一种电子器件三维回流焊方法
【专利摘要】本发明公开了一种电子器件三维回流焊方法，进行回流焊前，先分步印刷焊膏，即在水平待焊面区域、Z轴待焊面区域分别印刷非同种焊膏，所述水平待焊面区域上焊膏的熔点低于Z轴待焊面区域上焊膏的熔点；进行回流焊时，先焊接水平待焊面区域，再焊接Z轴待焊面区域。本发明工艺简单、便于操作、实现了三维焊接，焊接精度高、焊接一致性好。
【专利说明】一种电子器件三维回流焊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子器件焊接方法，尤其涉及一种电子器件三维回流焊方法。
【背景技术】
[0002]随着电子产品的发展，要求散热、信号屏蔽或者信号收发的电子产品中需要进行壳体接缝焊盘或在Z轴面上进行器件的竖直焊接。
[0003]通常，先将待焊件的Z轴面水平放置，完成焊接后再将其竖直放置在基面上，进行手工焊接，这种几乎完全手工进行的焊接模式，导致了产品的一致性差，且生产效率低下。
[0004]此外，手工焊接的方法一般采用现有的回流焊。 [0005]回流焊是常见焊接方式的一种，回流焊是英文ReflowSoldring的直译,是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
[0006]回流焊的一般步骤如下:
首先PCB进入140°C~160°C的预热温区时，将焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件焊端和引脚，焊膏软化、塌落，覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；并使表贴元件得到充分的预热。
[0007]接着进入焊接区时，温度以每秒2 - 3°C国际标准升温速率迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡在PCB的焊盘、元器件焊端和引脚润湿、扩散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金属化合物，形成焊锡接点。
[0008]最后PCB进入冷却区使焊点凝固。
[0009]由此可见，若是水平焊和Z轴焊均采用同一的焊料进行回流焊接，会造成Z轴方向的焊料再熔化，继而产生焊料下坠、Z轴面上的器件掉落等缺陷，产品质量不能满足要求。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题是:现有的回流焊焊接方法一致性差，效率低下，容易产生焊料下坠、Z轴面上的器件掉落等缺陷，产品质量不能满足要求。
[0011]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种电子器件三维回流焊方法，进行回流焊前，先分步印刷焊膏，即在水平待焊面区域、Z轴待焊面区域分别印刷非同种焊膏，所述水平待焊面区域上焊膏的熔点低于Z轴待焊面区域上焊膏的熔点；进行回流焊时，先焊接水平待焊面区域，再焊接Z轴待焊面区域。
[0012]所述待焊面区域包括焊接元件的焊盘和用于与其他待焊面连接的焊缝；本发明分两步印刷焊膏，在水平待焊面区域印刷低熔点焊料，在Z轴待焊面区域印刷高熔点焊料，这是考虑在回流焊时，先进行的水平面焊接，可以让Z轴面焊膏积累一定的热量，当水平面焊接结束，接着升高温度，可在短时间内，让Z轴待焊面区域上的焊料熔化，然后再急速冷却，减少Z轴面焊料熔化后的可能下坠时间；相比较采用一种焊膏进行对焊的工艺方法，本工艺能大大减少Z轴待焊面区域上焊接的孔洞、少锡缺陷，特别适用于Z轴焊缝的焊接。[0013]为进一步减少在Z轴面焊接中的孔洞、少锡等缺陷，前述Z轴待焊面区域的焊缝处采用圆形开孔和点阵式分布，印刷焊膏呈点阵式非连续排布。焊膏软化、塌落，逐渐覆盖了焊盘，并流入圆形开孔处形成焊点，这种设计，使得焊膏在回流焊加热熔化时，焊料表面形成的张力可克服焊料自身的重力，有利于减少在Z轴面焊接中的孔洞、少锡等缺陷。
[0014]作为本发明的一种改进方案，所述焊膏上均套印紧固胶。套印紧固胶，可以起到保持待垂直面上的焊膏或器件难下坠的作用。
[0015]为进一步提高焊接效果，使用夹具对准的方式或对准后通过点胶固定的方式，对Z轴面或Z轴面上的待焊器件进行固定。这两种固定方式，可以让垂直焊接面对位准确，并在焊膏熔化时保持对位准确。
[0016]进行回流焊时，采用三段式加热曲线加热，即包括140°C _160°C的低温段预热-180°C _200°C的中温段焊接水平待焊面区域_220°C _240°C的高温段焊接Z轴待焊面区域。在回流焊时，针对不同熔点的焊膏制定三段式升温曲线，本方法与普通升温曲线的区别在于设定了一个中温加热段，中温加热平台的温度范围介于高熔点焊料和低熔点焊料的熔点之间，保证了在高熔点焊料熔化之前，获得需要的热量，保证高温焊料在熔化、凝结过程中，在焊料表面张力的作用下，既能形成良好的焊点，即连续光滑的焊缝，又不下坠。
[0017]本发明的优点是:实现了真正意义上的三维焊接，焊接精度高、焊接一致性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明Z轴焊缝处圆心开孔的结构示意图。
[0019]图2是本发明三维回流焊接效果图。
[0020]图3是本发明采用的回流曲线与普通回流曲线的对比图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本发明作进一步的详细描述。
[0022]如图1-3所示，本发明方法包括以下步骤:
步骤一:分步印刷焊膏，即在水平待焊面1、Z轴待焊面2分别印刷非同种焊膏，并在焊膏上分别套印紧固胶；所述水平待焊面I上焊膏选用普通的63Sn/37Pb型焊膏，其熔点在210摄氏度，Z轴待焊面2上则选用熔点为217摄氏度的高熔点焊膏。
[0023]印刷的焊膏呈点阵式非连续排布，焊点直径为0.25mm，焊点间距为0.8mm。
[0024]步骤二:将两块Z轴待焊面2垂直竖起，放在水平待焊面I上，先用焊点进行固定，再点胶，防止回流时，固定的焊点熔化，起到固定PCB的作用；将预热区的温度选择在135-175摄氏度，预热区的作用是使焊膏中的焊剂挥发，此外，保持温度渐进上升，可避免器件受到热冲击；预热完毕后，加温至210摄氏度，对水平待焊面I进行回流焊；预热温度温区低熔点焊料熔化平台选择为210摄氏度，保证高熔点焊膏此时处于固态。
[0025]步骤三:对Z轴待焊面2的焊缝进行垂直回流焊接。继续升温至217摄氏度，高熔点焊料加热平台选择为240摄氏度，并保持一定时间，完成焊接后，呈现点状焊接。
【权利要求】
1.一种电子器件三维回流焊方法，其特征是: 进行回流焊前，先分步印刷焊膏，即在水平待焊面区域、Z轴待焊面区域分别印刷非同种焊膏，所述水平待焊面区域上焊膏的熔点低于Z轴待焊面区域上焊膏的熔点； 进行回流焊时，先焊接水平待焊面区域，再焊接Z轴待焊面区域。
2.根据权利要求1所述的一种电子器件三维回流焊方法，其特征是: 前述Z轴待焊面区域的焊缝处采用圆形开孔和点阵式分布，印刷焊膏呈点阵式非连续排布。
3.根据权利要求1或2所述的一种电子器件三维回流焊方法，其特征是:所述焊膏上均套印紧固胶。
4.根据权利要求1或2所述的一种电子器件三维回流焊方法，其特征是:使用夹具对准的方式或对准后通过点胶固定的方式，对Z轴面或Z轴面上的待焊器件进行固定。
5.根据权利要求1或2所述的一种电子器件三维回流焊方法，其特征是:进行回流焊时，采用三段式加热曲线加热，即包括140°C _160°C的低温段预热_180°C _200°C的中温段焊接水平待焊面区域_220°C _240°C的高温段焊接Z轴待焊面区域。
【文档编号】B23K1/20GK103464852SQ201310288181
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】舒平生, 魏子陵, 王玉鹏, 杨洁, 郝秀云 申请人:南京信息职业技术学院