6章-SMT焊接技术3.ppt

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1、表面组装工艺技术2021/9/171再流焊工艺再流焊工艺reflow soldering预先在预先在PCB焊接部位（焊盘）焊接部位（焊盘）放置放置适量和适当适量和适当形式的形式的焊料焊料（焊膏等），然后在该位置（焊膏等），然后在该位置贴放贴放SMD/SMC，经固化后，再利用外部热源使焊料，经固化后，再利用外部热源使焊料再次流动再次流动，达到焊接目的的一种成组或逐点焊，达到焊接目的的一种成组或逐点焊接的工艺。接的工艺。可以通过可以通过不同的加热方式不同的加热方式使焊料再流（回流），使焊料再流（回流），能够满足各类表面组装器件的焊接要求。能够满足各类表面组装器件的焊接要求。所谓所谓“再流焊再流焊”

2、（或（或“回流焊回流焊”）工艺是指：）工艺是指：2021/9/172再流焊技术的特点再流焊技术的特点1、元器件受到的热冲击小，但有时会给器件、元器件受到的热冲击小，但有时会给器件较大的热应力。较大的热应力。2、仅在需要部位施放焊膏，能控制焊膏施放、仅在需要部位施放焊膏，能控制焊膏施放量，能避免桥接等缺陷的产生。量，能避免桥接等缺陷的产生。3、熔融焊料的表面张力能够校正元器件的贴、熔融焊料的表面张力能够校正元器件的贴放位置的微小偏差，能放位置的微小偏差，能自动校正偏离自动校正偏离。4、可以采用局部加热热源，从而在同一基板、可以采用局部加热热源，从而在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接。上，采用

3、不同焊接工艺进行焊接。5、焊料中一般不会混入不纯物。使用焊膏时，、焊料中一般不会混入不纯物。使用焊膏时，能正确的保持焊料的组成。能正确的保持焊料的组成。2021/9/173焊料的供给方式焊料的供给方式1、焊膏法，即采用、焊膏法，即采用焊膏涂敷焊膏涂敷工艺。工艺。2、预敷焊料法：、预敷焊料法：在在SMD和和PCB上都敷上焊料，常用电镀上都敷上焊料，常用电镀-熔融法，可在引脚熔融法，可在引脚SMD或或PCB上预敷焊料。上预敷焊料。3、预成形焊料：、预成形焊料：预先将焊料制成所需的各种形状。常用于预先将焊料制成所需的各种形状。常用于半导体芯片键合和部分扁平封装器件。半导体芯片键合和部分扁平封装器件。

4、2021/9/174再流焊加热方法再流焊加热方法热量传递方式：热量传递方式：热传导热传导、热辐射热辐射、热对流热对流整体加热和局部加热整体加热和局部加热2021/9/175再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点第一代：热板式再流焊炉第一代：热板式再流焊炉它是利用热板的传导热来加热的再流焊，它是利用热板的传导热来加热的再流焊，是最早应用的再流焊方法。是最早应用的再流焊方法。2021/9/176第一代：热板式再流焊炉第一代：热板式再流焊炉优点：优点：设备结构简单，价格便宜，初始投资和操作费设备结构简单，价格便宜，初始投资和操作费用低；可以采用惰性气体保护；能迅速改变温度和用低；可以采用惰

5、性气体保护；能迅速改变温度和温度曲线；传到元器件上的热量相当小；焊接过程温度曲线；传到元器件上的热量相当小；焊接过程中易于目测检查；产量适中。中易于目测检查；产量适中。缺点：缺点：热板表面温度限制在热板表面温度限制在300；只适用于单面组；只适用于单面组装，不能用于双面组装，也不能用于底面不平的装，不能用于双面组装，也不能用于底面不平的PCB或由易翘曲材料制成的或由易翘曲材料制成的PCB组装；温度分布组装；温度分布不均匀。不均匀。再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点2021/9/177第二代：红外再流焊炉第二代：红外再流焊炉一般采用隧道加热炉，热源以红外线辐射为主，一般采用隧道加热

6、炉，热源以红外线辐射为主，适用于流水线大批量生产。适用于流水线大批量生产。红外线有远红外线和近红外线两种，前者多用于红外线有远红外线和近红外线两种，前者多用于预热，后者多用于再流加热。预热，后者多用于再流加热。再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点2021/9/178第二代：红外再流焊炉第二代：红外再流焊炉优点：优点：能使焊膏中的助焊剂以及有机酸、卤化物迅能使焊膏中的助焊剂以及有机酸、卤化物迅速活化，焊剂的性能和作用得到充分的发挥，速活化，焊剂的性能和作用得到充分的发挥，从而使得焊膏润湿能力提高；红外加热的辐射从而使得焊膏润湿能力提高；红外加热的辐射波长与波长与PCB和元器件的吸收波

7、长相近，因此基和元器件的吸收波长相近，因此基板升温快，温差小；温度曲线控制方便，弹性板升温快，温差小；温度曲线控制方便，弹性好；加热效率高，成本低。好；加热效率高，成本低。缺点：缺点：元器件的形状和表面颜色的不同，对红外线元器件的形状和表面颜色的不同，对红外线的吸收系数也不同，会产生的吸收系数也不同，会产生“阴影效应阴影效应”，使，使得被焊件受热不均匀。得被焊件受热不均匀。再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点2021/9/179第三代：红外第三代：红外+热风再流焊炉热风再流焊炉热风对流传热的原理：热风对流传热的原理：热能依靠媒介的运动而发生传递，在红外热风热能依靠媒介的运动而发生传

8、递，在红外热风再流焊炉中，媒介是空气或氮气，对流传热的再流焊炉中，媒介是空气或氮气，对流传热的快慢取决于热风的的速度。快慢取决于热风的的速度。通常风速控制在通常风速控制在1.01.8m/s的范围之内。的范围之内。热风传热能起到热的均衡作用。热风传热能起到热的均衡作用。在红外热风再流焊炉中，热量的传递是以辐射在红外热风再流焊炉中，热量的传递是以辐射导热为主。导热为主。再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点2021/9/1710第三代：红外第三代：红外+热风再流焊炉热风再流焊炉优点：焊接优点：焊接“温度温度-时间时间”曲线的可调性大大曲线的可调性大大增强，缩小了设定的温度曲线与实际控制温

9、度增强，缩小了设定的温度曲线与实际控制温度之间的差异，使再流焊能有效地按设定的温度之间的差异，使再流焊能有效地按设定的温度曲线进行；温度均匀稳定，克服吸热差异及曲线进行；温度均匀稳定，克服吸热差异及“阴影效应阴影效应”等不良影响。等不良影响。是是SMT大批量生产中的主要焊接方式。大批量生产中的主要焊接方式。再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点2021/9/1711再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点其他：气相加热再流焊其他：气相加热再流焊原理：利用氟氯烷溶剂饱和蒸气的气化潜热进行加原理：利用氟氯烷溶剂饱和蒸气的气化潜热进行加热的再流焊技术。热的再流焊技术。待焊接待焊接P

10、CB放置在充满饱和蒸气的炉腔内，蒸气在放置在充满饱和蒸气的炉腔内，蒸气在与与SMD接触时，冷凝，并放出热量，熔融焊膏。接触时，冷凝，并放出热量，熔融焊膏。2021/9/1712再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点其他：气相加热再流焊其他：气相加热再流焊优点：整体加热，热传导均匀，加热时间短，优点：整体加热，热传导均匀，加热时间短，热应力小等（热应力小等（P.147）缺点：缺点：氟溶剂价格昂贵，生产成本高，有毒，对环境氟溶剂价格昂贵，生产成本高，有毒，对环境有破坏作用。有破坏作用。2021/9/1713再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点其他：激光加热再流焊其他：激光加热

11、再流焊原理：通过光学系统将激光束聚集在很小的区原理：通过光学系统将激光束聚集在很小的区域内，在很短的时间内，使被焊处形成局部高域内，在很短的时间内，使被焊处形成局部高温，熔融焊料，实现再流焊。温，熔融焊料，实现再流焊。常用：常用：CO2和和YAG（钇铝石榴石）激光器（钇铝石榴石）激光器光斑直径：光斑直径：0.30.5mm2021/9/1714再流焊技术类型与主要特点再流焊技术类型与主要特点其他：激光加热再流焊其他：激光加热再流焊优点：局部加热，对其他部分影响极小；焊点优点：局部加热，对其他部分影响极小；焊点成形快，不易产生金属间化合物；易于实现自成形快，不易产生金属间化合物；易于实现自动化控制

12、。（动化控制。（P.147）缺点：缺点：初始投资大，维护成本高；初始投资大，维护成本高；大规模批量生产时效率较低。大规模批量生产时效率较低。2021/9/1715理想的再流焊温度曲线理想的再流焊温度曲线焊接时焊接时PCB板面温度要高于焊料熔化温度约板面温度要高于焊料熔化温度约30 40。温度不正确会导致元件焊接质量差，甚至会损毁元件。温度不正确会导致元件焊接质量差，甚至会损毁元件。在新产品的生产过程中，应反复调整炉温，最终得到一在新产品的生产过程中，应反复调整炉温，最终得到一条满意的焊接温度曲线。条满意的焊接温度曲线。2021/9/1716升温区升温区通常指由室温升到通常指由室温升到150 左

13、右的区域。左右的区域。在这个区域里，在这个区域里，SMA平稳升温，焊膏中的部分溶平稳升温，焊膏中的部分溶剂开始挥发，元器件特别是剂开始挥发，元器件特别是IC器件缓缓升温，以器件缓缓升温，以适应以后的高温。适应以后的高温。升温过快，会导致元器件开裂、升温过快，会导致元器件开裂、PCB变形、变形、IC芯芯片损坏，同时焊膏中溶剂挥发太快，导致锡珠产片损坏，同时焊膏中溶剂挥发太快，导致锡珠产生。生。通常升温速率控制在通常升温速率控制在2/s以下为最佳。以下为最佳。2021/9/1717保温区保温区在保温区，温度通常维持在在保温区，温度通常维持在150 10 的区域。的区域。此时焊膏处于熔化前夕，焊膏中

14、的挥发物进一步被除去，此时焊膏处于熔化前夕，焊膏中的挥发物进一步被除去，活化剂开始激活，并有效地去除焊接表面的氧化物。活化剂开始激活，并有效地去除焊接表面的氧化物。SMA表面温度受热风影响，不同大小、不同质地的元器表面温度受热风影响，不同大小、不同质地的元器件温度能保持均匀，板面温差达到最小值。件温度能保持均匀，板面温差达到最小值。保温区曲线形态是评估再流焊炉工艺性的一个窗口。保温区曲线形态是评估再流焊炉工艺性的一个窗口。保温时间一般为保温时间一般为6090s。2021/9/1718焊接区焊接区SMA进入焊接区后迅速升温，并超出焊膏熔点约进入焊接区后迅速升温，并超出焊膏熔点约30 40，即板面

15、温度瞬时达到，即板面温度瞬时达到215225（峰（峰值温度），处在峰值温度的时间为值温度），处在峰值温度的时间为510s。在焊接区，焊膏很快融化，并迅速润湿焊盘。随在焊接区，焊膏很快融化，并迅速润湿焊盘。随着温度进一步升高，焊料表面张力降低，会爬至着温度进一步升高，焊料表面张力降低，会爬至元器件引脚的一定高度，并形成一个元器件引脚的一定高度，并形成一个“弯月面弯月面”。在焊接区，焊膏溶化后产生的表面张力能适度的在焊接区，焊膏溶化后产生的表面张力能适度的校准由贴片过程中产生的元器件引脚偏移；同时校准由贴片过程中产生的元器件引脚偏移；同时也会由于焊盘设计不正确引起多种焊接缺陷，如也会由于焊盘设计不

16、正确引起多种焊接缺陷，如立碑、桥连等。立碑、桥连等。2021/9/1719冷却区冷却区SMA运行到冷却区后，焊点迅速降温，焊料凝固。运行到冷却区后，焊点迅速降温，焊料凝固。焊点迅速冷却可使焊料晶格细化，提高结合强度，焊点迅速冷却可使焊料晶格细化，提高结合强度，使焊点光亮，表面连续，呈使焊点光亮，表面连续，呈“弯月面弯月面”。风冷和水冷。风冷和水冷。理想的冷却曲线与焊接区升温曲线呈镜面对称分理想的冷却曲线与焊接区升温曲线呈镜面对称分布。布。2021/9/1720温度曲线的设定温度曲线的设定测试工具测试工具在开始测定温度曲线之前，需要有专用温度测试仪、相配合的热电偶、高温焊锡丝、高温胶带以及待测的

17、SMA。热电偶的位置与固定热电偶的位置与固定原则原则：在热容量大的元件焊盘处一定要放置热电偶，此外对热敏感元件的外壳和PCB上的空档处也应放置热电偶，以观察板面温度分布状况。通常根据SMA大小和复杂程度设3个或者更多的电偶，电偶数越多，对板面温度分布的了解越全面。2021/9/1721温度曲线的设定温度曲线的设定炉子的结构炉子的结构有几个温区，有几块发热体，是否独立控温，有几个温区，有几块发热体，是否独立控温，热电偶放置在何处，热风的形成与特点，风速是热电偶放置在何处，热风的形成与特点，风速是否可以调节，每个加热区的长度以及加热温区的否可以调节，每个加热区的长度以及加热温区的总长度。总长度。炉

18、子的带速炉子的带速设定温度曲线第一个考虑的参数就是传送带的设定温度曲线第一个考虑的参数就是传送带的速度设定。应首先测量炉子的加热区总长度，再速度设定。应首先测量炉子的加热区总长度，再根据所加工的根据所加工的SMA尺寸大小、元器件数量以及元尺寸大小、元器件数量以及元器件大小或热容量的大小，来决定器件大小或热容量的大小，来决定SMA在各温区在各温区的运行时间。的运行时间。各温区温度的设定各温区温度的设定2021/9/1722再流焊工艺要求再流焊工艺要求 要设置合理的再流焊温度曲线并定期做温度曲线要设置合理的再流焊温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。的实时测试。要按照要按照PCB设计时的焊接方向进行

19、焊接。设计时的焊接方向进行焊接。焊接过程中严防传送带震动。焊接过程中严防传送带震动。必须对首块印制板的焊接效果进行检查。检查焊必须对首块印制板的焊接效果进行检查。检查焊接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否呈半月状、锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的呈半月状、锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况，还要检查情况，还要检查PCB表面颜色变化等情况。并根表面颜色变化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。在整批生产过程中要据检查结果调整温度曲线。在整批生产过程中要定时检查焊接质量。定时检查焊接质量。2021/9/1723气相再流焊气相再流焊VPS（Vapor

20、Phase Soidering）气相再流焊技术又称为凝聚焊接技术，是气相再流焊技术又称为凝聚焊接技术，是1973年年Western电气公司开发的，起初主电气公司开发的，起初主要用于厚膜集成电路的焊接，之后由于要用于厚膜集成电路的焊接，之后由于VPS具有升温速度快、温度均匀恒定的优具有升温速度快、温度均匀恒定的优点，被广泛用于一些高难度电子产品的焊点，被广泛用于一些高难度电子产品的焊接中。接中。2021/9/1724气相再流焊技使用氟惰性液体作为热转换介质，气相再流焊技使用氟惰性液体作为热转换介质，加热这种介质，利用它沸腾后产生的饱和蒸汽的加热这种介质，利用它沸腾后产生的饱和蒸汽的气化潜热进行加

21、热。（气化潜热进行加热。（P.148）气相再流焊气相再流焊冷却蒸气冷却蒸气减少氟损失减少氟损失充满氟蒸气充满氟蒸气形成了无氧区形成了无氧区放热后，回流放热后，回流到底部再加热到底部再加热接触到接触到SMA表面就放热表面就放热2021/9/1725气相再流焊特点气相再流焊特点1.气化潜热的转移对气化潜热的转移对SMA的物理结构和几何形状的物理结构和几何形状不敏感，可使组件均匀的加热到焊接温度；不敏感，可使组件均匀的加热到焊接温度；2.VPS加热均匀、热冲击小，能防止产生内应力。加热均匀、热冲击小，能防止产生内应力。加热不受加热不受SMA结构影响，复杂和微小部分也能焊结构影响，复杂和微小部分也能焊

22、接，焊料的接，焊料的“桥接桥接”被控制到最小程度；被控制到最小程度；3.焊接温度保持一定（即氟液体的沸点），不会焊接温度保持一定（即氟液体的沸点），不会发生过热。选用低沸点氟，可焊接热敏元件；发生过热。选用低沸点氟，可焊接热敏元件；4.在无氧的环境中进行焊接，不易氧化，焊接可在无氧的环境中进行焊接，不易氧化，焊接可靠性高；靠性高；5.热转换效率高。热转换效率高。2021/9/1726热转换介质热转换介质 气相再流焊的关键是选择合适的热转换介质，所选气相再流焊的关键是选择合适的热转换介质，所选用的热转换介质必须满足汽相焊接的工艺条件。用的热转换介质必须满足汽相焊接的工艺条件。必须是具有一定沸点的

23、液体，并且沸点应高于焊料必须是具有一定沸点的液体，并且沸点应高于焊料的熔化温度，但又不能过高。的熔化温度，但又不能过高。必须具有热和化学上的稳定性，可以和必须具有热和化学上的稳定性，可以和SMA上所有上所有材料相容，不发生化学作用。材料相容，不发生化学作用。不会在不会在SMA上留下导电和腐蚀性的残留物。上留下导电和腐蚀性的残留物。密度比空气大，以便很容易的将它限制在该系统内。密度比空气大，以便很容易的将它限制在该系统内。不易燃，低毒性，制备成本低。不易燃，低毒性，制备成本低。2021/9/1727能满足上述特征的合适液体是全氟化液体，又能满足上述特征的合适液体是全氟化液体，又叫氟惰性液体。叫氟

24、惰性液体。全氟化液体属于完全氟化的有机化合物族。可全氟化液体属于完全氟化的有机化合物族。可以从普通有机化合物中，用氟原子置换全部碳以从普通有机化合物中，用氟原子置换全部碳所结合的氢原子而生成稳定的全氟化液体。所结合的氢原子而生成稳定的全氟化液体。分子结构无极性，并具有低的溶解能力。分子结构无极性，并具有低的溶解能力。种类繁多，沸点范围从种类繁多，沸点范围从-47320。热转换介质热转换介质2021/9/1728气相再流焊中需注意的问题气相再流焊中需注意的问题预热预热（1）防止焊料球形成。预热使焊膏中的）防止焊料球形成。预热使焊膏中的可挥发成分缓慢气化，并逸出，从而可挥发成分缓慢气化，并逸出，从

25、而减少了焊膏减少了焊膏“爆裂爆裂”的风险。的风险。（2）减少焊接高温对器件的热冲击，防）减少焊接高温对器件的热冲击，防止塑封器件受热冲击的损坏。止塑封器件受热冲击的损坏。（3）防止）防止“曼哈顿曼哈顿”现象发生。现象发生。2021/9/1729影响液体消耗的因素：影响液体消耗的因素：控制氟惰性液体的消耗是一个非常重要的问控制氟惰性液体的消耗是一个非常重要的问题，这不但能降低运行成本，还有利于安全题，这不但能降低运行成本，还有利于安全操作。操作。（1）开口部的处理）开口部的处理（2）通道是否倾斜）通道是否倾斜（3）液体种类不同，稳定性不同，损耗量也）液体种类不同，稳定性不同，损耗量也就不同就不同

26、（4）传送机构不同，液体损耗量也不同）传送机构不同，液体损耗量也不同气相再流焊中需注意的问题气相再流焊中需注意的问题2021/9/1730工艺参数的控制工艺参数的控制严格控制工艺参数是确保严格控制工艺参数是确保SMA焊接可靠性焊接可靠性的关键，控制的关键，控制VPS工艺参数时需要考虑：工艺参数时需要考虑：（1）加热槽内液体面必须高于浸没式加热器）加热槽内液体面必须高于浸没式加热器（2）严格控制冷却蛇形管的温度）严格控制冷却蛇形管的温度（3）应连续监控蒸气温度和液体沸点）应连续监控蒸气温度和液体沸点（4）SMA在主蒸气区的停留时间取决于在主蒸气区的停留时间取决于SMA的质量。的质量。气相再流焊中

27、需注意的问题气相再流焊中需注意的问题2021/9/1731液体的处理液体的处理不论采用哪种不论采用哪种VPS设备，必须对液体进行定期设备，必须对液体进行定期或连续处理，以确保去掉液体的分解物。或连续处理，以确保去掉液体的分解物。设备的维修设备的维修（1）取出电浸没式加热器，擦去上面沉积的焊）取出电浸没式加热器，擦去上面沉积的焊剂沉积物。剂沉积物。（2）根据使用频率定期或连续过滤液体。）根据使用频率定期或连续过滤液体。（3）擦净冷凝蛇形管，使蒸汽凝聚均匀和安全，）擦净冷凝蛇形管，使蒸汽凝聚均匀和安全，减少蒸汽损失。减少蒸汽损失。气相再流焊中需注意的问题气相再流焊中需注意的问题2021/9/173

28、2芯吸现象（又称抽芯现象）芯吸现象（又称抽芯现象）：多见于气相：多见于气相再流焊，是焊料脱离焊盘沿引脚，再流焊，是焊料脱离焊盘沿引脚，上行上行到到引脚与芯片本体之间而形成的引脚与芯片本体之间而形成的严重虚焊严重虚焊现现象。象。气相再流焊中需注意的问题气相再流焊中需注意的问题2021/9/1733产生原因：金属产生原因：金属引脚升温过于迅速引脚升温过于迅速，以至，以至焊料优先润湿引脚。焊料优先润湿引脚。焊料和引脚之间的浸润力远大于焊料与焊焊料和引脚之间的浸润力远大于焊料与焊盘之间的浸润力；引脚的上翘会更加加剧盘之间的浸润力；引脚的上翘会更加加剧芯吸现象的发生。芯吸现象的发生。气相再流焊中需注意的

29、问题气相再流焊中需注意的问题解决办法：应将解决办法：应将SMA充分充分预热预热后再放入气后再放入气相炉中；相炉中；PCB焊盘的可焊性焊盘的可焊性应认真检查和应认真检查和保证，可焊性不好的保证，可焊性不好的PCB不应用于生产；不应用于生产；元件的元件的共面性共面性不可忽视，对共面性不良的不可忽视，对共面性不良的器件不应用于生产。器件不应用于生产。2021/9/1734曼哈顿现象曼哈顿现象气相再流焊中需注意的问题气相再流焊中需注意的问题（或者立碑、吊桥、墓碑等）（或者立碑、吊桥、墓碑等）2021/9/1735产生原因：产生原因：SMD元件左右两侧电极上焊料元件左右两侧电极上焊料熔融时间不同，导致元

30、件两边的熔融时间不同，导致元件两边的润湿力不润湿力不平衡平衡和和VPS液体浮力的作用。液体浮力的作用。气相再流焊中需注意的问题气相再流焊中需注意的问题元件两端的力矩不平衡元件两端的力矩不平衡2021/9/17361.焊盘设计与布局不合理焊盘设计与布局不合理元件两边焊盘之一与地相连接，或有一侧焊元件两边焊盘之一与地相连接，或有一侧焊盘面积过大，则会因热容量不均匀而引起润盘面积过大，则会因热容量不均匀而引起润湿力的不平衡。湿力的不平衡。PCB表面各处的温度差过大以致元件焊盘吸表面各处的温度差过大以致元件焊盘吸热不均匀。热不均匀。大型器件（大型器件（QFP、BGA、散热器）周围的小、散热器）周围的小

31、型片式元件也同样出现温度不均匀。型片式元件也同样出现温度不均匀。解决办法：改善焊盘的设计与布局。解决办法：改善焊盘的设计与布局。导致元件两边润湿力不平衡的情形：导致元件两边润湿力不平衡的情形：2021/9/17372.焊膏与焊膏印刷焊膏与焊膏印刷焊膏的活性低，或元件引脚的可焊性差，则焊膏的活性低，或元件引脚的可焊性差，则焊膏熔融后，表面张力不一样。焊膏熔融后，表面张力不一样。两焊盘的焊膏印刷量不均匀，多的一边会因两焊盘的焊膏印刷量不均匀，多的一边会因焊膏吸热量增多，熔化时间滞后。焊膏吸热量增多，熔化时间滞后。解决办法：选用活性较高的焊膏，改善焊膏解决办法：选用活性较高的焊膏，改善焊膏印刷参数，

32、特别是模板的窗口尺寸。印刷参数，特别是模板的窗口尺寸。导致元件两边润湿力不平衡的情形：导致元件两边润湿力不平衡的情形：2021/9/17383.贴片贴片Z轴方向受力不均匀，会导致元件浸入到焊膏中的轴方向受力不均匀，会导致元件浸入到焊膏中的深度不均匀，熔化时会因时间差而导致两边的润深度不均匀，熔化时会因时间差而导致两边的润湿力不均匀。湿力不均匀。元件贴片移位会直接导致立碑。元件贴片移位会直接导致立碑。导致元件两边润湿力不平衡的情形：导致元件两边润湿力不平衡的情形：解决办法：调节贴片机参数。解决办法：调节贴片机参数。2021/9/1739红外再流焊技术红外再流焊技术原理：辐射到物体上的红外线，有部

33、分被物原理：辐射到物体上的红外线，有部分被物体吸收，并产生热效应。体吸收，并产生热效应。与传导和对流传热的比较：与传导和对流传热的比较：热传导与对流是从物体表面向内部传送热量；热传导与对流是从物体表面向内部传送热量；红外辐射能把能量直接加到物体内部一定深红外辐射能把能量直接加到物体内部一定深度，能同时加热物体表面和内部。度，能同时加热物体表面和内部。2021/9/1740红外再流焊技术红外再流焊技术优点：优点：1.能使有机酸和焊膏中的氢氧化氨焊剂离子化，能使有机酸和焊膏中的氢氧化氨焊剂离子化，改善焊剂的助焊能力；改善焊剂的助焊能力；2.红外线渗透到焊膏里，使溶剂排除，不会引起红外线渗透到焊膏里

34、，使溶剂排除，不会引起飞溅；飞溅；3.允许采用不同成分的焊料；允许采用不同成分的焊料；4.加热速度慢，热冲击小；加热速度慢，热冲击小；5.虚焊和焊料芯吸现象少；虚焊和焊料芯吸现象少；6.加热温度和速度可调；加热温度和速度可调；7.可适用于焊后免洗工艺。可适用于焊后免洗工艺。2021/9/1741红外热源：红外热源：面板式辐射体；面板式辐射体；灯源辐射体灯源辐射体红外再流焊技术红外再流焊技术2021/9/1742红外再流焊的工艺问题：红外再流焊的工艺问题：预热时间和温度；预热时间和温度；使使SMA在焊接峰值温度下，暴露的时在焊接峰值温度下，暴露的时间尽可能短，以防元器件劣化；间尽可能短，以防元器

35、件劣化；传送机构的运动速度应适当，满足工传送机构的运动速度应适当，满足工艺要求。艺要求。红外再流焊技术红外再流焊技术2021/9/1743激光再流焊激光再流焊激光再流焊原理激光再流焊原理激光再流焊是利用激光束直接照射焊接部位，激光再流焊是利用激光束直接照射焊接部位，焊点吸收光能转变为热能，使焊接部位加热，焊点吸收光能转变为热能，使焊接部位加热，导致焊料融化。光照停止后，焊接部位迅速冷导致焊料融化。光照停止后，焊接部位迅速冷却，焊料凝固。却，焊料凝固。主要适用于军用主要适用于军用和空间电子设备和空间电子设备中的电路组件的中的电路组件的焊接焊接快速局部焊接快速局部焊接2021/9/17441、焊膏

36、的未熔融、焊膏的未熔融特定位置和随机位置未熔融特定位置和随机位置未熔融产生原因产生原因：焊膏性能退化；导热不良：焊膏性能退化；导热不良2、焊料量不足、焊料量不足表现为焊点不饱满，表现为焊点不饱满，IC引脚根部弯月面小，引脚根部弯月面小，会导致焊点强度不够。会导致焊点强度不够。产生原因产生原因：印刷模板窗口小；温度曲线不好；焊膏金印刷模板窗口小；温度曲线不好；焊膏金属含量低。属含量低。再流焊缺陷及解决办法再流焊缺陷及解决办法2021/9/1745再流焊缺陷及解决办法再流焊缺陷及解决办法3、焊料润湿不良、焊料润湿不良表现在表现在PCB焊盘吃锡不好或元件引脚吃锡不好，焊盘吃锡不好或元件引脚吃锡不好，

37、严重时会导致虚焊严重时会导致虚焊产生原因产生原因：元件引脚元件引脚/PCB焊盘被氧化焊盘被氧化/污染；污染；再流焊温度过低；再流焊温度过低；焊膏质量差。焊膏质量差。2021/9/1746再流焊缺陷及解决办法再流焊缺陷及解决办法4、桥连、桥连产生原因产生原因：主要是焊料过剩；主要是焊料过剩；润湿不良、润湿不良、PCB对位不好、对位不好、焊膏质量问题、焊膏质量问题、印刷机重复精度差、印刷机重复精度差、贴放压力过大、精度差等。贴放压力过大、精度差等。2021/9/17475、引脚受损，表现在器件引脚共面性不好或、引脚受损，表现在器件引脚共面性不好或弯曲，直接影响焊接质量。弯曲，直接影响焊接质量。产生

38、原因：产生原因：元器件运输元器件运输/取放时碰坏。取放时碰坏。6、污染物覆盖了焊盘、污染物覆盖了焊盘产生原因：产生原因：来自生产现场的纸片；来自卷带来自生产现场的纸片；来自卷带的异物；人手触摸元器件或的异物；人手触摸元器件或PCB焊盘；字符焊盘；字符图位置不对。图位置不对。再流焊缺陷及解决办法再流焊缺陷及解决办法2021/9/1748免洗焊接技术免洗焊接技术为了避免清洗剂为了避免清洗剂CFC对环境的破坏，引入对环境的破坏，引入免洗焊接工艺；免洗焊接工艺；免洗焊接的两种技术途径：免洗焊接的两种技术途径：采用低固体含量的免洗焊剂采用低固体含量的免洗焊剂：减少焊接后的残余固体。减少焊接后的残余固体。

39、在惰性气体和反应气氛中进行焊接在惰性气体和反应气氛中进行焊接：如在惰性气体中焊接，焊料氧化降至最低，如在惰性气体中焊接，焊料氧化降至最低，可采用少量弱活性焊剂。可采用少量弱活性焊剂。2021/9/1749广东的贵屿镇，人们使用广东的贵屿镇，人们使用19世世纪的方法处理废旧电子产品。纪的方法处理废旧电子产品。村庄前后遍布着大堆废旧电子村庄前后遍布着大堆废旧电子产品，人们正忙着用简单的坩产品，人们正忙着用简单的坩锅融解电路板上的焊锡，通过锅融解电路板上的焊锡，通过燃烧和酸溶的方法获取电缆和燃烧和酸溶的方法获取电缆和电路板上的金属，把墨粉盒、电路板上的金属，把墨粉盒、显像管敲碎取出里面的金属部显像管

40、敲碎取出里面的金属部件。件。而这些而这些“处理处理”后的废料就被后的废料就被随意的丢弃了。随意的丢弃了。无铅焊接技术无铅焊接技术背景介绍：背景介绍：2021/9/1750当地的环境被这些电子垃圾迅速当地的环境被这些电子垃圾迅速地污染，有毒物质渗入地下、污地污染，有毒物质渗入地下、污染了水源和空气，在处理电路板染了水源和空气，在处理电路板的工场附近检验的结果是：水中的工场附近检验的结果是：水中的污染物浓度超过饮用水标准数的污染物浓度超过饮用水标准数千倍。在土壤中的铅、钡等有毒千倍。在土壤中的铅、钡等有毒重金属的含量也超标数百倍，当重金属的含量也超标数百倍，当地的树木很多都已经枯死。居民地的树木很

41、多都已经枯死。居民中曾经大面积流行肺炎，有些刚中曾经大面积流行肺炎，有些刚出生的婴儿皮肤漆黑并很快夭折。出生的婴儿皮肤漆黑并很快夭折。相当一段时间里，贵屿的人们要相当一段时间里，贵屿的人们要从从30公里外的地方运回饮用水公里外的地方运回饮用水2021/9/1751电子产品的污染电子产品的污染铅污染的机理铅污染的机理2021/9/1752印刷电路板和元器件靠焊料形成电路连接，焊料印刷电路板和元器件靠焊料形成电路连接，焊料里有大量的里有大量的铅铅，铅能伤害人的神经系统。，铅能伤害人的神经系统。电池、平板液晶显示器里中含有电池、平板液晶显示器里中含有汞和镉汞和镉，如果镉，如果镉进入食物链，被人体吸收

42、的话，会引起肾吸收功进入食物链，被人体吸收的话，会引起肾吸收功能障碍，并影响呼吸系统和胃肠消化系统。能障碍，并影响呼吸系统和胃肠消化系统。电路板制造时会在材料中添加含有钡、铍、电路板制造时会在材料中添加含有钡、铍、铬、铬、溴化物溴化物的阻燃剂等材料，的阻燃剂等材料，它们对于健康都有损它们对于健康都有损害作用。害作用。结构件的电镀会产生结构件的电镀会产生六价铬六价铬，人体吸收六价铬之，人体吸收六价铬之后容易引起肺癌和皮肤炎；后容易引起肺癌和皮肤炎；电子产品的污染电子产品的污染其他重金属污染其他重金属污染2021/9/1753欧盟WEEE和RoHS指令2003年年2月月13日，由欧盟以官方公报形式

43、宣布日，由欧盟以官方公报形式宣布正式生效正式生效WEEE：Directive on Waste Electrical and Electronic Equipment关于废弃电气电子产品的指令关于废弃电气电子产品的指令RoHS：Directive on the Restriction of the use Of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment关于电气电子产品中限制某些有害物质使用的关于电气电子产品中限制某些有害物质使用的指令指令2021/9/1754WEEE指令的核心内容2021/9/175

44、5RoHS指令的核心内容RoHS自自2006年年07月月01日起禁止进入欧盟市场的日起禁止进入欧盟市场的电子电器产品中的各均匀材质中有害物质的含量电子电器产品中的各均匀材质中有害物质的含量不能超过下面的限量：不能超过下面的限量：铅铅(Pb)0.1%by weight汞汞(Hg)0.1%by weight六价铬六价铬(Cr6+)0.1%by weight镉镉(Cd)0.01%by weightPBB、PBDE 0.1%by weight其中其中PBB（聚溴联苯）聚溴联苯）、PBDE（聚溴二苯醚）聚溴二苯醚）是两种溴化阻燃材料。是两种溴化阻燃材料。2021/9/1756六种有害物质的分布情况六种有

45、害物质的分布情况水银（汞）水银（汞）温控器、传感器、开关和继电器、灯泡温控器、传感器、开关和继电器、灯泡 铅铅 焊料、玻璃、焊料、玻璃、PVC稳定剂稳定剂 镉镉开关、弹簧、连接器、外壳和开关、弹簧、连接器、外壳和PCB、触头、电池、触头、电池 铬铬金属附腐蚀涂层金属附腐蚀涂层 多溴联苯（多溴联苯（PBB）阻燃剂，阻燃剂，PCB、连接器、塑料外壳、连接器、塑料外壳 多溴二苯醚（多溴二苯醚（PBDE）阻燃剂，阻燃剂，PCB、连接器、塑料外壳、连接器、塑料外壳SMT制造工艺最关心的就是含铅焊料的禁止使用制造工艺最关心的就是含铅焊料的禁止使用2021/9/1757我国的我国的RoHS实施情况实施情况2

46、021/9/1758我国的我国的RoHS实施情况实施情况2021/9/1759无铅焊接技术的优缺点无铅焊接技术的优缺点优点优点环保；环保；抗蠕变特性好，提高了电子产品的质量和可靠性。抗蠕变特性好，提高了电子产品的质量和可靠性。缺点缺点需要较高的焊接温度，缩小需要较高的焊接温度，缩小了工艺容限，增加了对设备了工艺容限，增加了对设备温控精度的要求以及对温控精度的要求以及对SMD的高温要求；的高温要求；2021/9/1760无铅焊接技术的优缺点无铅焊接技术的优缺点缺点缺点焊接后，焊点外观粗糙，且形状也与传统焊点不同，焊接后，焊点外观粗糙，且形状也与传统焊点不同，因此必须对因此必须对AOI系统进行重新

47、校正。系统进行重新校正。传统焊料焊点传统焊料焊点无铅焊料焊点无铅焊料焊点2021/9/1761无铅焊接技术的优缺点无铅焊接技术的优缺点缺点缺点润湿性、扩散性能严重下降，表面张力大，比重润湿性、扩散性能严重下降，表面张力大，比重小，易受小，易受SMD器件的影响。器件的影响。如，如，Sn-Pb共晶焊料只需要共晶焊料只需要30-50秒的再流秒的再流时间来时间来保证充分铺展，而无铅焊料需要保证充分铺展，而无铅焊料需要50-70秒的再流秒的再流时时间来保证充分铺展。间来保证充分铺展。要求元器件引脚、要求元器件引脚、PCB焊盘及其镀层的金属材料焊盘及其镀层的金属材料都要与无铅焊料的特性相匹配。否则，将造成

48、脱都要与无铅焊料的特性相匹配。否则，将造成脱焊、虚焊等不良现象的发生。焊、虚焊等不良现象的发生。2021/9/1762影响无铅焊接技术的有关因素影响无铅焊接技术的有关因素无铅焊料；无铅焊料；元器件元器件要求元器件引脚的无铅化；要求元器件引脚的无铅化；PCBPCB焊盘的无铅化以及耐高温焊盘的无铅化以及耐高温的的PCB基材；基材；焊接工艺和设备的改进；焊接工艺和设备的改进；要求氧化还原能力更强和润湿性更好的要求氧化还原能力更强和润湿性更好的助焊剂；助焊剂；废料的回收和应用成本问题；废料的回收和应用成本问题；2021/9/1763无铅焊接技术的应用设计无铅焊接技术的应用设计适应无铅焊的元器件的选型；适应无铅焊的元器件的选型；耐热性好、引脚的无铅化设计、电极涂层良好的耐热性好、引脚的无铅化设计、电极涂层良好的润湿性；润湿性；无铅焊无铅焊PCB基板的设计；基板的设计；焊盘图形设计、放置翘曲设计、基板材质的选择；焊盘图形设计、放置翘曲设计、基板材质的选择；无铅焊技术应用措施；无铅焊技术应用措施；在传统工艺设备上的改进措施（以再流焊工艺为在传统工艺设备上的改进措施（以再流焊工艺为例）例）无铅焊技术的应用步骤及相关标准。无铅焊技术的应用步骤及相关标准。2021/9/1764本章结束本章结束2021/9/1765