[發(fā)明專利]FR-1紙質(zhì)PCB無(wú)鉛SMT焊接工藝及專用隔熱治具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210435279.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN102922070A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉建鋒;左幼林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航嘉電子有限公司
• 主分類號(hào): B23K1/00
• 分類號(hào): B23K1/00;B23K1/20;B23K3/08;H05K3/34
• 代理公司: 上海百一領(lǐng)御專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31243
• 代理人: 馬育麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及PCB的SMT生產(chǎn)工藝，具體來(lái)說(shuō)主要涉及紙質(zhì)PCB的無(wú)鉛SMT生產(chǎn)工藝及專用治具。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，PCB（Printed?Circuit?Board印刷電路板）的SMT（Surface?Mounted?Technology?表面貼裝技術(shù)）生產(chǎn)工藝主要分有鉛和無(wú)鉛焊接，主要工藝步驟包括第1步：錫膏印刷；第2步：自動(dòng)貼片；第3步：回流焊接，第4部：脫模，檢測(cè)等工序。例如公開號(hào)CN101083878?A專利文獻(xiàn)公開了一種PCB板的焊接方法和專用治具，其焊接方法也主要包括第1步：印刷錫膏；第2步：自動(dòng)貼裝元器件；第3步：回流焊接；第4部：脫模，檢測(cè)等步驟。有鉛或無(wú)鉛焊接工藝的主要區(qū)別在于使用的錫膏不同，有鉛制程使用有鉛錫膏，錫膏中主要的金屬成分是：錫63%，鉛37%，錫膏的焊接熔點(diǎn)為183℃；無(wú)鉛制程使用無(wú)鉛錫膏，錫膏中主要的金屬成分：錫96.5%，銀3%，銅0.5%。錫膏的焊接熔點(diǎn)為217℃，錫膏充分的融熔和潤(rùn)濕焊盤需要溫度在220℃以上30-60秒，一般最高溫度要求在230℃-250℃，焊接溫度要求的不同，對(duì)PCB板的要求也不相同。

按現(xiàn)有技術(shù)的工藝，F(xiàn)R-1紙質(zhì)PCB不能按照無(wú)鉛焊接工藝生產(chǎn)，因?yàn)镕R-1紙質(zhì)PCB在回焊爐中無(wú)法較長(zhǎng)時(shí)間承受220℃以上的高溫。根據(jù)公開文獻(xiàn)記載，現(xiàn)有的FR-1?PCB可以做到的最高溫度是200-205℃，時(shí)間是30分鐘，無(wú)剝離氣泡。如果使用無(wú)鉛錫膏焊接FR-1紙質(zhì)PCB，錫膏的融化和回流需要220℃以上的溫度，F(xiàn)R-1紙質(zhì)PCB受到高溫沖擊會(huì)出現(xiàn)明顯的分層氣泡，不能制成合格的PCB。

另外，在回焊爐中為防止PCB彎曲變形，需要專門的治具來(lái)安裝支撐PCB，現(xiàn)有的各種治具通常在治具板開設(shè)通孔，以有利于熱風(fēng)均勻吹拂到PCB板兩面。例如公開號(hào)CN201274610?Y專利文獻(xiàn)公開了一種可以適應(yīng)任何規(guī)格印刷電路板，其治具板開設(shè)有若干通孔，排布于整塊治具板上，但這種治具僅有安裝支撐PCB作用，沒有隔熱作用，如果使用在FR-1紙質(zhì)PCB無(wú)鉛焊接工藝中將導(dǎo)致FR-1紙質(zhì)PCB背面受熱，整板溫度過高而產(chǎn)生分層氣泡；其次，現(xiàn)有技術(shù)的治具通常采用鋁合金或其他耐高溫材料，這些材料均沒有隔熱功能，根據(jù)現(xiàn)有工藝特點(diǎn)本領(lǐng)域技術(shù)人員也認(rèn)為治具不需要增加隔熱功能，否則影響PCB板的焊接溫度。

故此，本領(lǐng)域技術(shù)人員有必要進(jìn)一步改進(jìn)FR-1紙質(zhì)PCB的無(wú)鉛焊接生產(chǎn)工藝以及開發(fā)專用的隔熱治具，打破治具不需要增加隔熱功能的技術(shù)偏見。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及存在的技術(shù)問題，本發(fā)明首要解決的技術(shù)問題是提供了一種新的且適合于FR-1紙質(zhì)PCB的無(wú)鉛SMT生產(chǎn)方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：FR-1紙質(zhì)PCB的無(wú)鉛SMT焊接工藝，S101，經(jīng)檢測(cè)合格的FR-1紙質(zhì)PCB進(jìn)行烘烤處理；S102，在烘烤后的FR-1紙質(zhì)PCB上印刷無(wú)鉛錫膏；S103，將經(jīng)過印刷無(wú)鉛錫膏的FR-1紙質(zhì)PCB進(jìn)行SMT貼裝元器件；S104，將貼裝好的FR-1紙質(zhì)PCB固定在專用的治具上；S105，將固定在專用隔熱治具上的FR-1紙質(zhì)PCB送入回焊爐中進(jìn)行回流焊接；S106，將焊接好的FR-1紙質(zhì)PCB取出并進(jìn)行檢測(cè)。

本發(fā)明的技術(shù)效果是：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)在工藝上的區(qū)別之一是印刷無(wú)鉛錫膏之前PCB先要進(jìn)行烘烤處理，烘烤的目的在于盡可能去除PCB的含水量。因?yàn)镻CB通常有多層結(jié)構(gòu)，在焊接之前受到存放環(huán)境的溫度，濕度等影響，容易造成PCB含水量超標(biāo)，回流焊接時(shí)，受到高溫炙烤更加容易起泡分層或發(fā)黃。通過烘烤處理的PCB含水量極低，有助于在回流焊接階段不發(fā)生分層起泡；與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)別之二是采用了專用的隔熱治具，這種隔熱治具用于容納PCB的空腔底板不開設(shè)通孔，是整板一塊，在回流焊接階段，可以保證PCB的上表面溫度能夠達(dá)到無(wú)鉛錫膏的熔融和回流要求，PCB下表面由于有隔熱治具的保護(hù)而溫度大大降低，使得PCB整體溫度不超過200-205℃，這是FR-1紙質(zhì)PCB可以耐受的溫度，制成的FR-1紙質(zhì)PCB不會(huì)分層起泡，從而實(shí)現(xiàn)FR-1紙質(zhì)PCB的無(wú)鉛焊接。

優(yōu)選的技術(shù)方案：FR-1紙質(zhì)PCB的無(wú)鉛SMT焊接工藝，所述第一步的烘烤時(shí)間為100-135分鐘，烘烤溫度為60-100℃，優(yōu)選的的烘烤時(shí)間為120分鐘，烘烤溫度為80℃。

進(jìn)一步的技術(shù)效果：這是烘烤階段較佳的溫度和時(shí)間范圍，其中烘烤時(shí)間120分鐘，烘烤溫度80℃是烘烤步驟的最佳實(shí)施例，能夠盡可能降低FR-1紙質(zhì)PCB的含水量。