PCB制造过程涉及许多步骤,从裸板制造到组装和封装。 作为 PCB 组装的一部分,有不同类型的 PCB 焊料用于安装元件。 不同的焊料具有不同的机械性能、安全预防措施和处置问题,在规划组装时应考虑这些问题。 向无铅电子产品的过渡正在推动铅基焊料的应用。
因为网上有很多话要说,所以我就不进入lead based debate和lead-free debate了。 现在,让我们继续研究不同类型的PCB焊接,尤其是不同的材料和工艺。
PCB焊接材料
市场上有许多不同种类的焊料。 对于新设计师或装配工来说,选择最好的焊料类型似乎是一项艰巨的任务。 焊料用于使熔化的焊料(一种软合金)形成共晶,冷却时熔化,从而在金属触点之间建立电气连接。 构成焊料的金属混合物将决定固化后的机械强度、所需的熔化温度以及焊接时散发的烟雾。 我们可以通过核心材料、金属成分和助焊剂类型来区分PCB焊接材料的种类。
金属含量
铅焊料混合物被称为软焊料,负责启动电子工业。 它们的熔点约为 180-190°C,保质期约为 2 年。 常见的铅基焊料合金包括:
60/40 锡/铅
63/37 锡/铅
62/36/2 锡/铅/银
其他 Sn/Pb 比率包括 50/50、30/70 和 10/90。 锡主要用作贱金属,因为它使合金具有较低的熔点,而铅则抑制锡须的生长。 较高的锡浓度可确保焊点具有较高的剪切强度和抗拉强度。 62/36/2 Sn/Pb/Ag中的银成分具有较低的接触电阻和耐腐蚀性。 请注意,还有其他类型的焊料(铟、锌合金等),但它们不用于 PCB,因为它们与 PCB 制造工艺不兼容。
自从欧盟通过有害物质限制(RoHS)指令以来,无铅焊料越来越受欢迎,这限制了铅在电子产品中的使用。 无铅焊料的一个问题是它们更容易形成锡须。 保形涂层通常用于防止这些锡须的形成并提供防潮和防腐蚀保护。
助焊剂芯焊料以单卷出售,芯中含有还原剂。 这种还原剂(我将在下面讨论)会去除金属触点上的任何氧化膜,以确保高导电性的电接触。 如果需要手工焊接,要考虑的另一点是芯中包含的材料类型。
焊芯材料
焊膏或焊膏线轴将包含以下类型的材料之一,以在焊接过程中使金属接触助焊剂:
有机酸助焊剂:酸基助焊剂可确保在焊接过程中主动去除金属触点上的氧化物。 这种助焊剂是水溶性的,焊接后需要清除残留物以防止腐蚀。
松香助焊剂:松香是一种源自针叶树的固体树脂。 松香助焊剂的残留物不会引起腐蚀,所以只要有机酸助焊剂的残留物难以去除,都可以使用。
固体焊料:有些焊锡丝是固体焊料,不含任何助焊剂,因此需要用手涂抹助焊剂。 只要有助焊剂,这种焊料就可以用于手工焊接。
PCB焊接工艺
今天,最常见的焊料类型是无铅 (Sn Cu) 松香芯焊料。 除非你的组装工使用一次性电路板或自己组装电路板,否则你不会手工焊接PCBA。 相反,它通过一个自动化过程:
波峰焊:用于通孔元件
回流焊:用于回流炉中的SMT元件
选择性焊接:当通孔元件可能因高温而损坏或不适合波峰焊和回流焊工艺时使用
一些通孔元件的自动选焊。
首先,将助焊剂/焊膏涂在电路板上的金属触点上,以减少氧化,甚至使熔化的焊料均匀流动,从而增强成品焊点的强度。 大多数设计师可能会假设您需要使用无铅焊膏来组装无铅引线零件,但这并不是一个严格的要求。 据焊接专家组称,混合这些材料并不少见,尽管应该知道最终合金的机械性能可能介于最终含铅合金和无铅合金之间。 PCB组装和PCB设计厂讲解PCB焊接的类型和组装过程,从裸板制造到组装和封装。
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