PCB焊接的类型和组装过程

2021-04-07

PCB制造过程涉及多(duō)个步骤，从裸板制造到组装和封装。作為(wèi)PCB组装的一部分(fēn)，有(yǒu)不同类型的PCB焊料用(yòng)于安装组件。不同的焊料具有(yǒu)不同的机械特性，安全注意事项以及在规划组装时应考虑的处置问题。向无铅電(diàn)子产品的过渡正在推动基于铅的焊料的应用(yòng)。

由于互联网上有(yǒu)很(hěn)多(duō)话要说，我还不会进入基于铅的辩论与无铅的辩论。现在，让我们继续研究不同类型的PCB焊接，特别是不同的材料和工艺。

PCB焊接材料

市场上有(yǒu)许多(duō)不同种类的焊料，对于新(xīn)的设计者或组装者来说，选择最佳类型的焊料似乎是艰巨的任務(wù)。焊料用(yòng)于使熔融焊料（一种软合金）形成共晶物(wù)，该共晶物(wù)在冷却时熔化，从而在金属触点之间建立電(diàn)连接。构成焊料的金属混合物(wù)将决定固化后的机械强度，所需的熔化温度以及在焊接过程中散发出的烟雾。我们可(kě)以通过核心材料，金属成分(fēn)和助焊剂类型来區(qū)分(fēn)PCB焊接材料的类型。

金属含量

铅焊料混合物(wù)被称為(wèi)软焊料，并负责启动電(diàn)子工业。它们的熔点约為(wèi)180-190°C，保质期约為(wèi)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(tā)Sn / Pb比率包括50 / 50、30 / 70和10/90。锡主要用(yòng)作贱金属，因為(wèi)它使合金具有(yǒu)较低的熔点，而铅则抑制锡晶须的生長(cháng)。较高的锡浓度可(kě)确保焊点具有(yǒu)较高的剪切强度和拉伸强度。62/36/2 Sn / Pb / Ag中的银成分(fēn)具有(yǒu)较低的接触電(diàn)阻和耐蚀性。请注意，还有(yǒu)其他(tā)类型的焊料（铟，锌合金等），但由于它们与PCB制造工艺不兼容，因此未在PCB上使用(yòng)。

自从欧盟通过了有(yǒu)害物(wù)质限制（RoHS）指令以来，无铅焊料越来越受到欢迎，该指令限制了電(diàn)子产品中铅的使用(yòng)。无铅焊料的一个问题是，它们更有(yǒu)可(kě)能(néng)形成锡晶须。保形涂层通常用(yòng)于防止这些锡晶须形成并提供防潮和防腐蚀的保护。

助焊剂芯焊料作為(wèi)单个卷轴出售，并且芯中包含还原剂。这种还原剂（我将在下面讨论）去除金属触点上的任何氧化膜，以确保具有(yǒu)高导電(diàn)性的電(diàn)触点。如果要手工焊接，则要考虑的另一点是芯子中包含的材料类型。

焊芯材料

焊锡膏或焊膏線(xiàn)轴将包含以下类型的材料之一，以在焊接过程中使金属触点助焊剂：

有(yǒu)机酸助焊剂：基于酸的助焊剂可(kě)确保在焊接时从金属触点中积极去除氧化物(wù)。这种助焊剂是水溶性的，焊接后需要清除残留物(wù)以防止腐蚀。

松香助焊剂：松香是由针叶树衍生的固體(tǐ)树脂。松香助焊剂残留物(wù)不会引起腐蚀，因此只要很(hěn)难从有(yǒu)机酸助焊剂中除去残留物(wù)，就可(kě)以使用(yòng)。

实心焊锡：某些焊锡丝具有(yǒu)实心焊锡，不包含任何助焊剂，因此需要用(yòng)手施加助焊剂。只要有(yǒu)助焊剂，这种焊料就可(kě)以用(yòng)于手工焊接。

PCB焊接工艺

如今，最常见的焊料类型是无铅（Sn-Cu）松香芯焊料。除非您的组装者使用(yòng)的是一次性電(diàn)路板或组装自己的電(diàn)路板，否则不会用(yòng)手焊接PCBA。相反，它将经历一个自动化过程：

波峰焊：用(yòng)于通孔组件

回流焊接：用(yòng)于回流炉中的SMT组件

选择性焊接：当通孔组件可(kě)能(néng)因高温而损坏或不适合波峰焊和回流焊工艺时使用(yòng)

自动选择性焊接某些通孔元件。

首先将助焊剂/焊膏施加到板上的金属触点上，以减少氧化，甚至使熔化的焊料流动均匀，从而增强了成品焊点的强度。大多(duō)数设计人员可(kě)能(néng)会假设您需要使用(yòng)无铅焊膏组装无铅引線(xiàn)的零件，但这不是严格的要求。据焊接专家小(xiǎo)组称，混合这些材料并不罕见，尽管要知道最终形成的合金的机械性能(néng)可(kě)能(néng)介于最终的基于Pb的合金和不含Pb的合金之间。