電子電路表面組裝的方法、設備及電路板、電子設備與流程
2023-09-18 15:43:00
本發明涉及電子元件生產技術領域，尤其涉及一種電子電路表面組裝的方法、設備及電路板、電子設備。
背景技術：
目前,電子電路表面組裝技術(SMT)領域中使用的錫膏一般是SAC305等由錫、銀、銅等金屬元素組成的熔點在217℃-219℃間的錫膏，因此在焊接過程中，回流焊爐的最高爐溫要求達到245℃左右，導致電力的消耗和溫室氣體的排放量比較高，同時過高的爐溫對電路板彎曲也有一定的不良影響，因此會降低元器件焊接的可靠性。
技術實現要素：
鑑於現有技術中存在的上述問題，本發明實施例提供一種電子電路表面組裝的方法，所述方法包括：低溫錫膏印刷步驟：採用熔點為135-140℃的錫膏以100-120mm/s的速度進行印刷；回流焊接步驟：在焊接過程中，採用的最高溫度為175℃至185℃之間的任一溫度值。
進一步地，所述方法還包括低溫錫膏印刷步驟後進行的錫膏規格檢測步驟：檢測錫膏的體積是否為預設體積的70-170％；當錫膏的體積在預設體積的70-170％內時，進行回流焊接步驟，當錫膏體積不在此範圍內時，進行洗板重新印刷。
進一步地，所述回流焊接步驟的焊接過程包括預熱階段、恆溫階段、回焊階段、冷卻階段；其中，回焊階段的最高溫度設定為180℃。
進一步地，所述回流焊接步驟的焊接過程中，四個階段中各階段的實際溫度與設定溫度相差不超過6℃，以保證焊接質量。
進一步地，所述錫膏的成分包括錫、鉍等金屬。
進一步地，所述方法還包括膠水填充步驟：在固化溫度為120-130℃的條件下，使用固化膠水對元器件的底部進行填充，以增加焊接強度。
本發明實施例還提供一種電子電路表面組裝的設備，其配置為：基於上述方法進行電子電路表面組裝，所述設備包括低溫錫膏印刷裝置和回流焊設備，其中：所述低溫錫膏印刷裝置基於所述低溫錫膏印刷步驟進行印刷；所述回流焊設備基於所述回流焊接步驟進行焊接。
本發明實施例還提供一種電路板，該電路板根據上述方法製備。
另外，本發明實施例還提供一種電子設備，所述電子設備包括上述電路板，該電子設備可以為筆記本電腦、手機等。
與現有技術相比，本發明實施例的有益效果在於：
1、選取由錫、鉍等金屬元素組成的熔點在135℃-140℃之間的合金錫膏原材，並針對其特性設定最優化的製程參數，使其焊接溫度最高只有175-185℃，比傳統方法降低了70度左右，顯著降低了回流焊爐的電力消耗和溫室氣體的排放。
2、本發明實施例的方法使用的焊接溫度與傳統方法相比有大幅度降低，該溫度的降低使電路板的彎曲度率降低了45-50％，進一步提高了元器件的焊接強度。
3、利用本發明實施例的方法進行電子電路表面組裝可以降低能耗，因此顯著降低電路板的生產成本。
附圖說明
圖1為本發明的實施例的電子電路表面組裝的方法的流程圖；
圖2為本發明的實施例的電子電路表面組裝設備的結構示意圖；
具體實施方式
為使本領域技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合具體實施方式對本發明作詳細說明。
電子電路表面組裝技術(SMT)，是一種將無引腳或短引線表面組裝元器件(也稱片狀元器件)安裝在印製電路板(PCB)的表面或其它基板的表面上，通過焊接方法加以焊接組裝的電路裝連技術。
SMT通常包括印刷、貼片、焊接等主要過程。其中，印刷過程主要採用錫膏印刷，將錫膏塗布在電路板上；現有生產中使用的錫膏一般是SAC305等由錫、銀、銅等金屬元素組成的熔點在217℃-219℃間的錫膏，因此在後續的焊接過程中，回流焊爐的最高爐溫要求達到245℃左右，導致電力的消耗和溫室氣體的排放量比較高，同時過高的爐溫對電路板彎曲也有一定的不良影響，會降低元器件焊接的可靠性。
因此，本發明實施例提供一種電子電路表面組裝的方法，在印刷過程中採用低溫錫膏印刷方法，即選取由錫、鉍等金屬元素組成的熔點在135℃-140℃之間的低熔點合金錫膏原材(該熔點顯著低於常規使用的錫膏熔點)，並針對其特性設定最優化的製程參數，使其後續焊接過程中的焊接溫度最高只有175-185℃，因此顯著降低回流焊爐的電力消耗和溫室氣體的排放，並進一步提高了元器件的焊接強度。
在印刷過程中，錫膏的選擇和印刷所採用的工藝參數是達到希望的印刷品質的關鍵。本發明實施例突破常規，選用主要由錫、鉍等金屬元素組成的熔點在135℃-140℃之間的合金錫膏原材，將印刷速度設定為100-120mm/s，在後續的焊接工藝中，所採用的最高溫度僅僅為175-185℃。具體操作過程如圖1所示，具體實施方式如下：
實施例1
採用熔點為137℃的主要由錫、鉍等金屬元素組成錫膏以100mm/s的速度進行印刷，印刷後對錫膏的規格進行檢測，設定印刷錫膏的標準體積為100m3，當檢測到實際印刷後錫膏的體積在70-170m3的情況下，進行後續的貼片操作，即貼裝元器件；然後進行焊接，本實施例採用回流焊爐進行焊接，利用融化的錫膏將元器件與PCB板焊接在一起；焊接過程的溫度變化包括預熱階段、恆溫階段、回焊階段、冷卻階段；其中，回焊階段的最高溫度為180℃。焊接後進行品質檢測。若在前面的步驟中，實際印刷後錫膏的體積不滿足規格，則進行洗板重新印刷，滿足後再進行後續操作。
實施例2
採用熔點為138℃的主要由錫、鉍等金屬元素組成錫膏以110mm/s的速度進行印刷，印刷後對錫膏的規格進行檢測，設定印刷錫膏的標準體積為100m3，當檢測到實際印刷後錫膏的體積在70-170m3的情況下，進行後續的貼片操作，即貼裝元器件；然後進行焊接，本實施例採用回流焊爐進行焊接，利用融化的錫膏將元器件與PCB板焊接在一起；焊接過程的溫度變化包括預熱階段、恆溫階段、回焊階段、冷卻階段；，回焊階段的最高溫度為185℃。焊接後進行底部膠水填充過程，使元器件的焊接更加牢固，膠水填充過程中膠水的固化溫度選擇為120℃；最後對成品進行品質檢測。若在前面的步驟中，實際印刷後錫膏的體積不滿足規格，則進行洗板重新印刷，滿足後再進行後續操作。
實施例3
採用熔點為138℃的主要由錫、鉍等金屬元素組成錫膏以115mm/s的速度進行印刷，印刷後對錫膏的規格進行檢測，設定印刷錫膏的標準體積為100m3，當檢測到實際印刷後錫膏的體積在70-170m3的情況下，進行後續的貼片操作，即貼裝元器件；然後進行焊接，本實施例採用回流焊爐進行焊接，利用融化的錫膏將元器件與PCB板焊接在一起；焊接過程的溫度變化包括預熱階段、恆溫階段、回焊階段、冷卻階段；其中，回焊階段的最高溫度為178℃。焊接後進行底部膠水填充過程，使元器件的焊接更加牢固，膠水填充過程中膠水的固化溫度選擇為125℃；最後對成品進行品質檢測。若在前面的步驟中，實際印刷後錫膏的體積不滿足規格，則進行洗板重新印刷，滿足後再進行後續操作。
實施例4
採用熔點為138℃的主要由錫、鉍等金屬元素組成錫膏以120mm/s的速度進行印刷，印刷後對錫膏的規格進行檢測，設定印刷錫膏的標準體積為100m3，當檢測到實際印刷後錫膏的體積在70-170m3的情況下，進行後續的貼片操作，即貼裝元器件；然後進行焊接，本實施例採用回流焊爐進行焊接，利用融化的錫膏將元器件與PCB板焊接在一起；焊接過程的溫度變化包括預熱階段、恆溫階段、回焊階段、冷卻階段；其中，回焊階段的最高溫度為177℃。焊接後進行底部膠水填充過程，使元器件的焊接更加牢固，膠水填充過程中膠水的固化溫度選擇為120℃；最後對成品進行品質檢測。若在前面的步驟中，實際印刷後錫膏的體積不滿足規格，則進行洗板重新印刷，滿足後再進行後續操作。
實施例5
採用熔點為135℃的主要由錫、鉍等金屬元素組成錫膏以120mm/s的速度進行印刷，印刷後對錫膏的規格進行檢測，設定印刷錫膏的標準體積為100m3，當檢測到實際印刷後錫膏的體積在70-170m3的情況下，進行後續的貼片操作，即貼裝元器件；然後進行焊接，本實施例採用回流焊爐進行焊接，利用融化的錫膏將元器件與PCB板焊接在一起；焊接過程的溫度變化包括預熱階段、恆溫階段、回焊階段、冷卻階段；其中回焊階段的最高溫度為179℃。焊接後進行底部膠水填充過程，使元器件的焊接更加牢固，膠水填充過程中膠水的固化溫度選擇為120℃；最後對成品進行品質檢測。若在前面的步驟中，實際印刷後錫膏的體積不滿足規格，則進行洗板重新印刷，滿足後再進行後續操作。
需要說明的是，在上述實施方式中，沒有提及的參數設定為本領域通常使用值。
通過上述實施方式實現本發明實施例的電子電路表面組裝的方法，利用低熔點錫膏進行印刷，在後續的焊接過程中，焊接溫度最高只有175-185℃，比傳統方法降低了70度左右，解決了電路板製造過程中的高熱量、高耗能問題，顯著降低了回流焊爐的電力消耗，因此顯著降低電路板的生產成本；另外，溫度的降低有效加少了溫室氣體的排放，以電腦生產為例，實驗數據表明，一臺電腦每年可製造約0.1噸二氧化碳，如果在8條SMT生產線路上實施本發明的電子電路表面組裝的方法，可減少35％的碳排放量；同時，溫度的降低使電路板的彎曲度率降低了45-50％，進一步提高了元器件的焊接強度。
本發明實施例提供的一種電子電路表面組裝的設備，如圖2所示，能夠基於上述方法進行電子電路表面組裝，該設備包括低溫錫膏印刷裝置和回流焊設備，其中：低溫錫膏印刷裝置基於上述低溫錫膏印刷步驟進行印刷；回流焊設備基於上述回流焊接步驟進行焊接，並且在焊接過程中，能夠保證焊接各階段的實際溫度與設定溫度不超過6℃，以保證焊接質量。
利用本發明實施例的方法製備出的電路板焊接強度高，可以應用於電腦、手機等電子設備中。
以上實施例僅為本發明的示例性實施例，不用於限制本發明，本發明的保護範圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發明的實質和保護範圍內，對本發明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明的保護範圍內。