1、生產工藝介紹 1.1 SMT生產流程介紹 1.2 DIP生產流程介紹1.3 PCB設計工藝簡析“SMT”表面安裝技術(Surface Mounting Technology)(簡 稱 SMT)它是將電子元器件直接安裝在印制電路板的表面，它的主要特征是元器件是 無引線或短引線，元器件主體與焊點均 處在印制電路板的同一側面。表面安裝的工藝流程11.1表面安裝組件的類型：表面安裝組件（Surface Mounting Assembly） （簡稱：SMA） 類型：全表面安裝（I型）雙面混裝（II型）單面混裝（皿型）&a. 全表面安裝（I型）:全部釆用表面安裝元器件，安裝的印制電 路板是單面或雙面板.S

2、MDSMCl-“一亠出一SMBSMDSMCSMCSMDSMBb. 雙面混裝（II型）：安裝元器件和有引線元器件混合 使用，印制電路板是雙面板。THCSMD SDMSMCTHCSMCT SMCA=3 SMBB雙面混裝示意圖C.單面混裝（HI型）:表面安裝元器件和有引線元器件混合使用, 與II型不同的是印制電路板是單面板。THCSMCTHCSMBSMC1. 1. 2工藝流程由于SMA有單面安裝和雙面安裝；元器件有全部表面安裝及表面安裝與通孔插裝的混 合安裝；焊接方式可以是回流焊、波峰焊、或兩種方法混合 使用;通孔插裝方式可以是手工插，或機械自動插從而演變為多種工藝流程，目前采用的方式有幾十種 之多

3、，下面僅介紹通常采用的幾種形式。a.單面全表面安裝SMDSMCII再流焊檢測/修理b雙面全表面安裝SMDSMCSMCSMD雙面安裝流程THCTHC單面混合安裝流程C.單面混合安裝SMCSMC單面混合安裝流程單面混合安裝流程L 貼放 SMC/SMD固化膠粘劑翻轉基板LJ插入插裝元器件波峰焊清洗 測試/修理單面混合安裝流程thcd、雙面混合安裝，曾暫帑:嚴號IIOSMC SMC1 SMC 呂雙面混合安裝流程1.1.3錫膏印刷錫膏印刷工藝環節是整個SMT流程的重 要工序，這一關的質量不過關，就會造 成后面工序的大量不良。因此，抓好印 刷質量管理是做好SMT加工、保證品質 的關鍵。錫膏印刷工藝的控制包

4、括幾個方面:錫膏的選擇錫膏的儲存錫膏的使用和回收鋼網開口設計印刷注意事項線路板的儲存和使用等下面就來具體的談一下這些工序如何進行有 效的管控。1、錫膏的選擇:錫膏的成份包含：金屬粉末、溶濟、助焊劑、 抗垂流劑、活性劑；按重量分，金屬粉末占 85-92% ,按體積分金屬粉末占50% ；錫膏 中錫粉顆粒與Flux（助焊劑）的體積之比約為 1：1,重量之比約為9:1;助焊劑在焊接中的主要 作用是去除氧化物、破壞融錫表面張力、防止 再度氧化。錫膏分為有鉛錫膏和無鉛錫膏兩種a、有鉛錫膏：有鉛錫膏中的主要金屬粉末為錫和鉛: 的有傳統的63Sn/37Pb （即錫膏含量中錫 占63%,鉛占37%）,和62Sn

5、/36.5Pb/0.5Ag（含銀錫膏），熔點為 183 C；b、無鉛錫膏:分類： SNAg系列 SNAgCu系列 SNAB系列目前，錫-銀銅是一種用于SMT裝配應用的常 用合金。這些合金的回流溫度范圍為217-221 C,峰值溫度為235-255 C時即可對大多數無 鉛表面（如錫、銀、銀鍍金、以及裸銅OSP） 達到良好的可焊性。合金術語 SAC = Sn-Ag-Cu = Tin 錫Silve銀-Copper銅 SAB = Sn-Ag-Bi = Tin 錫-Silverl-Bismuthffi SACB = Sn-Ag-Cu-Bi = Tiri 錫別 ve銀Coppe銅- Bismuth總- S

6、AC = Sn-Ag-Cu = Tin錫Silve銀Coppe銅-SAC305 = Sn 3.0%Ag 0.5%Cu-SAC387 二 Sn 3.8%Ag 0.7%Cu無鉛合金的選擇目前電子行業中已發展出兩類無鉛系統:一錫銀銅Sn/Ag/Cu 系統 3-4% 銀,SAC305(96.5/3/0.5)-錫銅Sn/Cu共晶and錫銅保Sn/Cu/Ni慕系統此兩種系統有不同的固有缺點- Sn/3-4%Ag/Cu有看良好的可靠性和很髙的良品率，但是單價較貴- Sn/Cu共晶和Sn/Cu/Ni單價較為便宜但是缺陷率較髙，焊點可靠性 差 SACX0307/SACX0807 高性價比 2、錫膏的儲存：B錫膏

7、的儲存環境必須是在3到10度范，圍內，儲存日于間是出廠后6個月。超過這 個時間的錫膏就不能再繼續使用，要做 報廢處理。因此，錫膏在購買回來以后 一定要做管控標簽，上面必須注明出廠 時間、購入時間、最后儲存期限。同時, 對于儲存的溫度也必須每天定時進行檢 查，以確保錫膏是在規定的范圍內儲存。 錫膏的使用要做到先進先岀，以避免因 為過期而造成報廢。 3、錫膏的使用和回收：錫膏在使用前4個小時必須從儲存柜里拿出 來，放在常溫下進行回溫，回溫時間為4個小 * 時。回溫后的錫膏在使用時要進行攪拌,攪拌 分為機器攪拌和手工攪拌。機器攪拌時間為15 分鐘，手工攪拌時間為30分鐘，以攪拌刀勾取 的錫膏可以成一

8、條線流下而不斷為最佳。目的 是：讓冷藏的錫膏溫度回復常溫，以利印刷。 如果不回溫則在PCB A進Reflow后易產生的不 良為錫珠。添加錫膏時以印刷機刮刀移動時錫 膏滾動不超過刮刀的三分之二為原則，過少印 刷不均勻，會出現少錫現象；過多會因短時間 用不完，造成錫膏暴露在空氣中時間太長而吸 收水分，引起焊接不良。4、鋼網開口設計：的好壞和焊接質量的好壞， 取決于鋼網的開口設計。鋼網開口設計 不好就會造成印刷少錫、短路等不良， 回流焊接時會出現錫珠、立碑等現象。鋼網常見的制作方法為：化學蝕刻、 激光切割、電鑄淚前激光切割用的比較 廣泛。開鋼網應注意的幾點:鋼網開口設計一般0805以上的焊盤不會有什

9、么影響，但對于0603 以下的元件和一些細間距IC,開口就必須考慮防錫珠、防立碑、 防短路、防少錫等問題。 一般對于小CHIP元件（即片狀元件），開口應設計為內凹形狀或 者是半圓形狀，這樣可以有效防止錫珠的產生。對于細間距IC焊盤，開口應設計為漏斗形，以便于印刷下錫。大 小以覆蓋焊盤的90%為宜，如果擔心錫量不夠的話，可以寬度縮 小10%,長度加長20%,這樣既可以防止印刷短路，又可以防止 岀現少錫現象。對于一些大焊盤元件，因為錫量比較多，因此要做局部擴大，一 般擴大為120%到130%之間。鋼網的厚度一般在0.13到0.15mm之間，有小元件和細間距IC的時 候，厚度為0.13mm,沒有小元

10、件的時候厚度為015mm。 5、卬刷注意事項:印刷有手印和機器印刷兩種，如果是手印 的話，要注意調整好鋼網，確保印刷沒有偏移; 同時要注意定時清潔鋼網，一般是印刷50片左 右清潔一次，如果有細間距元件則應調整為30 片清潔一次；印刷時注意手不可觸摸線路板正 面焊盤位置，避免手上的汗漬污染焊盤，最好 是戴手套作業。如果是機器印刷的話要注意定 時檢查印刷效果和隨時添加錫膏，確保印刷出 來的都是良品。 6、線路板的儲存和使用:線路板必須放在干燥的環境下保存， 避免因為受潮而引起焊盤氧化，造成焊 接不良。如果有受潮的現象，在使用時 必須放在烤箱里以80到100攝氏度的溫度 烘烤8個小時才能使用，否則會

11、因為線路 板里的水分在過爐時蒸發而引起焊錫迸 濺，造成錫珠。制程中因印刷不良造成短路的原因: a. b. c. d.力錫膏金屬含量不夠，造成塌陷 鋼板開孔過大，造成錫量過多 鋼板品質不佳，下錫不良Stencil背面殘有錫膏，降低刮刀壓1.1.4貼片在SMT流程中，貼片加工環節是完全靠機器完 成的，當然也有采用手工貼片的，不過那是針 對量少、元件數不多而且對加工品質要求不嚴 格的嚴品。對于貼片機器的分類，一般按速度分為 咼速機和中速機；按貼片功能分，分為 CHIP機和泛用機，也叫多功能機。 貼片機器的工作原理是采用圖形識別 和坐標跟蹤來決定什么元件該貼裝到什 4么位置。貼片機器的工作程序一般來說

12、 有5大塊：1、線路板數據：線路板的長、寬、厚，用 來給機器識別線路板的大小，從而自動 調整傳輸軌道的寬度；線路板的識別標 識（統稱MARK）,用來給機器校正線路 板的分割偏差，以保證貼裝位置的正確。這些是基本數據 2、元件信息數據：包括元件的種類，即是電 阻、電容，還是IC、三極管等，元件的尺寸大* 小（用來給機器做圖像識別參考）,元件在機 器上的取料位置等（便于機器識別什么物料該 在什么位置去抓取） 3、貼片坐標數據：這里包括每個元件的貼裝 坐標（取元件的中心點），便于機器識別貼裝 位置；還有就是每個坐標該貼什么元件（便于 機器抓取，這里要和數據2進行鏈接）；再有 就是元件的貼裝角度（便于

13、機器識別該如何放 置元件，同時也便于調整極性元件的極性 4、線路板分割數據：線路板的分板數據（即 一整塊線路板上有幾小塊拼接的線路板）,用 來給機器識別同樣的貼裝數據需要重復貼幾次。 5、識別標識數據：也就是MARK數據，是給機 器校正線路板分割偏差使用的，這里需要錄入 標識的坐標，同時還要對標識進行標準圖形錄 入，以供機器做對比參考。有了這5大基本數據，一個貼片程序基本就 完成了，也就是說可以實現貼片加工的要求了。15回流焊(Reflow Oven)回流焊的定義:是靠熱氣流對焊點的作用，膠狀的焊劑 （錫膏）在一定的高溫氣流下進行物理反應 達到SM D的焊接;因為是氣體在焊機內循 環流動產生高

14、溫達到焊接目的，所以叫”回 流焊“、回流焊設備在電子制造業書大量的表面組裝組件 (SMA)通過回流焊進行焊接,回流焊的熱 傳遞方式可將其分為三類:遠紅外、全熱 風、紅外/熱風。a遠紅外回流焊八十年代使用的遠紅外回流焊具有加熱快、節能- 運行平穩等特點,但由于印制板及各種元器件的材質、 色澤不同而對輻射熱吸收率有較大差異，造成電路上各 種不同元器件以及不同部位溫度不均勻，即局部溫差。 例如傑成電路的黑色塑料封裝體上會因輻射吸收率高 而過熱，而其焊接部位銀白色弓線上反而溫度低產生虛焊。另外，印制板上熱輻射被阻擋的部位，例如在 大（高）元器件陰影部位的焊接弓I腳或小元器件會由于 加熱不足而造成焊接不

15、良。、紅外熱風回流焊這類回流焊爐是在紅外爐基礎上加上熱風使爐內溫度更均勻,是目前較為理想的加熱方式。這類設備充分利用了紅外線穿透力強的特點，熱 效率高、節電洞時有效克服了紅外回流焊的局 部溫差和遮蔽效應，并彌補了熱風回流焊對氣體 流速要求過?快而造成的影響，因此這種回流焊目 前是使用得最普遍的。氮氣回流焊在回流焊工藝中使用惰性氣體（通常是氮氣）已經有一段時間了，但對于成本效益的 評估還有很多爭論。在回流焊工藝屮，惰性氣體環境能減少氧化，而且可以降低 焊嘗內時焊劑的話件汝一占對一些低殘留物或兔洗焊 音的有效件能來訛或者 在回流焊工藝中需要經過多次的時候（比如雙而板），可能是必需的。如果涉及到多

16、個加熱過程，帶OSP的板子也會受益，因為在氮氣里底層銅線的可焊性會得到比 較好的保護。氮氣工藝其它好處還包括較高表而張力，可以擴寬工藝窗口（尤其對 超細間距器件）、改善焊點形狀以及降低覆層材料變色的可能性。另一個方面是成本，在一個特定的工廠里氮氣的成本根據地理位置和用量的不同 差別很大。嚴格的構成成本研究通常都顯示出，在將生產率和質量改善的成本效 益進行分解后，氮氣的成本就不是一個主要的因素了。在沒有強制對流同時氣流又呈薄片狀的爐內，控制氣體的消耗量（圖1）相對比較容 易。有幾種方法可用來減少氮氣的消耗，包括減小爐子兩端的開口大小，使用空 白檔板、渦形簾子或其它類似的設置將入口和出口的孔縫沒有

17、用到的部分擋住等。 用檔板或簾子隔開的區域可以用來控制流出爐子的氣流，并盡量減少與外部空氣 的混和。另一種方法應用凹流爐改進技術，它利用熱的氮氣會在空氣上而形成一 個氣層，而兩層氣體不會混和的原理。在爐子的設計中加熱室比爐子的入口和岀 口都要高，這樣氮氣會自然形成一個氣層，可以減少為維持一定氣體純度所需輸 入的氣體數量。2溫度曲線分析與設計IIIIII溫度曲線是指SMA通過回流爐,SMA 上某一點的溫度隨時間變化的曲線;其本 質是SMA在某一位置的熱容狀態。溫度IIIIII曲線提供了一種直觀的方法，來分析某個 元件在整個回流焊過程中的溫度變化情 況。這對于獲得最佳的可焊性，避免由于超溫而對元件

18、造成損壞以及保證焊接質 量都非常重要。溫度曲線熱容分析理想的溫度曲線由四個部分組成,前面三個區加熱和最 后二仝區冷卻。一個典型的溫度曲線其包含回流持續 時間-錫膏活性溫度 合金熔點和所希望的回流最高 溫度等O回流焊爐的溫區越多，越能使實際溫度曲線的 輪廓達到理想的溫度曲線。大多數錫膏都能用有四個 基本溫區的溫度曲線完成回流焊工藝過程。a、預熱區I也叫斜坡區,用來將PCB的溫度從周圍|環境溫度提升到所須的活性溫度。在這 個區，電路板和元器件的熱容不同,他們的 實際溫度提升速率不同。電路板和元器 件的溫度應不超過每秒3C速度連續上升, 如果過快,會產生熱沖擊，電路板和元器件 都可能受損，如陶瓷電容

19、的細微裂紋。而 溫度上升太慢，錫膏會感溫過度，溶劑揮發 不充分，影響焊接質量。爐的預熱區一般 占整個加熱區長度的1525 %ob、活性區III也叫做均溫區，這個區一般占加熱區的3050 %。 活性區的豐要目的是使SMA內各元件的溫度趨于穩定, 盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使熱容 大的元器件的溫度趕上較小元件,并保證焊膏中的助焊 劑得到充分揮發。到活性區結束，焊盤、焊料球及元件 引腳上的氧化物被除去，整個電路板的溫度達到平衡。 應注意的是SMA上所有元件在這一區結束時應具有相 同的溫度，否則進入到回流區將會因為各部分溫度不均 產生各種不良焊接現象。一般普遍的活性溫度范圍是 12017

20、CFC,如果活性區的溫度設定太高，助焊劑沒有 足夠的時間活性化,溫度曲線的斜率是一個向上遞增的 斜率。雖然有的錫膏制造商允許活性化期間一些溫度 的增加，但是理想的溫度曲線應當是平穩的溫度。=1C、回流區竝叫做峰值區或最后升溫區，這個區的作用是將PCB的溫度從活性溫度提高到所推薦 的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點溫度低一點，而峰值溫度總是在熔點上。典型的峰 值溫度范圍是焊膏合金的熔點溫度加40C左右 ，回流區工作時間范圍是30 - 60so這個區的 溫度設定太高會使其溫升斜率超過每秒3C,或 使回流峰值溫度比推薦的高，或工作時間太長 可能引起PCB的過分卷曲、脫層或燒損,并損害 元件的完整性

21、。回流峰值溫度比推薦的低，工作時間太短可能岀現冷焊等缺陷。d、冷卻區這個區中焊膏的錫合金粉末已經熔化并充1=分潤濕被連接表面，應該用盡可能快的速度來 進行冷卻，這樣將有助于合金晶體的形成，得到 明亮的焊點,并有較好的外形和低的接觸角度。 緩慢冷卻會導致電路板的雜質更多分解而進入 錫中,從而產生灰暗粗糙的焊點。在極端的情 形下,其可能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。 冷卻段降溫速率一般為310 C/ So按工作熱容設計溫度曲線溫度曲線的本質是描述SMA在某一 位置的熱容狀態，溫度曲線受多個參數影 響，其中最關鍵的是傳輸帶速度和每個區 溫度的設定。而傳輸帶速度和每個區溫 度的設定取決與SMA的尺寸大

22、小、元器 件密度和SMA的爐內密度。作溫度曲線首先考慮傳輸帶的速度設定，該設定值 將決定PCB在加熱通道所花的時間。典型的錫膏要求 34分鐘的加熱時間,用總的加熱通道長度除以總的 加熱時間，即為準確的傳輸帶速度。L=FJ傳送帶速度決定PCB暴露在每個區所設定的溫度 下的持續時間，增加持續時間可以使表面組裝組件接近 該區的溫度設定。III接下來必須確定各個區的溫度設定。由于實際區 間溫度不一定就是該區的顯示溫度，因此顯示溫度只是 代表區內熱敏電偶的溫度。如果熱電偶越靠近加熱源, 顯示的溫度將比區間實際溫度高，熱電偶越靠近PCB的 直接通道，顯示的溫度將越能反應區間實際溫度。IIIIIINN速度和

23、溫度確定后,將參數輸入到焊爐的控制器，從 而調整設定溫度-風扇速度-強制空氣流量和惰性氣 體流量等。爐子穩定后，可以開始作曲線。一旦最初的 溫度曲線圖產生，可以和錫膏制造商推薦的曲線進行比 較。首先，必須確定從環境溫度到回流峰値溫度的總時 間和所希望的加熱時間相協調，如果太長，按比例地增加 傳送帶速度，如果太短z則相反。圖形曲線的形狀必須和所希望的曲線相比較，如果 形狀不協調，則繼續調整。選擇與理論圖形形狀最相協 調的曲線。例如，如果預熱和回流區中存在差異,首先將 預熱區的差異調整 F 最好每次調一個參埶在作進一 步調整之前運行這個曲線設定。這是因為一個給定區 的改變也將影響隨后區的結果。當最

24、后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合, 應該把爐的參數記錄或儲存以備后用。結論在SMT回流焊工藝造成對元件加熱不均勻的原因主要有:回流焊元件 熱容量的差別，傳送帶或加熱器邊緣影響回流焊爐上的負載等三個方面。 通常PLCC QFP BGA屏蔽罩等器件熱容量大，焊接面積大，焊接困難; 在回流焊爐中傳送帶在周而復始傳送產品進行回流焊的同時也成為一個 散熱系統，此外在加熱部分的邊緣與中心散熱條件不同,邊緣一般溫度偏低 孑爐內除各溫區溫度要求不同州同一載面的溫度也有差異;嚴品裝載量不 同的影響。回流焊溫度曲線的調整要考慮在空載負載及不同負載因子（ 負載因子定義為：Ls = SI/ S;其中S1 =組裝

25、基板的面積崙=爐內加熱 區的有效面積）情況下能得到良好的重復性。回流焊工藝要得到重復性好 的結果丿必須控制負載因子。負載因子愈尢焊接質量愈難控制。通常回流 焊爐的最大負載因子的范圍為03-0. 5 o這要根據產品情況（元件焊接 密度、不同基板）和回流爐的性能來決定洞時，要得到良好的焊接效果和 重復性/實踐經驗很重要。與回流焊相關的焊接缺陷很多丿主要有:橋接 立碑（曼哈頓現象）、 潤濕不良等。究其原因多數與溫度曲線有關。設定合理的焊接溫度曲線 選擇合適的焊料丿應用合理的工藝是保證質量的關鍵。回流焊接是SMT工藝中復雜而關鍵的工藝，涉及到自動控制材料 流體力學和冶鋅等多種科學o要獲得優質的焊接質島

26、必須深入硏究回 流焊接工藝參數的設計、溫度場的影響元器件的影響焊接材料影響 焊接設備等方方面面。2.1 DIP生產流程=|元幷成型耐 插件 |過波*焊|I元件新腳|I補穆| 洗板功胡測試 波峰焊 Wave solder定義：波峰焊是將熔融的液態焊料，借 助與泵的作用，在焊料槽液面形成特定 形狀的焊料波，插裝了元器件的PCB置與 傳送鏈上，經過某一特定的角度以及一 定的浸入深度穿過焊料波峰而實現焊點 焊接的過程。波峰焊有單波峰焊和雙波峰焊之分。單波峰焊用 于SMT時，由于焊料的“遮蔽效應”容易出現較嚴 重的質量問題，如漏焊、橋接和焊縫不充實等缺陷。 I而雙波峰則較好地克服了這個問題,大大減少漏焊

27、、 橋接和焊縫不充實等缺陷，因此目前在表面組裝中 廣泛采用雙波峰焊工藝和設備波峰焊解析圖設備組成：不同的波峰焊機設備組成的原理不同，但是各部件 最終的結果相同。大體上可以分成以下幾個部分：治具安裝噴涂助焊劑系統預熱系統焊接系統冷卻系統2. 1.1治具安裝治具安裝是指給待焊接的PCB板安裝 夾持的治具，可以限制基板受熱變形的 程度，防止冒錫現象的發生，從而確保 浸錫效果的穩定2.1.2助焊劑系統助焊劑系統助焊劑系統是保證焊接質量的第一個環節，其主要作 用是均勻地涂覆助焊劑，除去PCB和元器件焊接表面的 氧化層和防止焊接過程中再氧化。助焊劑的涂覆一定 要均勻，盡量不產生堆積，否則將導致焊接短路或開

28、 路。助焊劑在焊接過程中的作用:不同的產品需要的助焊劑成份類型各有不同, 但是使用助焊劑的目的是相同的，這就是助焊 劑在焊接過程中的作用：a.獲得無銹金屬表面，保持被焊面的潔凈狀態； b對表面張力的平衡施加影響，減小接觸角，促 進焊料漫流；輔助熱傳導，浸潤待焊金屬表面。助焊劑系統有多種，包括噴霧式、噴流式和發泡式。 目前一般使用噴霧式助焊系統,采用免清洗助焊劑， 這是因為免清洗助焊劑中固體含量極少,不揮發無含 量只有1/51/20o所以必須采用噴霧式助焊系統涂覆 助焊劑，同時在焊接系統中加防氧化系統，保證在PCB 上得到一層均勻細密很薄的助焊劑涂層，這樣才不會 因第一個波的擦洗作用和助焊劑的揮

29、發，造成助焊劑 量不足，而導致焊料橋接和拉尖。噴霧式有兩種方式：一是采用超聲波擊打助焊劑，使 其顆粒變小，再噴涂到PCB板上。二是采用微細噴嘴在 一定空氣壓力下噴霧助焊劑。這種噴涂均勻、粒度小、 易于控制，噴霧高度/寬度可自動調節，是今后發展的 主流噴霧式及發泡式噴嘴氣壓調整氣壓太大:助焊劑噴在板上滴落，或穿過過孔。 氣壓太低噴涂不均勻，助焊劑未噴到板上。2.1.3預熱系統r a預熱系統的作用:(1) 揮發助焊劑中的溶劑 使助焊劑呈膠粘狀。液態的助焊劑內有大量溶劑，主要是無水酒精，如 直接進入錫缸，在高溫下會急劇的揮發，產生氣體使 焊料飛濺，在焊點內形成氣孔，影響焊接質量。(2) 活化助焊劑，

30、增加助焊能力。在室溫下焊劑還原氧化膜的作用是很緩慢的，必須通過加熱使助焊劑活性提高，起到加速清除氧化膜的作用(3) 減少焊接高溫對被焊母材的熱沖擊。III焊接溫度約245C,在室溫下的印制電路板及元器 件若直接進入錫槽,急劇的升溫會對它們造成不良影響。(4) 減少錫槽的溫度損失。未經預熱的印制電路板與錫面接觸時，使錫面溫度 會明顯下降，從而影響潤濕、擴散的進行。&fb、預熱方法波峰焊機中常見的預熱方法有三種:空氣對流加熱紅外加熱器加熱熱空氣和輻射相結合的方法加熱。 C、預熱溫度一般預熱溫度為90-150C,預熱時間為1 3mino預熱溫度控制得好，可防止虛焊、拉尖和橋接, 減小焊料波峰對基板的

31、熱沖擊，有效地解決焊接過程 中PCB板翹曲、分層、變形問題。有鉛焊接時預熱溫度大約維持在80-100C之間,而無鉛免洗的助焊劑由于活性低需在高溫下才能激化 活性，故其活化溫度維持在150C左右。在能保證溫度 能達到以上要求以及保持元器件的升溫速率（2C/S以 內）情況下，此過程所處的時間為1分半鐘左右。若超過界限，可能使助焊劑活化不足或焦化失去活性引起 焊接不良，產生橋連或虛焊。 2-1-4焊接系統焊接系統一般采用雙波峰。在波峰焊接時，PCB板先接 觸第一個波峰，然后接觸第二個波峰。第一個波峰是 由窄噴嘴噴流出的“湍流“波峰，流速快，對組件有較高 的垂直壓力，使焊料對尺寸小，貼裝密度高的表面組

32、 裝元器件的焊端有較好的滲透性；通過湍流的熔融焊 料在所有方向擦洗組件表面，從而提高了焊料的潤濕 性，并克服了由于元器件的復雜形狀和取向帶來的問 題；同時也克服了焊料的“遮蔽效應“湍流波向上的噴射 力足以使焊劑氣體排出。因此，即使印制板上不設置 排氣孔也不存在焊劑氣體的影響，從而大大減小了漏 焊、橋接和焊縫不充實等焊接缺陷，提高了焊接可靠 性。-經過第一個波峰的產品，因浸錫時間短以及部品自身的 散熱等因素，浸錫后存在著很多的短路,錫多，焊點光I潔度不正常以及焊接強度不足等不良內容。因此，緊接 著必須進行浸錫不良的修正，這個動作由噴流面較平較 寬闊，波峰較穩定的二級噴流進行。這是一個”平滑”的

33、波峰，流動速度慢，有利于形成充實的焊縫，同時也可 有效地去除焊端上過量的焊料，并使所有焊接面上焊料 潤濕良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和橋接， 獲得充實無缺陷的焊縫，最終確保了組件焊接的可靠性。 2.1.5冷卻系統浸錫后適當的冷卻有助于增強焊點接 合強度的功能，同時，冷卻后的產品更 利于爐后操作人員的作業，因此，浸錫 后產品需進行冷卻處理。2.2提高波峰焊接質量的方法 右和措施 分別從焊接前的質量控制、生產工藝材 料及工藝參數這三個方面探討提高波峰 焊質量的方法。2.2.1焊接前對印制板質量及元件首的控制 a、焊盤設計(1)在設計插件元件焊盤時，焊盤大小尺寸設計應合適。焊盤太大，焊料鋪展

34、面 積較大，形成的焊點不飽滿，而較小的焊盤銅筆表而張力太小，形成的焊點為不 浸潤焊點。孔徑與元代引線的配合間隙太大，蓉易虛焊，當孔徑比引線寬0.05 0.2mm,焊盤直徑為孔徑的22.5倍時，是焊接比較理想的條件。(2)在設計貼片元件焊盤時，應考慮以下幾點：為了盡量去除“陰影效應”，SMD的焊端或引腳應正對著錫流的方向，以利士與錫流的接觸，減少虛焊和漏焊，波峰焊時推薦采用的元件布置方向圖如圖4所 不；- 波峰焊接不適合于細間距QFP、PLCC、BGA和小間距SOP器件焊接，也就是說 在耍波峰焊接的這一而盡量沐要布置這類元件；較小的元件不應排在較大的元件后，以免較大元件妨礙錫流與較小元件的焊盤

35、謹觸，造成漏焊。 b、PCB平整度控制波峰焊接對印制板的平整度要求很高, 一般要求翹曲度要小于0.5mm,如果大 于05mm要做平整處理。尤其是某些印 制板厚度只有l5mm左右，其翹曲度要 求就更高，否則無法保證焊接質量。 C、妥善保存印制板及元件，盡量縮短儲 存周期在焊接中，無塵埃、油脂、氧化物的銅 箔及元件引線有利于形成合格的焊點， 因此印制板及元件應保存在干燥、清潔 的環境下，并且盡量縮短儲存周期。對 于放置時間較長的印制板，其表面一般 要做清潔處理，這樣可提高可焊性，減 少虛焊和橋接，對表面有一定程度氧化 的元件引腳，應先除去其表面氧化層。 2.3生產工藝材料的質量控制i在波峰焊接中，

36、使用的生產工藝材料 有：助焊劑和焊料。助焊劑質量控制助焊劑在焊接質量的控制上舉足輕重，其作 科. 用是：* (1)除去焊接表面的氧化物； (2)防止焊接時焊料和焊接表面再氧化；(3) 降低焊料的表面張力； (4)有助于熱量傳遞到焊接區。目前波峰焊接所采用的多為免清洗助焊劑。選 擇助焊劑時有以下要求： (1)熔點比焊料低； (2)浸潤擴散速度比熔化焊料快； (3)粘度和比重比焊料小； (4)在常溫下貯存穩定。焊料的質量控制錫鉛焊料在高溫下(250C)不斷氧化，使錫鍋中錫 鉛焊料含錫量不斷下降，偏離共晶點，導致流動性 差，出現連焊、虛焊、焊點強度不夠等質量問題。可-法來解決這個問題：添加氧化還原劑

37、，使已氧化的SnO還原為Sm減小 錫渣的產生；不斷除去浮渣；每次焊接前添加一定量的錫；采用含抗氧化磷的焊料；采用氮氣保護，讓氮氣把焊料與空氣隔絕開來，取 代普通氣體，這樣就避免了浮渣的產生，這種方法要 求對設備改型，并提供氮氣。目前最好的方法是在氮氣保護的氛圍下使用含磷的 焊料，可將浮渣率控制在最低程度，焊接缺陷最少， 工藝控制最佳。焊接過程中的工藝參數控制焊接工藝參數對焊接表面質量的影響I 比較復雜，并涉及到較多的技術范圍。預熱溫度的控制預熱的作用：使助焊劑中的溶劑充分發揮，以免印制板通 過焊錫時，影響印制板的潤濕和焊點的形成；印制板在焊接前達到一定溫度，以免受到熱 沖擊產生翹曲變形。一般預

38、熱溫度控制在90 150C,預熱時間13min0b、焊接軌道傾角軌道傾角對焊接效果的影響較為明顯, 特別是在焊接高密度SMT器件時更是如 此。當傾角太小時，較易岀現橋接，特 別是焊接中，SMT器件的”遮蔽區”更易出 現橋接；而傾角過大，雖然有利于橋接 的消除，但焊點吃錫量太小，容易產生 虛焊。軌道傾角應控制在5。8。之間。 C、波峰高度波峰的高度會因焊接工作時間的推移 而有一些變化，應在焊接過程中進行適 當的修正，以保證理想高度進行焊接波 峰高度，以壓錫深度為PCB厚度的1/2 1/3為嚴CDCDd、焊接溫度焊接溫度是影響焊接質量的一個重要的工藝參數。 有鉛焊料在223C -245C之間都可以

39、潤濕，而無鉛焊料 則需在230C-260C之間才能潤濕。太低的錫溫將導致 潤濕不良，或引起流動性變差，產生橋連或上錫不良。 過高的錫溫則導致焊料本身氧化嚴重，流動性變差， 嚴重地將損傷元器件或PCB表面的銅箔。由于各處的設定溫度與PCB板面實測溫度存在差異，并且焊接時 受元件表面溫度的限制，有鉛焊接的溫度設定在245C 左右，無鉛焊接的溫度大約設定在250-265C之間。 在此溫度下PCB焊點釬接時都可以達到上述的潤濕條件。波峰焊后的補焊什么是補焊：在機械焊接后，對焊接常稱為“補焊”。機械焊接的焊點不可能達到零缺陷。 元器件雖經預成型，但插入后伸出板 面的長度不可能全部符合要求。所以補焊是必不

40、可少的。補焊的工藝規范通常包括如下內容:II補焊內容：糾正歪斜元器件檢查漏件修剪引出腳滬ab 2mm(a)ab 3mm430。a2mm歪斜不正補焊不良焊點假連空虛毛錫錫裂半標 焊錫焊焊刺多少錫焊準 iA k A丄h11 11 1 1I烙鐵焊-作用:機械自動焊后焊接面的修補及加強焊;整機組裝中各部件裝聯焊接；產量很小或單件生產產品的焊接；溫度敏感的元器件及有特殊抗靜電要求的元器件焊接;作為產品設計人員及維修人員的焊接工具；電烙鐵的分類: 普通烙鐵:手槍式電烙鐵:自動溫控或自動斷電式，也叫恒溫烙鐵:右 不同烙鐵相對應的焊接對象:焊接對象功率/W品種說明1印制電路板焊接點2535普通內熱式2整機總裝

41、的導線、接線焊片（柱）、 散熱器、接地點等4050手槍式3溫度敏感元器件、無引線元器件自動溫控式溫度可根據需要調節，并自動 溫控4高可靠要求產品自動斷電及自動溫控式焊接時能自動斷電，防止烙鐵 漏電造成對元器件的損傷烙鐵頭的特性:a溫度:fj R S *- Ff| 時間/sA-A曲線；焊接時烙鐵頭溫度變化曲線BB曲線：焊點處溫度變化曲線R；預熱時間 S：焊接時間 F：冷卻時間待焊狀態時為330380C, 在連續焊接時，前一 焊點完成后，焊接下 一焊點前烙鐵頭溫度 應能恢復到上述溫度。烙鐵頭與焊件接觸時，在 焊接過程中，焊接點 溫度能保持在240C 250Cob.烙鐵頭的形狀頭部的形狀應與焊接點的

42、大小及焊點的密度相適應,一般應選擇頭部截面是園形的, 特別在SMA的維修中使用的烙鐵, 更要注意烙鐵頭的形狀隨著整機內元器件密度的提高,一般不宜選擇頭部截面是扁形的烙鐵頭SpecificationsC烙鐵頭的耐腐蝕性應盡量釆用長壽命烙鐵頭,它是在銅基體表面鍍上一層鐵、鐮、鋸或鐵鐮合金這種鍍層不僅耐高溫，而且具有良好沾錫性能。&焊料的選擇丙帶助焊劑的管狀焊錫絲，錫鉛合金的含量一般為50-60%,為保證焊點的質量，應選擇錫含量在55%以上,內藏松香。焊錫絲的直徑有0. 5-24mm的8種規應根據焊點的大小選擇焊絲的直烙鐵焊方法：孤焊前準備烙鐵頭部的預處理（搪錫）丄*應在烙鐵架的小盒內準備松香及清潔

43、塊（用水浸透）,（如果不是長壽命烙鐵頭，需要用 鋰刀將頭部的氧化層清除），IIIKi接通電源后片刻，待烙鐵頭部溫度達到松 香的熔解溫度（約150C）時，將烙鐵頭插入松香,敷上一層松香,離松香與錫絲接氣, 頭表面涂敷一層光亮的焊錫，長度焊接步驟焊錫絲脫離焊點4烙鐵頭S脫離焊點接觸時應略施壓力，以對工件表面不造成損傷為原則。尸C、焊接要領 1）烙鐵頭與被焊工件的接觸方式晏觸位置：烙鐵頭應同時接觸需要互相連接的兩個工件，烙鐵一般傾斜45: 接觸壓力：烙鐵頭與工件2）焊錫的供給方法二工件升溫達到焊料的熔解溫度時立即送上焊錫:送錫時焊錫絲應接觸在烙鐵頭的對側或旁側,而不應與烙鐵頭直接接觸。：lii-供給

44、數囈：錫量要適中。主要衡量標準為潤濕角為15。045。； 不能呈“饅頭”狀, 否則會掩蓋假焊點（3）烙鐵頭的脫離方法:觀察焊錫已充分潤濕焊接部位，而焊劑尚未完全揮 發，形成光亮的焊點時立即 脫離若焊點表面變 得無光澤而粗糙，則 說明脫離時間太晚了。:脫離時動作要迅速，一般沿焊點的切線方向拉出或沿引線的軸向拉出,即將脫離時又快速的向回帶一下,然后快速的脫離，以免 焊點表面拉出毛剌。b按上述步驟及要領進行焊接是獲得良好焊點的關鍵之一,在實際生產中，最容易出現的2種違反操作步驟的做法： 頭不是先與工件接觸，而是先與錫絲接觸，熔 的焊錫滴落在衙未預熱的焊接部位,這樣很容易導致虛假焊點的產生。其二：更為

45、嚴重的是有的操作者用烙鐵頭沾一點焊錫帶到 焊接部位，這時助焊劑已全部揮發或焦化，失去了助焊作用, 焊接質量就可想而知了。因此在操作時，最重要的是烙鐵必須首先與工件接觸，先 對焊接部位進行預熱，它是防止產生虛假焊（最嚴重的焊接 缺陷）的有效手段。&1.3 PCB設計工藝簡析以前的電子產品，“插件+手焊”是PCB板的基本工藝過程，因而對PCB板的設計要求也 十分單純，隨著表面安裝技術的引入，制造工 藝逐步溶于設計技術之中，對PCB板的設計要求就越來越苛刻，越來越需要統一化、規范化。 產品開發人員在設計之初除了要考慮電路原理 設計的可行性，同時還要統籌考慮PCB的設計 和板上布局、工藝工序流程的先后

46、次序及合理 安排。下面就PCB設計工藝總結了幾點，供大 家探討。 1、焊接方式與PCB整體設計再流焊幾乎適用于所有貼裝元件的焊接，波峰焊則 只適用于焊接矩形片狀元件、圓柱形元器件、SOT等和 較小的SOP（管腳數少于28、腳間距Imm以上）。鑒于生產的可操作性，PCB整體設計盡可能按以下 順序優化： 單面混裝，即在PCB單面布放貼片元件或插裝元件。 兩面貼裝，PCB單面或兩面均布放貼片元件。 雙面混裝，PCBA面布放貼裝元件和插裝元件，B面布 放適合于波峰焊的貼片元件。 2、PCB基板的選用原則裝載SMD的基板，根據SMD的裝載形式，對基板的 性能要求有以下幾點： 2. 1外觀要求基板外觀應光

47、滑平整，不可有翹曲或高低不平，基板 表面不得出現裂紋，傷痕，銹斑等不良。 2. 2熱膨脹系數的關系表面貼裝元件的組裝形態會由于基板受熱后的脹縮應力 對元件產生影響，如果熱膨脹系數不同，這個應力會 很大，造成元件接合部電極的剝離，降低產品的可靠 性，一般元件尺寸小于* 2X1. 6mrri時，只遭受部分 應力，尺寸大于3. 2X1. 6mm時，就必須注意這個問 題。 2. 3導熱系數的關系貼裝與基板上的集成電路等，工作時的熱量主要通 過基板給予擴散，在貼裝電路密集，發熱量大時，基 板必須具有高的導熱系數。 2. 4耐熱性的關系由于表面貼裝工藝要求，一塊基板至組裝結束，可 能會經過數次焊接過程，通

48、常耐焊接熱要達到260C, 10秒的要求。 2. 5銅箔的粘合強度表面貼裝元件的焊區比原來帶引線元件的焊區要小, 因此要求基板與銅箔具有良好的粘合強度，一般要達 至Ul. 5kg / cm2以上。 2. 6彎曲強度基板貼裝后，因其元件的質量和外力作用，會產生 翹曲，這將給元件和接合點增加應力，或者使元件產生微裂，因此要求基板的抗彎強度要達到25kq / mm以 1 o 2. 7電性能要求由于電路傳輸速度的高速化、要求基板的介電常數、 介電正切要小，同時隨著布線密度的提高，基板的絕 緣性能要達到規定的要求。 2.基板對清洗劑的反應在溶液中浸漬5分鐘，其表面不產生任何不良，并 具有良好的沖裁性。基

49、板的保存性與SMD的保管條件 相同。 3、PCB外形及加工工藝的設計要求 (l)PCB工藝夾持邊：在SMT生產過程史以及插件過波 峰焊的過程中, PCB應留出一定的邊緣便于設備夾持。這個夾持邊的范 圍應為5mm,在此范圍內不允許布放元器件和焊盤。 (2)定位孔設計：為了保證印制板能準確、牢固地放置在表面安裝設 備的夾具上，需要設置一對定位孔，定位孔的大小為 50. lmmo為了定位迅速，其中一個孔可以設計成 橢圓形狀。在定位孔周圍Imm范圍內不能有元件。 (3)PCB 厚度：從0. 5mm-4mm, 一般采用 1. 6mm及2mm。 (4)PCB 缺槽：印制板的一些邊緣區域內不能有缺槽，以避免

50、印制 板定位或傳感器檢測時出現錯誤，具體位置會因設備 的不同而有所帝 (5)拼板設計要求：SMT中，大多數表面貼裝印制板面積比較小，為了 充分利用板材、高效率地制造、安裝、調試SMT,往 往將同一設備上的兒種板或數種板拼在一起成為一個 大的版面。對PCB的拼板格式有以下幾點要求：拼板的尺寸不可太大，也不可太小，應以制造、裝 配和測試過程中便于加工，不產生較大變形為宜。拼板的工藝夾持邊和安裝工藝孔應由印制板的制造 和安裝工藝來確定。每塊拼板上應設計有基準標志，讓機器將每塊拼板 當祜單板看待，誼高貼裝精應。拼板可采用郵票版或雙面對刻V型槽的分離技術。在 , 采用郵票版時，應注意搭邊均勻分布于每塊拼

51、板的四 N時由于印制板受力不均導致變形。在采用雙面對刻的V形槽時，V形槽深度應控制在板厚的1 / 3左右（兩邊槽深之和），要求刻槽尺寸精確，深度均 勻。設計雙面貼裝不進行波峰焊的印制板時，可采用雙 數拼板正反面各半，兩面圖形按相同的排列方式可以 提高設備利用率（在中、小批量生產條件下設備投資可 減半），節約生產準備費用和時間。 （6）PCB板的翹由度。用于表面貼裝的印制板，為避免對元件貼裝造成影 響，對翹由度有較嚴格的工藝要求，PCB在焊接前的靜 態翹曲度要求小于0. 3%o 4、PCB焊盤設計工藝要求：焊盤設計是PCB線路設計的極其關鍵部分，因為它確 中.定了元器件在印制板上的焊接位置，而且

52、對焊點的可 ，可能出現的焊接缺陷、可清洗性、可測試性和檢修量等起著顯著作用。 (1)阻焊膜設計時考慮的因素 印制板上相應于各焊盤的阻焊膜的開口尺寸，其 寬度和長度分別應比焊盤尺寸大0. 05-0. 25mm,具 體情況視焊盤間距而定，目的是既要防止阻焊劑污染 焊盤，又要避免焊膏印刷、焊接時的連印和連焊。阻焊膜的厚度不得大于焊盤的厚度。 (2)焊盤與印制導線：減小印制導線連通焊盤處的寬度，除非手電荷容量、 印制板加工極限等因素的限制，最大寬度應為0. 4mm, 或焊需當席的一半(以較小焊盤汨準)C焊盤與較大面積的導電區如地、電源等平面相連時， 應通過一長度較細的導電線路進行熱隔離。印制導線應避免呈一定角度與焊盤相連，只要可能， 印制導線應從焊盤的長邊的中心處與之相連。 (3)導通孔布局：避免在表面安裝焊盤以內，或在距表面安裝焊盤 0. 635mm以內設置導通孔。如無法避免，須用阻焊劑 將焊料流失通道阻斷。作為測試支撐導通孔，在設計布局時，需充分考慮 不同直徑的探針，進行自動在線測試時的最小間距。在SMC/SMD下部盡量不設導通孔，一可防止焊料 流失，二可防止導通孔截留焊劑及朽物而無法清潔凈。 若不可避免這種情況,則應將孔堵死填平。導通孔與焊盤、印制導線及電源地