專利名稱：一種電子產(chǎn)品焊接方法和氣相化學(xué)清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品焊接技術(shù)，尤指一種電子產(chǎn)品焊接方法和氣相化學(xué)清洗裝置o背景技術(shù)隨著電子產(chǎn)品在人們現(xiàn)實(shí)生活中重要性的提高，電子產(chǎn)品的可靠性越來越顯得重要。決定電子產(chǎn)品的可靠性的關(guān)鍵因素有電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性、 組裝電子產(chǎn)品的元器件的可靠性，以及組裝焊接的可靠性。其中，前兩個(gè)決 定因素涉及面較小，質(zhì)量較好控制；第三個(gè)決定因素涉及面大，不可控的因 素很多，比如由于使用材料、工藝方法、焊接設(shè)備、組裝焊接質(zhì)量的差異， 同樣的產(chǎn)品在不同的加工條件下生產(chǎn)的質(zhì)量差異很大。目前，業(yè)界比較流行的一種焊接技術(shù)是無鉛焊接。無鉛焊接主要包括錫 膏回流表面貼裝和噴涂助焊劑波峰焊接兩種技術(shù)。其中，錫膏回流表面貼裝 是一種成熟的組裝工藝，主要包括錫骨涂布、元件貼裝和回流焊接，如圖l 所示，圖l是現(xiàn)有技術(shù)錫膏回流表面貼裝的流程示意圖。噴涂助焊劑波峰焊 接的工藝流程主要包括進(jìn)板、涂助焊劑、預(yù)熱、焊接、冷卻后出板，如圖 2所示，圖2是現(xiàn)有技術(shù)噴涂助焊劑波峰焊接的流程示意圖。為了克服無鉛焊接的焊料在焊盤上潤(rùn)濕力差，焊接溫度高而造成焊盤氧 化，不利于焊接等固有缺陷，需要提高焊接錫青中助焊劑的助焊能力。為此， 不得不在助焊劑中加入更多的有機(jī)酸和卣素。研究表明完成焊接作業(yè)后，在 印刷電路板上會(huì)殘留下大量的有機(jī)酸和卣素殘留物，這些殘留物會(huì)腐蝕印刷 電路板，從而對(duì)電子產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)生危害。有機(jī)酸和卣素會(huì)腐蝕錫膏中的錫粉，如下面的化學(xué)方程式(1)所示R-COOH + SnO — Sn(RCOO)3H + H20 ( 1 )其中，R-COOH為有機(jī)酸，SnO為錫粉，二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成有機(jī) 酸鹽，使得錫粉受到腐蝕，錫膏中的助焊劑在腐蝕錫粉時(shí)被消耗，錫骨中的 助焊劑助焊能力降低，也會(huì)使錫膏的印刷性能變差。腐蝕產(chǎn)物Sn(RCOO)3H將改變錫膏黏度，從而降低了錫膏的印刷質(zhì)量。 在印刷過程中，由于溫度較高，化學(xué)方程式(1 )所示的腐蝕將會(huì)加劇，形 成的有機(jī)酸鹽，在錫膏印刷時(shí)使錫膏的黏度不斷變化，會(huì)影響印刷質(zhì)量并降 低焊接質(zhì)量。為了降低腐蝕速度，可以將錫膏存儲(chǔ)在水箱中，否則會(huì)降低了 錫膏的存儲(chǔ)壽命。另外，根據(jù)錫膏中添加的有機(jī)酸和鹵素的比例的不同，出現(xiàn)了種類繁多 的錫膏，而各種錫膏的性能和可靠性存在較大的差別，電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠只得 選用對(duì)自己產(chǎn)品合適的錫膏，加大了工藝調(diào)制難度，而且工藝窗口受限。采用目前的焊接方法和助焊劑，必定在印刷電路板上殘留下大量的有機(jī) 酸和鹵素殘留物，從而降低了印刷電路板的可靠性。隨著消費(fèi)者對(duì)電子產(chǎn)品 的高可靠性、多功能、小、輕、薄的追求，印刷電路板的組裝密度不斷提高， 作為組裝栽體的印刷電路板的布線密度越來越高，走線越來越細(xì)，現(xiàn)有的焊 接方法和助焊劑對(duì)其危害更為明顯。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例的主要目的在于提供一種電子產(chǎn)品焊接方 法，能夠提高印刷電路板的可靠性。本發(fā)明的實(shí)施例的另一目的在于提供一種氣相化學(xué)清洗裝置，能夠提高 印刷電路板的可靠性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電子產(chǎn)品焊接方法，該方法包括以下步驟A. 對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行氧化層氣相化學(xué)清洗；B. 對(duì)清洗后的印刷電路板進(jìn)4于焊接。一種氣相化學(xué)清洗裝置，該裝置包括上、下兩個(gè)腔體；上腔體(408)用 于排放外瀉的氣化的曱酸和松香混合溶液助焊劑；下腔體(409)用于將曱酸和 松香混合溶液助焊劑氣化的多噴孔氣化助焊壓力拒(402)，并采用所述氣化甲 酸和松香混合溶液助焊劑對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行清洗。由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明在對(duì)印刷電路板進(jìn)行焊接之前，先對(duì)印刷 電路光板和元器件進(jìn)行氣相化學(xué)清洗，采用曱酸作為助焊劑進(jìn)行清洗，避免 了在印刷電路板上殘留有機(jī)酸和卣素殘留物的后果，從而提高了印刷電路板 的可靠性。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)錫膏回流表面貼裝的流程示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)噴涂助焊劑波峰焊接的流程示意圖；圖3是本發(fā)明方法的流程圖；圖4是本發(fā)明氣相化學(xué)清洗裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明甲酸和松香混合溶液助焊劑氣化原理示意圖；圖6是本發(fā)明錫膏回流表面貼裝的流程示意圖；圖7是本發(fā)明噴涂助焊劑波峰焊接的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例是對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行氧化層氣相化學(xué)清洗，并對(duì)清洗后的印刷電路板進(jìn)行焊接。為使本發(fā)明的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖3是本發(fā)明方法的流程圖，如圖3所示，該方法包括以下步驟 步驟300:對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行氧化層氣相化學(xué)清洗。 本步驟中，采用沸點(diǎn)為100.7。C左右，在焊接高溫(通常在200 250。C )下將自身與錫膏中的錫粉反應(yīng)生成的曱酸鹽分解還原出金屬錫的曱酸和松6香混合溶液作為助焊劑，采用所述的助焊劑對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行氣 相化學(xué)清洗。印刷電路光板的焊盤表面氧化物、元器件的表面氧化物與甲酸反應(yīng)，除 去氧化物，使其更利于焊接。步驟301:對(duì)印刷電路板進(jìn)行焊接。假設(shè)助焊劑為曱酸、采用無活性劑的錫膏，本發(fā)明的助焊化學(xué)過程如化 學(xué)方程式(2)和化學(xué)方程式(3)所示<formula>formula see original document page 7</formula> (3)化學(xué)方程式(2)表明，在焊接時(shí)，曱酸(HCOOH)在加熱至沸點(diǎn)100.7 。C時(shí)，揮發(fā)甚至分解為一氧化碳(CO)和水蒸氣(H20)，其中的CO與空 氣中的氧氣(02)反應(yīng)生成二氧化碳(co2)，因此，不會(huì)有殘留物殘留在 電路板上，不會(huì)腐蝕電路板。上述化學(xué)方程式(3)表明，在焊接中(通常在200~ 250°C) HCOOH 與錫膏中的錫粉(SnO)反應(yīng)生成曱酸錫鹽(Sn(OOCH)2),而Sn(OOCH)2 在焊接加熱過程中分解，還原為金屬錫，不會(huì)有殘留物殘留在印刷電路板上， /人而也不會(huì)腐蝕印刷電路板。本發(fā)明中，助焊劑不需要預(yù)先添加在錫膏中，不會(huì)腐蝕錫膏中的錫粉， 配置錫膏只要采用酸值最小、最穩(wěn)定的酯化松香配制錫膏，錫膏的主要成分 包括錫粉、松香、流變劑和溶劑，此時(shí)，松香的作用由傳統(tǒng)的助焊劑、保護(hù) 劑和粘合劑轉(zhuǎn)變?yōu)榭珊感员Ｗo(hù)劑和粘合劑，因此，只用含有松香和觸變劑等 輔助材料配制的錫膏配方更加簡(jiǎn)單，化學(xué)性能更加穩(wěn)定，也就更安全。另外，本發(fā)明中的錫膏也無需用冷藏方法保存，既保證具有合格的儲(chǔ)存 壽命，又節(jié)能環(huán)保。圖4是本發(fā)明氣相化學(xué)清洗裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，該氣 相化學(xué)裝置包括上下兩個(gè)腔體，上腔體408用于排放外瀉的氣化的甲酸和松 香混合溶液助焊劑；下腔體409用于將甲酸和松香混合溶液助焊劑氣化，并 采用氣化的甲酸和松香混合溶液助焊劑對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行清洗； 上腔體408與下腔體409之間通過中間隔板407分隔，中間隔板407上開有 兩個(gè)開口，用于將下腔體409中未被阻擋的外瀉氣化的曱酸和松香混合溶液 助焊劑排放到上腔體408，并通過上腔體408的頂部的廢氣出口 404排除，騰床吸收，做到廢氣零排放；下腔體409用于對(duì)印刷電路板進(jìn)行氣相化學(xué)清洗，下腔體409中設(shè)有用 于產(chǎn)生曱酸和松香混合溶液助焊劑氣體的多噴孔氣化助焊壓力拒402 、用于 運(yùn)載印刷電路板的導(dǎo)軌400、以及用于防止曱酸和松香混合溶液助焊劑氣體 外瀉的防溢出擋板403;下腔體409的左右兩側(cè)各開一個(gè)開口 ，導(dǎo)軌400從兩個(gè)開口中穿過，印 刷電路板401則被放置在導(dǎo)軌400上，傳送入氣相化學(xué)清洗裝置；在印刷電 路板被傳送至多噴孔氣化助焊壓力拒402下方時(shí)，多噴孔氣化助焊壓力拒化物、元器件的表面氧化物進(jìn)行化學(xué)清洗。進(jìn)一步地，多余曱酸和松香混合溶液助焊劑氣體被防溢出擋板403阻擋 后，回流至多噴孔氣化助焊壓力拒，如圖4中虛線寬箭頭所示的回流曱酸和 松香混合溶液助焊劑氣體406;其它未被防溢出擋板403阻擋的外瀉氣化的 曱酸和松香混合溶液助焊劑，經(jīng)中間隔板407上的開口排放到上腔體408。圖4中，多噴孔氣化助焊壓力拒402中設(shè)置有調(diào)整氣化曱酸和松香混合 溶液助焊劑濃度的裝置，多噴孔氣化助焊壓力拒402產(chǎn)生曱酸和松香混合溶 液助焊劑氣體的原理如圖5所示，圖5是本發(fā)明曱酸和松香混合溶液助焊劑 氣化原理示意圖，曱酸和松香混合溶液助焊劑氣化原理很簡(jiǎn)單，首先根據(jù)實(shí)際助焊需求調(diào)整壓縮空氣流量，然后將壓縮空氣導(dǎo)入密閉甲酸和松香混合溶 液的容器內(nèi)鼓泡，最后壓縮空氣攜帶氣化的曱酸和松香混合溶液助焊劑進(jìn)入 多噴孔氣化助焊壓力拒402。其中，流量計(jì)用于測(cè)量壓縮空氣流量，比如在 需要增加氣化甲酸和松香混合溶液助焊劑的濃度時(shí)，可以通過用于調(diào)節(jié)整氣 化曱酸和松香混合溶液助焊劑濃度的氣壓閥門增大壓縮空氣流量；在需要減 小氣化甲酸和松香混合溶液助焊劑的濃度時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)氣壓閥門減少壓 縮空氣流量。這樣，使得本發(fā)明方法具有了很寬的工藝窗口，即使用各種可 焊性較差的元件和線路板的焊接時(shí)，只需要調(diào)節(jié)氣相助焊劑的濃度或者調(diào)節(jié) 要焊接電路板在氧化層氣相化學(xué)清洗區(qū)的停留時(shí)間，就可以獲得滿足要求的 助焊效果了。從本發(fā)明方案可見，本發(fā)明采用的助焊劑不會(huì)在印刷電路板上殘留有機(jī) 酸和鹵素殘留物，從而提高了印刷電路板的可靠性。另外，本發(fā)明采用的助焊劑不需要混合到錫膏中，而且可以根據(jù)需要靈 活調(diào)整助焊劑的濃度，以改變助焊能力。除此之外，由于錫膏中不再存在腐蝕活性劑，錫膏在印刷電路板上的工 作壽命也更長(zhǎng)了。下面結(jié)合錫膏回流表面貼裝和噴涂助焊劑波峰焊接兩種技術(shù)，詳細(xì)描述 工藝處理流程。圖6是本發(fā)明錫膏回流表面貼裝的流程示意圖，如圖6所示， 主要包括進(jìn)板、氧化層氣相化學(xué)清洗、印錫膏、元件貼裝、氣相化學(xué)清洗 和回流焊接。其中，進(jìn)板，就是印刷電路光板進(jìn)入流水線，也就是將印刷電路光板放置在導(dǎo) 軌上傳送，該工藝處理與傳統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)相同；氧化層氣相化學(xué)清洗，作用是清除通過導(dǎo)軌傳送入多噴孔氣化助焊壓力 拒402下的印刷電路光板的焊盤表面氧化物；印錫膏，作用是在印刷電路板上印無活性劑的錫青。設(shè)備和工藝與傳統(tǒng) 工藝相同。不同的是，錫膏的配方更簡(jiǎn)單、更安全，且無腐蝕性，可以常溫 儲(chǔ)存。在該處理工藝中，氣化甲酸會(huì)按照化學(xué)方程式(3)進(jìn)行反應(yīng)，生成Sn(OOCH)2;元件貼裝，即貼放元器件，工藝處理與傳統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)相同； 氧化層氣相化學(xué)清洗，作用是清除通過導(dǎo)軌傳送入多噴孔氣化助焊壓力柜402下的印刷電路板上的元器件表面氧化物；回流焊接，采用傳統(tǒng)工藝將貼放在印刷電路板上的元器件焊接在印刷電路板上。在該工藝處理中，會(huì)按照化學(xué)方程式(2)和化學(xué)方程式(3)進(jìn)行反應(yīng)，可見，采用本發(fā)明方法，不會(huì)有殘留物殘留在印刷電路板上，也不會(huì)腐蝕印刷電路板。圖7是本發(fā)明噴涂助焊劑波峰焊接的流程示意圖，如圖7所示，主要包 括進(jìn)板、氧化層氣相化學(xué)清洗、預(yù)熱、焊接、冷卻后出板。其中，進(jìn)板、 預(yù)熱、焊接和冷卻后出板與傳統(tǒng)工藝相同，與現(xiàn)有工藝流程撥不同的是，將 現(xiàn)有在進(jìn)板與預(yù)熱之間的涂助焊劑工藝，替換為氧化層氣相化學(xué)清洗處理工 藝。由于不采用傳統(tǒng)的涂助焊劑工藝， 一方面不存在添加有較多有機(jī)酸和鹵 素的波峰焊助焊劑，避免了殘留物殘留在印刷電路板上腐蝕印刷電路板；另了電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠對(duì)助焊劑的靈活選擇。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù) 范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種電子產(chǎn)品焊接方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A.對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行氧化層氣相化學(xué)清洗；B.對(duì)清洗后的印刷電路板進(jìn)行焊接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法之前還包括進(jìn)板； 所述步驟A具體包括對(duì)印刷電路光板進(jìn)行氧化層氣相化學(xué)清洗；印錫膏；元件貼裝、對(duì)印刷電路板上的元器件氧化層進(jìn)行氣相化學(xué)清洗； 所述步驟B的焊接為回流焊接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法之前還包括進(jìn)板； 所述步驟A與步驟B之間還包括預(yù)熱； 所述步驟B之后還包括冷卻后出板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，所述氧化層氣相化 學(xué)清洗的方法為采用甲酸和松香的混合溶液作為助焊劑，將甲酸和松香混合 溶液助焊劑氣化，并利用氣化的曱酸和松香混合溶液助焊劑清洗印刷電路光板 和元器件表面氧化物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將曱酸和松香的混合溶 液氣化的方法為根據(jù)實(shí)際助焊需求調(diào)整壓縮空氣流量，將壓縮空氣導(dǎo)入密閉曱酸和松香的 混合溶液的容器中鼓泡，產(chǎn)生氣化的曱酸和松香混合溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述焊接中采用的錫膏包括 錫粉，酸值最小、最穩(wěn)定的酯化松香、流變劑、溶劑；其中，松香為一種可焊 性保護(hù)劑和粘合劑。
7. —種氣相化學(xué)清洗裝置，其特征在于，該裝置包括上、下兩個(gè)腔體； 上腔體(408 )用于排放外瀉的氣化的曱酸和松香混合溶液助焊劑；下腔體(409 ) 中設(shè)有用于將曱酸和松香混合溶液助焊劑氣化的多噴孔氣化助焊壓力拒(402 )，洗。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相化學(xué)清洗裝置，其特征在于，所述上腔體(408) 與下腔體(409)之間通過中間隔板(407)分隔，中間隔板(407)上 開有開口，用于將下腔體(409)中未被阻擋的外瀉氣化的甲酸和松香混合溶液 助焊劑排放到上腔體(408)，并通過上腔體(408)的頂部的廢氣出口 (404) 排除。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相化學(xué)清洗裝置，其特征在于，所述下腔體(409) 中還設(shè)有用于運(yùn)載印刷電路板的導(dǎo)軌(400);所述下腔體(409)的左右兩側(cè)各開一個(gè)開口，導(dǎo)軌(400)從兩個(gè)開口中 穿過，印刷電路板(401)被放置在導(dǎo)軌400上，傳送入氣相化學(xué)清洗裝置； 在印刷電路板被傳送至所述多噴孔氣化助焊壓力拒(402)下方時(shí)，所述多光板的焊盤表面氧化物、元器件的表面氧化物進(jìn)行清洗
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣相化學(xué)清洗裝置，其特征在于，所述下腔體(403 )。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的氣相化學(xué)清洗裝置，其特征在于，所述下腔 體(409 )中位于多噴孔氣化助焊壓力拒(402 )兩側(cè)，設(shè)置有防溢出擋板(403 );劑氣體被防溢出擋板(403)阻擋后，回流至多噴孔氣化助焊壓力拒；未被防溢出擋板(403)阻擋的外瀉的氣化的曱酸和松香混合溶液助焊劑， 經(jīng)所述中間隔板(407)上的開口排放到上腔體(408)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的氣相化學(xué)清洗裝置，其特征在于，所述 多噴孔氣化助焊壓力柜(402 )中設(shè)置有調(diào)整氣化曱酸和松香混合溶液助焊劑濃 度的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子產(chǎn)品焊接方法，包括對(duì)印刷電路光板和元器件進(jìn)行氧化層氣相化學(xué)清洗，并對(duì)清洗后的印刷電路板進(jìn)行焊接。其中，參與氧化層氣相化學(xué)清洗的助焊劑是甲酸和松香的混合溶液。本發(fā)明避免了在印刷電路板上殘留有機(jī)酸和鹵素殘留物的后果，從而提高了印刷電路板的可靠性。本發(fā)明還提供了一種氣相化學(xué)清洗裝置，用于對(duì)印刷電路板及元器件表面氧化物進(jìn)行清洗，同時(shí)氣化的助焊劑也保證了在印刷電路板上不會(huì)殘留有機(jī)酸和鹵素殘留物的后果，從而提高了印刷電路板的可靠性。
文檔編號(hào)H05K3/26GK101262745SQ20071008039
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者陳松柏 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司