SMT培训教材.ppt

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1、表面组装技术（SMT）培训教材 通用工艺是根据工艺内容的通用性、成熟性和先进性并结合公司的设备条件产品特点而提出的工艺课题，是按照具体工艺内容编写的。通用工艺的内容包括工艺条件、工艺流程、操作程序、安全技术操作方法、工艺参数、检验标准和检验方法等。通用工艺是指导工人操作的最基本的技术文件，严格按照通用工艺规定的操作程序和质量控制程序进行操作，对提高生产效率、提高产品质量肯有十分重要的意义。表面组装通用工艺包括施加焊膏、施加贴片胶、贴装元器件、再流焊；波峰焊、手工焊与返修、清洗、检验和测试、电子组装件三防涂覆工艺、挠性板表面组装工艺、陶瓷基板表面组装工艺。本培训教材针对JSL 实际情况，对表面贴

2、装技术进行系统介绍，讲解。希望学习者能对SMT通用工艺有更深的了解并能学习至用。前言2021/9/172第一部分第一部分 表面组装表面组装(SMT)通用工艺通用工艺第一章 表面组装工艺条件第二章 典型表面组装方式及其工艺流程第三章 施加焊膏通用工艺第四章 再流焊通用工艺第五章 手工焊、修板和返修工艺第六章 表面组装板焊后清洗工艺第七章 电子组装件三防涂覆工艺第八章 挠性印制电路板的表面组装工艺目录2021/9/173第一章第一章 表面组装工艺条件表面组装工艺条件1.1 厂房承重能力、振动、噪声及防火防爆要求1.2 电源1.3 气源1.4 排风、烟气排放及废弃物处理1.5 照明1.6 工作环境1

3、.7 SMT制造中的静电防护技术1.8 对SMT生产线设备、仪器、工具的要求2021/9/1741.1 厂房承重能力振动、噪声及防火防爆要求厂房地面的承载能力应大于8kN/m2。振动应控制在70dB以内，最大值不应超过80dB。噪声应控制在70dBA以内。SMT生产过程中使用的助焊剂、清洗剂、无水乙醇等材料属于易燃物品,生产区和库房必须考虑防火防爆安全设计。1.2 电源电源电压和功率要符合设备要求。电压要稳定，单相 AC220V（22010%,50/60Hz)。三相AC380V（22010%,50/60Hz)。贴装机的电源要求独立接地，一般应采用三相五线制的接线方法。2021/9/1751.4

4、 排风、烟气排放及废弃物处理根据设备要求配置气源压力，可利用工厂气源或单独配置无油压缩空气机。压力大于：7kg/cm 2。1.3 气源排风管道的最低流量值为:500立方英尺/分钟(14.15m3/min)。工业“三废”排放标准（GBJ4-73）：有害物质铅排放浓度34mg/m3)工业企业设计卫生标准（TJ36-90）：有害物质铅烟排放浓度(0.003mg/m3)大气中铅及其无机化合物的卫生标准（GB7335-87）：居住大气中铅及其无机化合物的日平均最高容许浓度为0.00154mg/m3)。1.5 照明照明度：800LUX1200LUX,至少不能低于300LUX。低照明度时，在检验、返修、测量

5、等工作区应安装局部照明。2021/9/176工作间保持清洁卫生、无尘土、无腐蚀性气体。空气清洁度：100000级（BGJ73-84）CO2含量：1000ppm;CO 含量：单面表面组装工艺流程：施加焊膏=贴装元器件=再流焊 2 双面表面组装工艺流程:A面施加焊膏=贴装元器件=再流焊=翻转PCB B面施加焊膏=贴装元器件=再流焊2.4 表面组装和插装混装工艺流程 表面组装和插装混装工艺形式有单面混装、双面混装。单面混装的通孔无件在主面，贴片元件有可能在主面，也有可能在辅面。双面混装指双面都有贴片元件通孔元件一般在主面，有时双面都有通孔元件。2021/9/1711 1单面混装单面混装(SMT和和T

6、HC在在PCB同一面同一面)流程：流程：A面施加焊膏=贴装元器件SMD=再流焊=A面插装THC=B面波峰焊2单面混装单面混装(SMT和和THC在在PCB的两面的两面)流程：流程：B面施加贴装胶=贴装SMD=胶固化=再流焊=翻转PCB A面插装THC=B面波峰焊 3双面混装双面混装(THC在在A面面,A,B面都有面都有SMD):A面施加焊膏=贴装SMD=再流焊=翻转PCB B面施加贴装胶=贴装SMD=胶固化=翻转PCB A面插装THC=B面波峰焊 4双面混装双面混装(A,B面都有面都有SMD和和THC):A面施加焊膏=贴装SMD=再流焊=翻转PCB B面施加贴装胶=贴装SMD=胶固化=翻转PCB

7、 A面插装THC=B面波峰焊=B面插装件2.4.1 表面组装和插装混装流程2021/9/17122.5 工艺流程的设计原则 选择最简单、质量最优秀的工艺；自动化程度最高、劳动强度最小的工艺；工艺流程路线最短；工艺材料的种类最少；选择加工成本最低的工艺。2.6 选择表面组装工艺流程应考虑的因素尽量采用再流焊方式在一般密度的混合组装条件下，当SMD和THC在PCB的同一面时，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面波峰焊工艺；当THC在PCB A面、SMD在PCB的B面时，采用B面点胶、波峰焊工艺。在高密度混合组装条件下，当没有THC或只有极少量THC时，可采用双面印刷锡膏、再流焊工艺，及少时THC采用后附

8、的方法；当A面有较多THC时，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面点胶、装胶、波峰焊工艺。2021/9/1713第三章第三章 施加焊膏通用工艺施加焊膏通用工艺 3.1 施加焊膏技术要求 3.2 表面组装工艺材料焊膏的选择和正确使用 3.3 施加焊膏的方法和各种方法的适用范围 3.4 印刷焊膏的原理 3.5 印刷工艺流程及参数设置 3.6 影响印刷质量的主要因素 3.7 提高印刷质量的措施 3.8 印刷焊膏的主要缺陷与不良品的判定和调整方法 3.9 SMT不锈钢激光模板制作及工艺要求2021/9/17143.1 施加焊膏技术要求 施加焊膏量均匀，一致性好。焊膏图形要清晰，相邻的图形之间尽量不要粘连。焊

9、膏图形与焊盘图形要一致，尽量不要错位。一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2 左右；对窄间距元器件，应为0.5mg/mm2。印刷在基板上的焊膏覆盖焊盘的面积应在75%以上。焊膏印刷后，应无严重塌落，边缘整齐，错位不大于0.2mm；对于窄间距元器件焊盘错位不大于0.1mm。2021/9/17153.2 表面组装工艺材料焊膏的选择和正确使用3.2.1 焊膏的选择方法：选择焊膏时首先要根据电子产品和工艺来来确定合金成分。尽量选择与元件焊端相容的合金成分，需考虑焊接温度（温度曲线）等工艺因素。合金粉末颗粒形状、尺寸及其分布均匀性，都会影响焊膏黏度印刷性；合金的含氧量与微粉含量直接影响

10、焊接性能。根据焊膏合金成分、电子产品的可靠性、PCB、是否清洗、元器件表面的涂镀层材料，以及氧化程度、焊接温度等具体情况进行细致的选择助焊剂。焊膏中合金与焊剂的配比直接影响焊膏的黏度和印刷性。因此要根据不同的焊剂系统及施加焊膏的方法选择适当 的合金焊料重量百分含量。选择焊膏时，应多选择几家公司的焊膏估工艺试验、对印刷性、脱模性、触变性、粘结性、润湿性及焊点缺陷、残留物等做比较和评估，有条件的企业可对焊膏进行测试、评估和认证。2021/9/17163.2.2 3.2.2 焊膏的正确使用与保管：焊膏的正确使用与保管：必须储存在210的条件下。至少提前4H从冰箱中取出焊膏，达到室温后才能打开瓶盖，防

11、止水汽凝结。使用前需顺一个方向搅拌，添加完焊膏后需盖好容器盖。免清洗的焊膏不能使用回收焊膏，如果印刷间隔超过1H，须将焊膏从模板上拭去，回收到当天使用的容器中。印刷后在4H内完成再流焊，需要清洗的产品，再流焊后在当天完成清洗。免清洗焊膏修板，不使用助焊剂不可用酒精擦洗锡点，使用助焊剂焊点以外没有被加热的残留助焊剂必须随时。印刷焊膏和进行贴片操作时，要求拿PCB边缘或带手套，防止污染PCB。2021/9/17173.3 施加焊膏的方法和各种方法的适用范围 滴涂式：自动滴涂机用于批量生产,但由于效率不如印刷高,质量不易控制,应用较少。手工滴涂用于极少量生产，或新产品的模型样机和性能样机的研制及生产

12、中修补、更换元件等。丝网印刷：丝网印刷用的网板是在金属或尼龙丝网表面涂覆感光胶或贴感光膜，采用照相、感光、显影、坚膜的方法在金属基尼龙丝网表面制作漏印图形。只能用于元器件焊盘间距较大、组装密度不高的中小批量生产中。金属模板印刷：金属模板是采用不锈钢或铜等材料的薄板制作的漏印板，有化学腐蚀、激光切割、电铸3种制作方法。金属模板印刷用于大批量生产、组装密度大及有多引线、窄间距器件的产品（窄间距器件指引脚中心间距不大于0.65mm的表面组装器件也指长*宽不大于1.6mm*0.8mm的表面组装元器件）。由于金属模板印刷质量好，使用寿命长，因此金属模板印刷目前应用最广泛。2021/9/17183.4 印

13、刷焊膏的原理焊膏与贴片胶都是触变流体，具有黏性，触变流体具有黏度随剪切速度的变化而变化的特性，印刷焊膏与贴片胶就是利用触变流体的特性实现的。当刮刀以一定的速度和角度向前移动时，对焊膏产生一定的压力，推动焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔所需的压力，焊膏的黏性摩擦力使焊膏有刮板与网板交接处产生切变，切变力使焊膏黏性下降从而顺利地注入网孔；当刮板离开模板开口时，焊膏的黏度迅速恢复到原始状态。焊膏印刷成功与否有3个关键要素：焊膏滚动、填充、脱模。2021/9/17193.5 印刷工艺流程及参数设置 3.5.1 印刷工艺流程：印刷工艺流程：2021/9/1720 3.5.2 印刷参数设置：印刷参数设

14、置：设置前后印刷极限。（该步骤是根据印刷图形的长度和位置来确定行程，以防止焊膏漫流到模板的起始和终止印刷位置处的开口中，造成该处焊膏图形粘连等印刷缺陷。前极限是指起始印刷的刮刀位置，一般在模板图形前20mm处；后极限是指结束一块PCB印刷时的刮刀位置，后极限一般在模板图形后20mm处。）印刷速度，一般设置为1540mm/s，有窄间距、高密度图形时，速度要慢。刮刀压力，一般设置为25kg/cm2 。模板分离速度，有窄间距、高密度图形时，速度要慢些。印刷前工作台延时。刮刀延时。清洗模板模式，一般设置为一湿一干或二湿一干。如有真空需加真空吸。清洗/检查频率。印刷遍数。如果设备有温度和湿度控制装置，还

15、应设置温度和湿度。2021/9/17213.6 3.6 影响印刷质量的主要因素 焊膏质量:a 焊膏黏度和黏着力.(用刮刀搅拌3-5min挑起少许焊膏自然逐段落下)b 焊膏中合金粉末颗粒尺寸和颗粒形状:合金粉末颗粒直径的选择原则：方形开口时，合金颗粒最大直径模板最小开口宽度的1/5。圆形开口时，合金颗粒最大直径开口直径的1/8。模板开口厚度（垂直）方向，合金颗粒最大直径1/3。以上原则也就是通常说的三球、五球定律。球形颗粒印刷性好，表面积小，含氧量低，有利于提高焊接质量。c 触变指数和塌落度。（触变指数高，塌落度小，印刷后焊膏图形好）2021/9/1722 模板质量：a 模板厚度、开口尺寸：脱模

16、效率=平均体积/理论体积*100%宽厚比=开口宽度（W）/模板厚度（T）面积比=开口面积/孔壁面积（面积比0.66,焊膏释放体积百分比80%)b 模板开口形状 c 模板开口壁的光滑度：开口壁光滑，焊膏容易从模板的漏孔释放（脱模）d 模板开口方向与刮刀移动方向：为了使用与刮刀移动方向垂直的模板开口取得的焊膏量和与刮刀方向平行的模板开口取得的焊膏量相等，应加大垂直方向的模板开口尺寸，或采用40。角印刷法解决。刮刀材料、形状及印刷方式：刮刀材料有橡胶、金属两大类。（带Teflon润滑膜涂层的合金钢刮刀润滑性好、耐磨、使用寿命长，应用广泛）橡胶刮刀的形状有菱形和拖尾形两种，金属刮刀是将金属刀片固定在带

17、有橡胶夹板的金属刀架上，刀片两端配有导流片，防止焊膏向两端漫流。2021/9/1723刮刀的宽度比PCB印刷宽度长20mm 比较合适。印刷方式有单向印刷和双向印刷两种。随着SMT向高密度、窄间距、无铅焊接方向发展，对印刷精度、速度及印刷质量有了进一步的要求。印刷设备和技术也在不断地改进和发展，出现了各种密封式印刷技术。英国DEK和美国MPM公司推出的刮刀旋转45。及密封式ProFlow（捷流）导流包印刷技术；最近日本Minami 和Hitachi相继推出单向旋转和双向密闭型印刷技术。印刷工艺参数：a 图形对准和制作Mark图像。虽然全自动印刷机都配有图像识别系统，但必须通过人工对工作台或对模板

18、作X、Y、的精细调整，使PCB的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。b 设置前、后印刷极限：前、后印刷极限应设置在图形前、后至少各20mm处，以防止焊膏漫流到模板的起始和终止印刷位置处的开口中。c 焊膏的投入量（滚动直径）：焊膏的滚动直径h915mm比较合适。d 印刷速度：印刷速度一般设置为1540mm/s。由于刮刀速度与焊膏的黏稠度呈反比关系，故有窄间距、高密度图形时，速度要慢一些。速度过快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分渗入开口中，容易造成焊膏图形不饱满或漏印的印刷缺陷。2021/9/1724 e 刮刀压力一般设置25kg/cm2。刮刀压力实际是指刮刀下降的深度，压力太小可能造成漏印

19、量不足和增加印刷厚度。理想的刮刀压力应该恰好将焊膏从模板表面刮干净。在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀存在一定的关系，降低速度相当于增加压力，适当降低压力可起到提高印刷速度的效果。f 印刷间隙是指模板底面与PCB表面之间的距离。如果模板合适，一般采用零距离印刷。如增加焊膏量可适当拉开一点距离，一般控制在00.07mm，但过大的印刷间距会造成模板底面污染。g 模板与PCB的分离速度也称脱模速度。分离速度增大时，模板与PCB间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上形成少印和粘连；分离速度减慢时，PCB与模板间的负压变小，焊膏凝聚力大使焊膏很容易脱离模板开口壁，印刷状态

20、良好。h 清洗模式和清洗频率：清洗模式有干擦、湿擦、有的设备还配有真空吸，根据印刷密度进行设置。一般设置为一湿二干或二湿一干，有窄间距、高密度图形时清洗频率要高一些，以保证印刷质量为准。2021/9/1725设备精度：在印刷高密度、窄间距产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也会起一定的作用。环境温度、湿度及环境卫生：a 环境温度过高会降低焊膏黏度；湿度过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发；环境中的灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。b 一般要求环境温度233，相对湿度45%70%。从以上分析可以看出，影响印刷质量的因素非常多，而且印刷焊 膏是一种动态工艺。焊膏的量随时间

21、而变化，如果不能及时添加焊膏会造成焊膏漏印量少，图形不饱满。焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境卫生而变化。模板底面的清洁程序及开口内壁的状态不断变化。2021/9/17263.7 提高印刷质量的措施 选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏：高可靠性要求、高密度的产品严格在有效期内使用焊膏，不使用回收焊膏。一定要回温后方可开盖使用。生产前使用专用不锈钢棒顺一个方向搅拌焊膏，使其均匀。定时抽测焊膏黏度。回收的焊膏单独存放，再用时要确定品质是否合格。加工合格的模板：模板厚度与开口尺寸的基本要求（IPC7525标准）：开口宽度（W）/模板厚度（T）1.5 开口面积（W*L)/孔壁面积2*（L+

22、W)*T0.66无铅要求：开口宽度（W）/模板厚度（T）1.5 开口面积（W*L)/孔壁面积2*（L+W)*T0.712021/9/17273.8 印刷焊膏的主要缺陷与不良品的判定的调整方法2021/9/17283.8 印刷焊膏的主要缺陷与不良品的判定的调整方法2021/9/17293.9 SMT不锈钢激光模板制作及工艺要求 3.9.1 3.9.1 金属模板制造方法有以下金属模板制造方法有以下3 3种种:2021/9/1730a 确认印刷面:加工时要求喇叭向下，有利于印刷后焊膏脱模，以保证印刷的焊膏图形完整，边缘清晰。b 确认焊盘图形是否正确。C 确定模板的厚度：模板厚度应根据印制板组装密度、

23、元器件大小、引脚之间的间距进行确定。常用的钢片厚度印焊膏钢网厚度：0.100.2mm，印贴片胶网厚度为0.2mm。d 确定网框尺寸：不同规格的印刷机网框大小也不一样，常用网框型号为370mm*470mm、400mm*500mm、600mm*550mm、650mm*550mm、23”*23”、29”*29”。网框尺寸应与印刷机网框尺寸相同。e 确定PCB位置指印刷图形放在模板的什么位置，以PCB外形居中；以焊盘图形居中；或有特殊要求，如在同一块模板加工两种以上PBC的图形。f Mark的处理方式（是否需要Mark，放在模板的哪一面等）：模板上的Mark图形是全自动印刷机在印刷每一块PCB前进行P

24、CB基准校准用。至于Mark放在模板的哪一面，由印刷机具体构造（摄像机的位置）而定。3.9.2 3.9.2 模板制作工艺要求的确定方法模板制作工艺要求的确定方法:2021/9/1731g 是否拼板以及拼板要求。h 插装焊盘环的要求：由于插装元器件采用再流焊工艺时，比贴装元器件要求较多的焊膏量，因此如果有插装元器件需要采用再流焊时工艺时，可提出特殊要求。i对模板（焊盘）开口尺寸和形状的修改要求：l Chip元件的焊盘开口设计：0402焊盘开口：1：1；0603及0603以上Chip元件的开口缩小5%-10%；SOT23、SOT89、SOT143、SOT223开口：1：1。l QFP、SOP等IC

25、的焊盘Pitch0.65mm，长按原始焊盘的1：1开口，宽度=50%pitch.四周倒圆角。Pitch0.65mm长按1：1宽度45%-50%pitch.倒圆角lBGA一般按1：1开口，可在原始焊盘直径加大25%以下。l SOJ、PLCC的焊盘开口设计：按原始焊盘的1：1模板厚度小时，放大10%l 一边大于4mm、另一边不小于2.5mm过大的焊盘，为防止焊膏图形发生凹陷和预防产生锡珠,钢网开口建议采用网格线分割的方式.宽度0.4mm,网格大小3mm左右,可按焊盘大小均分。2021/9/1732f 其他要求：l测试点的开口要求。根据要求提出测试点是否需要开口。l有无电抛光工艺要求：引脚间距为0.

26、4mm、0.3mm的QFP和CSP需采用此工艺。l用途：说明加工的模板用于印刷焊膏还是印刷贴片胶。l是否需要模板刻字符：通常建议在钢网上刻以下字符：客户型号（MODEL）、本厂编号（P/C）、钢片厚度（T）、生产日期（DATE）2021/9/1733第四章第四章 再流焊通用工艺再流焊通用工艺 4.1 再流焊的工艺目的和原理 4.2 再流焊的工艺要求 4.3 再流焊的工艺流程 4.4 再流焊的工艺参数设置 4.5 测试实时温度曲线 4.6 正确分析与优化再流焊的温度曲线 4.7 双面回流焊工艺控制 4.8 常见回流焊焊接缺陷分析及预防措施2021/9/17341.什么是再流焊？什么是再流焊？再流

27、焊（Reflow soldering）又称回流焊。再流焊是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状焊料，实现表面组装元件焊端或引脚与印制板焊盘之间电气与机械连接的焊接技术。2.再流焊与波峰焊相比有哪些优点？再流焊与波峰焊相比有哪些优点？再流焊与波峰焊相比具有以下优点：元件受到的热冲击小；能控制焊料量，焊料中一般不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分，因此焊接质量好，可靠性高；还可以在同一基板上采用不同焊接工艺进行焊接；再流焊的最大特点自定位效应（Self alignment）有利于实现全自动，高速度，高精度；工序简单，生产效率高，劳动强度低，焊接缺陷小，修板量极小，从而节省了人力，电力，材料，

28、降低了组装成本。3.再流焊有哪些种类？再流焊有哪些种类？对PCB整体加热再流焊可分为热板再流焊，红外再流焊，热风再流焊，热风加红外再流焊，气相再流焊；对PCB局部加热再流焊可分为激光再流焊，聚焦红外再流焊，光束再流焊，热气流再流焊。2021/9/17354.1 再流焊的工艺目的和原理 从温度曲线分析再流焊的原理如下：a)当PCB进行升温区时，焊膏中的溶剂，气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘，元件端头和引脚，焊膏软化，塌落，覆盖焊盘，将焊盘，元件引脚与氧气隔离；b)PCB进行预热时使PCB和元件得到充分的预热；在助焊剂浸润区，焊膏中的助焊剂润湿焊盘，元件焊端，并清洗氧化层；c)当PCB进入

29、焊接区时，温度迅速上升，使用焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘，元件端头和引脚润湿，扩散，漫流或回流混合，形成焊锡接点；d)PCB进行冷却区，使焊点凝固，此时完成再流焊。2021/9/1736Sn-37Pb焊膏再流焊温度曲线示意图焊膏再流焊温度曲线示意图2021/9/17374.2 再流焊的工艺要求 再流焊是SMT的关键工序，焊接质量直接影响电子产品的电气性和连接可靠性。SMT的质量目标是提高直通率。除了要减少肉眼看见的焊点缺陷外，还要克服虚焊，焊接界面结合强度差，焊点内部应力大等肉眼看不见的焊点缺陷。因此，再流焊工序必须在受控的条件下进行。再流焊工艺要求如下：根据所选用焊膏的温度曲线与

30、表面组装的具体情况，结合焊接理论，设置“理想的再流焊温度曲线”，并定期测试“实时温度曲线”，确保再流焊的质量与工艺稳定性。要按时PCB设计时的焊接方向进行焊接。焊接过程中，严防传送带震动。当生产线没有配备卸板装置时，要注意在贴装机出口处接板，防止后出来的板掉落在先出来的板上，碰伤SMD引脚。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，有无焊膏熔化不充分的痕迹，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，连焊和虚焊的情况；还要检查PCB表面颜色的变化情况，再流焊后允许PCB有少许但是均匀的变色。并根椐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。2021/9

31、/17384.3 再流焊的工艺流程 新产品再流焊时需要根据产品的具体情况，在焊接前设置炉温，传输速度，风速等参数，以满足新产品温度曲线要求，老产品焊接时只要调出该产品温度曲线即可投入生产。工艺流程如下：2021/9/17394.4 再流焊的工艺参数设置 再流焊温度曲线设置应遵循以下几个方面：根据使用焊膏材料的温度曲线进行设置。各种焊膏的温度曲线是有一些差别的，应按照焊膏加工厂提供的温度曲线设置具体产品的再流焊温度曲线。根据PCB的材料，厚度，是否为多层板，尺寸大小，设定工艺参数。根据表面组装板搭载元件的密度，元件的大小，以及有无BGA，CSP等特殊元件设定工艺参数。还要根据设备的具体情况，如加

32、热区的长度，加热源的材料，再流焊炉的 构造和热传导方式等因素进行设置。热风炉和红外炉有着很大的区别，红外炉主要是辐射传导，优点是热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线；其缺点是温度不均匀。热风炉主要是对流传导，优点是温度均匀，焊接质量好；缺点是PCB上，下温差和沿焊接炉长度方向的温度梯度不易控制。还要根据温度传感器的实际位置来确定各温区的设置温度。根据排风量的大小进行设置。环境温度对炉温也有影响，因此在再流焊炉进，出口要避免对流风。2021/9/17404.5 测试实时温度曲线温度曲线温度曲线：焊接过程中，沿再流焊炉长度方向的温度曲线随时间的变化而变化，从再流焊炉的入口到出口方向，温度随时间变化

33、的曲线称为温度曲线，在实际生产过程中，如果把热电偶固定在组装板的某个焊点上，组装板随传送带的运动，规定时间采集一次温度，然后将相邻采集点的温度连接起来画的曲线，称为实时温度曲线。温度曲线测量、分析系统温度曲线测量、分析系统：测量温度曲线需要温度曲线测量仪。根据再流焊设备的配置，有的设备自带312根耐高温导线的热电偶并自带测试软件，有的设备需要另外配置由温度采集器、热电偶、软件组成的温度曲线测量、分析系统。4.5.1 热电偶测温基本原理：热电偶的测温原理是基于1821年塞贝克发现的热电现象，利于两种不同材质的导体连接在一起，构成一个闭合回路，当两个接点的温度不同时，在回路中就会产生热电动势，此种

34、现象称为热电效应。根据这一对不同金属导线中的温差电势值就能显示出测温点的温度。2021/9/1741热电偶的种类：常用的热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。目前我因我部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶，可运用于不同温度、不同场合、。SMT一般采用K型热电偶。热电偶的结构要求：为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：a)组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固。b)两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路。c)补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠。d)保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。热电偶冷端的温度补偿：由于

35、热电偶的材料一般都比较贵重，而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号应相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100。2021/9/1742测温方式：接触式和非接触式两大类。SMT热电偶采用接触式测温方式。接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度高。非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的，反应速度比较快，但测量误差较大。SMT 使用K型热电偶应注意的问题：a)组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固。b)两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路。c)

36、接触式测温方式，由于测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到平衡，所以存在测温的延迟现象。d)K型热电偶的允许测温误差为0.75%。e)热电偶结点必须与被监测表面直接，可靠的接触。f)用于将热电偶结点固定到被测表面的材料应最少。g)根据热电偶测温原理，每年必须对热电偶校验一次。2021/9/1743热电偶的固定方法：热电偶固定方法有许多种，主要有4种方法，具体如下：a)高温焊料焊接固定热电偶b)采用胶粘剂固定热电偶c)高温胶粘带固定热电偶 采用高温胶粘带是最常用的固定方法，可在焊点，焊盘，塑料，陶瓷，PCB等任何表面使用，缺点是连接点少量翘起，只要离开被测表面千分之一英寸

37、，测量温度也将主要是周围环境的热空气温度，另一方面高温胶粘带在一定程度上还会受到热辐射的影响。d)机械方法固定热电偶 固定方法高温焊料胶粘剂高温胶粘带机械固定测温误差平均1234212表表1 各种固定方法测温准确性比较（峰值温度各种固定方法测温准确性比较（峰值温度235）从表1可以看出，各种固定方法的测温误差平均23，其中高温焊料和机械固定的测温准确性比较好。2021/9/1744如何获得精确的测试数据：热电偶连接不当会影响温度曲线的精确性，还可能损坏电路板，以下有几种交叉检验安装技术的方法，其原理是将这些连接技术与一种可靠的“基准”进行比较。a)将热电偶交换位置并重新测试 这种方法能够验证测

38、试数据的正确性，如果所测得的温度曲线相同，说明各测试点的热响应相同，热电偶是比较有效的。b)“热点”法 热点法是利用一种类似PH试纸的薄膜，它会在规定的温度下改变颜色。c)将多条热电偶用多种连接方法固定在同一焊盘上进行比较 这种方法可以比较各种连接方法所获得测试数据的差异。d)将多条热电偶采用同一种连接方法固定在同一焊盘上进行比较 这种方法可以比较多条热电偶之间的测试误差。2021/9/17454.6 正确分析与优化再流焊温 度曲线 测定实时温度曲线后应进行分析，优化（调整），以获得最佳，最合理的温度曲线。分析，优化时必须根据实际的焊接效果，焊膏温度曲线，同时结合焊接理论设计一条“理想的温度曲

39、线”，并将它作为优化的“标准”。4.6.1 理想的温度曲线 “理想的温度曲线”是以焊接理论为基础，以选定焊膏的温度曲线，表面组装板的尺寸，厚度，层数，元件尺寸大小，组装密度具体等条件进行设计的，然后进行多次实验，对实验的焊接效果进行检测，与IPC标准比较，直到焊接OK为止。“理想的温度曲线”应该避开技术规范极限值，靠近上限和下限温度曲线的工艺性比较差，工艺不稳定，容易受到一些随机的因素影响。2021/9/17464.6.2 正确分析与优化再流焊温度曲线 再流焊温度曲线的优化是通过对再流焊炉各温区的温度，传送速度，风量等参数的设置和调整来实现的。因此，再流焊温度曲线的优化过程是对再流焊炉参数的调

40、整过程。1.实时温度曲线与“理想的温度曲线”进行比较并作适当调整 有铅和无铅再流焊温度曲线的设置，分析与优化方法是相同的，只是无铅工艺做得更细致一点，下面以63Sn-37Pb焊膏为例，介绍如何正确分析与优化再流焊温度曲线。升温区 从室温到100为升温区，也称预热1区。升温速度一般控制在2/s，或160以 前的升温速度控制在12/s。如果升温速度过快，容易使用焊膏合金中的微粉随溶剂挥发而飞溅到PCB焊盘以外的地方，回流时造成焊锡珠；如果升温速度过慢，溶剂挥发不干净，回流时也会造成飞溅。因此，需要控制升温区的升温速度。2021/9/1747预热区 100150（160）为预热区，也称保温区。预热区

41、的时间约6090s。在预热区，PCB和元件得到充分预热。缓慢升温，充分预热的作用是避免元件及PCB突然进入回流区，由于受热太快而损坏元件，造成PCB变形；充分预热的另一个作用是减小PCB与大小元件的温差，有利于降低回流时大小元件的焊接温差。但是，如果预热温度太高，时间过长，容易使用金属粉末氧化，影响焊接质量。快速升温区（助焊剂浸润区）助焊剂浸润区理想的升温速度为1.23.5/s。我们知道，焊膏中助焊剂的主要成分是松脂，活化剂，溶剂和少量其他添加剂。松脂的活化温度在170170，恰好在有铅锡膏合金熔点（183）之下。所谓“活化”就是发生分解反应，在活化温度下松香酸能够起到清洗氧化铜的作用。一般要

42、求在合金熔化之前56s焊膏中的助焊剂开始迅速分解活化，这样既能够起到清洗作用，又能使助焊剂在合金熔化后还保持一定的活性，有利于清洗焊料，降低焊料的粘度和表面张力，提高浸润性，加速扩散速度。2021/9/1748回流区 回流区是焊料流动的液相区，此区域是焊膏从熔化到凝固形成焊点的焊接区。回流时间过短，可能会造成焊接不充分；时间过长，会形成过多的金属间化合物，还会使焊端和液态焊料高温再氧化，影响焊点可靠性。峰值区 峰值区是形成金属间合金层的关键区域。经实践证明，Sn-Pb合金在液相线之上3040s左右为最佳焊接温度。焊接热是温度和时间的函数。峰值温度低或时间短，会使焊接不充分，金属间合金层太薄（4

43、um)，影响焊点强度，严重时会损坏元件和PCB。冷却区 从峰值温度到炉子出口温度称为冷却区。此区域焊料冷却，凝固，它是形成焊点的关键区域。冷却速率对焊点的质量有很大影响。对于焊点而言，要求快速冷却，快速冷却的结晶颗粒最小，焊点结构致密，强度高；但降温速度过快也会使焊点应力过大，过快降温会损坏元件，综合考虑，冷却速率一般控制在-24/s。2021/9/17492.调整温度曲线的准则 调整温度曲线时应以热容量最大，最难焊的元件为准，要使最难焊的焊点温度达到210以上。应特别注意：热电偶的连接是否有效。考虑到热电偶与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定时间才能达到热平 衡，存在测温的延迟现象，必要

44、时应验证测试数据的有效性。3.传送带速度的设置 传送带速度应根据炉子的加热区长度，温度曲线要求进行设置和调整，链速与加热区长度成正比。改变链速对温度曲线的影响大于改变炉温设置。4.风速，风量的设置 目前强制式热风炉的风机都有风速，风量的调整功能。如果组装析上有0201，01005等极小元件，风速，风量应低一些。2021/9/17504.7 双面回流焊工艺控制 双面回流焊已经大量应用，但是这个工艺控制仍存在一些问题。如果控制不当，有些底部的大元件可能会在第二次回流焊过程中掉落，或者底部焊点经过第二次回流焊后部分焊点熔融，而造成焊点的可靠性问题。双面回流焊大致有4种方法，下面分别介绍这4种方法。用

45、贴片胶粘 这种方法是用胶粘住辅面元件，工艺流程如下：此方法很常用，但是工艺复杂，同时需要额外的设备和操作步骤，增加了成本。2021/9/1751应用不同熔点的焊锡合金 这种方法是铺面第一次回流采用较高熔点合金，主要第二次回流采用较低熔点合金。这种方法的问题是高熔点的合金势必提高回流焊的温度，因此可能会对元件与PCB本身造成损伤。低熔点合金可能爱到最终产品工作温度的限制，也会影响产品可靠性。第二次回流焊时将炉子底部温度调低吹冷风 这种方法是通过降低第二次回流焊时炉子底部温度，使PCB底部焊点温度低于二次回流熔点，使用二次回流时PCB底部焊点不至于熔化。采用这种方法对设备有一定的要求，要示炉子具备

46、吹冷风的功能。但由于上，下面温差产生内应力，也会影响可靠性。实际上很难将PCB上，下面拉开30以上的温差，因其可能会引起二次熔融不充分，造成焊点质量变差。双面采用相同温度曲线 这种方法是目前应用最多的双面回流焊工艺。对于大多数小元件，由于熔融焊点的表面张力足以抓住底部元件，二次熔融后完全可以形成可靠的焊点。2021/9/17524.8 常见回流焊焊接缺陷分析及解决措施4.8.1 再流焊的工艺特点有“再流动”与自定位效应,元件贴装后只是被焊膏临时固定在印制板的相应位位置上,当焊膏达到熔融温度时,焊料还要“再流动”一次此时元器件受熔融焊料表面张力的作用发生位置移动。如果焊盘设计正确（焊盘位置尺寸对

47、称，焊盘间距恰当），元器件端头与印制板焊盘的可焊性良好，当元器件的全部焊端或引脚与对应焊盘同时被熔融焊料润湿时，就会产生自定位（或称为自校正）效应。当元器件贴放位置有少时偏离时，在表面张力的作用下，能自动被拉回到近似目标位。但是如PCB焊盘设计不正确，或元器件端头与印制板焊盘的可焊性不好，或焊膏本身质量不好，或工艺参数设置不恰当等，即使贴装位置十分准确，再流焊时由于表面张力不平衡，焊接后也会出现元件位置偏移、吊桥、润湿不良等焊接缺陷。这就是SMT再流焊工艺最大的特点。因为这些特性，再流焊工艺对贴装精度要求比较宽松，但对焊盘设计、元器件标准化、元器件端头与印制板质量、焊料质量及工艺参数的设置有更

48、严格的要求。再流焊工艺中，焊料是预先分配到印制板焊盘上的，每个焊点的焊料成分与焊料量是固定的。2021/9/1753 4.8.2 影响再流焊质量的原因分析:PCB焊盘设计:元件尺寸越小重量越轻，由于自校正效应越强，因此对焊盘结构、尺寸设计要求更严格。以Chip元件为例，焊盘设计一定要符合对称性，适当的焊盘宽度、焊盘长度、焊盘间距，确保元件端头或引脚与焊盘的搭接尺寸等设计原则。焊膏的性能、质量及焊膏的正确使用：焊膏是一种均质混合物，由焊料合金粉，助焊剂和一些添加剂等混合而成，是具有一定粘度的良好触变性的膏状体。焊膏中，合金与助焊剂和配比，颗粒度及分布，合金的氧化度，助焊剂和添加剂的性能，焊膏的粘

49、度，可焊性，焊接强度，触变性，塌落度，粘结性，腐蚀性，焊膏的工作寿命和储存期限等都会影响再流焊的质量。焊膏的性能，质量直接影响再流焊的质量，应根据产品的具体情况和可靠性要求，选择合适的焊膏。另外，焊膏使用不当，也会发生焊接质量问题。例如，从冰箱取出的焊膏直接使用，由于焊膏的温度比室温低，产生水汽凝结，即焊膏吸收空气中的水分，搅拌后使用水汽混在焊膏中，再流焊升温时，水汽蒸发带出金属粉末，在高温下水汽会使金属粉末氧化，飞溅形成锡珠，还会产生润湿不良等问题。2021/9/1754焊膏印刷质量：据资料统计，在PCB设计正确，元件和印制板质量有保证的前提下，表面组装的质量问题中有70%出在印刷工艺。影响

50、印刷质量的因素很多，主要有以下几个：a)模板质量 模板印刷是接触印刷，因此模板厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接，焊膏量过少会产生焊锡不足或虚焊。b)焊膏的粘度，印刷性等 焊膏的粘度，印刷性（滚动性，转移性），触变性，常温下的使用寿命等都会影响影响质量。c)印刷工艺参数 印刷焊膏时，刮刀速度，压力，刮刀与网板的角度，以及模板与PCB上表面之间的距离，网板分离速度，模板底部清洁等工艺参数都会影响印刷质量。d)设备精度方面 在印刷高密度，窄间距产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也会起到一定的作用。e)对回收焊膏的使用与管理，环境温度，湿度及环境卫生，对焊点质量都有影响202