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陶瓷介质滤波器的焊接组装工艺

介质陶瓷滤波器的焊接难点总结

(调查结果来源于艾邦数据)









01、介质滤波器的焊接组装

介质滤波器是表贴焊接在PCB上,一个5G天线要装配几十个介质滤波器都焊接在上面,一个焊接点不佳就会导致整个产品失效,且返修麻烦,焊接的质量取决于焊接方法、焊接材料、焊接工艺技术和焊接设备。


陶瓷介质滤波器采用无铅免洗锡膏,锡膏经印刷机印刷到到电路印制板指定位置,采用贴片机将部件贴装到指定位置,焊接方式采用热风回流焊,回流次数一次,然后进行清洗、检测,不佳品进行返修。焊接工艺流程如下:


回流焊是SMT电路板组装技术的主流,经过焊锡膏印刷和元器件贴装的电路板进入回流焊设备,焊锡膏经过干燥、预热、熔化、润湿、冷却,将元器件焊接在PCB上。滤波器回流焊工艺对工艺参数的设置、焊盘设计、PCB质量以及焊料质量等有严格的要求。


1合理的工艺参数设置

设置适宜的焊接温度曲线,否则会引起焊接不完全、虚焊、残留物等影响产品质量。其中焊后残留物中的导电粒子会引起漏电现象,对5G信号的传输就会出现信号偏移、迟滞、中断,因此适当调整焊接温度、预热时间可以促进焊锡膏中溶剂被挥发,可改善焊后残留物情况。




图   回流焊的理想焊接温度曲线

此外,也需要设置合理的印刷机和贴片机的工作参数,印刷机的重复精度差,对位不齐,导致焊锡膏印刷到焊盘外,贴片机贴放压力过大,焊锡膏受压后漫流,精度不够产生偏移等。

2焊盘设计

焊盘外层形状通常为圆型、方形或椭圆形,焊盘大小尺寸与间距要与元件尺寸匹配,滤波PCB正面要表贴陶瓷,反面需要表贴大PCB,因此PCB两边做的焊盘*好不一样,比如正面做方形的,反面做圆形的,这样做出来的PCB在实际生产中可以到防呆作用。



3PCB质量

PCB与陶瓷的温度系数不同,在回流焊过程中,膨胀系数的不同可能导致介质开裂,可在PCB上开设U型槽减小应力。且PCB要经过两次焊接,对PCB要求较高。                                                                  

                                              


4焊料的质量

滤波器锡膏采用无铅免清洗锡膏,锡合金成分为Sn95.4-Ag3.1-Cu1.5,锡膏中助焊剂比例在11%左右,助焊剂主要成分为有机酸活化剂、改良树脂、表面活性剂、高沸点溶剂、润湿剂等,滤波器焊料需要良好的耐震荡性能、高可靠性以及对焊后助焊剂残留物的要求更高,改进焊料合金和助焊剂可提升焊接强度,改善焊接空洞、残留物等。


除此之外,介质滤波器银层厚度及银层附着力也影响介质滤波器耐焊接热的可靠性。


02焊接工装及自动化



在介质滤波器的焊接组装过程中就需要到焊接夹具,焊接夹具是为保证焊件尺寸大小,提高装配精度和效率,防止焊接变形所采用的夹具。


下图为5G介质滤波器装配线工装夹具,用于5G介质滤波器的装配焊接,根据介质滤波器的装配工艺及高精度要求,工装设计遵循定位销和仿形定位及浮动压紧相结合原理,同时采用精定位与粗定位相互嵌套的方式,确保产品定位准确,满足产品装配精度要求。

             

  


        图   5G介质滤波器装配线工装夹具  砖利:CN110919119A

         200-工装模板,300-工装压板,402-陶瓷介质


5G介质滤波器装配线工装夹具的使用方法包括将工装压板和工装模板预先安装在中转区,先将PCB板安装在装配槽,接头安装在接头定位套内;在PCB板焊接位置和接头上刷锡膏(或点锡膏),保证锡膏均匀饱满;将工装模板安装在装配区 ,再将陶瓷介质安装在仿形定位孔内定位,并安装在PCB板上,完成装配;再将工装压板安装在工装模板上,并通过弹性浮动压紧销将陶瓷介质紧压在PCB板上;*后将5G介质滤波器装配线工装夹具运送至回流焊完成介质滤波器的焊接。配合自动上下料和传送装置可实现自动化生产。


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(文章转载于艾邦制造陶瓷与粉末冶金展)

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