SMT-實用工藝(精華版)

1、 目 錄第一章 SMT概述41.1SMT概述41.2 SMT相關(guān)技術(shù)5一、元器件5二、窄間距技術(shù)（FPT）是SMT發(fā)展的必然趨勢5三、無鉛焊接技術(shù)5四、SMT主要設(shè)備發(fā)展情況61.3常用基本術(shù)語7第二章 SMT工藝概述72.1 SMT工藝分類7一、按焊接方式，可分為再流焊和波峰焊兩種類型7二、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（見表2-1）82.2施加焊膏工藝8一、工藝目的8二、施加焊膏的要求9三、施加焊膏的方法92.3施加貼片膠工藝9一、工藝目的9二、表面組裝工藝對貼片膠的要求及選擇方法9三、施加貼片膠的方法和各種方法的適用范圍112.4貼裝元器件11一、定義11二、貼

2、裝元器件的工藝要求112.5再流焊11一、定義11二、再流焊原理12第三章 波峰焊接工藝143.1波峰焊原理143.2波峰焊工藝對元器件和印制板的基本要求153.3波峰焊工藝材料163.4波峰焊工藝流程173.5波峰焊的主要工藝參數(shù)及對工藝參數(shù)的調(diào)整173.6波峰焊接質(zhì)量要求19第四章 表面組裝元器件(SMCSMD)概述194.1表面組裝元器件基本要求194.2表面組裝元件(SMC)的外形封裝、尺寸主要參數(shù)及包裝方式(見表4-1)214.3表面組裝器件（SMD）的外表封裝、引腳參數(shù)及包裝方式（見表4-2）224.4表面組裝元器件的焊端結(jié)構(gòu)224.5表面組裝電阻、電容型號和規(guī)格的表示方法；234

3、.6表面組裝元器件（SMC/SMD）的包裝類型244.7表面組裝元器件使人用注意事項25第五章 表面組裝工藝材料介紹焊膏255.1焊膏的分類、組成255.2焊膏的選擇依據(jù)及管理使用275.3焊膏的發(fā)展動態(tài)285.4無鉛焊料簡介28第六章 SMT生產(chǎn)線及其主要設(shè)備306.1 SMT生產(chǎn)線306.2 SMT生產(chǎn)線主要設(shè)備31第七章SMT印制電路板設(shè)計技術(shù)337.1 PCB設(shè)計包含的內(nèi)容：337.2如何對SMT電子產(chǎn)品進(jìn)行PCB設(shè)計33第八章 SMT印制電路板的設(shè)計要求368.1幾種常用元器件的焊盤設(shè)計368.2焊盤與印制導(dǎo)線連接，導(dǎo)通孔測試點阻焊和絲網(wǎng)的設(shè)置418.3元器件布局設(shè)置438.4基準(zhǔn)標(biāo)

4、志46第九章 SMT工藝（可生產(chǎn)性）設(shè)計-貼裝機(jī)對PCB設(shè)計的要求489.1可實現(xiàn)機(jī)器自動貼裝的元器件尺寸和種類489.2 PCB外形和尺寸499.3 PCB允許翹曲尺寸499.4 PCB定位方式49第十章 SMT不銹鋼激光模板制作、外協(xié)程序及制作要求5010.1向模板加工廠發(fā)送技術(shù)文件5010.2模板制作外協(xié)程序及制作要求51第十一章SMT貼裝機(jī)離線編程5511.1 PCB程序數(shù)據(jù)編輯5611.2自動編程優(yōu)化編輯5711.3在貼裝機(jī)上對優(yōu)化好的產(chǎn)品程序進(jìn)行編輯5711.4校對并備份貼片程序58第十二章 后附(手工焊)修板及返修工藝介紹5812.1后附(手工焊)、修板及返修工藝目的5812.2

5、后附(手工焊)、修板及返修工藝要求5812.3后附(手工焊)、修板及返修技術(shù)要求5912.4后附(手工焊)、修板及返修方法59第十三 章 BGA返修工藝6113.1 BGA返修系統(tǒng)的原理6113.2 BGA的返修步驟6113.3 BGA植球工藝介紹63第十四章 表面組裝檢驗(測)工藝6414.1表面組裝檢驗(測)工藝介紹6414.2組裝前檢驗（來料檢驗）6514.3工序檢驗6714.4表面組裝板檢驗7114.5 AOl檢測與X光檢測簡介74第十五章 SMT回流焊接質(zhì)量分析7715.1 PCB焊盤設(shè)計7715.2焊膏質(zhì)量及焊膏的正確使用7915.4貼裝元器件 .8015.5回流焊溫度曲線8015

6、.6回流焊設(shè)備的質(zhì)量81第十六章 波峰焊接質(zhì)量分析8116.1設(shè)備要求8216.2材料要求8216.3印制電路板8416.4元器件8416.5工藝8416.6設(shè)備維護(hù)85第十七章 中小型SMT生產(chǎn)線設(shè)備選型8617.1中小型SMT生產(chǎn)線設(shè)備選型依據(jù)8717.2中小型SMT生產(chǎn)線設(shè)備選型步驟8817.3 SMT生產(chǎn)線設(shè)備選型注意事項93附錄 SMT 在焊接中不良故障96一.再流焊的工藝特點97二.影響再流焊質(zhì)量的原因分析99三、SMT再流焊接中常見的焊接缺陷分析與預(yù)防對策103SMT實用工藝基礎(chǔ)第一章 SMT概述SMT（表面組裝技術(shù)）是新一代電子組裝技術(shù)。經(jīng)過20世紀(jì)80年代和90年代的迅速發(fā)展

7、，已進(jìn)入成熟期。SMT已經(jīng)成為一個涉及面廣，內(nèi)容豐富，跨多學(xué)科的綜合性高新技術(shù)。最新幾年，SMT又進(jìn)入一個新的發(fā)展高潮，已經(jīng)成為電子組裝技術(shù)的主流。1.1SMT概述SMT是無需對印制板鉆插裝孔，直接將處式元器件或適合于表面組裝的微型元件器貼、焊到印制或其他基板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。由于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(jié)構(gòu)緊湊、體積小、耐振動、抗沖擊、高頻特性好和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。采用雙面貼裝時，組裝密度的5倍以左右，從而使印制板面積節(jié)約了60-70，重量減輕90以上。SMT在投資類電子產(chǎn)品、軍事裝備領(lǐng)域、計算機(jī)、通信設(shè)備、彩電調(diào)諧器、錄像機(jī)、攝像機(jī)及

8、袖珍式高檔多波段收音機(jī)、隨身聽、傳呼機(jī)和手機(jī)等幾乎所有的電子產(chǎn)品生產(chǎn)中都得到廣泛應(yīng)用。SMT是電子裝聯(lián)技術(shù)的發(fā)展方向，已成為世界電子整機(jī)組裝技術(shù)的主流。SMT是從厚、薄膜混合電路演變發(fā)展而來的。美國是世界上SMD和SMT最早起源的國家，并一直重視在投資類電子產(chǎn)品和軍事裝備領(lǐng)域發(fā)揮SMT高組裝密度和高可靠性能方面的優(yōu)勢，具有很高的水平。日本在70年代從美國引進(jìn)SMD和SMT應(yīng)用在消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，并投入世資大力加強(qiáng)基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)技術(shù)和推廣應(yīng)用方面的開發(fā)研究工作，從80年代中后期起加速了SMT在產(chǎn)業(yè)電子設(shè)備領(lǐng)域中的全面推廣應(yīng)用，僅用四年時間使SMT在計算機(jī)和通信設(shè)備中的應(yīng)用數(shù)量增長了近30，在傳

9、真機(jī)中增長40，使日本很快超過了美國，在SMT方面處于世界領(lǐng)先地位。歐洲各國SMT的起步較晚，但他們重視發(fā)展并有較好的工業(yè)基礎(chǔ)，發(fā)展速度也很快，其發(fā)展水平和整機(jī)中SMC/SMD的使用效率僅次于日本和美國。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巨資，紛紛引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，使SMT獲得較快的發(fā)展。據(jù)飛利浦公司預(yù)測，到2010年全球范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(yīng)用起步于80年代初期，最初從美、日等國成套引進(jìn)了SMT生產(chǎn)線用于彩電諧器生產(chǎn)。隨后應(yīng)用于錄像機(jī)、攝像機(jī)及袖珍式高檔多波段收音機(jī)、隨身聽等生產(chǎn)中，近幾年

10、在計算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天電子產(chǎn)品中也逐漸得到應(yīng)用。據(jù)2000年不完全統(tǒng)計，我國約有40多家企業(yè)從事SMC/SMD的生產(chǎn)，全國約有300多家引進(jìn)了SMT生產(chǎn)線，不同程度的采用了SMT。全國已引進(jìn)4000-5000臺貼裝機(jī)。隨著改革 開放的深入以及加入WTO，近兩年一些美、日、新加坡、臺商已將SMT加工廠搬到了中國，僅2001-2002一年就引進(jìn)了4000余臺貼裝機(jī)。我國將成為SMT世界加工廠的基地。我國SMT發(fā)展前景是廣闊的。SMT總的發(fā)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(jìn)入一個新的發(fā)展高潮。為了進(jìn)一步適應(yīng)電子設(shè)備向短、小、輕、薄方向發(fā)展，出現(xiàn)了

11、0210（0.6mm0.3mm）的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、復(fù)合化片式元件等新型封裝元器件。由于BGA等元器件技術(shù)的發(fā)展，非ODS清洗和元鉛焊料的出現(xiàn)，引起了SMT設(shè)備、焊接材料、貼裝和焊接工藝的變化，推動電子組裝技術(shù)向更高階段發(fā)展。SMT發(fā)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(guān)技術(shù)一、元器件1. SMC片式元件向小、薄型發(fā)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(fā)展。2. SMD表面組裝器件向小

12、型、薄型和窄引腳間距發(fā)展。引腳中心距從1.27向0.635mm0.5mm0.4mm及0.3mm發(fā)展。3. 出現(xiàn)了新的封裝形式BGA（球柵陣列，ball grid arrag）、CSP（UBGA）和FILP CHIP（倒裝芯片）。由于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(jīng)是極限值。而BGA的引腳的球形的，均勻地分布在芯片的底部。BGA和QFP相比最突出的優(yōu)點首先是I/O數(shù)的封裝面積比高，節(jié)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，加工窗口更大。例：31mm *31mmR BGA 引腳間距為1.5mm時

13、，有400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(jīng)在高（I/O）數(shù)的器件封裝中起主導(dǎo)作用。二、窄間距技術(shù)（FPT）是SMT發(fā)展的必然趨勢FPT是指將引腳間距在0.6350.3mm之間的SMD和長寬小于等于1.6mm0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術(shù)。由于計算機(jī)、通信、航空航天等電子技術(shù)飛速發(fā)燕尾服，促使半導(dǎo)體集成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(yè)和軍用電

14、子裝備中的通信器件。三、無鉛焊接技術(shù)為了防止鉛對環(huán)境和人體危害，元鉛焊接也迅速地被提到議事日程上，日本已研制出無鉛焊接并應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，美國和歐洲也在加緊研究。由于目前無鉛焊接的焊接溫度較高，因此焊接設(shè)、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(shù)有待研究和解決。四、SMT主要設(shè)備發(fā)展情況1、印刷機(jī) 由于新型SMD不斷出現(xiàn)、組裝密度的提高以及免清洗要求，印刷機(jī)的高密度、高精度的提高以及多功能方向發(fā)展。目前印刷機(jī)大致分為三種檔次：（1）半自動印刷機(jī)（2）半自動印刷機(jī)加視覺識別系統(tǒng)。增加了CCD圖像識別，提高了印刷精度。（3）全自動印刷機(jī)。

15、全自動印刷機(jī)除了有自動識別系統(tǒng)外，還有自動更換漏印模板、清洗網(wǎng)板、對QFP器件進(jìn)行45度角印刷、二維和三維檢查印刷結(jié)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(fā)與應(yīng)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(jī)隨著SMC小型化、SMD多引腳窄間距化和復(fù)合式、組合式片式元器件、BGA、CSP、DCA（芯片直接貼裝技術(shù)）、以及表面組裝的接插件等新型片式元器件的不斷出現(xiàn)，對貼裝技術(shù)的要求越來越高。近年來，各類自動化貼裝機(jī)正朝著高速、高精度和多功能方向發(fā)展。采用多貼裝頭、多吸嘴以及高分辨率視

16、覺系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，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(dá)到0.06S/Chip元件左右；高精度貼裝機(jī)的重復(fù)貼裝精度為0.05-0.25mm;多功能貼片機(jī)除了能貼裝0201(0.6mm*0.3mm)元件外,還能貼裝SOIC(小外型集成電路)、PLCC（塑料有引線芯片載體）、窄引線間距QFP、BGA和CSP以及長接插件（150Mm長）等SMD/SMC的能力。此外，現(xiàn)代的貼片機(jī)在傳動結(jié)構(gòu)（Y軸方向由單絲械向雙絲杠發(fā)展）；元件的對中方式（由機(jī)械向激光向全視覺發(fā)展）；圖像識別（采用高分辨CCD）；BGA和CSP的貼裝（采用反射加直射鏡技術(shù)）；采用鑄鐵機(jī)架以減少振動，提高精度，減少磨損；以及

17、增強(qiáng)計算機(jī)功能等方面都采用了許多新技術(shù)，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(fēng)、紅外熱風(fēng)和氣相焊等形式。 再流焊熱傳導(dǎo)方式主要有輻射和對流兩種方式。 輻射傳導(dǎo)主要有紅外爐。其優(yōu)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上由于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(dá)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(dǎo)主要有熱風(fēng)爐。其優(yōu)點是溫度均勻、焊接質(zhì)量好。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

18、采用熱風(fēng)小對流方式，在爐子下面采用制冷手段，以保護(hù)爐子上、下和長度方向的溫度梯度，從而達(dá)到工藝曲線的要求。（2）是否需要充N2選擇（基于免清洗要求提出的）充 N2的主要作用是防止高溫下二次氧化，達(dá)到提高可焊性的目的。對于什么樣的產(chǎn)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(shù)語SMT表面組裝技術(shù)；PCB印制電路板；SMA表面組裝組件；SMCSMD片

19、式元件片/片式器件FPT窄間距技術(shù)。FPT是指將引腳間距在0.6350.3mm之間的SMD和長乘寬小于等于1.6mm*0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術(shù)。MELF園柱形元器件SOP羽翼形小外形塑料封裝；SOJJ形小外形塑料封裝；TSOP薄形小小外塑料封裝；PLCC塑料有引線（J形）芯片載體；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芯片直接貼裝技術(shù)；CSP芯片級封裝（引腳也在器件底下，外形與BGA相同，封裝尺寸BGA小。芯片封裝尺寸與芯片面積比1.2稱為CSP）；THC通孔插裝元器件。第二章 SMT工藝概述2.1 SM

20、T工藝分類一、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）焊膏施加到印制板的焊盤上，再將片式元器件貼放在印刷板表面規(guī)定的位置上，最后將貼裝好元器件的印制板放以再流焊設(shè)備的傳送帶上，從爐子入口到出口（大約5-6分鐘）完成干燥、預(yù)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）施加到印制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制表面規(guī)定的位置上，并進(jìn)行膠固化。片式元器件被牢固地粘接在印制板的焊接面，然后插裝分立元器件，最后對片式元器件與插裝元器件同時進(jìn)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

21、式（見表2-1）組裝方式示意圖電路基板元器件特征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、適用于小型、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采用先貼后插，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，先貼后插如采用先插后貼，工藝復(fù)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復(fù)雜，盡量不采用

22、2.2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(yīng)的焊盤達(dá)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，相鄰的圖形之間盡量不要粘連，焊膏圖形與焊盤圖形要一致，盡量不要錯位。2、 一般情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應(yīng)為0.8mg/mm2左右，窄間距元器件應(yīng)為0.5mg/mm2左右。3、 焊膏應(yīng)覆蓋每個焊盤的面積，應(yīng)在75以上；4、 焊膏印刷后，應(yīng)無嚴(yán)重塌落，邊緣整齊，錯位不大于0.2mm；對窄間距元器件焊盤，錯位不大于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

23、：滴涂式（即注射式，滴除式又分為手工操作和機(jī)器制作）、絲網(wǎng)印刷和金屬模板印刷。各種方法的適用范圍如下：1、 手工滴涂法用于極小批量生產(chǎn)，或新產(chǎn)品的模型樣機(jī)和性能樣機(jī)的研制階段，以及生產(chǎn)過程中修補、更換元器件等。2、 絲網(wǎng)印刷用于元器件焊盤間距較大，組裝密度不高的中小批量生產(chǎn)中。3、 金屬模板印刷用于大批量生產(chǎn)以及組裝密度大，有多引線窄間距元器件的產(chǎn)品。金屬模板印刷的質(zhì)量比較好，模板使用壽命長，因此一般應(yīng)優(yōu)先采用金屬模板印刷工藝。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采用波峰焊工藝時，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

24、序中元件掉落。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(qiáng)度，元器件貼裝后在搬運過程中不掉落。（2） 觸變性好，涂敷后膠滴不變形，不漫流，能保持足夠的高度；（3） 對印制板和元器件無腐蝕，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(nèi)完全固化；（6） 固化后粘接強(qiáng)度高，能經(jīng)得住波峰焊時260的高溫以及熔融的錫流

25、波剪切刀的沖擊；在焊接過程中無釋放氣體現(xiàn)象，波峰焊過程中元件不掉落。（7） 有顏色，便于目視檢查和自動檢測；（8） 應(yīng)無毒、無嗅、不可燃，符合環(huán)保要求；2、 貼片膠的選擇方法用于表面組裝的貼片膠主要有兩種類型：環(huán)氧樹脂和聚丙烯。環(huán)氧樹脂型貼片膠屬于熱固型，一般固化溫度在14020/5min以內(nèi)；聚丙烯型貼片膠屬于光固型，需要先用UV（紫外）燈照一下，打開化學(xué)鍵，然后再用15010/12min完成完全固化。（1）目前普通采用熱固型貼片膠，對設(shè)備和工藝的要求都比較簡單。由于光固型貼片膠比較充分，粘接牢度高，對于較寬大的元器件應(yīng)選擇光固型貼片膠。（2）要考慮固化前性能、固化性能及固化后性能，應(yīng)滿足表

26、面組裝工藝對貼片膠的要求。（3）應(yīng)優(yōu)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，并在有效期（一般3-6個月）內(nèi)使用；（2） 要求使用前一天從冰箱中取出貼片膠，待貼片膠達(dá)到室溫后才能打開容器蓋，防止水汽凝結(jié)；（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(tài)下裝入注射器，添加完貼片膠后，應(yīng)蓋好容器蓋；（4） 點膠或印刷操作工藝應(yīng)在恒溫條件下（233）進(jìn)行，因為貼片膠的粘度隨溫度而變化，以防影響涂敷質(zhì)量。（5） 采用印刷工藝時，不能使用回收的貼片膠；（6）

27、為預(yù)防貼片膠硬化和變質(zhì)，攪拌后貼片膠應(yīng)在24小時內(nèi)使用完。剩余的貼片膠要單獨存放，不能與新貼片膠混裝一起；（7） 點膠或印刷后，應(yīng)在24小時內(nèi)完成固化；（8） 操作者盡量避免貼片膠與皮膚接觸，若不慎接觸，應(yīng)及時用乙醇擦洗干凈。4、 施加貼片膠的技術(shù)要求（1） 采用光固型貼片膠，元器件下面的貼片膠致少有一半的量處于被照射狀態(tài)；采用熱固型貼片膠，貼片膠可完全被元器件覆蓋，見圖2-1；（2） 小元件可涂一個膠滴，大尺寸元器件可涂敷多個膠滴；（3） 膠滴的尺寸與高度取決于元器件的類型，膠滴的高度應(yīng)達(dá)到元器件貼裝后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(shù)量）應(yīng)根據(jù)元器件的尺寸和重量而定

28、；尺寸和重量大的元器件膠滴量應(yīng)大一些，但也不宜過大，以保證足夠的粘接強(qiáng)度為準(zhǔn)。（4） 為了保護(hù)可焊接以及焊點的完整性，要求貼片膠在貼裝前和貼裝后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范圍施加貼片膠主要有三種方法：分配器滴涂、針式轉(zhuǎn)印和印刷。5、 分配器滴涂貼片膠分配器滴涂可分為手動和全自動兩種方式。手動滴涂用于試驗或小批量生產(chǎn)中；全自動滴涂用于大批量生產(chǎn)中。全自動滴涂需要專門的全自動點膠設(shè)備，也有些全自動貼片機(jī)上配有點膠頭，具備點膠和貼片兩種功能。 手動滴涂方法與焊膏滴涂相同，只是要選擇更細(xì)的針嘴，壓力與時間參數(shù)的控制有所不同。6、 針式轉(zhuǎn)印貼片膠針式轉(zhuǎn)印機(jī)是采用

29、針矩陣組件，先在貼片膠供料盤上蘸取適量的貼片膠，然后轉(zhuǎn)移動PCB的點膠位置上同時進(jìn)行多點涂敷。此方法效率較高，用于單一品種大批量生產(chǎn)中。7、 印刷貼片膠 印刷貼片膠的生產(chǎn)效率較高，用于大批量生產(chǎn)中，有絲網(wǎng)和模板兩種印刷方法。印刷貼片膠的方法與焊膏印刷工藝相同，只是絲網(wǎng)和模板的設(shè)計要求，印刷參數(shù)的設(shè)置有所不同。2.4貼裝元器件一、定義用貼裝機(jī)或人工將片式元器件準(zhǔn)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(biāo)稱值和極性等特征標(biāo)記要符合裝配圖和明細(xì)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于1/2的厚度要浸入焊膏。元器件的端

30、頭或引腳均應(yīng)與焊盤圖形對齊、居中。由于再流焊時有自定位效應(yīng)，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(yù)先分配到印制板焊盤上的膏狀軟纖焊料，實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。二、再流焊原理從溫度曲線（見圖2-2）分析再流焊的原理：當(dāng)PCB進(jìn)入升溫區(qū)（干燥區(qū)）時，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)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(jìn)入保溫區(qū)時，PCB和元器件得到充分的預(yù)熱，以防PCB突然進(jìn)入焊接高溫區(qū)而損壞PCB和元器件當(dāng)PCB進(jìn)入焊接區(qū)時，溫度迅速上升使焊膏達(dá)到

31、熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫對PCB的焊盤、元器件端頭和引腳潤濕、擴(kuò)散、漫流或回流混合形成焊錫接點PCB進(jìn)入冷卻區(qū)，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(shù)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，因此焊接質(zhì)量好，可靠性高。3、 有自定位效應(yīng)（self alignment）當(dāng)元器件貼放位置有一定偏離時，由于熔焊料表面張力的作用，當(dāng)基全部焊端或引腳與相應(yīng)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(biāo)位置的現(xiàn)象。4、 焊接中一般不會混入不純物，使用焊膏時，能正

32、確地保證焊料的組分。5、 可以采用局部加熱熱源，從而可在同一基板上采用不同焊接工藝進(jìn)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(qū)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(fēng)、熱風(fēng)加紅外、氣相再流焊。3、 對PCB局部加熱再流焊可分為：激光再流焊、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(shè)置合理的再流焊溫度曲線再流焊是SMT生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，不恰當(dāng)?shù)臏囟惹€設(shè)置會導(dǎo)致出現(xiàn)焊接不完全、虛焊、元件翅立、錫珠多等焊接缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。2、 要按照PCB設(shè)計時的焊

33、接方向進(jìn)行焊接。3、 焊接過程中，嚴(yán)防傳送帶震動。4、 必須對首塊印制板的焊接效果進(jìn)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(jù)檢查結(jié)果適當(dāng)調(diào)整溫度曲線。在批量生產(chǎn)過程中要定時檢查焊接質(zhì)量的情況，及時對溫度曲線進(jìn)行調(diào)整。 第三章 波峰焊接工藝波峰焊接（波峰焊）主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制電路板電裝工藝，以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝。適用于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波峰焊原理用于表面組裝元器件的波峰焊設(shè)

34、備一般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機(jī)。下面以雙波峰焊機(jī)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于表面組裝元器件的波峰焊設(shè)備一般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機(jī)。 下面以雙波峰焊機(jī)的工藝流程為例，來說明波峰焊原理(見圖3-1)。 當(dāng)完成點(或印刷)膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印制板從波峰焊機(jī)的入口端隨傳送帶向前運行，通過焊劑發(fā)泡(或噴霧)槽時，印制板下表面的焊盤、所有元器件端頭和引腳表面被均勻地涂覆上一層薄薄的焊劑。 隨著傳送帶運行，印制板進(jìn)入預(yù)熱區(qū)，焊劑中的溶劑被揮發(fā)掉，焊劑中松香和活性劑開始分解和活性化，印制板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及

35、其它污染物被清除；同時，印制板和元器件得到充分預(yù)熱。 印制板繼續(xù)向前運行，印制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)，將焊料打到印制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(jīng)過焊劑凈化的金屬表面上進(jìn)行浸潤和擴(kuò)散。之后，印制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，并去除拉尖(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(dāng)印制板繼續(xù)向前運行離開第二個焊料波后，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制板的基本要求 一、對表面組裝元件

36、要求 表面組裝元器件的金屬電極應(yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)，元器件體和焊端能經(jīng)受兩次以上260 波峰焊的溫度沖擊，焊接后元器件體不損壞或變形，片式元件金屬端頭無剝落(脫帽)現(xiàn)象。 二、對插裝元件要求 如采用短插一次焊工藝，插裝元件必需預(yù)先成形，要求元件引腳露出印制板表面0.8-3mm。 三、對印制電路板要求 基板應(yīng)能經(jīng)受26050s的熱沖擊，銅箔抗剝強(qiáng)度好；阻焊膜在高溫下仍有足夠的粘附力，焊接后不起皺；一般采用RF4環(huán)氧玻璃纖維布印制電路板。 四、印制電路板翹曲度小于0.8-1.0。 五、對PCB設(shè)計要求 對于貼裝元器件采用波峰焊工藝的印制電路板必須按照貼裝元器件的特點進(jìn)行設(shè)計，元器件布局和排布方向應(yīng)遵

37、循較小的元件在前和盡量避免互相遮擋的原則。3.3波峰焊工藝材料 一、焊料 目前一般采用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(nèi)；Sn的最小含量為61.5：焊料中主要雜質(zhì)的最大含量控制在以下范圍內(nèi)： 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(chǎn)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后易清洗。 (5)常溫下儲存穩(wěn)定。

38、 3.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(jù)產(chǎn)品對清潔度和電性能的具體要求進(jìn)行選擇。 一般情況下軍用及生命保障類產(chǎn)品，如衛(wèi)星、飛機(jī)儀表、潛艇通信、醫(yī)療裝置和微弱信號測試儀器等電子產(chǎn)品必須采用清洗型的焊劑。其他如通信類、工業(yè)設(shè)備類、辦公設(shè)備類及計算機(jī)等類型的電子產(chǎn)品可采用免清洗或清洗型的焊劑。一般家用電器類電子產(chǎn)品均可采用免清洗型焊劑或采用RMA(中等活性)松香型焊劑，可不清洗。三、稀釋劑 當(dāng)焊劑的比重超過要求值時，可使用稀釋劑進(jìn)行稀釋；不同型號的焊劑應(yīng)采用相應(yīng)的稀釋

39、劑。四、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(jié)約焊料和提高焊接質(zhì)量作用，目前主要采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(qiáng)、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(jié)省焊料的作用。 六、阻焊劑或耐高溫阻焊膠帶 用于防止波峰焊時后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(zhǔn)備 開波峰焊機(jī)設(shè)置焊接參數(shù)首件焊接并檢驗連續(xù)焊接生產(chǎn)送修板檢驗。 3.5波峰焊的主要工藝參數(shù)及對工藝參數(shù)的調(diào)整 一、焊劑涂覆量 要求在印制板底面有薄薄的一層焊劑，要均勻，不能太厚，對于免清洗工藝特別要注意不能過量。焊劑涂覆量要根據(jù)波峰

40、焊機(jī)的焊劑涂覆系統(tǒng)，以及采用的焊劑類型進(jìn)行設(shè)置。焊劑涂覆方法主要有涂刷與發(fā)泡和定量噴射兩種方式。 采用涂刷與發(fā)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(tài)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(fā)，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，采用傳統(tǒng)涂刷及發(fā)泡方式時應(yīng)定時測量焊劑的比重，如發(fā)現(xiàn)比重增大，應(yīng)及時用稀釋劑調(diào)整到正常范圍內(nèi)；但是，稀釋劑不能加入過多，比重偏低會使焊劑的作用下降，對焊接質(zhì)量也會造成不良影響。另外，還要注意不斷補充焊劑槽中的焊劑

41、量，不能低于最低極限位置。 采用定量噴射方式時，焊劑是密閉在容器內(nèi)的，不會揮發(fā)、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(guān)鍵要求噴頭能夠控制噴霧量，應(yīng)經(jīng)常清理噴頭，噴射孔不能堵塞。二、預(yù)熱溫度和時間 預(yù)熱的作用： 1.將焊劑中的溶劑揮發(fā)掉，這樣可以減少焊接時產(chǎn)生氣體。 2.焊劑中松香和活性劑開始分解和活化，可以去除印制板焊盤、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(fā)生再氧化的作用。3.使印制板和元器件充分預(yù)熱，避免焊接時急劇升溫產(chǎn)生熱應(yīng)力損壞印制板和元器件。 印制板預(yù)熱溫度和時間要根據(jù)印制板的大小、厚度、元器件的大小和多少，以及貼裝元器件的多少來

42、確定。預(yù)熱溫度在90130(PCB表面溫度)，多層板及有較多貼裝元器件時預(yù)熱溫度取上限。預(yù)熱時間由傳送帶速度來控制。如預(yù)熱溫度偏低或和預(yù)熱時間過短，焊劑中的溶劑揮發(fā)不充分，焊接時產(chǎn)生氣體引 起氣孔、錫珠等焊接缺陷；如預(yù)熱溫度偏高或預(yù)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(dāng)控制頂熱溫度和時間，最佳的預(yù)熱溫度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊劑帶有粘性(見表3-1)。 PCB類型 元器件 預(yù)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

43、多層板 THC與SMD混裝 110一130 三、焊接溫度和時間 焊接過程是焊接金屬表面、熔融焊料和空氣等之間相互作用的復(fù)雜過程，必須控制好焊接溫度和時間。如焊接溫度偏低，液體焊料的粘度大，不能很好地在金屬表面潤濕和擴(kuò)散，容易產(chǎn)生拉尖和橋連、焊點表面粗糙等缺陷。如焊接溫度過高，容易損壞元器件，還會由于焊劑被炭化失去活性、焊點氧化速度加快，產(chǎn)生焊點發(fā)烏、焊點不飽滿等問題。 波峰溫度一般為250 5(必須測量打上來的實際波峰溫度)。由于熱量是溫度和時間的函數(shù)，在一定溫度下焊點和元件受熱的熱量隨時間的增加而增加。波峰焊的焊接時間通過調(diào)整傳送帶的速度來控制，傳送帶的速度要根據(jù)不同型號波峰焊機(jī)的長度、預(yù)熱

44、溫度、焊接溫度等因素統(tǒng)籌考慮進(jìn)行調(diào)整。以每個焊點，接觸波峰的時間來表示焊接時間，般焊接時間為3-4秒鐘。 四、印制板爬坡角度和波峰高度 印制板爬坡角度為37。是通過調(diào)整波峰焊機(jī)傳 輸裝置的傾斜角度來實現(xiàn)的。適當(dāng)?shù)呐榔陆嵌扔欣谂懦龤埩粼诤更c和元件周 圍由焊劑產(chǎn)生的氣體，當(dāng)THC與SMD混裝時，由于通孔比較少，應(yīng)適當(dāng)加大印制板爬坡角度。通過調(diào)節(jié)傾斜角度還可以調(diào)整PCB與波峰的接觸時間，傾斜角度越大，每個焊點接觸波峰的時間越短，焊接時間就短；傾斜角度越小，每個焊點接觸波峰的時間越長，焊接時間就長。適當(dāng)加大印制板爬坡角度還有利于焊點與焊料波的剝離。當(dāng)焊點離開波峰時，如果焊點與焊料波的剝離速度太慢，容

45、易造成橋接。適當(dāng)?shù)牟ǚ甯叨仁购噶喜▽更c增加壓力和流速有利于焊料潤濕金屬表面、流入小孔，波峰高度一般控制在印制板厚度的2/3處。五、工藝參數(shù)的綜合調(diào)整 工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對提高波峰焊質(zhì)量是非常重要的。 焊接溫度和時間是形成良好焊點的首要條件。焊接溫度和時間與預(yù)熱溫度、焊料波的溫度、傾斜角度、傳輸速度都有關(guān)系。綜合調(diào)整工藝參數(shù)時首先要保證焊接溫度和時間。雙波峰焊的第一個波峰一般在2352401s左右，第二個波峰般在240-2603s左右。 焊接時間焊點與波峰的接觸長度傳輸速度 焊點與波峰的接觸長度可以用一塊帶有刻度的耐高溫玻璃測試板走一次波峰進(jìn)行測量。 傳輸速度是影響產(chǎn)量的因素。在保證焊接質(zhì)量的

46、前提下，通過合理的綜合調(diào)整各工藝參數(shù)，可以實現(xiàn)盡可能的提高產(chǎn)量的目的。3.6波峰焊接質(zhì)量要求 一、焊點外觀 焊接點表面應(yīng)完整、連續(xù)平滑、焊料量適中，無大氣孔和砂眼：二、潤濕性 焊點潤濕性好，呈彎月形狀，插裝元件潤濕角應(yīng)小于90，以1545為最好，見圖3-4(a)。片式元件閏濕角小于90，焊料應(yīng)在片式元件金屬化端頭處全面鋪開，形成連續(xù)均勻的覆蓋層，見圖3-4(b)：三、漏焊、虛焊和橋接等缺陷應(yīng)降至最少：四、元件體 焊接后貼裝元件無損壞、無丟失、端頭電極無脫落：五、插裝元件 要求插裝元器件的元件面上錫好(包括元件引腳插裝孔和金屬化孔)；六、PCB表面焊接后印制板表面允許有微小變色，但不允許嚴(yán)重變色

47、，不允許阻焊膜起皺、起泡和脫落。第四章 表面組裝元器件(SMCSMD)概述 “表面組裝元件表面組裝器件”的英文是SurfaceMountedComponentsSurfaceMountedDevices，縮寫為SMCSMD(以下稱SMCSMD)。 表面組裝元器件是指外形為矩形片式、圓柱形或異形，其焊端或引腳制作在同一平面內(nèi)并適用于表面組裝的電子元器件。4.1表面組裝元器件基本要求一、元器件的外形適合自動化表面組裝，元件的上表面應(yīng)易于使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用膠粘劑的能力。二、尺寸、形狀標(biāo)準(zhǔn)化、并具有良好的尺寸精度和互換性。 三、包裝形式適合貼裝機(jī)自動貼裝要求。四、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，能承

48、受貼裝機(jī)的貼裝應(yīng)力和基板的彎折應(yīng)力。五、元器件的焊端或引腳的可焊性要符合要求。 2355，20.2s或2305，30.5s，焊端90沾錫。六、符合再流焊和波峰焊的耐高溫焊接要求。再流焊：2355，20.2s。波峰焊：2605，50.5s。七、承受有機(jī)溶劑的洗滌。 外形元件名稱封裝名稱及外形尺寸主要參數(shù)包裝公制(mm)(inch)方式矩形片式元件電 阻0603 (0.6x0.3)0201010M陶瓷電容1005 (1.0x0.5)04020.5pf1.5uf鉭電容2125 (2.0x1.25)08050.1100uf435V編帶電 感3216 (3.2x1.6)12060.047uH33Uh2X

49、熱敏電阻3225 (3.2x2.5)12101.0k一150k散裝壓敏電阻4532(4.5x3.2)等181222270V磁 珠(視不同元件而定)Z=7- 125圓柱片式元件電 阻1.0x2.00805010M編帶陶瓷電容1.4x3.52.2x5.9120622101.033000pf或散裝陶瓷振子2.8x7.0251126MHz復(fù)合片式元件電阻網(wǎng)絡(luò)SOP8204710K電容網(wǎng)絡(luò)1pf0.47uf編帶濾波器4.5x3.2和5.0x5.0低通、高通、帶通等異形片式元件鋁電解電容3.0x3.00.1、220Uf/450V微調(diào)電容器4.3x4.3350pf微調(diào)電位器4.5x4.0100n2Mn繞線形電感器4.5x3.810nH2.2mh編帶變壓器8.2x6.5觸、旋轉(zhuǎn)、扳鈕各種開關(guān)