SMT实用工艺基础.docx

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1、目 錄第一章 SMT概述41.1SMT概述41.2 SMT相关技术5一、元器件5二、窄间距技术（FPT）是SMT发展的必然趋势5三、无铅焊接技术5四、SMT主要设备发展情况61.3常用基本术语7第二章 SMT工艺概述72.1 SMT工艺分类7一、按焊接方式，可分为再流焊和波峰焊两种类型7二、按组装方式，可分为全表面组装、单面混装、双面混装三种方式（见表2-1）82.2施加焊膏工艺8一、工艺目的8二、施加焊膏的要求9三、施加焊膏的方法92.3施加贴片胶工艺9一、工艺目的9二、表面组装工艺对贴片胶的要求及选择方法9三、施加贴片胶的方法和各种方法的适用范围112.4贴装元器件11一、定义11二、贴装

2、元器件的工艺要求112.5再流焊11一、定义11二、再流焊原理12第三章 波峰焊接工艺143.1波峰焊原理143.2波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求153.3波峰焊工艺材料163.4波峰焊工艺流程173.5波峰焊的主要工艺参数及对工艺参数的调整173.6波峰焊接质量要求19第四章 表面组装元器件(SMCSMD)概述194.1表面组装元器件基本要求194.2表面组装元件(SMC)的外形封装、尺寸主要参数及包装方式(见表4-1)214.3表面组装器件（SMD）的外表封装、引脚参数及包装方式（见表4-2）224.4表面组装元器件的焊端结构224.5表面组装电阻、电容型号和规格的表示方法；234.

3、6表面组装元器件（SMC/SMD）的包装类型244.7表面组装元器件使人用注意事项25第五章 表面组装工艺材料介绍焊膏255.1焊膏的分类、组成255.2焊膏的选择依据及管理使用275.3焊膏的发展动态285.4无铅焊料简介28第六章 SMT生产线及其主要设备306.1 SMT生产线306.2 SMT生产线主要设备31第七章SMT印制电路板设计技术337.1 PCB设计包含的内容：337.2如何对SMT电子产品进行PCB设计33第八章 SMT印制电路板的设计要求368.1几种常用元器件的焊盘设计368.2焊盘与印制导线连接，导通孔测试点阻焊和丝网的设置418.3元器件布局设置438.4基准标志

4、46第九章 SMT工艺（可生产性）设计-贴装机对PCB设计的要求489.1可实现机器自动贴装的元器件尺寸和种类489.2 PCB外形和尺寸499.3 PCB允许翘曲尺寸499.4 PCB定位方式49第十章 SMT不锈钢激光模板制作、外协程序及制作要求5010.1向模板加工厂发送技术文件5010.2模板制作外协程序及制作要求51第十一章SMT贴装机离线编程5511.1 PCB程序数据编辑5611.2自动编程优化编辑5711.3在贴装机上对优化好的产品程序进行编辑5711.4校对并备份贴片程序58第十二章 后附(手工焊)修板及返修工艺介绍5812.1后附(手工焊)、修板及返修工艺目的5812.2后

5、附(手工焊)、修板及返修工艺要求5812.3后附(手工焊)、修板及返修技术要求5912.4后附(手工焊)、修板及返修方法59第十三 章 BGA返修工艺6113.1 BGA返修系统的原理6113.2 BGA的返修步骤6113.3 BGA植球工艺介绍63第十四章 表面组装检验(测)工艺6414.1表面组装检验(测)工艺介绍6414.2组装前检验（来料检验）6514.3工序检验6714.4表面组装板检验7114.5 AOl检测与X光检测简介74第十五章 SMT回流焊接质量分析7715.1 PCB焊盘设计7715.2焊膏质量及焊膏的正确使用7915.4贴装元器件 .8015.5回流焊温度曲线8015.

6、6回流焊设备的质量81第十六章 波峰焊接质量分析8116.1设备要求8216.2材料要求8216.3印制电路板8416.4元器件8416.5工艺8416.6设备维护85第十七章 中小型SMT生产线设备选型8617.1中小型SMT生产线设备选型依据8717.2中小型SMT生产线设备选型步骤8817.3 SMT生产线设备选型注意事项93附录 SMT 在焊接中不良故障96一.再流焊的工艺特点97二.影响再流焊质量的原因分析99三、SMT再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策103SMT實用工藝基礎第一章 SMT概述SMT（表面組裝技術）是新一代電子組裝技術。經過20世紀80年代和90年代的迅速發展，

7、已進入成熟期。SMT已經成為一個涉及面廣，內容豐富，跨多學科的綜合性高新技術。最新幾年，SMT又進入一個新的發展高潮，已經成為電子組裝技術的主流。1.1SMT概述SMT是無需對印製板鑽插裝孔，直接將處式元器件或適合於表面組裝的微型元件器貼、焊到印製或其他基板表面規定位置上的裝聯技術。由於各種片式元器件的幾何尺寸和占空間體積比插裝元器件小得多，這種組裝形式具有結構緊湊、體積小、耐振動、抗衝擊、高頻特性好和生產效率高等優點。採用雙面貼裝時，組裝密度的5倍以左右，從而使印製板面積節約了60-70，重量減輕90以上。SMT在投資類電子產品、軍事裝備領域、電腦、通信設備、彩電調諧器、錄影機、攝像機及袖珍

8、式高檔多波段收音機、隨身聽、傳呼機和手機等幾乎所有的電子產品生產中都得到廣泛應用。SMT是電子裝聯技術的發展方向，已成為世界電子整機組裝技術的主流。SMT是從厚、薄膜混合電路演變發展而來的。美國是世界上SMD和SMT最早起源的國家，並一直重視在投資類電子產品和軍事裝備領域發揮SMT高組裝密度和高可靠性能方面的優勢，具有很高的水準。日本在70年代從美國引進SMD和SMT應用在消費類電子產品領域，並投入世資大力加強基礎材料、基礎技術和推廣應用方面的開發研究工作，從80年代中後期起加速了SMT在產業電子設備領域中的全面推廣應用，僅用四年時間使SMT在電腦和通信設備中的應用數量增長了近30，在傳真機中

9、增長40，使日本很快超過了美國，在SMT方面處於世界領先地位。歐洲各國SMT的起步較晚，但他們重視發展並有較好的工業基礎，發展速度也很快，其發展水準和整機中SMC/SMD的使用效率僅次於日本和美國。80年代以來，新加坡、韓國、香港和臺灣省亞洲四小龍不惜投入钜資，紛紛引進先進技術，使SMT獲得較快的發展。據飛利浦公司預測，到2010年全球範圍插裝元器件的使用率將由目前和40下降到10，反之，SMC/SMD將從60上升到90左右。我國SMT的應用起步於80年代初期，最初從美、日等國成套引進了SMT生產線用於彩電諧器生產。隨後應用於錄影機、攝像機及袖珍式高檔多波段收音機、隨身聽等生產中，近幾年在電腦

10、、通信設備、航空航太電子產品中也逐漸得到應用。據2000年不完全統計，我國約有40多家企業從事SMC/SMD的生產，全國約有300多家引進了SMT生產線，不同程度的採用了SMT。全國已引進4000-5000台貼裝機。隨著改革 開放的深入以及加入WTO，近兩年一些美、日、新加坡、台商已將SMT加工廠搬到了中國，僅2001-2002一年就引進了4000餘台貼裝機。我國將成為SMT世界加工廠的基地。我國SMT發展前景是廣闊的。SMT總的發展趨勢是：元器件越來越小、組裝密度越來越高、組裝難度也越來越大。最近幾年SMT又進入一個新的發展高潮。為了進一步適應電子設備向短、小、輕、薄方向發展，出現了0210

11、（0.6mm0.3mm）的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、複合化片式元件等新型封裝元器件。由於BGA等元器件技術的發展，非ODS清洗和元鉛焊料的出現，引起了SMT設備、焊接材料、貼裝和焊接工藝的變化，推動電子組裝技術向更高階段發展。SMT發展速度之快，的確令人驚訝，可以說，每年、每月、每天都有變化。1.2 SMT相關技術一、元器件1. SMC片式元件向小、薄型發展。其尺寸從1206（3.2mm1.6mm）向0805（2.0mm1.25mm）0603（1.6mm0.8mm）0402（1.0mm0.5mm）0201（0.6mm0.3mm）發展。2. SMD表面組裝器件向小型、薄型

12、和窄引腳間距發展。引腳中心距從1.27向0.635mm0.5mm0.4mm及0.3mm發展。3. 出現了新的封裝形式BGA（球柵陣列，ball grid arrag）、CSP（UBGA）和FILP CHIP（倒裝晶片）。由於QFP（四邊扁平封裝器件受SMT工藝的限制，0.3mm的引腳間距已經是極限值。而BGA的引腳的球形的，均勻地分佈在晶片的底部。BGA和QFP相比最突出的優點首先是I/O數的封裝面積比高，節省了PCB面積，提高了組裝密度。其次是引腳間距較大，有1.5mm、1.27mm和1.00mm，組裝難度下降，加工視窗更大。例：31mm *31mmR BGA 引腳間距為1.5mm時，有40

13、0個焊球（I/O）；引腳間距為1.0mm時，有900個焊球（I/O）。同樣是31mm31mm的QFP-208，引腳間距為0.5mm時，只有208條引腳。BGA無論在性能和價格上都有競爭力，已經在高（I/O）數的器件封裝中起主導作用。二、窄間距技術（FPT）是SMT發展的必然趨勢FPT是指將引腳間距在0.6350.3mm之間的SMD和長寬小於等於1.6mm0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術。由於電腦、通信、航空航太等電子技術飛速發燕尾服，促使半導體積體電路的集成度越來越高，SMC越來越小，SMD的引腳間距也越來越窄。目前，0.635mm和0.5mm引腳間距的QFP已成為工業和軍用電子裝備中的

14、通信器件。三、無鉛焊接技術為了防止鉛對環境和人體危害，元鉛焊接也迅速地被提到議事日程上，日本已研製出無鉛焊接並應用到實際生產中，美國和歐洲也在加緊研究。由於目前無鉛焊接的焊接溫度較高，因此焊接設、PCB材料及焊盤表面鍍錫的工藝、元器件耐高溫性能及端頭電極工藝、再流焊與波峰焊接工藝等等一系列新技術有待研究和解決。四、SMT主要設備發展情況1、印刷機 由於新型SMD不斷出現、組裝密度的提高以及免清洗要求，印刷機的高密度、高精度的提高以及多功能方向發展。目前印刷機大致分為三種檔次：（1）半自動印刷機（2）半自動印刷機加視覺識別系統。增加了CCD圖像識別，提高了印刷精度。（3）全自動印刷機。全自動印刷

15、機除了有自動識別系統外，還有自動更換漏印範本、清洗網板、對QFP器件進行45度角印刷、二維和三維檢查印刷結果（焊膏圖形）等功能。目前又有PLOWER FLOWER軟料包（DEK擠壓式、MINAMI單向氣功式等）的成功開發與應用。這種方法焊膏是密封式的，適合免清洗、元鉛焊接以及高密度、高速度印刷的要求。2、貼片機隨著SMC小型化、SMD多引腳窄間距化和複合式、組合式片式元器件、BGA、CSP、DCA（晶片直接貼裝技術）、以及表面組裝的接外掛程式等新型片式元器件的不斷出現，對貼裝技術的要求越來越高。近年來，各類自動化貼裝機正朝著高速、高精度和多功能方向發展。採用多貼裝頭、多吸嘴以及高解析度視覺系統

16、等先進技術，使貼裝速度和貼裝精度大大提高。目前最高的貼裝速度可達到0.06S/Chip元件左右；高精度貼裝機的重複貼裝精度為0.05-0.25mm;多功能貼片機除了能貼裝0201(0.6mm*0.3mm)元件外,還能貼裝SOIC(小外型積體電路)、PLCC（塑膠有引線晶片載體）、窄引線間距QFP、BGA和CSP以及長接外掛程式（150Mm長）等SMD/SMC的能力。此外，現代的貼片機在傳動結構（Y軸方向由單絲械向雙絲杠發展）；元件的對中方式（由機械向鐳射向全視覺發展）；圖像識別（採用高分辨CCD）；BGA和CSP的貼裝（採用反射加直射鏡技術）；採用鑄鐵機架以減少振動，提高精度，減少磨損；以及增

17、強電腦功能等方面都採用了許多新技術，使操作更加簡便、迅速、直觀和易掌握。3、再流焊爐 再流焊爐主要有熱板式、紅外、熱風、紅外熱風和氣相焊等形式。 再流焊熱傳導方式主要有輻射和對流兩種方式。 輻射傳導主要有紅外爐。其優點是熱效率高，溫度陡度大，易控制溫度曲線，雙面焊接時PCB上、下溫度易控制。其缺點是溫度不均勻；在同一塊PCB上由於器件的顏色和大小不同、其溫度就不同。為了使深顏色和大體積的元器件達到焊接溫度、必須提高焊接溫度，容易造成焊接不良和損壞元器件等缺陷。對流傳導主要有熱風爐。其優點是溫度均勻、焊接品質好。缺點是PCB上、上溫差以及沿焊接長度方向的溫度梯度不易控制。（1）目前再流焊傾向採用

18、熱風小對流方式，在爐子下面採用製冷手段，以保護爐子上、下和長度方向的溫度梯度，從而達到工藝曲線的要求。（2）是否需要充N2選擇（基於免清洗要求提出的）充 N2的主要作用是防止高溫下二次氧化，達到提高可焊性的目的。對於什麼樣的產品需要充N2，目前還有爭議。總的看起來，無鉛焊接，以及高密度，特別是引腳中心距為0.5mm以下的焊接過程有必要用N2，否則沒有太大必要。另外，如果N2純度低（如普通20PPN）效果不明顯，因此要求N2純度為100PPN。蒸 蒸汽焊爐有再次興起的趨勢。特別是對電性能要求極高的軍品。1.3常用基本術語SMT表面組裝技術；PCB印製電路板；SMA表面組裝元件；SMCSMD片式元

19、件片/片式器件FPT窄間距技術。FPT是指將引腳間距在0.6350.3mm之間的SMD和長乘寬小於等於1.6mm*0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術。MELF園柱形元器件SOP羽翼形小外形塑膠封裝；SOJJ形小外形塑膠封裝；TSOP薄形小小外塑膠封裝；PLCC塑膠有引線（J形）晶片載體；QFP四邊扁平封裝器件；PQFP帶角耳的四邊扁平封裝器件；BGA球柵陣列（ball grid array）;DCA晶片直接貼裝技術；CSP晶片級封裝（引腳也在器件底下，外形與BGA相同，封裝尺寸BGA小。晶片封裝尺寸與晶片面積比1.2稱為CSP）；THC通孔插裝元器件。第二章 SMT工藝概述2.1 SMT工

20、藝分類一、按焊接方式，可分為再流焊和波峰焊兩種類型1、 再流焊工藝先將微量的錫鉛（SN/PB）焊膏施加到印製板的焊盤上，再將片式元器件貼放在印刷板表面規定的位置上，最後將貼裝好元器件的印製板放以再流焊設備的傳送帶上，從爐子入口到出口（大約5-6分鐘）完成乾燥、預熱、熔化、冷卻全部焊接過程。2、 波峰焊工藝先將微量的貼片膠（絕緣粘接膠）施加到印製板的元器件底部或連忙緣位置上，再將片式元器件貼放在印製表面規定的位置上，並進行膠固化。片式元器件被牢固地粘接在印製板的焊接面，然後插裝分立元器件，最後對片式元器件與插裝元器件同時進行波峰焊接。二、按組裝方式，可分為全表面組裝、單面混裝、雙面混裝三種方式（

21、見表2-1）組裝方式示意圖電路基板元器件特徵全表面組裝單面表面組裝單面PCB陶瓷基板表面組裝元器件工藝簡單、適用於小型、薄型簡單電路雙面表面組裝雙面PCB陶瓷基板表面組裝元器件高密度組裝、薄型化單面混裝SMD和THC都在A面雙面PCB表面組裝元器件和通孔插裝元器件一般採用先貼後插，工藝簡單THC在A面SMD在B面單面PCB表面組裝元器件和通孔插裝元器件PCB成本低，工藝簡單，先貼後插如採用先插後貼，工藝複雜。雙面混裝THC在A面，A、B兩面都有SMD雙面PCB表面組裝元器件和通孔插裝元器件適合高密度組裝A、B兩面都有SMD和THC雙面PCB表面組裝元器件和通孔插裝元器件工藝複雜，儘量不採用2.

22、2施加焊膏工藝一、工藝目的把適量的SN/PB焊膏均勻地施加在PCB焊盤上，以保證片式元器件與PCB相對應的焊盤達到良好的電氣連接。二、施加焊膏的要求1、 要求施加的焊膏量均勻，一致性好。焊膏圖形要清晰，相鄰的圖形之間儘量不要粘連，焊膏圖形與焊盤圖形要一致，儘量不要錯位。2、 一般情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應為0.8mg/mm2左右，窄間距元器件應為0.5mg/mm2左右。3、 焊膏應覆蓋每個焊盤的面積，應在75以上；4、 焊膏印刷後，應無嚴重塌落，邊緣整齊，錯位不大於0.2mm；對窄間距元器件焊盤，錯位不大於0.1mm。5、 基板不允許被焊膏污染。三、施加焊膏的方法施加焊膏的方法有三種：滴

23、塗式（即注射式，滴除式又分為手工操作和機器製作）、絲網印刷和金屬範本印刷。各種方法的適用範圍如下：1、 手工滴塗法用於極小批量生產，或新產品的模型樣機和性能樣機的研製階段，以及生產過程中修補、更換元器件等。2、 絲網印刷用於元器件焊盤間距較大，組裝密度不高的中小批量生產中。3、 金屬範本印刷用於大批量生產以及組裝密度大，有多引線窄間距元器件的產品。金屬範本印刷的品質比較好，範本使用壽命長，因此一般應優先採用金屬範本印刷工藝。2.3施加貼片膠工藝一、工藝目的 在片式元件與插裝元器件混裝採用波峰焊工藝時，需要用貼片膠把片式元件暫時固定在PCB的焊盤位置上，防止在傳遞過程或插裝元器件、波峰焊等工序中

24、元件掉落。在雙面再流焊工藝中，為防止已焊好面上大型器件因焊接受熱熔化而掉落，也需要用貼片膠起輔助固定作用。二、表面組裝工藝對貼片膠的要求及選擇方法1、 表面組裝工藝對貼片膠的要求（1） 具有一定粘度，膠滴之間不拉絲，在元器件與PCB之間有一定的粘接強度，元器件貼裝後在搬運過程中不掉落。（2） 觸變性好，塗敷後膠滴不變形，不漫流，能保持足夠的高度；（3） 對印製板和元器件無腐蝕，絕緣電阻高和高頻特性好；（4） 常溫下使用壽命長（常溫下固化速度慢）；（5） 在固化溫度下固化速度快，固化溫度要求在150以下，5分鐘以內完全固化；（6） 固化後粘接強度高，能經得住波峰焊時260的高溫以及熔融的錫流波剪

25、切刀的衝擊；在焊接過程中無釋放氣體現象，波峰焊過程中元件不掉落。（7） 有顏色，便於目視檢查和自動檢測；（8） 應無毒、無嗅、不可燃，符合環保要求；2、 貼片膠的選擇方法用於表面組裝的貼片膠主要有兩種類型：環氧樹脂和聚丙烯。環氧樹脂型貼片膠屬於熱固型，一般固化溫度在14020/5min以內；聚丙烯型貼片膠屬於光固型，需要先用UV（紫外）燈照一下，打開化學鍵，然後再用15010/12min完成完全固化。（1）目前普通採用熱固型貼片膠，對設備和工藝的要求都比較簡單。由於光固型貼片膠比較充分，粘接牢度高，對於較寬大的元器件應選擇光固型貼片膠。（2）要考慮固化前性能、固化性能及固化後性能，應滿足表面組

26、裝工藝對貼片膠的要求。（3）應優先選擇固化溫度較低、固化時間較短的貼片膠。目前較好的貼片膠的固化條件一般在120-130/60c-120s.3、 貼片膠的使用與保管（1） 必須儲存在5-10的條件下，並在有效期（一般3-6個月）內使用；（2） 要求使用前一天從冰箱中取出貼片膠，待貼片膠達到室溫後才能打開容器蓋，防止水汽凝結；（3） 使用前用不銹鋼攪拌棒將貼片膠攪拌均勻，待貼片膠完全無氣泡狀態下裝入注射器，添加完貼片膠後，應蓋好容器蓋；（4） 點膠或印刷操作工藝應在恒溫條件下（233）進行，因為貼片膠的粘度隨溫度而變化，以防影響塗敷品質。（5） 採用印刷工藝時，不能使用回收的貼片膠；（6） 為預

27、防貼片膠硬化和變質，攪拌後貼片膠應在24小時內使用完。剩餘的貼片膠要單獨存放，不能與新貼片膠混裝一起；（7） 點膠或印刷後，應在24小時內完成固化；（8） 操作者儘量避免貼片膠與皮膚接觸，若不慎接觸，應及時用乙醇擦洗乾淨。4、 施加貼片膠的技術要求（1） 採用光固型貼片膠，元器件下面的貼片膠致少有一半的量處於被照射狀態；採用熱固型貼片膠，貼片膠可完全被元器件覆蓋，見圖2-1；（2） 小元件可塗一個膠滴，大尺寸元器件可塗敷多個膠滴；（3） 膠滴的尺寸與高度取決於元器件的類型，膠滴的高度應達到元器件貼裝後膠滴能充分接觸到元器件底部的高度。膠滴量（尺寸大小或膠滴數量）應根據元器件的尺寸和重量而定；尺

28、寸和重量大的元器件膠滴量應大一些，但也不宜過大，以保證足夠的粘接強度為准。（4） 為了保護可焊接以及焊點的完整性，要求貼片膠在貼裝前和貼裝後都不能污染元器件端頭和PCB焊盤三、施加貼片膠的方法和各種方法的適用範圍施加貼片膠主要有三種方法：分配器滴塗、針式轉印和印刷。5、 分配器滴塗貼片膠分配器滴塗可分為手動和全自動兩種方式。手動滴塗用於試驗或小批量生產中；全自動滴塗用於大批量生產中。全自動滴塗需要專門的全自動點膠設備，也有些全自動貼片機上配有點膠頭，具備點膠和貼片兩種功能。 手動滴塗方法與焊膏滴塗相同，只是要選擇更細的針嘴，壓力與時間參數的控制有所不同。6、 針式轉印貼片膠針式轉印機是採用針矩

29、陣元件，先在貼片膠供料盤上蘸取適量的貼片膠，然後轉移動PCB的點膠位置上同時進行多點塗敷。此方法效率較高，用於單一品種大批量生產中。7、 印刷貼片膠 印刷貼片膠的生產效率較高，用於大批量生產中，有絲網和範本兩種印刷方法。印刷貼片膠的方法與焊膏印刷工藝相同，只是絲網和範本的設計要求，印刷參數的設置有所不同。2.4貼裝元器件一、定義用貼裝機或人工將片式元器件準確地貼放在印好焊膏或貼片膠的PCB表面上。二、貼裝元器件的工藝要求1、 各裝配位號元器件的型號、標稱值和極性等特徵標記要符合裝配圖和明細表要求。2、 貼裝好的元器件要完好無損。3、 元器件焊端或引腳不小於1/2的厚度要浸入焊膏。元器件的端頭或

30、引腳均應與焊盤圖形對齊、居中。由於再流焊時有自定位效應，因此元器件貼裝位置允許有一定的偏差。2.5再流焊一、定義再流焊是通過重新熔化預先分配到印製板焊盤上的膏狀軟纖焊料，實現表面組裝元器件焊端或引腳與印製板焊盤之間機械與電氣連接的軟釺焊。二、再流焊原理從溫度曲線（見圖2-2）分析再流焊的原理：當PCB進入升溫區（乾燥區）時，焊膏中的溶劑、氣體蒸發掉，同時，焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件端頭和引腳，焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤、元器件端頭和引腳與氧氣隔離PCB進入保溫區時，PCB和元器件得到充分的預熱，以防PCB突然進入焊接高溫區而損壞PCB和元器件當PCB進入焊接區時，溫度迅速上升使焊膏達到熔化

31、狀態，液態焊錫對PCB的焊盤、元器件端頭和引腳潤濕、擴散、漫流或回流混合形成焊錫接點PCB進入冷卻區，使焊點凝固。此時完成了再流焊。一、 再流焊特點與波峰焊技術相比，再流焊有以下特點：1、 不像波峰焊尋樣，要把元器件直接浸漬在熔融的焊料中， 所以元器件受到的熱沖小。2、 能控制焊料的施加量，避免了虛焊 、橋接等焊接缺陷，因此焊接品質好，可靠性高。3、 有自定位效應（self alignment）當元器件貼放位置有一定偏離時，由於熔焊料表面張力的作用，當基全部焊端或引腳與相應焊盤同時被潤潤時，能在表面張力的作用下自動被拉回到近似目標位置的現象。4、 焊接中一般不會混入不純物，使用焊膏時，能正確地

32、保證焊料的組分。5、 可以採用局部加熱熱源，從而可在同一基板上採用不同焊接工藝進行焊接。6、 工藝簡單，修板的工作極小。二、 再流焊的分類1、 按再流焊加熱區域可分為兩大類：一類是對PCB整體加熱，另一類是對PCB局部加熱。2、 對PCB整體加熱再流焊可分為：熱板、紅外、熱風、熱風加紅外、氣相再流焊。3、 對PCB局部加熱再流焊可分為：鐳射再流焊、聚焦紅外再流焊、光束再流焊、熱氣流再流焊。三、 再流焊的工藝要求1、 要設置合理的再流焊溫度曲線再流焊是SMT生產中的關鍵工序，不恰當的溫度曲線設置會導致出現焊接不完全、虛焊、元件翅立、錫珠多等焊接缺陷，影響產品品質。2、 要按照PCB設計時的焊接方

33、向進行焊接。3、 焊接過程中，嚴防傳送帶震動。4、 必須對首塊印製板的焊接效果進行檢查。檢查焊接是否完全、有無焊膏融化不充分的痕跡、焊點表面是否光滑、焊點開頭否呈半狀、焊料球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況等；此外，還要檢查PCB表面顏色變化情況。要根據檢查結果適當調整溫度曲線。在批量生產過程中要定時檢查焊接品質的情況，及時對溫度曲線進行調整。 第三章 波峰焊接工藝波峰焊接（波峰焊）主要用於傳統通孔插裝印製電路板電裝工藝，以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝。適用於波峰焊工藝的表面組裝元器件有矩形和圓柱形片式元件、SOT以及較小的SOP等器件。3.1波峰焊原理用於表面組裝元器件的波峰焊設備一

34、般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機。下麵以雙波峰焊機的工藝流程為例，來說明波峰焊原理（見圖3-1）圖3-1 雙波峰焊接過程示意圖波峰焊原理用於表面組裝元器件的波峰焊設備一般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機。 下麵以雙波峰焊機的工藝流程為例，來說明波峰焊原理(見圖3-1)。 當完成點(或印刷)膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印製板從波峰焊機的入口端隨傳送帶向前運行，通過焊劑發泡(或噴霧)槽時，印製板下表面的焊盤、所有元器件端頭和引腳表面被均勻地塗覆上一層薄薄的焊劑。 隨著傳送帶運行，印製板進入預熱區，焊劑中的溶劑被揮發掉，焊劑中松香和活性劑開始分解和活性化，印製板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其它

35、污染物被清除；同時，印製板和元器件得到充分預熱。 印製板繼續向前運行，印製板的底面首先通過第一個熔融的焊料波。第一個焊料波是亂波(振動波或紊流波)，將焊料打到印製板的底面所有的焊盤、元器件焊端和引腳上；熔融的焊料在經過焊劑淨化的金屬表面上進行浸潤和擴散。之後，印製板的底面通過第二個熔融的焊料波，第二個焊料波是平滑波，平滑波將引腳及焊端之間的連橋分開，並去除拉尖(冰柱)等焊接缺陷(圖3-2是雙波峰焊錫波)圖3-2 雙波峰焊錫波圖3-3 雙波峰焊理論溫度曲線 當印製板繼續向前運行離開第二個焊料波後，自然降溫冷卻形成焊點，即完成焊接。3.2波峰焊工藝對元器件和印製板的基本要求 一、對表面組裝元件要求

36、 表面組裝元器件的金屬電極應選擇三層端頭結構，元器件體和焊端能經受兩次以上260 波峰焊的溫度衝擊，焊接後元器件體不損壞或變形，片式元件金屬端頭無剝落(脫帽)現象。 二、對插裝元件要求 如採用短插一次焊工藝，插裝元件必需預先成形，要求元件引腳露出印製板表面0.8-3mm。 三、對印製電路板要求 基板應能經受26050s的熱衝擊，銅箔抗剝強度好；阻焊膜在高溫下仍有足夠的粘附力，焊接後不起皺；一般採用RF4環氧玻璃纖維布印製電路板。 四、印製電路板翹曲度小於0.8-1.0。 五、對PCB設計要求 對於貼裝元器件採用波峰焊工藝的印製電路板必須按照貼裝元器件的特點進行設計，元器件佈局和排布方向應遵循較

37、小的元件在前和儘量避免互相遮擋的原則。3.3波峰焊工藝材料 一、焊料 目前一般採用Sn63Pb37棒狀共晶焊料，熔點183。 使用過程中,Sn和Pb的含量分別保持在l以內；Sn的最小含量為61.5：焊料中主要雜質的最大含量控制在以下範圍內： Cu0.08；A10.005；Fe0.02；Bi0.1；Zn0.002；Sb0.02；As85。 ( 2)粘度和比重比熔融焊料小，容易被置換，不產生毒氣。焊劑的比重可以用溶劑來稀釋，一般控制在0.82-0.84。 (3)免清洗型焊劑的比重0.8，要求固體含量1x1011 。 (4)水清洗、半水清洗和溶劑清洗型焊劑要求焊後易清洗。 (5)常溫下儲存穩定。 3

38、.焊劑的選擇 按照清洗要求，焊劑分為免清洗、水清洗、半水清洗和溶劑清洗四種類型。按照松香的活性分類，可分為R(非活性)、RMA(中等活性)、RA(全活性)三種類型，要根據產品對清潔度和電性能的具體要求進行選擇。 一般情況下軍用及生命保障類產品，如衛星、飛機儀錶、潛艇通信、醫療裝置和微弱信號測試儀器等電子產品必須採用清洗型的焊劑。其他如通信類、工業設備類、辦公設備類及電腦等類型的電子產品可採用免清洗或清洗型的焊劑。一般家用電器類電子產品均可採用免清洗型焊劑或採用RMA(中等活性)松香型焊劑，可不清洗。三、稀釋劑 當焊劑的比重超過要求值時，可使用稀釋劑進行稀釋；不同型號的焊劑應採用相應的稀釋劑。四

39、、防氧化劑 防氧化劑是為減少焊接時焊料在高溫下氧化而加大的輔料，起節約焊料和提高焊接品質作用，目前主要採用油類與還原劑組成的防氧化劑。要求防氧化劑還原能力強、在焊接溫度下不碳化。五、錫渣減除劑 錫渣減除劑能使熔融的焊錫與錫渣分離，從而起到節省焊料的作用。 六、阻焊劑或耐高溫阻焊膠帶 用於防止波峰焊時後附元件的插孔被焊料堵塞等。 3.4波峰焊工藝流程 焊接前準備 開波峰焊機設置焊接參數首件焊接並檢驗連續焊接生產送修板檢驗。 3.5波峰焊的主要工藝參數及對工藝參數的調整 一、焊劑塗覆量 要求在印製板底面有薄薄的一層焊劑，要均勻，不能太厚，對於免清洗工藝特別要注意不能過量。焊劑塗覆量要根據波峰焊機的

40、焊劑塗覆系統，以及採用的焊劑類型進行設置。焊劑塗覆方法主要有塗刷與發泡和定量噴射兩種方式。 採用塗刷與發泡方式時，必須控制焊劑的比重。焊劑的比重一般控制在0.82-0.84之間(液態松香焊劑原液的比重)。焊接過程中隨著時間的延長，焊劑中的溶劑會逐漸揮發，使焊劑的比重增大；其粘度隨之增大，流動性也隨之變差，影響焊劑潤濕金屬表面，妨礙熔融的焊料在金屬表面上的潤濕，引起焊接缺陷。因此，採用傳統塗刷及發泡方式時應定時測量焊劑的比重，如發現比重增大，應及時用稀釋劑調整到正常範圍內；但是，稀釋劑不能加入過多，比重偏低會使焊劑的作用下降，對焊接品質也會造成不良影響。另外，還要注意不斷補充焊劑槽中的焊劑量，不

41、能低於最低極限位置。 採用定量噴射方式時，焊劑是密閉在容器內的，不會揮發、不會吸收空氣中水分、不會被污染，因此焊劑成分能保持不變。關鍵要求噴頭能夠控制噴霧量，應經常清理噴頭，噴射孔不能堵塞。二、預熱溫度和時間 預熱的作用： 1.將焊劑中的溶劑揮發掉，這樣可以減少焊接時產生氣體。 2.焊劑中松香和活性劑開始分解和活化，可以去除印製板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜及其它污染物，同時起到防止金屬表面在高溫下發生再氧化的作用。3.使印製板和元器件充分預熱，避免焊接時急劇升溫產生熱應力損壞印製板和元器件。 印製板預熱溫度和時間要根據印製板的大小、厚度、元器件的大小和多少，以及貼裝元器件的多少來確定。

42、預熱溫度在90130(PCB表面溫度)，多層板及有較多貼裝元器件時預熱溫度取上限。預熱時間由傳送帶速度來控制。如預熱溫度偏低或和預熱時間過短，焊劑中的溶劑揮發不充分，焊接時產生氣體引 起氣孔、錫珠等焊接缺陷；如預熱溫度偏高或預熱時 間過長，焊劑被提前分解，使焊劑失去活性，同樣會引起毛刺、橋接等焊接缺陷。因此，要恰當控制頂熱溫度和時間，最佳的預熱溫度是在波峰焊前塗覆在PCB底面的焊劑帶有粘性(見表3-1)。 PCB類型 元器件 預熱溫度() 中面板 純THC或THC與SMD混裝 90100 雙面板 純THC 90110 雙面板 THC與SMD 100110 多層板 純THC 110125 多層板 THC與SMD混裝 110一130