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浏览量:94 上传更新:2021-07-19

焊接是将组件固定到 PCB 的基本过程。它对PCB的整体质量和性能有重大影响。有不同的点焊工艺、焊缝和技术。因此,初学者甚至专家在过程中感到不知所措的情况并不少见。

本文介绍了完整的PCB点焊手册。您将学习如何为电路板选择最佳焊料、常见的 PCB 问题以及如何预防这些问题。您还将了解焊球及其制造方法。

以下是列出的内容目录:

1.9 种选择电路板最佳焊料的方法

1.1 1.Pb 或无铅焊料?

1.2 2.根据熔池的化学成分

1.3 3.焊接成本

1.4 4. 正确的规格应该是什么?

1.5 5. 根据您的项目进行点焊

1.6 6.如何根据电子产品选择焊锡?

1.7 7.理想的点焊半径是多少?

1.8 8.电路板焊锡修复

1.9 9.关注点焊寿命

2.PCB 点焊:要避免的 15 个常见 PCB 点焊问题

2.1 1.焊桥焊点不好。

2.2 2.过焊

2.3 3.焊球

2.4 4.冷缝

2.5 5.connector 过热

2.6 6.墓碑现象

2.7 7.保湿不足

2.8 8.焊接漏斗

2.9 9.高垫

2.10 10.焊点

2.11 11. 焊接飞溅

2.12 12.针孔和气孔

2.13 13.焊接标志

2.14 14.锡球

2.155.焊料变色1

3.如何制作好的PCB焊球

3.1焊球是什么?

3.2焊球什么时候对PCB不好?

3.3 焊接球阀

3.4如何焊接球阀

3.5如何制作锡球

3.6 自动钎焊过程中出现锡球的原因是什么?

3.7手动钎焊过程中出现的焊球的最佳故障排除技术

3.8 球形钎焊接头的可靠性

3.9问题和缺陷

3.9.1波峰焊

3.9.2 挥发性物质爆燃

3.9.3Summary

3.9.4最佳故障排除方法

4.波峰焊:有效钎焊手册

4.1波峰焊是什么?

4.2 波峰焊技术细节

4.3何时使用波峰焊

4.4波峰焊工艺

4.4.1波峰焊枪

4.4.2wave 峰值焊接温度

4.4.3 通量

4.4.4 预热

4.4.5清洁

4.5 点焊式

4.5.1浸焊和波峰焊

4.5.2 回流焊和波峰焊

4.6

4.7机

4.8手册

4.9选择性点焊问题

4.10 机器成本

4.11 波峰焊的缺陷和问题

4.12 波峰焊成本

5.conclusion

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为电路板选择最佳焊料的九种方法

1.含铅焊料还是无铅焊料?

铅基焊料是一种含有锡和铅的合金。如今,由于吸入或摄入铅会导致健康风险旅顺焊工招聘,含铅焊料已不再是常规使用。

因此,大多数标准化机构建议使用无铅焊料。但是无铅焊锡的熔化温度很高,使用起来比较困难,但一般不成问题。

2.根据熔池的化学成分

铅基焊料是一种合金,含有大约 60% 的锡和 40% 的铅。铅基焊料的熔化温度在 180°C 到 190°C 之间。由于PCB对低温敏感,锡的主要作用是提高合金的熔体温度。铅基焊料最适合用于民用航空或医疗电子产品。

无铅焊料是一种由锡和铜组成的合金。它具有比铅基焊料更高的熔化体温度。尽管它们会产生晶须,但由于它们的健康风险较低,因此它们仍然是许多电子产品的理想选择。

焊丝的中心有一个空洞。空心容纳物理通量。助焊剂是一种物理物质,当空气中的二氧化碳与铁水反应时,可以防止氧化。助焊剂有助于改善点焊接头的电接触和机械支撑。

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3.点焊成本

由于无铅焊料的理想特性(例如硬度),它们通常比含铅焊料贵。但是,您仍然可以使用铅基焊料来实现这种有益的性能。您可以通过在焊料上涂覆银和其他化合物来实现这一点。银涂层提供比锡更大的电阻。

4.正确的规格是什么?

焊丝有不同的半径,这是由尺寸号决定的。例如规格号18、20、21分别对应1.22mm、0.914mm、0.813mm的半径。

在做这项工作之前,您必须知道所需的电极间距。较厚的电极有助于快速点焊较大的接头,但对于较小的接头可能太难了。但是,直径为0.711mm的电极被认为是初学者的最佳选择。

此外,直径为1.22mm(No. 18)的电极适用于引脚间距为0.1英寸的双塑料直插式封装(PDIP)。对于较小的 PCB,必须使用较小的线径。

5. 根据您的项目进行点焊

不同的项目需要不同类型的点焊。尽管某些类型的焊料在某些环境中对健康无害,但其他类型的焊料可能太危险而不能在相同的环境中使用。以下是一些您应该在不同环境中使用的焊料。

何时选择含铅焊料

尽管关于含铅焊料的健康风险仍存在争议,但没有足够的证据支持这些说法。因此,铅基焊料是民用航空和医疗电子最理想的选择。

无铅焊料

无铅焊料已经超越了传统的含铅焊料。它们几乎用于所有类型的电子设备。

业余申请

由于铅基焊料成本高,初学者和爱好者可以选择标准的Sn60Pb40焊料。

6.如何根据电子产品选择焊锡?

在选择焊料之前,您还必须密切关注电子产品的性质。选择错误的熔池可能会带来严峻的挑战,例如因疲劳而腐蚀和失效。例如,如果您要点焊金件,则应选择 70Pb30。在热循环过程中提供高抗疲劳性。

7.您理想的熔池半径是多少?

在选择项目中使用的点焊电缆半径之前,您应该精通线规编号。规格号是一个工业术语,用来描述电极的长度。

焊接电缆的大规格号为16、18、20、21和22。分别对应1.63mm、1.22mm、0.914mm、0.813mm和0.711mm 分别。如您所见,规格数越高,电线的半径越小。

22 号焊锡丝适用于较小的 PCB焊接指南,因为引脚之间的距离非常大。对于引线宽度较大的旧电路板,应使用16号焊锡丝。

8.电路板焊补

维修PCB时,需要考虑引线宽度和串扰等诱因。一般来说,小半径无铅焊料可用于几乎所有的电路板维修活动。细线可让您保持控制并完成出色的工作。

9.关注熔池的生命

用于焊接的合金起着至关重要的作用。减少腐蚀并改善电气特性。此外,它还决定了点焊(药芯焊丝)的使用寿命。铅浓度超过70%的合金制造后可使用三年左右,而其他合金的使用寿命约为七年。

PCB点焊:要避免的15个常见PCB点焊问题

我们在焊接PCB时可能会犯很多错误;以下是最常见的错误列表。

1.焊桥焊点不好。

在PCB焊接过程中,焊锡桥接主要与更小、更紧凑的元件有关。由于两个或多个关节之间不必要的耦合,会出现此问题。这将导致泄漏并最终损坏组件。

这个问题非常具有挑战性,因为桥可能太小而无法被注意到。但是,如果可以找到集线器,则可以快速解决问题。您所要做的就是用烙铁将中间的焊料熔化,然后用焊杯去除多余的焊料。

2.过焊

初学者可以快速将尽可能多的焊料涂抹在引脚上。这是一个常见的错误,会导致脚趾甲过度堆积并导致焊桥。

过度点焊的另一个副作用是它会妨碍引线和通孔的正确润湿。避免此问题的最佳方法是在钎焊过程中使用足够的焊料润湿螺丝孔和引脚。

3.焊球

锡球是电路板点焊过程中的常见问题。顾名思义,焊球就是粘在电路板上的焊球。

当您选择错误的回流温度时,在回流过程中通常会发生点焊。当单个组件中存在水分时,也会发生这种情况。您必须使用正确的点焊程序来防止这些常见错误。

4.冷刻

冷端仅表示元件与 PCB 之间的连接不良。当点焊温度很低时,如果不让烙铁适当加热,就会出现这些常见的情况。如果无人看管,它会损坏,最终整个设备都会出现故障。

5.连接器过热

相反,当PCB焊锡体温度过低或焊锡不流动时,会形成过热接头。它会导致整个元素失效;因此,应该避免。

6.墓碑现象

墓碑是PCB点焊中的常见问题。当无源元件(例如电阻器)的一端从通孔的上部抬起时,就会发生这种情况。当点焊垫没有完成润湿过程时,就会出现这个问题。为了防止这个问题,您应该确保检查过孔的规格并使用更好的PCB电镀。

避免这些情况的一种方法是检查焊盘的规格。当通孔的一个尺寸小于另一个尺寸时,多余的铜将充当散热器,因此会更快地完成润湿过程。

7.保湿不够

润湿是一种理想的情况,在这种情况下,应用于电路板的焊料已达到液态,使其能够正确粘附到通孔或组件上。如果这个过程不充分,焊料将难以正确地粘合到器件或通孔上,从而导致焊点薄弱。

当工程师没有给笔和焊盘施加足够的热量,或者没有给焊料足够的时间流动时,工程师可能会导致这些情况。清洁 PCB 并加热螺丝孔和引脚将有助于避免此问题。

8.点焊收斗

焊锡容器是不需要点焊的表面贴装接头。当焊料跳过表面贴装通孔并且该区域或通孔损坏时,就会发生这种情况。作为一般经验法则,请避免在 SMD 组件上放置不均匀的螺丝孔。

9.凸起垫

顾名思义,当器件的螺丝孔从电路板上抬起时,就会出现过孔滴。当您尝试移除点焊不正确的零件时,通常会发生这种情况。较高的点焊湿度或对任何接头施加过大的力也会导致焊盘松动。

随着垫子变脆,这些问题会使垫子无法使用。一些特定的电路板容易出现这个问题,特别是那些设计有薄铜层的电路板。

10.无焊点

无焊点是指焊点焊料不足,导致焊点缺乏可靠的电气接触。当铅加热不足时发生。

虽然关节仍然可以发挥其功能旅顺焊工招聘,但它的缺点是关节较弱。随着时间的推移,应力开裂会发展并导致接头失效。您必须重新加热连接器才能解决此问题。

11.焊接喷雾

使用过多的助焊剂或不正确的预热会导致焊料飞溅。焊料飞溅会导致焊料碎片因飞溅而粘附在阻焊层上。一般情况下,焊接前确保PCB表面清洁。这种行为将帮助您避免点焊飞溅。

12.pin 孔和气孔

这些问题通常发生在波峰钎焊过程中,并且很容易被发现,因为它们在焊点中表现为孔洞。当积聚在板上的多余水试图通过薄铜层逸出时,就会出现这种类型的孔。

您可以通过预热电路板来防止这个问题,因为这将确保电路板中的水会以蒸汽的形式溢出。

13.点焊标

当波峰焊枪中的焊料排出很慢时,会出现焊锡指示。通常感觉这个问题是板子上焊锡高度异常。应尽量避免在 PCB 焊接过程中使用不一致的助焊剂以避免焊痕。

14.锡球

焊球是焊锡球,已经与焊点主体分离。它是由于焊膏中的氧化物过多而形成的。

当滞留在焊膏中的空气或水蒸气逸出并变成液体时,就会产生锡球。当这个过程发生得很快时,少量的液态焊料会从接头处被吸收;因此,冷却后会产生锡球。根据经验,避免使用半径小于0.13mm的球。

您还应避免将 PCB 存放在闷热的环境中,因为这将确保 PCB 不含水。一般情况下,所有PCB在点焊或组装前都应进行干燥处理,并防止还原膏中助焊剂过多。

15.焊锡变色

这个问题一般不是工程师造成的,而是厂家造成的。通常由制造商使用不同的助焊剂材料生产。波峰焊期间较高的温度也可能导致这些情况。

如何制作好的PCB焊球

什么是焊球?

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焊球是将芯片组连接到 PCB 的焊球。它们通常自动或通过设备安装在板上。

虽然焊球在 PCB 中非常重要,但它们仍然是 SMT 组装过程中最常见的缺陷之一。焊球缺陷一般发生在回流焊或彩印过程中。

焊球什么时候对 PCB 有害?

根据经验,避免使用半径小于0.13mm的焊球。此外,IPC A 610 标准中对焊球也有规定。此规则规定小于或等于0.13mm 的焊球可能会导致缺陷。

在自动或手动回流焊接过程中,您可能会错误地制造锡球。一旦您意识到球没有被保形涂层覆盖,您可以肯定它会引起关注。

IPC A 610 标准还提出了一种简单的技术来确定焊球是否被粘住。您所要做的就是用刷子敲打脚踢焊接指南,看看它是否在表面上保持牢固。这不会导致任何缺陷。

焊接球阀

焊接阀的主要作用是连接电路板上的芯片组。您将需要一个精美的工具来制作焊接阀门。

如何焊接球阀

您需要一个拾取工具来点焊阀门。借助真空抽吸,机器可以从流化储罐中收集焊球。然后,设备发出一股气流,将焊球注入基板。

如何制作锡球

只要您使用含铅或无铅焊料,制作焊球就很容易。您必须在板材或电线上制作焊料合金并将其切成小块或黑点。一般应将线圈和板降低,使其形成所需半径(最好为2mm)的焊球。

下一步是将黑点放在装有热油的色谱柱上。这个过程会融化这些碎片,留下焊球。接下来,您要做的就是将坚果放入粘性液体中,让它们冷却。

手工钎焊时出现锡球的原因是什么?

在手动钎焊过程中让大多数工程师感到困惑的一个挑战是形成过多的焊球。以下是原因列表:

水分 - 焊膏中的水分可能会导致锡球。电路板——清洁过程中形成的空气、湿气和酒精有时会在电路板上造成不必要的焊球。染色的模板 - 模板上不规则的焊膏沉积也会导致不正确的焊球焊膏配方 - 在热回流过程中配制不良的焊膏会在整个电路板上形成过多的焊球。手动钎焊过程中出现锡球的最佳故障排除技术

测试不同的产品将帮助您确定焊球是否特定于 PCB。下一部分将更多地关注焊球可靠性和故障排除技术。

球形点焊接头的可靠性

在0.02 至0.05 微米范围内的Pd 薄膜长度将提供最佳的焊点可靠性。同样,金属间化合物的形状和深度将决定焊球的安全性。

问题和缺陷

虽然应避免使用半径大于或等于0.13mm的焊球,但这种焊球令人担忧。在钎焊过程中,许多其他活动或过程可能会导致锡球过多。

波峰焊

在波峰焊过程中,由于飞溅会形成不必要的锡球。如果未对焊球应用指定的预热温度,也会发生这种情况。它会导致助焊剂中的水或溶剂逸出,从而产生锡球。

解决这个问题的一个简单方法是使用玻璃板。您所要做的就是将玻璃杯放在波浪上并检查顶部是否有气泡。如果气泡很少或没有气泡甘井子铆焊厂,那么您是对的。

挥发性物质的爆燃

助焊剂中存在挥发性残留物的情况并不少见。当这些碎片爆燃时,它们也会形成不需要的焊球。解决这个问题的方法很简单:在波形上放一张厚白纸,让电压流过。

恢复

这是导致焊球缺陷的日常事物清单:

预热温度低,助焊剂不会被激活。焊盘宽度不足,锡膏用量过多。如果元件凌乱或放置在 PCB 上的位置不正确,排查问题的最佳方法

为了解决或防止此类问题,请执行以下操作:

定期正确清洁鞋垫。将新 Flex 与旧 Flex 分开。清除电路板和模板之间的间隙。波峰焊:有效焊接的权威手册

什么是波峰焊?

波峰焊是一种可以在短时间内大量生产PCB的点焊工艺。它的操作方式很简单:它会在PCB上形成焊锡波来焊接电路板上的元件。

波峰焊技术细节

确保在波峰焊过程中正确设置温度很重要。此步骤将有助于避免电路板上的机械应力。

何时使用波峰焊

波峰焊适用于表面贴装电路板元件。它们也适用于点焊通孔电子元件。

波峰焊工艺

波峰焊机

波峰焊的第一步是选择正确的波峰焊枪。波峰焊枪一般有两种:无铅波峰焊枪和有铅波峰焊枪。

两台机器都包含一些基本组件并且以类似的方式工作。传送带将电路板传送到不同的区域。安装在设备外部的煎锅、助焊剂喷雾器、预热垫和泵会引起波动。

铅焊枪一般含有49.5%铅、50%锡和0.5%钼。如果您担心与含铅机器相关的健康风险,无铅机制仍然是最佳选择。

波峰焊温度

使用铅基锡合金进行点焊时,工作温度必须始终保持在255°C-265°C范围内。还必须考虑 PCB 和零件的总重量。重型部件可承受高达 280°C 的温度,而轻型部件可承受高达 230°C 的温度。

通量

下一步是将液体助焊剂涂抹到 PCB 表面。该工艺有助于去除金属表面的灰尘和氧化物,从而提高电子元器件点焊质量。

在 PCB 表面涂抹助焊剂的标准方法是喷涂。该方法涉及在板通过时通过喷头喷洒板。另一种技术是使用起泡助焊剂,​​使助焊剂粘附在电路板上。

这两种方法都很有用,但也有缺点。当助焊剂使用不均匀时,在发泡助焊剂方法中容易造成焊接不良。在涂覆方法中,助焊剂很容易通过间隙。

预热

中间钎焊工序前的预热有助于获得最佳点焊效果。它有助于流体到达 PCB 的每个部分。

清理

您应该用去离子水清洁 PCB,以帮助消除助焊剂残留物。

焊接式

浸焊和波峰焊

浸焊类似于波峰焊,因为它通常用于表面贴装和通孔板组件。但由于是人工钎焊过程的自动过程,其范围受到一定的限制。但是,它提供了可靠的机械和电气连接。

回流焊和波峰焊

回流焊接有助于将表面贴装设备连接到 PCB。在回流焊中,由助焊剂形成的焊膏用于将元件连接到零件。

回流焊工艺比波峰焊工艺容易得多,因为它对环境条件的影响很小。您无需控制 PCB 在焊波中停留的时间。另外,为什么要过分关注PCB的体温。

机器

当您担心元件无法承受回流焊或波峰焊的低温时,选择性钎焊是最佳选择。具体的波峰焊工艺是使用特定的波峰焊枪完成的。

市场上各种类型的机器,例如焊接机和带有甲烷的标准机器。

指南

过程非常简单。在点焊之前,您所要做的就是涂抹助焊剂并预热 PCB。预热后,您需要使用点焊喷嘴对接头进行钎焊。

选择性钎焊问题

在此过程中,可能会出现常见问题,例如锡桥、过多的焊料和锡球。这些问题是由过多的点焊或与阻焊层粘附相关的低温引起的。

您还应该避免极高的体温,这会导致铜焊盘在熔化的焊料中熔化。

机器成本

机器的价格虽然不实惠,但比波峰焊机便宜。此外,这是有利的,因为它需要较少的助焊剂和焊料消耗。

此外,该机器比波峰焊机便宜五倍。它还具有较低的功率要求、较少的焊剂和点焊消耗等特点。

波峰焊的缺陷和问题

在波峰焊过程中,如果点焊环境控制不当或体温过低,都会出现问题。以下是您会注意到的一些缺陷和问题:

减少助焊剂和焊料消耗,减少功耗,减少空腔破裂,不规则熔池长度和波峰焊成本

波峰焊枪比选择性焊枪贵很多。如此高的成本与波峰焊工艺的问题和复杂性有关。

结束

在本文中,您学习了如何为电路板选择最佳焊料,如何防止常见的 PCB 焊料问题,以及如何制作好的焊球和波峰焊。至此,您应该也熟悉了各类PCB点焊及各种问题的排查技巧。只要您遵循本文中概述的有用提示,您就可以在 PCB 点焊过程中获得最佳效果。

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