本發(fā)明涉及印刷電路板加工工藝，具體涉及一種印刷電路板加工中進(jìn)行高溫焊接的方法。
背景技術(shù)：
：隨著電子行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前印刷電路板已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外軍工、航天等各領(lǐng)域，而其所承載的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)負(fù)荷則愈來(lái)愈重，對(duì)可靠性要求日益提高，但傳統(tǒng)的Sn/Pb合金的抗蠕變性能差，不能滿足近代電子工業(yè)對(duì)可靠性的要求。尤其是軍工、航海、戰(zhàn)備狀態(tài)，井下作業(yè)、高溫作業(yè)，對(duì)電子產(chǎn)品的高依賴性、對(duì)焊接可靠性提出了更高的要求，促使人們不斷研發(fā)新的更可靠的焊料以及新的焊接方式?，F(xiàn)有技術(shù)是采用常規(guī)焊錫焊接，具體說(shuō)來(lái)，就是由于長(zhǎng)期儲(chǔ)存的需要，印刷電路板的插針表面鍍了一層金，在焊接時(shí)，需將鍍金層去除后再進(jìn)行焊接。常規(guī)的焊錫焊接是雙向焊接，在一端焊接完成后，焊接另一端時(shí)，也需要對(duì)這端進(jìn)行去金搪錫處理。如果第一端使用了常規(guī)焊錫膏焊接，則由于金屬具有導(dǎo)熱性，在對(duì)第二端進(jìn)行去金搪錫時(shí)會(huì)導(dǎo)致已焊接完成的第一端焊錫融化，導(dǎo)致插針掉落或歪斜。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種印刷電路板加工中進(jìn)行高溫焊接的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種印刷電路板加工中進(jìn)行高溫焊接的方法，包括以下步驟：步驟1、進(jìn)行焊接前預(yù)處理；插針包括第一端和第二端；第一端的長(zhǎng)度短于第二端；對(duì)插針的第一端去金、搪錫；步驟2、插針安裝；支撐、固定插針保護(hù)座；將插針的第二端插入插針保護(hù)座的插孔；步驟3、PCB印刷版安裝；將待焊接的PCB印刷版套裝在插針的第一端處；步驟4、使用固定組件將PCB印刷版與插針保護(hù)座固定；步驟5、將插針第一端加錫并焊接于PCB印刷版之上；步驟6、拆下插針保護(hù)座；步驟7、印制板清洗；步驟8、安裝插針保護(hù)保護(hù)座；安裝方法與所述步驟4相同。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在對(duì)插針的第一端進(jìn)行焊接時(shí)，通過(guò)對(duì)焊接對(duì)象的建模分析，選擇焊膏種類；使用ANSYS軟件進(jìn)行建模；所述建模過(guò)程為：步驟a、建立瞬態(tài)仿真模型；步驟b、設(shè)置材料屬性；步驟c、模型網(wǎng)格劃分；使用六面體網(wǎng)格和四面體網(wǎng)格混合劃分的方式；步驟d、仿真環(huán)境參數(shù)設(shè)置；分別對(duì)焊膏、印制板、銅插針、灌封膠的密度、比熱和導(dǎo)熱率進(jìn)行設(shè)置；并根據(jù)室溫環(huán)境，設(shè)置瞬態(tài)分析初始環(huán)境溫度為25℃；根據(jù)單次焊接時(shí)間，設(shè)置瞬態(tài)時(shí)長(zhǎng)為4s；根據(jù)搪錫溫度，框選插針第二端的表面，施加溫度載荷為220℃；步驟e、仿真求解計(jì)算；求解0～4s時(shí)間內(nèi)焊膏的溫度變化曲線；得到插針第一端焊接時(shí)所使用的焊膏的最高溫度值，則選取焊膏熔點(diǎn)溫度大于此最高溫度值的焊膏進(jìn)行焊接。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，步驟1具體包括：步驟11、用鑷子垂直夾住插針本體；攝子尖端高溫膠帶包裹；步驟12、使插針針腳與助焊劑平面成45～60度夾角；步驟13、將插針針腳全部浸入助焊劑；步驟14、拿出插針針腳，檢查插針針腳是否已經(jīng)沾滿助焊劑；步驟15、將沾滿助焊劑的插針移到去金錫鍋上方；步驟16、使插針針腳與錫面成45～60度夾角；步驟17、將插針針腳浸入錫面2～3秒；步驟18、拿出插針，檢查插針針腳，距針腳根部1mm外的針腳部分已經(jīng)去除金層。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，，所述步驟2中，插針保護(hù)座包括一個(gè)插針固定板，在插針固定板之上設(shè)置有多個(gè)插針安裝通孔；插針安裝通孔的位置和數(shù)量與PCB印刷板上的插針的位置和數(shù)量一一對(duì)應(yīng)；插針固定板兩邊還設(shè)置有固定孔。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在所述步驟4和所述步驟8中，所述固定組件包括螺釘、螺帽、彈墊、平墊和塑膠介子；螺釘穿過(guò)PCB印刷版的固定孔，螺釘之上依次套入塑膠介子、彈墊、平墊；插針保護(hù)座套入螺釘之上、平墊的上方；且插針保護(hù)座中的插針與PCB印刷版中的插針孔一一對(duì)應(yīng)；螺帽固定于插針保護(hù)座之上、螺釘末端。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在所述步驟5中，進(jìn)行插針焊接的烙鐵溫度為380℃±10℃。其進(jìn)一步的技術(shù)方案為，在所述步驟7中，清洗方法具體為：步驟71、拆下插針保護(hù)座的PCB印刷版的焊接端，放入清洗槽，浸泡1～3分鐘；步驟72、用靜電毛刷對(duì)PCB印刷版的焊接面進(jìn)行刷洗，去除殘留；步驟73、再將PCB印刷版放入另一清洗槽，進(jìn)行二次刷洗，刷洗動(dòng)作與步驟72一致；步驟74、清洗完成，使用氣槍吹掉PCB印刷版上的殘留液體。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明通過(guò)試驗(yàn)選取特定焊錫焊接一端，采取常規(guī)焊錫焊接另一端，這種焊接方式在插針第二端去金搪錫時(shí)將不會(huì)對(duì)已焊接的一端產(chǎn)生影響，從而保證了插針焊接的可靠性。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的流程圖。圖2是焊膏的溫度變化曲線示意圖。圖3是插針的示意圖。圖4是插針安裝于插針保護(hù)座的示意圖。圖5是插針保護(hù)座與印刷版固定的示意圖。具體實(shí)施方式圖1是本發(fā)明的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明包括以下步驟：步驟1、進(jìn)行焊接前預(yù)處理。圖3為插針示意圖。插針1包括第一針腳和第二針腳。第一針腳的長(zhǎng)度短于第二針腳。對(duì)插針1的第一針腳去金、搪錫。步驟1具體為：步驟11、用鑷子垂直夾住插針的本體。需要夾平穩(wěn)，不可讓插針掉到小錫鍋中，為防止打滑，攝子尖端可用高溫膠帶包裹住。步驟12、使插針的第一針腳與助焊劑平面成45°～60°夾角；步驟13、將插針的第一針腳全部浸入助焊劑；步驟14、拿出插針的第一針腳，檢查插針的第一針腳是否已經(jīng)沾滿助焊劑；步驟15、將沾滿助焊劑的插針移到去金錫鍋上方；步驟16、使插針的第一針腳與錫面成45°～60°夾角；步驟17、將插針的第一針腳浸入錫面2～3秒；步驟18、拿出插針，檢查插針的第一針腳，距針腳根部1mm外的針腳部分已經(jīng)去除金層，即已經(jīng)上錫，但插針本體無(wú)錫。在對(duì)插針的第一端進(jìn)行焊接時(shí)，通過(guò)對(duì)焊接對(duì)象的建模分析，選擇焊膏種類；使用ANSYS軟件進(jìn)行建模；所述建模過(guò)程為：步驟a、建立瞬態(tài)仿真模型。由于插針第一端與焊膏連接，故在此仿真中要求解對(duì)插針第二端進(jìn)行搪錫時(shí)，插著第一端處焊膏的溫度，只要求得插針與焊膏連接端的溫度即可。由于此仿真的求解目標(biāo)與焊膏本身屬性沒(méi)有多大關(guān)系，所以此處選用常見(jiàn)焊膏材料屬性來(lái)進(jìn)行求解。步驟b、設(shè)置材料屬性；步驟c、創(chuàng)造有限元模型，并進(jìn)行模型網(wǎng)格劃分；為提高ANSYS軟件對(duì)模型的網(wǎng)格劃分精度和求解的準(zhǔn)確度，對(duì)長(zhǎng)針兩圓弧端進(jìn)行簡(jiǎn)化，使用六面體網(wǎng)格和四面體網(wǎng)格混合劃分的方式；四面體網(wǎng)格能夠很好的劃分帶有圓弧面的模型，具有較高的精度，六面體網(wǎng)格具有網(wǎng)格數(shù)量少，求解速度快的優(yōu)點(diǎn)。步驟d、仿真環(huán)境參數(shù)設(shè)置；分別對(duì)焊膏、印制板、銅插針、灌封膠的密度、比熱和導(dǎo)熱率進(jìn)行設(shè)置；并根據(jù)室溫環(huán)境，設(shè)置瞬態(tài)分析初始環(huán)境溫度為25℃；根據(jù)單次焊接時(shí)間，設(shè)置瞬態(tài)時(shí)長(zhǎng)為4s；根據(jù)搪錫溫度，框選插針第二端的表面，施加溫度載荷為220℃。具體的仿真材料參數(shù)數(shù)值設(shè)置見(jiàn)表1。表1-1仿真材料參數(shù)密度(kg/m3)比熱(J/kg.℃)導(dǎo)熱率(w/m.k)焊膏730022062印制板190013000.35銅針893338511.8灌封膠165017000.75步驟e、仿真求解計(jì)算；求解0～4s時(shí)間內(nèi)焊膏的溫度變化曲線；得到插針第一端焊接時(shí)所使用的焊膏的最高溫度值，則選取焊膏熔點(diǎn)溫度大于此最高溫度值的焊膏進(jìn)行焊接。在0～4s時(shí)間內(nèi)焊膏的溫度變化曲線如圖2所示。在圖2中，靠上側(cè)的曲線為最高溫度，靠下側(cè)的曲線為最低溫度，在整個(gè)仿真過(guò)程中溫度保持持續(xù)上升，在4s時(shí)達(dá)到最高。則在此仿真結(jié)果中，插針連接端的焊膏有最高的溫度為208.61℃，由此可見(jiàn)，只要在對(duì)插針第一端進(jìn)行焊接時(shí)，選用的焊膏熔點(diǎn)溫度大于208.61℃就是安全可靠的。由此仿真結(jié)論，我們需要選用熔點(diǎn)在208.61℃以上的焊膏，以確保在對(duì)插針第二端進(jìn)行搪錫的過(guò)程中插針不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或脫落的現(xiàn)象。步驟2、插針安裝。圖4是插針安裝于插針保護(hù)座的示意圖。插針保護(hù)座2包括一個(gè)插針固定板，在插針固定板之上設(shè)置有多個(gè)插針安裝通孔；插針安裝通孔的位置和數(shù)量與PCB印刷板上的插針的位置和數(shù)量一一對(duì)應(yīng)；插針固定板兩邊還設(shè)置有固定孔。用雙面膠固定專用鋁塊，使其剛好支撐住插針保護(hù)座2，且未擋住插針孔位置。將插針1的第二針腳插入插針保護(hù)座2的插孔，注意需要插到位，且不可以有少針、高低不平、插裝反向的現(xiàn)象。步驟3、PCB印刷版安裝。將待焊接的PCB印刷版套裝在插針的第一針腳處。步驟4、將PCB印刷版與插針保護(hù)座固定。圖5是插針保護(hù)座與印刷版固定的示意圖。使用固定組件將PCB印刷版3與插針保護(hù)座2固定。固定組件包括螺釘、螺帽、彈墊、平墊和塑膠介子。螺釘穿過(guò)PCB印刷版3的固定孔，之后在螺釘之上依次套入塑膠介子5、彈墊、平墊，之后安裝插針保護(hù)座2，最后使用螺帽4固定于螺釘末端。在安裝過(guò)程中，可先先在PCB印刷版3和插針保護(hù)座2中間放入塑膠介子5，用手同時(shí)拿住PCB印刷版3和插針保護(hù)座2，注意二者緊貼插針1，不可分離，以免插針掉落。使用2.5mm的內(nèi)六角螺絲刀進(jìn)行緊固，當(dāng)螺釘透出PCB印刷版3的焊接面時(shí)，加裝螺帽4進(jìn)行固定。之后依同樣方法，對(duì)另一邊的螺釘進(jìn)行安裝。最后對(duì)兩邊螺釘松緊度進(jìn)行調(diào)整，使PCB和插針保護(hù)座無(wú)變形，所有插針兩端都接觸良好。步驟5、插針焊接。首先進(jìn)行焊接前自檢：檢查插針無(wú)少針、變形、長(zhǎng)短不一現(xiàn)象，且與PCB印刷版和插針保護(hù)座之間接觸良好，目視無(wú)縫隙。之后將烙鐵溫度設(shè)備為380℃±10℃范圍內(nèi)，同時(shí)使用溫度測(cè)試儀測(cè)試溫度符合要求范圍。使用SN95Sb5型號(hào)焊錫絲，給所有PCB印刷版上的插針進(jìn)行加錫焊接；焊點(diǎn)外觀要求符合IPC-610三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。步驟6、拆下插針保護(hù)座。焊接完成自檢合格后，使用2.5mm內(nèi)六角螺絲刀，拆下固定螺釘，取下插針保護(hù)座。檢查插針無(wú)變形，元件面透錫達(dá)100％要求步驟7、印制板清洗。清洗方法具體為：拆下插針保護(hù)座的PCBA焊接端，放入清洗槽，浸泡1～3分鐘；用靜電毛刷對(duì)PCBA焊接面進(jìn)行刷洗，去除殘留；再將PCBA放入另一清洗槽進(jìn)行二次刷洗，刷洗動(dòng)作與第一次一致。清洗完成后，使用氣槍吹掉PCBA上殘留液體。注意在清洗過(guò)程中，不要碰撞到正面的插針，防止造成插針變形。8、安裝安裝插針保護(hù)保護(hù)座；安裝方法與所述步驟4相同。本發(fā)明的目的是為了解決二端搪錫焊接時(shí)對(duì)一端造成的影響，所以是圍繞一端焊接工藝進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，而二端去金搪錫為常規(guī)工藝，所以并未過(guò)多提及，而本文的重點(diǎn)還是在于解決一端焊接工藝。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫猓绢I(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3