本發(fā)明涉及一種電路板的貼片技術(shù)，特別涉及一種smt貼片工藝。

背景技術(shù)：

由于電子產(chǎn)品電路板不斷小型化的需要，出現(xiàn)了片狀元件，傳統(tǒng)的焊接方法已不能適應(yīng)需要。隨著表面貼裝技術(shù)的發(fā)展，作為表面貼裝技術(shù)一部分的回流焊機(jī)也得到相應(yīng)的發(fā)展，其應(yīng)用日趨廣泛，幾乎在所有電子產(chǎn)品領(lǐng)域都已得到應(yīng)用。回流焊機(jī)的焊接箱體內(nèi)形成的焊接腔內(nèi)具有加熱器，以便將焊接腔內(nèi)的電路板上元件通過熔化的焊錫膏與電路板焊接在一起。

現(xiàn)有的貼片工藝如申請(qǐng)公布號(hào)為cn104694029a、申請(qǐng)日為2015年3月11日的中國(guó)專利公開的一種smt貼片工藝，其包括以下工藝流程：來(lái)料檢測(cè)-點(diǎn)貼片膠-貼片-烘干-回流焊接-清洗-檢測(cè)-返修。其中，在貼片工藝中，因?yàn)楦髯砸蛩貢?huì)在焊接處產(chǎn)生氣泡,而貼片層中氣泡的存在嚴(yán)重影響了器件的質(zhì)量,可導(dǎo)致接觸電阻過大和散熱性能差等；還會(huì)降低器件的可靠性,如焊錫的老化、金屬間化合物的形成和分層,最終導(dǎo)致芯片破裂。氣泡還會(huì)使功率mos管熱阻增大,引起器件很多電學(xué)參數(shù)的漂移,如導(dǎo)通電阻rds增大、閾值電壓漂移,同時(shí)造成器件安全工作區(qū)嚴(yán)重縮小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種smt貼片工藝，其具有減少貼片層中氣泡效果。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種回流焊貼片工藝，包括以下步驟：

s1、印刷錫膏，通過光學(xué)相機(jī)對(duì)電路板進(jìn)行檢測(cè)無(wú)誤后，將電路板貼于鋼網(wǎng)板下方，通過無(wú)鉛刮刀在鋼網(wǎng)板上方移動(dòng)的同時(shí)，將錫膏通過鋼網(wǎng)板上的網(wǎng)孔將錫膏印刷到電路板上；

s2、貼片，將完成步驟s1后的電路板送入貼片機(jī)中貼片；

s3、中間檢查，檢查元件的極性有無(wú)反向、貼裝是否偏移、有無(wú)短路、有無(wú)少件或多件、有無(wú)少錫；

s4、回流焊接，將完成s3步驟后的電路板送入回流焊爐進(jìn)行回流焊接，在回流焊接的同時(shí)進(jìn)行氣柱按壓和減壓逸泡；

氣柱按壓，通過向電路板上噴射豎直氣柱在電路板上元器件產(chǎn)生一定壓力；

減壓逸泡，在回流焊接的同時(shí)逐步降低回流焊爐內(nèi)氣壓；

s5、爐后檢查，對(duì)步驟s4后的電路板進(jìn)行光學(xué)影像對(duì)比檢查。

如此設(shè)置，在回流焊接的時(shí)候，進(jìn)行降壓處理，可以避免在焊接過程中產(chǎn)生巨型氣泡形成空洞，或者巨型氣泡逃逸出來(lái)造成爆炸性排氣，帶出很多細(xì)小錫珠，通過降壓在焊接區(qū)內(nèi)形成負(fù)壓，并通過噴氣對(duì)電路板元器件進(jìn)行按壓，在錫膏上產(chǎn)生一定的壓力，使氣泡更容易逸出，結(jié)合負(fù)壓作用，使得焊接過程中的小氣泡非常容易逃逸出來(lái)，不易形成巨型氣泡、不會(huì)產(chǎn)生錫珠飛濺。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述步驟s4回流焊接過程的溫度變化分為預(yù)熱區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)的溫度呈遞增設(shè)置且低于200℃，所述焊接區(qū)的最高溫度低于260℃，所述冷卻區(qū)溫度呈遞減設(shè)置。

如此設(shè)置，預(yù)熱區(qū)設(shè)置在于將電路板從環(huán)境溫度升至回流焊接所需的溫活性度，錫膏內(nèi)的較低熔點(diǎn)溶劑揮發(fā)，并降低對(duì)元器件之熱沖擊。焊接區(qū)(回流區(qū))錫膏以高于熔點(diǎn)以上溫度的液相形式存在，在此溫度區(qū)間，錫膏中的金屬顆粒熔化，發(fā)生擴(kuò)散、溶解、化學(xué)冶金，在液態(tài)表面張力作用下形成金屬間化合物接頭。在離開焊接區(qū)后，基板進(jìn)入冷卻區(qū)，便于進(jìn)行下道工序。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述預(yù)熱區(qū)包括一次升溫區(qū)、保溫區(qū)和二次升溫區(qū)，所述保溫區(qū)內(nèi)的溫度區(qū)間為130-200℃，所述一次升溫區(qū)的升溫速度小于5℃/s，所述二次升溫區(qū)的升溫速度小于4℃/s；所述保溫區(qū)的區(qū)間內(nèi)的時(shí)間為40-120s。

如此設(shè)置，目的在于升溫速度不能太快，溫度不能太高，否則可能會(huì)引起錫膏中焊劑成分惡化，形成錫球、橋接等缺陷，同時(shí)使元器件承受過大的熱應(yīng)力而翹曲；而在一次升溫區(qū)由于從環(huán)境溫度開始升，此時(shí)溫度低，升溫速度較快產(chǎn)生影響可以忽略，但在能耗以及生產(chǎn)時(shí)間上可以加快許多。

二次升溫段使得溫度快速升至錫膏的熔點(diǎn)，這個(gè)階段要求升溫速率快，否則錫膏中助焊劑活性會(huì)降低，焊料合金發(fā)生高溫氧化，形成不良焊接接頭，在該階段，助焊劑清洗焊接面的氧化層，并保持一定的焊接活性，便于在焊接區(qū)形成良好的金屬間化合物接頭。

在保溫區(qū)內(nèi)保持一定時(shí)間使得焊劑開始活躍，并使電路板各部分在到達(dá)回流區(qū)前潤(rùn)濕均勻，錫膏中還有沒完全揮發(fā)完的溶劑進(jìn)一步揮發(fā)。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述焊接區(qū)的溫度區(qū)間為180-260℃，所述焊接區(qū)內(nèi)溫度呈先升后間變化且兩端溫度相同，所述焊接區(qū)內(nèi)的最低溫度大于保溫區(qū)內(nèi)的最高溫度；所述焊接區(qū)的區(qū)間內(nèi)的時(shí)間為30-90s。

如此設(shè)置，目的在于若焊接區(qū)的峰值溫度過高、回流時(shí)間過長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致金屬間化合物晶粒過大生長(zhǎng)，力學(xué)性能和電性能受到影響，焊點(diǎn)高溫氧化嚴(yán)重、顏色變暗，同時(shí)熱熔小的元器件可能受損等；若溫度太低、回焊時(shí)間短，可能會(huì)造成焊料與電路板不能完全潤(rùn)濕，形成球狀焊點(diǎn)，影響導(dǎo)電性能，對(duì)具有較大熱容量的元器件來(lái)說，熱量不足，焊點(diǎn)連接不牢固形成虛焊。其中，焊接區(qū)的最高溫度有錫膏的材料而定。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述冷卻區(qū)的冷卻速度小于4℃/s。

在此階段，若冷卻速率太快，巨大的熱應(yīng)力可能會(huì)造成焊點(diǎn)產(chǎn)生冷裂紋、led燈珠炸裂甚至造成電路板變形。若冷卻速率太慢，焊點(diǎn)結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，形核率低，足夠的能量會(huì)使金屬間化合物晶粒長(zhǎng)得過于粗大，難以形成細(xì)小晶粒的金屬間化合物接頭，使焊點(diǎn)強(qiáng)度變差。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述氣柱按壓使用氣體為惰性氣體、在電路板附近產(chǎn)生低氧氣氛，且在該過程中電路板與豎直氣柱保持相對(duì)靜止。

如此設(shè)置，通過氣柱在需要焊接的元器件上產(chǎn)生一定的壓力，同時(shí)，由于使用的是惰性氣體，可以將焊接點(diǎn)附近的空氣排開，降低焊接點(diǎn)附近的含氧量，形成低氧氣氛，而回流焊接在低氧環(huán)境下在一定程度上可以優(yōu)化焊接效果，減少瑕疵產(chǎn)生，同時(shí)削弱在焊接過程中錫膏表面的氧化，降低氧化層對(duì)氣泡的阻擋，使得氣泡更易逸出。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述氣柱按壓的過程中，當(dāng)溫度至少大于150℃開始降壓。

如此設(shè)置，目的在于通過大量實(shí)驗(yàn)表明大多數(shù)錫膏其氣泡大都是在150℃后產(chǎn)生，此時(shí)再進(jìn)行減壓可以減短減壓時(shí)間。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述步驟s4回流焊接中的降壓時(shí)間為30-50s，最低氣壓降至40-2mbar。

如此設(shè)置，在較短的時(shí)間內(nèi)迅速降壓，使得焊接過程中小氣泡可以很好的逃逸出，有效降低氣泡、空洞的產(chǎn)生以及避免錫珠飛濺的缺陷產(chǎn)生。

進(jìn)一步優(yōu)選為：在電路板進(jìn)入所述步驟s1前先在烘箱中預(yù)烘4-6h，溫度為90-110℃。

如此設(shè)置，在印刷錫膏前對(duì)電路板進(jìn)行烘干處理，盡可能的消除電路板中的水汽，減少在回流焊接過程中因?yàn)樗a(chǎn)生的氣泡數(shù)量。

進(jìn)一步優(yōu)選為：所述鋼網(wǎng)板上網(wǎng)孔為倒錐形的圓孔。

如此設(shè)置，圓形孔形成的圓形錫膏表面積更大，再加上錐形設(shè)置，進(jìn)一步增大表面積，使得在回流焊接時(shí)更容易使小氣泡逃逸出。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：通過預(yù)先烘干電路板減少水汽的產(chǎn)生，減小回流焊接是產(chǎn)生的氣泡量，在回流焊接過程的通過結(jié)合溫度變化和減小氣壓使得產(chǎn)生的氣泡變少且可以很好的逃逸出，在加上表面積的增大，使得最終在焊接過程中產(chǎn)生的氣泡降低到6％以下。

附圖說明

圖1是回流焊接的溫度曲線圖；

圖2是回流焊接中溫度曲線與氣壓曲線的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。

實(shí)施例1-56：一種smt貼片工藝，包括以下步驟：

s0、烘干，將準(zhǔn)備進(jìn)行焊接的電路板送入烘箱中預(yù)烘4-6h，烘干溫度為90-110℃；

s1、印刷錫膏，通過光學(xué)相機(jī)對(duì)電路板進(jìn)行檢測(cè)無(wú)誤后，將電路板貼于鋼網(wǎng)板下方，通過無(wú)鉛刮刀在鋼網(wǎng)板上方移動(dòng)的同時(shí)，將錫膏通過鋼網(wǎng)板上的網(wǎng)孔將錫膏印刷到電路板上，錫膏為sn-ag-cu系合金焊料，其中，鋼網(wǎng)板上網(wǎng)孔為倒錐形的圓孔用以增大印刷在電路板上的錫膏的表面積；

s2、貼片，將完成步驟s1后的電路板送入貼片機(jī)中貼片；

s3、中間檢查，檢查元件的極性有無(wú)反向、貼裝是否偏移、有無(wú)短路、有無(wú)少件或多件、有無(wú)少錫，檢測(cè)無(wú)誤后進(jìn)入下道工序；若檢查出有問題，對(duì)電路板進(jìn)行及時(shí)人工調(diào)整，然后送入下道工序；

s4、回流焊接，將完成s3步驟后的電路板送入回流焊爐進(jìn)行回流焊接，其中，回流焊過程中的回流溫度曲線如圖1所示，其分為預(yù)熱區(qū)、焊接區(qū)和冷卻區(qū)三個(gè)過程，預(yù)熱區(qū)設(shè)置在于將電路板從環(huán)境溫度升至回流焊接所需的溫活性度，錫膏內(nèi)的較低熔點(diǎn)溶劑揮發(fā)，并降低對(duì)元器件之熱沖擊。焊接區(qū)(回流區(qū))錫膏以高于熔點(diǎn)以上溫度的液相形式存在，在此溫度區(qū)間，錫膏中的金屬顆粒熔化，發(fā)生擴(kuò)散、溶解、化學(xué)冶金，在液態(tài)表面張力作用下形成金屬間化合物接頭。在離開焊接區(qū)后，基板進(jìn)入冷卻區(qū)，通過風(fēng)冷等方式對(duì)焊接點(diǎn)以及電路板進(jìn)行冷卻。

其中，預(yù)熱區(qū)包括一次升溫區(qū)、保溫區(qū)和二次升溫區(qū)，一次升溫區(qū)的升溫速度小于5℃/s，保溫區(qū)內(nèi)的溫度區(qū)間為130-200℃，電路板在保溫區(qū)的區(qū)間內(nèi)的時(shí)間為40-120s(具體溫度區(qū)間范圍和時(shí)間根據(jù)錫膏材料而定)，二次升溫區(qū)的升溫速度小于4℃/s，將溫度快速上升到焊接所需溫度。

焊接區(qū)的溫度區(qū)間為180-260℃，其最低溫度大于保溫區(qū)內(nèi)的最高溫度，焊接區(qū)峰波溫度為230-260℃，如圖1所示，焊接區(qū)內(nèi)溫度呈先升后間變化且兩端溫度相同，電路板位于焊接區(qū)的區(qū)間內(nèi)的時(shí)間為30-90s。

冷卻區(qū)的冷卻速度小于4℃/s，在此階段，若冷卻速率太快，巨大的熱應(yīng)力可能會(huì)造成焊點(diǎn)產(chǎn)生冷裂紋、led燈珠炸裂甚至造成電路板變形。若冷卻速率太慢，焊點(diǎn)結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，形核率低，足夠的能量會(huì)使金屬間化合物晶粒長(zhǎng)得過于粗大，難以形成細(xì)小晶粒的金屬間化合物接頭，使焊點(diǎn)強(qiáng)度變差。

在回流焊接的同時(shí)進(jìn)行氣柱按壓和減壓逸泡，其中，氣柱按壓為通過向電路板上噴射豎直氣柱在電路板上元器件產(chǎn)生一定壓力，氣柱按壓使用氣體為惰性氣體、在電路板附近產(chǎn)生低氧氣氛，且在該過程中電路板與豎直氣柱保持相對(duì)靜止；

參照?qǐng)D2，減壓逸泡工序?yàn)樵诨亓骱附拥耐瑫r(shí)逐步降低回流焊爐內(nèi)氣壓，形成一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)壓使得焊接過程中的小氣泡很容易逃逸出來(lái)，不易形成巨型氣泡、不會(huì)產(chǎn)生錫珠飛濺。其中，在氣柱按壓過程中，當(dāng)溫度至少大于150℃開始降壓，降壓時(shí)間為30-50s，最低氣壓降至40-2mbar。

s5、爐后檢查，對(duì)步驟s4后的電路板進(jìn)行光學(xué)影像對(duì)比檢查。

不進(jìn)行氣柱按壓生產(chǎn)出電路板其金屬空洞率結(jié)果見下表1：

表1實(shí)施例1-56的金屬空洞率檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)過氣柱按壓生產(chǎn)出電路板其金屬空洞率結(jié)果見下表2：

表2實(shí)施例57-112的金屬空洞率檢測(cè)結(jié)果

其中，一次升溫區(qū)的升溫速度用符號(hào)v1表示，二次升溫區(qū)的升溫速度用符號(hào)v2表示，冷卻速度用符號(hào)v3表示；保溫區(qū)的兩端溫度分別用t1和t2表示，焊接區(qū)兩端溫度分別用t3和t4表示；在保溫區(qū)的區(qū)間內(nèi)的時(shí)間用符號(hào)t1表示，在焊接區(qū)的區(qū)間內(nèi)的時(shí)間用符號(hào)t2表示，降壓時(shí)間用符號(hào)t3表示；回流焊接時(shí)最低氣壓用符號(hào)p表示。