流焊時，先焊接水平待焊面區(qū)域，再焊接Z軸待焊面區(qū)域。
[0012]所述待焊面區(qū)域包括焊接元件的焊盤和用于與其他待焊面連接的焊縫；本發(fā)明分兩步印刷焊膏，在水平待焊面區(qū)域印刷低熔點焊料，在Z軸待焊面區(qū)域印刷高熔點焊料，這是考慮在回流焊時，先進行的水平面焊接，可以讓Z軸面焊膏積累一定的熱量，當水平面焊接結(jié)束，接著升高溫度，可在短時間內(nèi)，讓Z軸待焊面區(qū)域上的焊料熔化，然后再急速冷卻，減少Z軸面焊料熔化后的可能下墜時間；相比較采用一種焊膏進行對焊的工藝方法，本工藝能大大減少Z軸待焊面區(qū)域上焊接的孔洞、少錫缺陷，特別適用于Z軸焊縫的焊接。[0013]為進一步減少在Z軸面焊接中的孔洞、少錫等缺陷，前述Z軸待焊面區(qū)域的焊縫處采用圓形開孔和點陣式分布，印刷焊膏呈點陣式非連續(xù)排布。焊膏軟化、塌落，逐漸覆蓋了焊盤，并流入圓形開孔處形成焊點，這種設(shè)計，使得焊膏在回流焊加熱熔化時，焊料表面形成的張力可克服焊料自身的重力，有利于減少在Z軸面焊接中的孔洞、少錫等缺陷。
[0014]作為本發(fā)明的一種改進方案，所述焊膏上均套印緊固膠。套印緊固膠，可以起到保持待垂直面上的焊膏或器件難下墜的作用。
[0015]為進一步提高焊接效果，使用夾具對準的方式或?qū)屎笸ㄟ^點膠固定的方式，對Z軸面或Z軸面上的待焊器件進行固定。這兩種固定方式，可以讓垂直焊接面對位準確，并在焊膏熔化時保持對位準確。
[0016]進行回流焊時，采用三段式加熱曲線加熱，即包括140°C _160°C的低溫段預(yù)熱-180°C _200°C的中溫段焊接水平待焊面區(qū)域_220°C _240°C的高溫段焊接Z軸待焊面區(qū)域。在回流焊時，針對不同熔點的焊膏制定三段式升溫曲線，本方法與普通升溫曲線的區(qū)別在于設(shè)定了一個中溫加熱段，中溫加熱平臺的溫度范圍介于高熔點焊料和低熔點焊料的熔點之間，保證了在高熔點焊料熔化之前，獲得需要的熱量，保證高溫焊料在熔化、凝結(jié)過程中，在焊料表面張力的作用下，既能形成良好的焊點，即連續(xù)光滑的焊縫，又不下墜。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點是:實現(xiàn)了真正意義上的三維焊接，焊接精度高、焊接一致性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明Z軸焊縫處圓心開孔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明三維回流焊接效果圖。
[0020]圖3是本發(fā)明采用的回流曲線與普通回流曲線的對比圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0022]如圖1-3所示，本發(fā)明方法包括以下步驟:
步驟一:分步印刷焊膏，即在水平待焊面1、Z軸待焊面2分別印刷非同種焊膏，并在焊膏上分別套印緊固膠；所述水平待焊面I上焊膏選用普通的63Sn/37Pb型焊膏，其熔點在210攝氏度，Z軸待焊面2上則選用熔點為217攝氏度的高熔點焊膏。
[0023]印刷的焊膏呈點陣式非連續(xù)排布，焊點直徑為0.25mm，焊點間距為0.8mm。
[0024]步驟二:將兩塊Z軸待焊面2垂直豎起，放在水平待焊面I上，先用焊點進行固定，再點膠，防止回流時，固定的焊點熔化，起到固定PCB的作用；將預(yù)熱區(qū)的溫度選擇在135-175攝氏度，預(yù)熱區(qū)的作用是使焊膏中的焊劑揮發(fā)，此外，保持溫度漸進上升，可避免器件受到熱沖擊；預(yù)熱完畢后，加溫至210攝氏度，對水平待焊面I進行回流焊；預(yù)熱溫度溫區(qū)低熔點焊料熔化平臺選擇為210攝氏度，保證高熔點焊膏此時處于固態(tài)。
[0025]步驟三:對Z軸待焊面2的焊縫進行垂直回流焊接。繼續(xù)升溫至217攝氏度，高熔點焊料加熱平臺選擇為240攝氏度，并保持一定時間，完成焊接后，呈現(xiàn)點狀焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種電子器件三維回流焊方法，其特征是: 進行回流焊前，先分步印刷焊膏，即在水平待焊面區(qū)域、Z軸待焊面區(qū)域分別印刷非同種焊膏，所述水平待焊面區(qū)域上焊膏的熔點低于Z軸待焊面區(qū)域上焊膏的熔點； 進行回流焊時，先焊接水平待焊面區(qū)域，再焊接Z軸待焊面區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子器件三維回流焊方法，其特征是: 前述Z軸待焊面區(qū)域的焊縫處采用圓形開孔和點陣式分布，印刷焊膏呈點陣式非連續(xù)排布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電子器件三維回流焊方法，其特征是:所述焊膏上均套印緊固膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電子器件三維回流焊方法，其特征是:使用夾具對準的方式或?qū)屎笸ㄟ^點膠固定的方式，對Z軸面或Z軸面上的待焊器件進行固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電子器件三維回流焊方法，其特征是:進行回流焊時，采用三段式加熱曲線加熱，即包括140°C _160°C的低溫段預(yù)熱_180°C _200°C的中溫段焊接水平待焊面區(qū)域_220°C _240°C的高溫段焊接Z軸待焊面區(qū)域。
【文檔編號】B23K1/20GK103464852SQ201310288181
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】舒平生, 魏子陵, 王玉鵬, 楊潔, 郝秀云 申請人:南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院