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技術(shù)專題
PCB焊接的類型和組裝過(guò)程
PCB制造過(guò)程涉及多個(gè)步驟，從裸板制造到組裝和封裝。作為PCB組裝的一部分，有不同類型的PCB焊料用于安裝組件。不同的焊料具有不同的機(jī)械特性，安全注意事項(xiàng)以及在規(guī)劃組裝時(shí)應(yīng)考慮的處置問(wèn)題。向無(wú)鉛電子產(chǎn)品的過(guò)渡正在推動(dòng)基于鉛的焊料的應(yīng)用。
由于互聯(lián)網(wǎng)上有很多話要說(shuō)，我還不會(huì)進(jìn)入基于鉛的辯論與無(wú)鉛的辯論?，F(xiàn)在，讓我們繼續(xù)研究不同類型的PCB焊接，特別是不同的材料和工藝。
PCB焊接材料
市場(chǎng)上有許多不同種類的焊料，對(duì)于新的設(shè)計(jì)者或組裝者來(lái)說(shuō)，選擇最佳類型的焊料似乎是艱巨的任務(wù)。焊料用于使熔融焊料（一種軟合金）形成共晶物，該共晶物在冷卻時(shí)熔化，從而在金屬觸點(diǎn)之間建立電連接。構(gòu)成焊料的金屬混合物將決定固化后的機(jī)械強(qiáng)度，所需的熔化溫度以及在焊接過(guò)程中散發(fā)出的煙霧。我們可以通過(guò)核心材料，金屬成分和助焊劑類型來(lái)區(qū)分PCB焊接材料的類型。
金屬含量
鉛焊料混合物被稱為軟焊料，并負(fù)責(zé)啟動(dòng)電子工業(yè)。它們的熔點(diǎn)約為180-190°C，保質(zhì)期約為2年。常見的鉛基焊料合金包括：
60/40錫/鉛
63/37錫/鉛
62/36/2錫/鉛/銀
其他Sn / Pb比率包括50 /
50、30 / 70和10/90。錫主要用作賤金屬，因?yàn)樗购辖鹁哂休^低的熔點(diǎn)，而鉛則抑制錫晶須的生長(zhǎng)。較高的錫濃度可確保焊點(diǎn)具有較高的剪切強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。62/36/2 Sn / Pb / Ag中的銀成分具有較低的接觸電阻和耐蝕性。請(qǐng)注意，還有其他類型的焊料（銦，鋅合金等），但由于它們與PCB制造工藝不兼容，因此未在PCB上使用。
自從歐盟通過(guò)了有害物質(zhì)限制（RoHS）指令以來(lái)，無(wú)鉛焊料越來(lái)越受到歡迎，該指令限制了電子產(chǎn)品中鉛的使用。無(wú)鉛焊料的一個(gè)問(wèn)題是，它們更有可能形成錫晶須。保形涂層通常用于防止這些錫晶須形成并提供防潮和防腐蝕的保護(hù)。
助焊劑芯焊料作為單個(gè)卷軸出售，并且芯中包含還原劑。這種還原劑（我將在下面討論）去除金屬觸點(diǎn)上的任何氧化膜，以確保具有高導(dǎo)電性的電觸點(diǎn)。如果要手工焊接，則要考慮的另一點(diǎn)是芯子中包含的材料類型。
焊芯材料
焊錫膏或焊膏線軸將包含以下類型的材料之一，以在焊接過(guò)程中使金屬觸點(diǎn)助焊劑：
有機(jī)酸助焊劑：基于酸的助焊劑可確保在焊接時(shí)從金屬觸點(diǎn)中積極去除氧化物。這種助焊劑是水溶性的，焊接后需要清除殘留物以防止腐蝕。
松香助焊劑：松香是由針葉樹衍生的固體樹脂。松香助焊劑殘留物不會(huì)引起腐蝕，因此只要很難從有機(jī)酸助焊劑中除去殘留物，就可以使用。
實(shí)心焊錫：某些焊錫絲具有實(shí)心焊錫，不包含任何助焊劑，因此需要用手施加助焊劑。只要有助焊劑，這種焊料就可以用于手工焊接。
PCB焊接工藝
如今，最常見的焊料類型是無(wú)鉛（Sn-Cu）松香芯焊料。除非您的組裝者使用的是一次性電路板或組裝自己的電路板，否則不會(huì)用手焊接PCBA。相反，它將經(jīng)歷一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程：
波峰焊：用于通孔組件
回流焊接：用于回流爐中的SMT組件
選擇性焊接：當(dāng)通孔組件可能因高溫而損壞或不適合波峰焊和回流焊工藝時(shí)使用
自動(dòng)選擇性焊接某些通孔元件。
首先將助焊劑/焊膏施加到板上的金屬觸點(diǎn)上，以減少氧化，甚至使熔化的焊料流動(dòng)均勻，從而增強(qiáng)了成品焊點(diǎn)的強(qiáng)度。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員可能會(huì)假設(shè)您需要使用無(wú)鉛焊膏組裝無(wú)鉛引線的零件，但這不是嚴(yán)格的要求。據(jù)焊接專家小組稱，混合這些材料并不罕見，盡管要知道最終形成的合金的機(jī)械性能可能介于最終的基于Pb的合金和不含Pb的合金之間。