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詳解雙面PCB電路板的再焊接技巧

發(fā)布日期:2021-05-31

雙面電路板,又名雙面PCB,和單面PCB一樣,是市面兒上較為常見的PCB類型之一。由于其制作成本較低,工藝難度比較簡易,因此得到廣泛而大量的使用。PCB生產(chǎn)和制作只是第一個步驟,由于PCB是電子電器產(chǎn)品元器件的載板,因此,后期還需要進行電子元器件的貼裝,通孔插件組裝等工序,有些元器件需要通過焊接的方式與PCB連接起來以便電導(dǎo)通。本篇文章即為相信介紹焊接的原理,焊接使用的工具以及雙面PCB電路板在回流焊的過程中的注意事項。

PCB雙面焊接


焊接原理及焊接工具

焊接原理


目前電子元器件的焊接主要采用錫焊技術(shù)。錫焊技術(shù)采用以錫為主的錫合金材料作焊料,在一定溫度下焊錫熔化,金屬焊件與錫原子之間相互吸引、擴散、結(jié)合,形成浸潤的結(jié)合層。外表看來印刷板銅鉑及元器件引線都是很光滑的,實際上它們的表面都有很多微小的凹凸間隙,熔流態(tài)的錫焊料借助于毛細管吸力沿焊件表面擴散,形成焊料與焊件的浸潤,把元器件與印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的導(dǎo)電性能。


錫焊接的條件是:焊件表面應(yīng)是清潔的,油垢、銹斑都會影響焊接;能被錫焊料潤濕的金屬才具有可焊性,對黃銅等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊劑,先對焊件表面進行鍍錫浸潤后,再行焊接;要有適當?shù)募訜釡囟龋购稿a料具有一定的流動性,才可以達到焊牢的目的,但溫度也不可過高,過高時容易形成氧化膜而影響焊接質(zhì)量。


焊接工具:電烙鐵


手工焊接的主要工具是電烙鐵。電烙鐵的種類很多,有直熱式、感應(yīng)式、儲能式及調(diào)溫式多種,電功率有15W、2OW、35w……300W多種,主要根據(jù)焊件大小來決定。一般元器件的焊接以2OW內(nèi)熱式電烙鐵為宜;焊接集成電路及易損元器件時可以采用儲能式電烙鐵;焊接大焊件時可用150W~300W大功率外熱式電烙鐵。小功率電烙鐵的烙鐵頭溫度一般在300~400℃之間。


烙鐵頭一般采用紫銅材料制造。為保護在焊接的高溫條件下不被氧化生銹,常將烙鐵頭經(jīng)電鍍處理,有的烙鐵頭還采用不易氧化的合金材料制成。新的烙鐵頭在正式焊接前應(yīng)先進行鍍錫處理。方法是將烙鐵頭用細紗紙打磨干凈,然后浸入松香水,沾上焊錫在硬物(例如木板)上反復(fù)研磨,使烙鐵頭各個面全部鍍錫。若使用時間很長,烙鐵頭已經(jīng)氧化時,要用小銼刀輕銼去表面氧化層,在露出紫銅的光亮后用同新烙鐵頭鍍錫的方法一樣進行處理。當僅使用一把電烙鐵時,可以利用烙鐵頭插人烙鐵芯深淺不同的方法調(diào)節(jié)烙鐵頭的溫度。烙鐵頭從烙鐵芯拉出的越長,烙鐵頭的溫度相對越低,反之溫度就越高。也可以利用更換烙鐵頭的大小及形狀來達到調(diào)節(jié)烙鐵頭溫度的目的。烙鐵頭越細,溫度越高;烙鐵頭越粗,相對溫度越低。


根據(jù)所焊元件種類可以選擇適當形狀的烙鐵頭。烙鐵頭的頂端形狀有圓錐形、斜面橢圓形及鑿形等多種。焊小焊點可以采用圓錐形的,焊較大焊點可以采用鑿形或圓柱形的。


還有一種吸錫電烙鐵,是在直熱式電烙鐵上增加了吸錫機構(gòu)構(gòu)成的。在電路中對元器件拆焊時要用到這種電烙鐵。


PCB雙面回焊制程介紹及注意事項

PCB焊接-回流焊

目前SMT業(yè)界主流的電路板組裝技術(shù)應(yīng)該非“全板回流焊接(Reflow)”莫屬,其他當然還有別的電路板焊接方法,而這種全板回流焊接又可以區(qū)分為單面板回焊及雙面板回焊,單面回焊的板子現(xiàn)在很少人使用了,因為雙面回焊可以節(jié)省電路板的空間,也就是說可以讓產(chǎn)產(chǎn)做到更小,所以市面上看到的板子大多屬于雙面回焊制程。


因為“雙面回焊制程”需要做兩次的回焊的關(guān)系,所以會有一些制程上的限制,最常見的問題就是板子走到第二次回焊爐時,第一面上面的零件會因為重力關(guān)系而掉落,尤其是板子流到爐子的回焊區(qū)高溫時,本文將說明雙面回焊制程中零件擺放的注意事項


首先,一般來說比較細小的零件建議擺放在第一面過回焊爐,因為第一面過回焊爐時PCB的變形量會比較小,錫膏印刷的精度會比較高,所以較是合擺放較細小的零件。

其次,較細小的零件不會在第二次過回焊爐時有掉落的風險。因為第一面的零件在打第二面時會被放至于電路板的底面直接朝下,當板子進入回焊區(qū)高溫時比較不會因為重量過重而從板子上掉落下來。

其三,第一面板子上的零件必須過兩次回焊爐,所以其耐溫必須要可以耐受兩次回焊的溫度,一般的電阻電容通常被要求至少可以過三次回焊高溫,這是為了符合有些板子可能因為維修的關(guān)系,需要重新走一次回焊爐而做的要求。


哪些SMD零件應(yīng)該擺在第二面過回焊爐?這個應(yīng)該是重點。


大組件或較重的組件應(yīng)擺放在第二面過爐以避免過爐時零件會有掉落回焊爐中的風險。


LGA、BGA零件應(yīng)盡量擺放在第二面過爐,這樣可以避免第二次過爐時不必要的重新熔錫風險,以降低空/假焊得機會。如果有細間腳且較小的BGA零件不排除建議擺放于第一面過回焊爐。


BGA擺放在第一面或第二面過爐其實一直很有爭議,擺放第二面雖然可以避免重新融錫的風險,但通常第二面過回焊爐時PCB會變形得比較嚴重,反而會影響吃錫質(zhì)量,所以工作熊才會說不排除細間腳的BGA可以考慮放在第一面。不過反過來想,如果PCB變形嚴重,只要在精細的零件,擺放在第二面打件貼片一定是個大問題,因為錫膏印刷位置及錫膏量會變得不精準,所以重點應(yīng)該是想辦法如何去避免PCB變形,而不是因為變形而考慮把BGA放在第一面,不是嗎?


零件不能耐太多次高溫的零件應(yīng)該擺放第二面過回焊爐。這是為了避免零件過太多次高溫而損毀。


PIH/PIP的零件也要擺在第二面過爐,除非其焊腳長度不會超出板厚,否則其伸出PCB表面的腳將會與第二面的鋼板產(chǎn)生干涉,會讓第二面錫膏印刷的鋼板無法平貼于PCB造成錫膏印刷異常問題發(fā)生。


某些組件內(nèi)部會有使用焊錫作業(yè)的情形,比如說有LED燈的網(wǎng)線連接器,必須注意這種零件的耐溫能否過兩次回焊爐,如果不行就得放置于第二面打件。


只是零件擺放于第二面打件貼片過回焊爐,就表示電路板已經(jīng)過了一次回焊爐高溫的洗禮,這時候的電路板多少已經(jīng)有些翹曲及變形發(fā)生,也就是說錫膏的印刷量及印刷的位置會變得比較難以控制,所以也就容易引起空焊或短路等問題,因此放在第二面過爐的零件,建議盡量不要擺放0201以及細間腳(finepitch)零件,BGA也應(yīng)該盡量選擇有較大直徑的錫球。


另外,在大量生產(chǎn)中要將電子零件焊接組裝于電路板,其實有很多種工藝方法,不過每一種工藝制程其實都是在電路板設(shè)計之初就已經(jīng)決定好了的,因為其電路板上的零件擺放位置會直接影響到組裝的焊接順序與質(zhì)量,而布線則會間接影響。


雙面電路板的焊接方法

雙面電路板為了保證雙面電路有可靠的導(dǎo)電效果,應(yīng)首先用導(dǎo)線之類焊接好雙面板上的連接孔(即金屬化工藝透孔部分),并剪去連接線尖突出部分,以免剌傷操作者的手,這是板的連線準備工作。


雙面電路板焊接要領(lǐng):

雙面PCB電路板焊接要領(lǐng)

1、對有要求整形的器件應(yīng)按工藝圖紙的要求進行工藝處理;即先整形后插件。

2、整形后二極管的型號面應(yīng)朝上,不應(yīng)出現(xiàn)兩個管腳長短不一致的現(xiàn)象。

3、對有極性要求的器件插裝時要注意其極性不得插反,輥集成塊元件,插裝后,不論是豎式或平臥的器件,不得有明顯傾斜。

4、焊接使用的電烙鐵其功率為25~40W之間,電烙鐵頭的溫度應(yīng)控制在242℃左右,溫度過高頭容易“死掉”,溫度低了熔解不了焊錫,焊接時間控制在3~4秒。

5、正式焊接時一般按照器件從矮到高,從里向外的焊接原則來操作,焊接時間要掌握好,時間過長會燙壞器件,也會燙壞覆銅板上的覆銅線條。

6、因為是雙面焊接,因此還應(yīng)做一個放置電路板的工藝框架之類,目的是不壓斜下面的器件。

7、電路板焊接完成后應(yīng)進行全面對號入座式的檢查,查有漏插漏焊的地方,確認后對電路板多余的器件管腳之類進行修剪,后流入下道工序。

8、在具體的操作中,還應(yīng)嚴格遵循相關(guān)的工藝標準來操作,保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。


雙面電路板的再焊接技巧


雙面電路再焊接技巧

對別人焊接過的雙面電路板再修時,由于臟、亂,并可能有虛焊、斷線、接觸不良等故障,整修起來難度大。小編的經(jīng)驗是:


1、觀察:依據(jù)圖紙或樣機,大致了解實物線路及走向狀況。

2、拆件:將焊接過的元器件、插頭座及飛線拆掉。

3、清潔:用無水酒精將電路板表面的松香、焊油清潔干凈。清理時如用烙鐵配合加熱則速度更快、效果更好。

4、走線:參考觀察情況仔細理清線路走向,無圖時可用畫圖方法輔助注記。

5、焊接:依據(jù)理清的線路焊接。在用導(dǎo)線連接斷線時,應(yīng)盡量安排在背面;

6、檢查:依據(jù)圖紙或樣機及前邊理線分析的結(jié)果。查焊接是否正確、可靠,工藝是否符合要求;

7、加電試機。

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