摘 要： 超厚铝基板是一种特殊印制板，其具有良好的稳定性和导热性，逐渐被应用于军用设备和高科技民品领域。而其良好的导热性给焊接带来了困难，手工焊接在国军标规定的烙铁温度280～320 ℃限制下，已无法完成焊接。这采用一种新型的加热方式，补偿铝基板在焊接过程中的热损失，通过工艺试验寻找最佳的工艺参数，解决铝基板难以焊接的问题。
关键字： 铝基板; 预热板; 手工焊接; 热补偿
Research on welding technology for super thick aluminum substrate
TAN Xiao?peng
（Xi’an Institute of Navigation Technology， CETC， Xi’an 710068， China）
Abstract： The super thick aluminum substrate is a kind of special printed?circuit board， which has good performance in size stability and heat conduction， and has been gradually used in the fields of military equipment and high?tech civil product， but its good heat conduction brought about difficulty of welding. It means that the manual welding under the limitation of electric iron temperature （280～320℃） prescribed by the military standard， is unable to complete the welding. A new type of heating mode is adopted in the welding process to compensate heat loss of aluminum substrate， find the best process parameters by means of technological test， and solve the welding problem.
Keywords： aluminum substrate; preheat equipment; manual soldering; thermal compensation
1 原因分析和解决措施
1.1 原因分析
双面板、多层板的密度高、功率大，热量的散发较为困难。常规的FR?4、CEM?3等印制板基材，皆为热的不良导体，热量不易散发，而金属铝基板解决了普通板材不易散热的问题。正是由于金属铝基板散热快的这一特性，导致烙铁在焊接过程中局部热损失快，其实际的焊接温度已远远低于烙铁的设置温度，焊锡熔化后无法充分流动进行焊接，形成冷焊，而带有大面积接地的铝基板焊盘更加难易焊接，如图1所示。
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图1 铝基板
由于在焊接过程中的热损失，操作人员不得不调高烙铁焊接温度至400 ℃左右，而长时间的高温加热势必对铝基板和元器件造成损害，要解决铝基板在焊接时的热损失，则需增加外界环境温度，补偿焊接时损失的热量，而采取烘箱和预热板对铝基板进行加热均可以增加铝基板的温度：
方案一（采用烘箱）：经过烘箱加热后的铝基板温度升高，但没有持续加热源后铝基板由于良好的散热性很快就会回到常温，所以此方案只适用于很小批量且分布了较少的元器件的铝基板。
方案二（采用预热板）：采用加热源不断的进行加热，温度恒定，不用担心铝基板温度下降，且预热板预热时间短，启动速度快，操作更加方便。
经过比较预热板由于能够持续加热等一系列优势，更加适用于生产现场。
2 工艺试验
2.1 试验装置
（3） Weller wx2温控烙铁 + Weller wx2 120烙铁头、焊锡丝、酒精棉球;
（4） TES?1300数字测温仪、高温胶带。
2.2 温度测量
首先需要测量预热板的设置温度和待加热铝基板表面的实际温度。铝基板上从上到下，左右对称选取6点，用高温胶带进行测温仪探点的固定，如图2所示。
图2 测量装置
预热板设定温度从80 ℃开始，将6个点全部测试完毕，间隔20 ℃递增，如表1所示，当设定温度到达160 ℃时，铝基板表面温度已经达到63.5 ℃左右，操作人员已无法长时间在此情况下焊接，在保证操作人员安全和后期生产可行性的情况下，预热板的最高温度只允许设置到140 ℃。
2.3 焊接试验
表1 预热板设定温度与印制板表面实际温度
表2 焊接过程
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图3 铝基板器件焊接
3 结 语
参考文献
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[3] 中国航天工业总公司.QJ3117?1999 航天电子电气产品手工焊接工艺要求[S].北京：中国航天工业总公司，1999.
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