[发明专利]一种回流工艺焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于电子制造技术领域，尤其涉及用于焊接电路板与底板或贴片元件与电路板的一种回流工艺焊接方法。

背景技术

在电子制造业中，大量的表面组装组件（SMA）采用回流焊工艺进行焊接。回流焊接是表面贴装技术（Surface Mounted Technology，简称SMT）特有的重要工艺，也是一种常用的将各部件连接到电路板上的工艺，回流焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产，也会影响最终产品的质量和可靠性。回流焊接是指采用加热设备通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料（锡膏），实现表面贴装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊，从而实现具有一定可靠性的电路功能，主要适用于表面贴装元器件与印制板的焊接。

通常将回流焊接工艺分为4个阶段：1）预热段：将电路板和元件的温度从环境温度提升到所须的活性温度，该阶段的目的是把室温的电路板尽快预热升温，以达到第二个特定目标，升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能受损，如陶瓷电容的细微裂纹；过慢，锡膏会感温过度，导致溶剂挥发不充分，影响焊接质量；2）保温段：保温段是指温度从120℃-150℃升至焊膏熔点的区域，该阶段的目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定，尽量减少温差，在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发，到保温段结束，焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡；3）回流段：该阶段温度迅速上升，将电路板的温度从活性温度提高到峰值温度，使焊锡膏达到熔化状态，液态焊锡对电路板的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点；4）冷却段：在该阶段中焊膏的锡合金粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，焊点凝固后即完成整个回流焊。

采用现有的锡膏回流焊接工艺对功率模块的底板和DBC电路板进行焊接的过程中，若电路板距离底板两侧边缘距离较小时，容易导致大量助焊剂溢流到底板背面，而高温下助焊剂产生的一些有机物分子会渗进底板的镀镍层中，造成底板表面被污染，所造成的这种底板污染无法清洗，从而会导致产品外观不良，质量和可靠性也受到影响。

为了解决助焊剂溢出对底板造成污染的问题，目前在电路板与底板锡膏回流焊接工艺中，增加了在电路板周围手动点胶涂敷阻焊材料的工序，以阻焊材料来防止助焊剂溢出，在回流结束后再将阻焊材料清除。增加阻焊材料虽然可以在一定程度上避免助焊剂溢出，但是电路板周围涂敷阻焊材料不但操作不方便，效率低，另一方面由于增加了工序和材料，使得材料成本和劳动力成本都会提高，无法降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以解决助焊剂在回流焊过程中溢出造成底板污染问题的回流工艺焊接方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种回流工艺焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、通过钢网印刷将锡膏印置于底板上，所述锡膏的尺寸与待焊接工件的尺寸相同；

步骤二、将印置有锡膏的底板进行回流焊接，在底板上形成合金焊接层，所述底板表面上附有锡膏内析出的助焊剂；

步骤三、清洗底板，去除底板表面上锡膏析出的助焊剂；

步骤四、在合金焊接层的表面涂覆助焊剂，将待焊接工件安置于涂覆有助焊剂的合金焊接层上；

步骤五、再次进行回流焊接；

其中，所述锡膏的熔点温度为基准温度N℃。

优选的，步骤二中回流焊接的温度设定为N℃至(N+5)℃。

优选的，步骤五中再次回流焊接的温度设定为(N+25)℃至(N+35)℃

优选的，在步骤三中助焊剂的涂覆面积为合金焊接层面积的85%～95%。

优选的，在步骤三中使用的助焊剂为液体助焊剂。

本发明的方法中采用两次回流焊对元器件进行焊接，步骤二的第一次回流焊仅对印置了锡膏的底板进行回流焊接，目的在于使底板上形成合金焊接层，并且可以将底板上锡膏析出的多余的助焊剂除去，然后在合金焊接层的表面涂覆少量助焊剂，保证合金焊接层的润湿性，再将待焊接工件安置于合金焊接层上进行第二次回流焊接，由于涂覆的助焊剂量少，在第二次回流焊接时涂覆的助焊剂可全部挥发，不会产生有机物分子对底板造成污染。与现有技术相比，由于现有技术采用的锡膏，锡膏是一种混合物，在高温回流过程中会析出别的物质从而引入污染，而本发明在第二次高温回流焊前已将锡膏中的其它物质除去，由此解决助焊剂的污染问题。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；