一种印制板加工中的LGA焊接工艺方法技术

本发明专利技术提供一种印制板加工中的LGA焊接工艺方法，步骤包括：制作LGA印刷用固定治具及小漏板；对LGA进行烘烤除湿处理；利用LGA印刷用固定治具及小漏板对LGA印刷锡膏；过回流炉，对LGA上锡膏进行回流；用全自动印刷机在印制板上印刷锡膏；用贴片机对LGA进行贴装；对LGA进行回流焊接；X-RAY检测。本发明专利技术能够满足批量生产时一次直通率的要求，减少少锡漏洞，大的空洞和连锡等产品质量问题，减少返修，节约成本，从而将LGA的使用达到一个更新更高的领域，具有较大的市场价值和应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及印制板加工工艺，特别涉及一种印制板加工中的LGA焊接工艺。
技术介绍
国内外军工、航天用的印制电路板（PCBA)中，LGA作为稳定的电源输出芯片已经 广泛应用。LGA由于体积小，纹波小的电源输出特点，比其它集成电源和分立式电源更容 易设计和掌控。但由于LGA封装形式特殊，电装要得到好的品质和可靠度一直是此方面的 技术难点，目前国内电装LGA器件还主要使用在印制板上印刷上锡膏后贴装回流的普通焊 接模式，此种焊接方法，会造成少锡，大的空洞和连锡等多种产品质量问题，致使LGA功能 无法实现和可靠度下降，返修率较高，成本也因此提升，因此改善印制板加工中LGA焊接工 艺，寻找能够提升LGA的焊接直通率的加工方法成为印制板加工工艺中必然的发展方向。 对于主要从事军工航天类产品印制电路板的焊接业务以及进行各种高质量、高可 靠性的多层印制电路板组装业务的加工企业或科研单位而言，此类印制板电源部分用到的 LGA类器件繁多，因进行加工的PCBA主要以小批量，多品种为主，更需高要求的焊接水平和 一次性的成功率，而LGA的焊接良好品质与可靠度，正是目前焊接技术的一大难点。如何保 值保量完成任务，实现产品功能和通过各种苛刻环境中的可靠度实验，是当前面临的巨大 挑战。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种印制板加工中的LGA焊接工艺方法，可解决PCBA生产加工中 LGA焊接加工小批量质量问题，更可解决批量生产时一次直通率的要求，能够减少少锡漏 洞，大的空洞和连锡等产品质量问题，减少返修，从而节约成本，提升客户满意度。 本专利技术的技术方案如下： -种印制板加工中的LGA焊接工艺方法，包括如下步骤：步骤1，制作LGA印刷用固定治具及小漏板： 根据LGA的外形大小和底部端子情况，预先制作LGA印刷用固定治具及小漏板； 步骤2，对LGA进行烘烤除湿处理： 使用温度控制精度为± 1°C的鼓风干燥箱对LGA进行125°C、24H的除湿处理，确保 LGA内部湿气去除干净； 步骤3,利用LGA印刷用固定治具及小漏板对LGA印刷锡膏： 利用固定治具一次性固定单个或多个LGA，然后在LGA上固定小漏板进行锡膏漏 印； 步骤4,过回流炉，对LGA上锡膏进行回流： 将印好锡膏的LGA进行回流处理，使LGA表面均匀的覆盖上一层锡，锡与LGA焊盘 之间形成良好的合金层； 步骤5,用全自动印刷机在印制板上印刷锡膏： 使用全自动印刷机，通过钢网漏印，在需要焊接LGA的印制板上印刷好锡膏，并检 查每个焊盘复盖达90以上； 步骤6,用贴片机对LGA进行贴装： 用贴片机对PCB进行编程，贴片； 步骤7，对LGA进行回流焊接： 将已经贴装好的PCBA放入回流炉进行回流； 步骤 8,X-RAY检测： 将LGA放入X-RAY进行测试。 其进一步的技术方案为：所述固定治具的主体为一块与所要固定的LGA厚度相 等的平面钢板，所述平面钢板上开设有一个或者多个与所要固定的LGA的外形相一致的缺 口，所述LGA为单个LGA或者多个LGA连接组成的阵列；当LGA固定在固定治具上时，将LGA 通过卡接方式嵌入所述固定治具上相应的缺口中。 其进一步的技术方案为：所述小漏板的主体为一块面积不小于所要漏印锡膏的 LGA的平面钢片，所述平面钢片上挖去与LGA底部端子分布对应的镂空，所述LGA为单个 LGA或者多个LGA连接组成的阵列；当小漏板覆盖在LGA上时，小漏板上的镂空与LGA底 部端子位置一一对应，所述镂空处即为需要漏印锡膏的部分，小漏板的其余部分用来遮蔽 LGA;用胶带将小漏板与固定治具粘合。 其进一步的技术方案为：在步骤4和步骤7进行回流之前，首先要确定LGA回流 的最佳工艺参数；将回流炉分为不同温度的多个温区，设定各温区的温度上限与温度下限， 并设定LGA的传送速度；使LGA以设定的传送速度依次经过各温区，在此过程中，对LGA上 的一个或多个测试点的温度进行测试，将测试的结果绘制成时间-温度曲线，根据所述时 间-温度曲线，获得各测试点的以下参数：曲线斜率、保温时间、回流时间、最高温度，将上 述参数分别与规定值比较，判断是否在规定值允许的偏差范围之内；若测试通过，则所设各 温区的温度上限、温度下限以及LGA的传送速度值即为所述最佳工艺参数；若测试未通过， 则重新设定各温区的温度上限、温度下限以及LGA的传送速度值，直至通过测试。 本专利技术的有益技术效果是： 由于LGA体积小，重量轻，输出电源稳定，纹波小，外围设计线路简单等特点，在军 工，航天，船舶电器等方面得到广泛应用，但由于电装的一次成功率和可靠度问题等技术瓶 颈使得LGA在一些更高要求的领域还是未能使用，通过本专利技术技术的成功研发，能够解决 批量生产时一次直通率的要求，从而将LGA的使用达到一个更新更高的领域，因此本专利技术 具有较大的市场价值和应用前景。 本专利技术获取了LGA的焊接改进、制造能力。通过本专利技术实现具备LGA的焊接改进 的实现方案，包括设计方法、生产制造、工艺改良、材料验证等，为LGA的焊接工艺改进的大 规模运用积累工程经验。 本专利技术研究了不同工艺对焊接效果的影响因素。将通过前处理印刷好锡膏的LGA 进行回流处理，设定不同的温度和速度两个参数，获取不同焊接工参数设置对焊接性能的 影响进而确定最佳方案。 经过本专利技术工艺开发的LGA焊接产品的一次焊接面功率达到100%的要求。 本专利技术的优点将在下面【具体实施方式】部分的描述中给出，部分将从下面的描述中 变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】 图1是本专利技术的工艺流程图。 图2是固定治具的结构示意图。 图3是可覆盖单个LGA的小漏板的结构示意图。 图4是可覆盖多个LGA的小漏板的结构示意图。 图5是用固定治具固定单个LGA的示意图。 图6是用固定治具固定多个LGA的示意图。 图7是小漏板的固定方式示意图。 图8是回流过程中的时间-温度曲线图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做进一步说明。 本专利技术的工艺流程如图1所示： ( -）、前处理模具的设计和制作：制作固定治具及小漏板：根据LGA的外形大小 和底部端子情况，预先制作固定治具及小漏板。 该步骤属于LGA焊接前的预处理工艺，所制作的固定治具及小漏板是用于进行印 刷锡膏前处理的专用治具和钢片模具，采用固定治具及小漏板的作用是能够提升后续LGA 焊接效果。 图2是固定治具的图形。固定治具的主体为一块与所要固定的LGA厚度相当的平 面钢板，该平面钢板上开设有一个或者多个与所要固定的LGA的外形相一致的缺口。由于 LGA包括单个LGA或者多个LGA连接组成的阵列，缺口也相应分为单个型缺口（图2右侧） 和多个型缺口（图2左侧）。 图3和图4是小漏板的图形。小漏板的主体为一块面积不小于所要漏印锡膏的LGA 的平面钢片，该平面钢片上挖去与LGA底部端子分布位置对应的镂空。由于LGA包括单个 LGA或者多个LGA连接组成的阵列，当小漏板也分为覆盖单个LGA的小漏板（如图3)和覆 盖多个LGA的小漏板（如图4)。用胶带将小漏板与固定治具粘合。 (二）、对LGA进行烘烤除湿处理：使用温度控制精度为±1°C的鼓风干燥箱对LGA 进行125°C、24H的除湿处理，确保LGA内部湿气去除干净。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印制板加工中的LGA焊接工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制作LGA印刷用固定治具及小漏板：根据LGA的外形大小和底部端子情况，预先制作LGA印刷用固定治具及小漏板；步骤2，对LGA进行烘烤除湿处理：使用温度控制精度为±1℃的鼓风干燥箱对LGA进行125℃、24H的除湿处理，确保LGA内部湿气去除干净；步骤3，利用LGA印刷用固定治具及小漏板对LGA印刷锡膏：利用固定治具一次性固定单个或多个LGA，然后在LGA上固定小漏板进行锡膏漏印；步骤4，过回流炉，对LGA上锡膏进行回流：将印好锡膏的LGA进行回流处理，使LGA表面均匀的覆盖上一层锡，锡与LGA焊盘之间形成良好的合金层；步骤5，用全自动印刷机在印制板上印刷锡膏：使用全自动印刷机，通过钢网漏印，在需要焊接LGA的印制板上印刷好锡膏，并检查每个焊盘复盖达90以上；步骤6，用贴片机对LGA进行贴装：用贴片机对PCB进行编程，贴片；步骤7，对LGA进行回流焊接：将已经贴装好的PCBA放入回流炉进行回流；步骤8，X‑RAY检测：将LGA放入X‑RAY进行测试。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应朝晖，潘一峰，林利剑，石守国，张海星，胡雨佳，
申请(专利权)人：无锡市同步电子制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32