[发明专利]FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺及专用隔热治具

说明书

技术领域

本发明涉及PCB的SMT生产工艺，具体来说主要涉及纸质PCB的无铅SMT生产工艺及专用治具。

背景技术

现有技术中，PCB（Printed Circuit Board印刷电路板）的SMT（Surface Mounted Technology 表面贴装技术）生产工艺主要分有铅和无铅焊接，主要工艺步骤包括第1步：锡膏印刷；第2步：自动贴片；第3步：回流焊接，第4部：脱模，检测等工序。例如公开号CN101083878 A专利文献公开了一种PCB板的焊接方法和专用治具，其焊接方法也主要包括第1步：印刷锡膏；第2步：自动贴装元器件；第3步：回流焊接；第4部：脱模，检测等步骤。有铅或无铅焊接工艺的主要区别在于使用的锡膏不同，有铅制程使用有铅锡膏，锡膏中主要的金属成分是：锡63%，铅37%，锡膏的焊接熔点为183℃；无铅制程使用无铅锡膏，锡膏中主要的金属成分：锡96.5%，银3%，铜0.5%。锡膏的焊接熔点为217℃，锡膏充分的融熔和润湿焊盘需要温度在220℃以上30-60秒，一般最高温度要求在230℃-250℃，焊接温度要求的不同，对PCB板的要求也不相同。

按现有技术的工艺，FR-1纸质PCB不能按照无铅焊接工艺生产，因为FR-1纸质PCB在回焊炉中无法较长时间承受220℃以上的高温。根据公开文献记载，现有的FR-1 PCB可以做到的最高温度是200-205℃，时间是30分钟，无剥离气泡。如果使用无铅锡膏焊接FR-1纸质PCB，锡膏的融化和回流需要220℃以上的温度，FR-1纸质PCB受到高温冲击会出现明显的分层气泡，不能制成合格的PCB。

另外，在回焊炉中为防止PCB弯曲变形，需要专门的治具来安装支撑PCB，现有的各种治具通常在治具板开设通孔，以有利于热风均匀吹拂到PCB板两面。例如公开号CN201274610 Y专利文献公开了一种可以适应任何规格印刷电路板，其治具板开设有若干通孔，排布于整块治具板上，但这种治具仅有安装支撑PCB作用，没有隔热作用，如果使用在FR-1纸质PCB无铅焊接工艺中将导致FR-1纸质PCB背面受热，整板温度过高而产生分层气泡；其次，现有技术的治具通常采用铝合金或其他耐高温材料，这些材料均没有隔热功能，根据现有工艺特点本领域技术人员也认为治具不需要增加隔热功能，否则影响PCB板的焊接温度。

故此，本领域技术人员有必要进一步改进FR-1纸质PCB的无铅焊接生产工艺以及开发专用的隔热治具，打破治具不需要增加隔热功能的技术偏见。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本发明首要解决的技术问题是提供了一种新的且适合于FR-1纸质PCB的无铅SMT生产方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺，S101，经检测合格的FR-1纸质PCB进行烘烤处理；S102，在烘烤后的FR-1纸质PCB上印刷无铅锡膏；S103，将经过印刷无铅锡膏的FR-1纸质PCB进行SMT贴装元器件；S104，将贴装好的FR-1纸质PCB固定在专用的治具上；S105，将固定在专用隔热治具上的FR-1纸质PCB送入回焊炉中进行回流焊接；S106，将焊接好的FR-1纸质PCB取出并进行检测。

本发明的技术效果是：本发明与现有技术在工艺上的区别之一是印刷无铅锡膏之前PCB先要进行烘烤处理，烘烤的目的在于尽可能去除PCB的含水量。因为PCB通常有多层结构，在焊接之前受到存放环境的温度，湿度等影响，容易造成PCB含水量超标，回流焊接时，受到高温炙烤更加容易起泡分层或发黄。通过烘烤处理的PCB含水量极低，有助于在回流焊接阶段不发生分层起泡；与现有技术区别之二是采用了专用的隔热治具，这种隔热治具用于容纳PCB的空腔底板不开设通孔，是整板一块，在回流焊接阶段，可以保证PCB的上表面温度能够达到无铅锡膏的熔融和回流要求，PCB下表面由于有隔热治具的保护而温度大大降低，使得PCB整体温度不超过200-205℃，这是FR-1纸质PCB可以耐受的温度，制成的FR-1纸质PCB不会分层起泡，从而实现FR-1纸质PCB的无铅焊接。

优选的技术方案：FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺，所述第一步的烘烤时间为100-135分钟，烘烤温度为60-100℃，优选的的烘烤时间为120分钟，烘烤温度为80℃。

进一步的技术效果：这是烘烤阶段较佳的温度和时间范围，其中烘烤时间120分钟，烘烤温度80℃是烘烤步骤的最佳实施例，能够尽可能降低FR-1纸质PCB的含水量。