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電路板焊接

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PCB電路板組裝中不同的焊接技術(shù)介紹

發(fā)布日期:2021-10-11

不管是設(shè)計(jì)還是生產(chǎn)印刷電路板時(shí),都需要考慮許多因素以確保最終的成品能夠正常運(yùn)行。


焊接是電子制造過程、PCBA組裝過程中非常重要的一個(gè)步驟。

印刷電路板焊接

什么是焊接?


焊接就是使用焊料將兩個(gè)或者多個(gè)電子元器件或者組件連接在一起的工藝步驟。


選擇什么樣的焊接技術(shù)取決于您的需求、使用的材料以及其他的特定因素,例如高耐熱性或者其他要求。


在選擇合適的焊接工藝之前,你必須要知道每種方法的含義和注意事項(xiàng)。


一旦選擇了錯(cuò)誤的焊接工藝,那就有可能直接將PCB燒壞或者造成成品故障。


PCB軟焊


軟焊是PCBA組裝行業(yè)中比較流行的一種焊接工藝。也是將更小、緊湊、易碎的組件連接到印刷電路板上的最佳選擇。


具體說來,什么是軟焊呢?


軟釬焊是使用熔點(diǎn)不超過450℃的釬料,通過加熱到低于母材熔點(diǎn)而高于釬料熔點(diǎn)的軟釬焊溫度而實(shí)現(xiàn)連接的一類連接方法。釬料通過毛細(xì)作用鋪展在緊密貼合的連接表面上,或通過潤濕作用鋪展在工件表面上。


軟釬料是液相線溫度(熔點(diǎn))不超過450℃的軟釬焊用釬料。軟釬料通常是不含鐵的合金。450℃的溫度是釬焊和軟釬焊的分界點(diǎn)。釬焊所涉及的大部工藝參數(shù)及影響因素也適用于軟釬焊。事實(shí)上,軟釬焊、硬焊或銀焊等工業(yè)術(shù)語也是用來區(qū)分軟釬焊和釬焊的。


軟焊接不像其他方法那樣耐用,并且不會(huì)形成牢固的接頭,因此有“軟”的稱號(hào)。


軟釬焊的分類


1)、浸沾軟釬焊


浸沾軟釬焊(DS)是一種利用熔融軟釬料的金屬浴進(jìn)行加熱的軟釬焊方法。軟釬料可利用任何熱源來保持熔融狀態(tài)。軟釬料浸沾設(shè)備通常是自動(dòng)化的,而且通過編程來控制預(yù)清理、釬劑加入、預(yù)熱和浸沾過程。


2)、爐中軟釬焊


爐中軟釬焊(FS)是一種將待焊工件放在爐內(nèi)進(jìn)行加熱的軟釬焊方法。爐中軟釬焊時(shí),必須將焊件裝配好并固定在適當(dāng)位置。必須將軟釬料預(yù)先裝入到接縫中??衫萌魏魏线m的燃料或能源加熱爐膛。


3)、感應(yīng)軟釬焊


感應(yīng)軟釬焊(IS)是一種利用工件中感應(yīng)電流產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行加熱的軟釬焊方法,它與感應(yīng)釬焊類似。


4)、紅外軟釬焊


紅外軟釬焊(IFS)是一種利用紅外線輻射熱量進(jìn)行加熱的軟釬焊方法,它與紅外釬焊類似。


5)、烙鐵軟釬焊


烙鐵軟釬焊(INS)是一種利用烙鐵進(jìn)行加熱的軟釬焊方法。烙鐵有一個(gè)被稱為加熱頭的部件,用于加熱并將熱量傳遞給軟釬料,該加熱頭是用銅制成的??捎貌煌姆椒訜崂予F的加熱頭,例如,電焊鐵利用內(nèi)部的電阻線圈加熱;還有火焰加熱和爐內(nèi)加熱等。工業(yè)中還使用軟釬焊焊槍,這種焊槍采用電阻熱,其加熱頭是一個(gè)高電阻元件。軟釬焊焊槍廣泛用于電子部件組裝。烙鐵軟釬焊一般采用手工操作方式。


6)、電阻軟釬焊


電阻軟釬焊(RS)使用電流流過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接。這種方法與電阻釬焊稍有不同,通常需要利用手持工具進(jìn)行焊接,需要將低電壓的大電流引入到焊件上。電氣設(shè)備制造業(yè)常用這種方法。下圖示出了利用電阻軟釬焊將耳狀接頭連接到焊接電纜上的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。軟釬料通常利用手工方式加入。這種方法還用于釬焊工業(yè)銅質(zhì)管件。


7)、火焰軟釬焊


火焰軟釬焊(TS)與火焰釬焊類似,不同的是所用的釬焊溫度較低,而且利用空氣而非氧氣作助燃?xì)怏w。使用一個(gè)小型丙烷氣瓶,將一個(gè)焊炬頭安裝到該氣瓶上后,氣瓶變成手柄。軟釬料用手工操作方式加入?;鹧孳涒F焊廣泛用于管子安裝行業(yè),用來將管子和銅管件釬焊起來。


8)、波峰軟釬焊


波峰釬焊是一種自動(dòng)化軟釬焊方法,主要用來在印刷電路板上安裝電子元件。通過使電路板焊接面滑過熔融釬料波峰進(jìn)行焊接。首先將電子元件引線插入電路板小孑L并固定到印刷電路板背面的印刷線路上。然后,印刷電路板放置在盛放熔融軟釬料的槽上,并使印刷電路板與軟釬料的波峰接觸,從而將它和電子元件的引線釬接起來。這是一種全自動(dòng)方法,而且可得到高質(zhì)量的焊縫。這種方法廣泛用于電子業(yè)中。


軟釬焊是低溫結(jié)合工藝,與硬釬焊相比它具有以下特點(diǎn):


(1)軟釬焊可用烙鐵、噴燈等普通熱源進(jìn)行釬焊,操作容易;

(2)加熱溫度低,母材金屬的組織性能變化不大,可以使銅鋁構(gòu)件以任何方式焊接,其可能發(fā)生的膨脹、強(qiáng)度變化和變形都較小;

(3)釬焊生產(chǎn)率高,一次性能焊接幾十至幾千個(gè)焊縫,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn);

(4)由于使用的釬料熔化溫度低,釬焊時(shí)焊劑不易被燒焦且適合的焊劑化合物可選擇的范圍廣。

線路板焊接

PCB硬焊或者銀焊


硬焊接(也稱為brazing、銀焊)比軟焊接對您的 PCB 產(chǎn)生更強(qiáng)的接頭。


硬焊將熔點(diǎn)低于欲連接工件之熔填料(釬料)加熱至高于熔點(diǎn),使之具有足夠的流動(dòng)性,利用毛細(xì)作用充分填充于兩工件間(稱為浸潤),并待其凝固后將二者接合起來的一種接合法,傳統(tǒng)上在美國溫度高于427 ° C者稱為硬焊(硬釬焊)。


硬焊的優(yōu)點(diǎn)


硬焊比起其他金屬連接技術(shù)如焊接具有許多優(yōu)點(diǎn)。由于焊焊不熔化接合的母材,它可以允許更嚴(yán)格的公差和產(chǎn)生干凈的接頭,而無須進(jìn)行二次加工。此外,它可焊不同的金屬和非金屬材料(如金屬化陶瓷)。一般情況下,硬焊比起焊接由于受熱均勻也產(chǎn)生較少的熱變形??珊笍?fù)雜和多組件的工件。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,硬焊可涂布或包裹母材以達(dá)到防護(hù)性目的。最后,硬焊很容易適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,因?yàn)楦鱾€(gè)工藝參數(shù)對變化不敏感的緣故。


硬焊的缺點(diǎn)


主要缺點(diǎn)是:接頭強(qiáng)度較低,由于使用軟熔填料,焊接接頭的強(qiáng)度很可能是低于于母材金屬的強(qiáng)度(與一般電焊接頭強(qiáng)度較母材大不同),但大于填充金屬。另一個(gè)缺點(diǎn)是焊接接頭在高溫下可能會(huì)損壞。在工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境硬焊接頭母材需要高度清潔。一些硬焊需要使用適當(dāng)?shù)闹竸┣鍧崉﹣砜刂?。接頭顏色往往與母材金屬不同,造成美觀上的缺點(diǎn)。


釬焊


與軟釬焊和硬釬焊相比,釬焊使用最高溫度并產(chǎn)生最強(qiáng)的接頭。 


釬焊類似于硬焊,因?yàn)榻饘俨考蛄慵ㄟ^高溫連接。 


釬焊的不同之處在于它熔化底部的金屬以適合為您的電路板設(shè)計(jì)的填充金屬。


釬焊是一種易于自動(dòng)化批量生產(chǎn)的過程,最適合連接兩個(gè)獨(dú)立的 PCB,并且熱變形較小。


波峰焊


波峰焊用于通孔工藝或表面貼裝技術(shù) (SMT) 中的組裝。它用于印刷電路板的批量組裝。 


PCB經(jīng)過一盤看起來類似于波池的熔融焊料(這就是名稱的來源)。當(dāng)電路板與焊料接觸時(shí),電路板元件就會(huì)附著在一起。 


在進(jìn)行 SMT 波峰焊之前,必須將元件粘在板上。 


SMT 方法已變得比通孔更受歡迎,這使得波峰焊成為一種不太受歡迎的技術(shù)選擇。波峰焊隨后被回流焊取代。

電路板焊接

回流焊


回流焊接過程包括使用加熱的焊膏將元件連接到電路板上。焊膏被加熱并變成熔融狀態(tài),使焊盤和引腳能夠連接。


回流焊接導(dǎo)致永久連接。


焊接PCB所需的材料


雖然制造和焊接過程中使用的某些材料可能因項(xiàng)目而異,但在每個(gè)焊接過程中都將使用四種基本材料。


烙鐵:烙鐵是焊接過程中使用的熱源。這是一種筆形金屬工具,可讓您操縱焊料。烙鐵的部件包括烙鐵頭、棒柄、焊錫絲橡皮擦和不使用時(shí)的休息處。


焊膏:這是一種灰色膩?zhàn)樱蓪⒔M件的引線連接到電路板上。

 

助焊劑:助焊劑是一種化學(xué)清洗劑。它有助于除銹,通過隔絕空氣來防止將來生銹,并通過準(zhǔn)備表面使您的焊膏更容易涂抹。


為您的PCB選擇最佳焊接工藝


您實(shí)施的焊接方法取決于印刷電路板上使用的要求、能力和材料。 


在選擇焊接技術(shù)之前,請確保您知道什么最適合您的產(chǎn)品以獲得持久的效果。 


SMT貼片廠或者PCBA工廠合作可以幫助你進(jìn)行焊接和其余的PCB制造過程。

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