PCB新聞 - 介紹PCBA加工錫膏焊接工藝

介紹 PCBA加工 solder paste soldering process
The interconnection pins of various surface mount components on the circuit board, 是否是突出的脚, a hook foot (J-Lead), 球脚, 或者一個沒有脚但只有焊盤, 必須首先安裝在板面上. 錫膏印在焊盤上, 在通過熔化焊膏對每個“脚”進行永久焊接之前，對其進行臨時定位和粘貼. 原文中的回流焊是指在錫膏中熔化的小球形焊料顆粒被熔化，並通過各種熱源再次焊接成為焊點的過程. 將軍 PCBA 行業不負責任地直接引用日本術語“回流焊”, 這實際上是不合適的，不能充分表達回流焊的正確含義. 如果字面意思是“重熔”或“回流”, 更令人費解的是.

1 Selection and storage of solder paste:
At present, 錫膏的最新國際標準是J-STD-005. 錫膏的選擇應集中在以下3點, in order to maintain the best consistency of the printed paste layer:
(1) The size of the tin particles (powder or balls), 合金成分規範, 等., 應取決於焊盤和焊脚的尺寸, 以及焊點體積和焊接溫度條件.
(2) What is the activity and cleanability of the flux in the solder paste?
(3) What is the content of the solder paste's Viscosity and the metal weight ratio?
錫膏印刷後, 它還需要用於放置零件和定位銷, so its positive tackiness (tackiness) and negative collapse (slump), 以及原包裝後的實際開口. The working life (Working Life) is also taken into consideration. 當然, 它與其他化學品的觀點相同, 那就是, 錫膏質量的長期穩定性肯定應該首先考慮.
其次, 錫膏的長期儲存必須放在冰柜中. 取出時調整到室溫更為理想. 這將防止空氣中的露水凝結，並導致印刷點中積水, 高溫焊接時可能會導致錫飛濺., 打開每個小瓶後的錫膏應盡可能用完. 荧幕或鋼板上殘留的焊膏不應刮回, 並儲存在原始容器的剩餘資料中以供再次使用.

2. Soldering and pre-baking of solder paste:
For the distribution and application of solder paste on the solder pads on the board, 最常見的批量生產方法是“絲網印刷”或範本印刷法. 在前一個荧幕中, 荧幕本身只是一個載體, and a precise patterned plate film (Stencil) needs to be attached separately to transfer the solder paste to various solder pads. 這種絲網印刷方法製作絲網更方便、成本更低, 對於少量不同的產品或製作樣品的過程來說，這是非常經濟的. 然而, 因為它是不耐用的印刷，其精度和處理速度不如鋼板印刷, 前者很少在臺灣大規模生產中使用 PCBA 組合語言程式.

對於鋼板印刷方法，必須使用局部化學蝕刻或雷射燒蝕處理方法對0.2mm厚的不銹鋼板進行雙面精密鏤空，以獲得所需的開口，從而可以將錫膏壓下並洩漏。印刷是在板表面的焊盤上進行的。 側壁必須光滑，以便於焊膏通過並减少其積聚。 囙此，除了蝕刻中空部分外，還需要電解拋光（電解拋光）來去除頭髮。 甚至使用電鍍鎳來新增表面的潤滑性，以促進焊膏的通過。

除了上述兩種主要方法外，還有兩種常見的錫膏分配方法：注射器分配和小批量生產的浸漬轉移。 當電路板表面不均勻且無法使用絲網印刷方法時，或當錫膏斑點不多且分佈過寬時，可以使用注射方法。 然而，由於點很少，囙此處理成本非常昂貴。 錫膏塗層的數量與針管內徑、氣壓、時間、細微性和附著力有關。 至於“多點轉移法”，它可以用於封裝基板（基板）的固定陣列，例如小型電路板。 轉移量與粘附程度和尖端大小有關。

一些已經攤鋪的焊膏需要在將零件放置在引脚上之前進行預烘焙（70～80攝氏度，5～15分鐘），以驅走焊膏中的溶劑，從而减少介質飛濺導致的隨後高溫焊接錫球，並减少焊點中的空洞； 但這種印刷，然後加熱和烘烤會使錫膏，降低附著力時，容易發生脚踩崩潰。 此外，一旦預焙過度，甚至可能由於顆粒表面的氧化而意外導致焊接效能差和焊球。

3, high temperature welding (Reflow)

1. General
High-temperature welding is the use of infrared light, 熱空氣或熱氮氣, 等., 使已印刷並附著在每個引脚上的焊膏在高溫下熔化並成為焊點, 這被稱為“熔焊”. 20世紀80年代SMT興起之初, most of its heat sources were derived from Radiation infrared (IR) units with the best heating efficiency. 後來, 為了提高批量生產的質量, 添加了熱空氣, 甚至紅外線也被完全拋弃，只使用了熱空氣裝置. 不久前, 為了“不乾淨”, 必須進一步將其改為“熱氮”進行加熱. 如果可以减少待焊接金屬表面的氧化, “熱氮”可以保持質量並考慮環境保護, 這自然是最好的管道, 但成本的新增是極其致命的.

除上述3種熱源外，早期也使用蒸汽焊接。 使用高沸點有機溶劑的蒸汽提供熱源。 因為它處於這樣一個沒有空氣的環境中，所以不需要氧化，也不需要助焊劑。 之後不需要清潔保護裝置，這是一個非常清潔的過程。 缺點是高沸點（BP）溶劑（如3M FC-5312，沸點215攝氏度）非常昂貴，並且由於它們含有氟，在長期使用過程中不可避免地會開裂並產生一些強酸氫氟酸（HF）。 毒物，再加上“墓碑”（Tombstoning）的缺點，這種方法通常來自電路板上的小零件，囙此這種方法現在已從大規模生產中淘汰。

還有一種特殊方法，使用雷射（CO2或YAG）的熱能在非焊炬接觸下逐個焊接單個焊點。 這種方法具有加熱和冷卻速度快的優點，對非常小和精細的焊點非常有利。 這對於一般的大型電子產品來說是非常不切實際的。 其他“熱棒”焊接類似於手動焊槍方法，是一種使用高電阻加熱的局部焊接方法。 它可以用於大修，但不利於自動化大規模生產。

2. Infrared and hot air
Common infrared rays can be roughly divided into:
(1) "Near IR" with a wavelength of 0.72~1.5m米, 接近可見光.
(2) "Middle IR" (Middle IR) with a wavelength of 1.5~5.6m米.
(3) And "遠的 IR" (Far IR) with a lower thermal energy wavelength of 5.6～100m米.
紅外焊接的優點是：加熱效率高, 設備維護成本低, “墓碑”的缺點小於蒸汽焊接, 它可以與高溫熱氣體一起工作. 缺點是幾乎沒有上限溫度, 通常會導致燒傷, 甚至由於過熱導致待焊接零件變色和劣化, 只能焊接SMD，不能焊接PTH挿件脚.
紅外的熱源是螢光長管狀T3鎢絲管, 屬於近紅外直射陽光, 它有很大的熱量, 但它也容易出現陰影和熱量不足. 接下來是鎳鉻合金管, 屬於近紅外或中紅外範疇. 第3種是將電阻加熱元件埋入能够傳熱的矽板的體積中, 屬於中間的IR形式/Far. 這個綜合熱, 此外，正面還可以將熱量傳遞給待焊接的工件, 背面還可以針對工作對象發射和反射熱能, 所以它也被稱為“次級發射器”. 使各種受熱表面的熱量更加均勻.

因為紅外線會在不同高度的部分產生陰影和色差的不良影響, 也可以吹入熱空氣來調節色差，並輔助死角的缺陷, 可用於PTH塞焊； 從而使早期的純紅外幾乎退役. 在吹來的熱空氣中, 熱氮是最理想的, and its advantages are as follows:
(1) The oxidation reaction is greatly reduced, 囙此，可以减少通量的使用量, 也可以减少清潔和錫球.
(2) The probability of flux being ignited in an oxygen-free environment is reduced, so the soldering temperature (such as 300°C) can be increased to speed up the conveying speed.
(3) The probability of discoloration of the resin surface is reduced. 無最低要求