混裝電路板焊接工藝技術(shù)

劉慧環(huán)

摘 要：混裝電路板主要由通孔元器件的的電路板、表面貼裝元器件兩大部分組成。隨著科技的發(fā)展，對(duì)于純粹表面貼裝電路板的焊接組裝來說，工藝已經(jīng)比較的成熟。但是對(duì)于混裝電路板而言，其焊接組裝方法非常多，并且工藝也非常復(fù)雜。本文簡單介紹了混裝電路板的幾種焊接工藝，以期為混裝電路板的焊接組裝提供可以借鑒的資料。

關(guān)鍵詞：混裝電路板 手工焊接 波峰焊接 選擇性焊接

在當(dāng)前的混裝電路板中，單純的表面貼裝元器件電路板、通孔元器件電路板非常少。大多情況下，都是兩者都有的電路板，有的電路板甚至正反面上這兩種元器件都有。混裝電路板誕生后，電路板的組裝焊接工藝越來越復(fù)雜。一直以來，廣大技術(shù)工作人員都在努力探索更快捷、高效、經(jīng)濟(jì)的方法來解決混裝電路的焊接問題。本文介紹一些混裝電路板的元器件的各種焊接方法，和這些焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

一、手工焊接

手工焊接就是采取手工作業(yè)的方法，通過電烙鐵等工具將焊錫絲融化掉，進(jìn)而達(dá)到PCB電路板焊盤、元器件引腳相連接的目的。這是一種比較傳統(tǒng)的方法，歷史悠久而且使用范圍面比較廣，自從有了電子元件就有了手工焊接，以后無論電子工藝怎么發(fā)展，手工焊接都不會(huì)被歷史淘汰掉。其特點(diǎn)如下：

（一）手工焊接換線快，手工焊接的工藝成熟

需要對(duì)產(chǎn)品換線時(shí)，不用對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程，也不用修改設(shè)備的任何參數(shù)，所以說產(chǎn)品換線快的另一個(gè)好處是比較利于企業(yè)的轉(zhuǎn)型。手工焊接工藝技術(shù)比較成熟，焊接技術(shù)相對(duì)比較簡單，容易學(xué)習(xí)。

（二）手工焊接的質(zhì)量不穩(wěn)定，手工焊接的效率低下

因?yàn)槭止ず附拥娜^程都是依靠人的掌控來進(jìn)行的，而且人的行為會(huì)受到一定的環(huán)境和技術(shù)熟練程度的影響。一般情況下，通過手工焊接的方法來焊接一電阻，元器件整形、組裝、剪腳到焊接通常要1-2min，與其它焊接工藝技術(shù)相比，是非常落后的，因而相應(yīng)的制造成本也是相對(duì)較高的，適合小批量多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。

二、波峰焊接

對(duì)通孔元器件電路板而言，波峰焊接是比較適用的一種方法，一般有點(diǎn)膠波峰焊接技術(shù)、加載冶具波峰焊接技術(shù)兩種技術(shù)。

（一） 點(diǎn)膠波峰焊接技術(shù)

對(duì)B面含有高密度表面貼裝元器件的電路板焊接來說，點(diǎn)膠波峰焊接技術(shù)不適用，非常容易產(chǎn)生橋接、焊接不良等不良焊接現(xiàn)象。此外，如果表面貼裝元器件不能承受較大熱沖擊、不耐高溫，也不適合使用該技術(shù)，極易導(dǎo)致焊錫堆積，進(jìn)而燒毀元器件。

點(diǎn)膠波峰焊接技術(shù)對(duì)PCB板設(shè)計(jì)布局具有非常高的要求，第一B面元器件選擇要合理；第二，安放元器件的方向與位置，安放位置盡可能做到分散放置，避免過于集中產(chǎn)生的焊錫堆積和橋接的不良現(xiàn)象；方向應(yīng)該結(jié)合波峰焊接時(shí)電路板的走向進(jìn)行考慮，避免因?yàn)榉胖貌涣家鸬穆┖浮⑸俸负秃更c(diǎn)濕潤不良的不良焊接現(xiàn)象。

（二）加載冶具波峰焊接技術(shù)

這種焊接工藝需要制作專用的冶具將B面表面貼裝元器件保護(hù)起來，只露空通孔元器件焊接點(diǎn)。因此，這種工藝一方面需要制作專用冶具，增加了工藝的復(fù)雜性和制造成本，不太適合小批量多品種的生產(chǎn)。

雖然說波峰焊焊接技術(shù)已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)的波峰焊接設(shè)備基本上都能滿足焊接的要求，但是一臺(tái)波峰焊接設(shè)備就需要20多萬，同時(shí)，波峰焊機(jī)的使用成本也比較高，一爐錫300多公斤。使用前，需要提前4個(gè)小時(shí)開啟設(shè)備，每天會(huì)產(chǎn)生大量錫渣，對(duì)小批量生產(chǎn)來說極其不經(jīng)濟(jì)。

三、選擇性焊接

這種焊接工藝技術(shù)是為了滿足發(fā)展要求而發(fā)明特殊的波峰焊。設(shè)備和波峰焊接設(shè)備比較相似，整個(gè)的焊接的過程仍然分為三大步：助焊劑噴涂、預(yù)熱、焊接。設(shè)備具有電路板不動(dòng)錫爐動(dòng)、電路板動(dòng)錫爐不動(dòng)這2種形式，可以為每個(gè)焊接點(diǎn)定制焊接參數(shù)。與波峰焊接技術(shù)比，它的特點(diǎn)如下：

（一）使用靈活，焊點(diǎn)品質(zhì)高

因?yàn)椴恍枰癫ǚ搴附幽菢右从命c(diǎn)膠固定表面貼裝元器件，要么用專業(yè)冶具保護(hù)已焊接的表面貼裝元器件，通孔元器件插件、剪腳后即可上機(jī)進(jìn)行焊接，所以使用比較靈活。此外，還能夠編程設(shè)置每個(gè)焊點(diǎn)的參數(shù)，確保焊接質(zhì)量。

（二）前期投資大，但運(yùn)行資本低

首先是錫爐焊錫量比較少，設(shè)備功率相對(duì)的小更加節(jié)能，其次，助焊劑的噴涂也是選擇性的噴涂，所以助焊劑的消耗量還是要小于普通的波峰焊機(jī)的；同時(shí)，噴頭的保護(hù)是用氮?dú)膺M(jìn)行的，所以防止了熔融焊錫與空氣的接觸，基本上無錫渣的產(chǎn)生。

四、通孔再流焊

這種焊接工藝指的是通過注射器、漏印模板加焊膏的方式，利用表面貼裝、通孔插裝兩種元器件進(jìn)行再流焊的一種技術(shù)。在這個(gè)過程中最大難點(diǎn)就是模板設(shè)計(jì)，需要能夠滿足把合適量的焊錫膏放到通孔元器件焊盤上。但是這種焊接工藝對(duì)通孔元器件有選擇，不能耐再流焊高溫沖擊的元器件不能采用這種工藝技術(shù)。

五、預(yù)成型焊料

這種焊接工藝是在再流焊的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)再流焊工藝的不足之處，在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上很好的解決了焊錫膏施放量的問題。這種工藝是先把焊料壓制成不同厚度、大小、形狀的焊料片，然后根據(jù)實(shí)際需要選擇所需的焊料片。

該工藝的優(yōu)點(diǎn)是既不需要分級(jí)印刷焊膏，也不用制作專用針孔模板，能夠一次性完成通孔、表面貼裝兩種元器件的焊接，同時(shí)焊錫膏施放量問題也得到了有效的解決。其缺點(diǎn)是預(yù)成型焊料片施放效率有待提高，很難開展高密度組裝，同時(shí)通孔元器件還要滿足相應(yīng)的條件。

六、焊接機(jī)器人

這種焊接技術(shù)可以焊接大部分需要手工焊接的元器件，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)送錫焊接。當(dāng)前焊接機(jī)器人主要有無接觸激光焊接、傳統(tǒng)電烙鐵焊接兩種類型。一般的焊接機(jī)器人都是用電烙鐵焊接，焊錫絲由送錫管自動(dòng)送至電烙鐵前端進(jìn)行加熱焊接。為滿足科技發(fā)展的要求，制造商設(shè)計(jì)了一種非接觸式加熱激光焊接機(jī)器人，激光焊接機(jī)器人可以精確定位到每個(gè)指定部位上進(jìn)行焊接。

無論是哪一類的焊接機(jī)器人，其焊接原理都通手工焊接類似，因此特點(diǎn)也十分類似于手工焊接，而且這種焊接工藝比較適合于高端產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，比如軍用產(chǎn)品和航天產(chǎn)品等。

結(jié)語

以上重點(diǎn)介紹了六種焊接技術(shù)，每一種焊接工藝技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，不能絕對(duì)的定義哪種好那種不好，應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際情況選擇合適的焊接工藝。

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