电子元器件工艺要求

焊接工艺要求

一：电子元器件贴片的工艺要求：

用贴装机或人工将片式元件器准确地贴放在印好焊膏或贴片胶的PCB表面上。

贴装元器件的工艺要求

1.各装配位号元器件的型号、标称值和极性等特征标记要符合装配图和明细表要求。

2.贴装好的元器件要完好无损。

3.元器件焊端或引脚不小于1/2的厚度要浸入焊膏。

4。元器件的端头或引脚均应与焊盘图形对齐、居中。由于再流焊时有自定位效应，因此元器件贴装位置允许有一定的偏差。

.二：施加焊膏技术要求：

焊膏一般含有铅和有机溶剂。请勿直接用手触摸焊膏一般含有铅和有机溶剂。请勿直接用手触摸

1．施加的焊膏均匀，一致性好。焊膏图形要清晰，相邻的图形之间尽量不要连接。焊膏图形与焊盘图形要一致，尽量不要错位。

2．在一般情况下，焊盘上的单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2.左右。对窄间距元件，应为0.5mg/mm2左右。

3．应刷在基本上的焊膏与希望重量值相比，可允许有一定的偏差，至于焊膏覆盖每个焊盘的面积，应在75%以上。采用免清洗技术时，要求焊膏全部位于焊盘上。

4．焊膏印制后，应无严重塌落，边缘整齐，错位不大于0.2mm，对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm,基板表面不允许被焊膏污染。采用免洗技术时，可通过缩小模块开口尺寸的方法，使焊膏全部位于焊盘上。

三：丝印技术要求：

1．所有元器件，安装孔，定位孔都有对应的丝印标号为了方便制成板的安装，所有元器件，安装孔，定位孔都有对应的丝印标号，PCB上的安装孔丝印用H1 、H2……Hn进行标识。

2．丝印字符遵循从左至右、从下到上的原则，丝印字符尽量遵循从左至右、从下到上的原则，对于电解电容、二极管等极性的器件在每个功能单元内尽量保持方向一致。

3．器件焊盘，需要搪锡的锡道上无丝印，器件位号不应被安装后器件所遮挡。（密度较高，PCB上不需作丝印的除外）保证器件的焊接可靠性，要求器件焊盘上无丝印；为了保证搪锡色锡道连续性，需要搪锡的锡道上无丝印；为了便于器件插装和维修，器件位号不应被安装后器件所遮挡；丝印不能压在导通孔、焊盘上，免开阻焊窗时部分丝印丢失。丝印间距大于5mil.

4．有极性元器件其极性在丝印图上表示清楚，极性方向标记就易于辨认。

5．有方向的接插件其方向在丝印上表示清楚。

6.PCB板上应有厂家完整的相关信息及防静电标识。

7．PCB光绘文件的张数正确，每层应有正确的输出，并有完整的层数输出。

8．PCB上器件的标识符必须和BOM清单中的标识一致。

四：电子元器件插焊技术要求：

1．用插件机或人工将元器件准确地插放在印好焊膏或贴片胶的PCB表面上。

1.各装配位号元器件的型号、标称值和极性等特征标记要符合装配图和明细表要求。

2.插装好的元器件要完好无损。

3在插焊时应按照五步骤：

⑴步骤一：准备施焊，左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。

⑵步骤二：加热焊件，烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如，图(b)中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。

⑶步骤三：送入焊丝，焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！

⑷步骤四：移开焊丝，当焊丝熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊丝。

⑸步骤五：移开烙铁，焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移开烙铁，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是1~2s。

4．焊点要可靠的电气连接，足够的机械强度，光洁整齐的外观。

五：检验

1．对焊膏及丝印，应符合其技术工艺要求。

2．对贴片及插焊，应符合其技术工艺要求

3．对焊点的检验时，焊点应具备以下：

（1）焊点要有足够的机械强度，保证被焊件在受振动或冲击时不致脱落、松动。不能用过多焊料堆积，这样容易造成虚焊、焊点与焊点的短路。

（2）焊接可靠，具有良好导电性，必须防止虚焊。虚焊是指焊料与被焊件表面没有形成合金结构。

只是简单地依附在被焊金属表面上。

(3) 焊点表面要光滑、清洁，焊点表面应有良好光泽，不应有毛刺、空隙，无污垢，尤其是焊剂的

有害残留物质，要选择合适的焊料与焊剂。

六：回流焊

无铅回流焊个温区的温度如何设置？

生产不同的产品，使用不同的原材料（PCB基板的材料、厚度，贴片的类型等），使用不同的焊膏，温度设置都会有所不同，我下面只以焊膏为例进行温度设置。

回流温度曲线关键参数：

无铅回流曲线关键参数（田村焊膏）：

1）温度设置

A:20-30℃B:130-140℃C:180-190℃D:230-240℃

2）时间设置

A→B:40-60s

B→C（D部分）:60-120s

超过220℃（E部分）：20-40s

3）升温斜率

A→B:2-4℃/s

C→F:1-3℃/s

无铅回流曲线关键参数（石川焊膏）：

2）温度设置

A:20-30℃B:130-140℃C:180-190℃D:235-245℃

2）时间设置

A→B:40-60s

B→C（D部分）:80-120s

超过220℃（E部分）：40-60s

4）升温斜率

A→B:2-4℃/s

C→F:1-3℃/s

回流焊工艺技术

回流焊技术

回流焊技术在电子制造领域并不陌生,我们电脑内使用的各种板卡上的

回流焊工艺

元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的,这种设备的内部有一个加热电路,将氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板,让元件两侧的焊料融化后与主板粘结.这种工艺的优势是温度易于控制,焊接过程中还能避免氧化,制造成本也更容易控制.

回流焊工艺简介

通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊.

1、回流焊流程介绍

回流焊加工的为表面贴装的板,其流程比较复杂,可分为两种:单面贴装、双面贴装.

A,单面贴装:预涂锡膏→ 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊→ 检查及电测试.

B,双面贴装:A面预涂锡膏→ 贴片(分为手工贴装和机器自动贴装) → 回流焊→B面预涂锡膏→贴片(分为手工贴装和机器自动贴装)→ 回流焊→ 检查及电测试.

2、PCB质量对回流焊工艺的影响

3、焊盘镀层厚度不够,导致焊接不良.

需贴装元件的焊盘表面镀层厚度不够,如锡厚不够,将导致高温下熔融时锡不够,元件与焊盘不能很好地焊接.对于焊盘表面锡厚我们的经验是应>100μ''.

4、焊盘表面脏,造成锡层不浸润.

板面清洗不干净,如金板未过清洗线等,将造成焊盘表面杂质残留.焊接不良.

5、湿膜偏位上焊盘,引起焊接不良.

湿膜偏位上需贴装元件的焊盘,也将引起焊接不良.

6、焊盘残缺,引起元件焊不上或焊不牢.

7、BGA焊盘显影不净,有湿膜或杂质残留,引起贴装时不上锡而发生虚焊.

8、BGA处塞孔突出,造成BGA元件与焊盘接触不充分,易开路.

9、BGA处阻焊套得过大,导致焊盘连接的线路露铜,BGA贴片的发生短路.

10、定位孔与图形间距不符合要求,造成印锡膏偏位而短路.

11、IC脚较密的IC焊盘间绿油桥断,造成印锡膏不良而短路.

12、IC旁的过孔塞孔突出,引起IC贴装不上.

13、单元之间的邮票孔断裂,无法印锡膏.

14、钻错打叉板对应的识别光点,自动贴件时贴错,造成浪费.

15、NPTH孔二次钻,引起定位孔偏差较大,导致印锡膏偏.

16、光点(IC或BGA旁),需平整、哑光、无缺口.否则机器无法顺利识别,不能自动贴件.

17、手机板不允许返沉镍金,否则镍厚严重不均.影响信号.

混合装配

在混合装配的工艺中,一块电路板要经过回流焊、波峰焊两种焊接工艺,如在电路板元件面上同时有贴装元件和插装元件,那么这种电路板则需先经过回流焊后,再过波峰焊.

1、PCB质量对混合装配工艺的影响

PCB质量对混合装配工艺的影响,同前介绍的1.1及2.1.但混合装配中存在一种复杂的情况,即对于一款板其元件面有贴装元件和插装元件,焊接面上有贴装元件,其贴装流程为:元件面回流焊焊接面点红胶烘板固化红胶元件面波峰焊.

在此流程中出现的问题已在前叙述,但有一点要求较为特殊:如果是喷锡板,焊接面不可以聚锡,因为如果聚锡,就会使焊接面被红胶粘上的元件在过锡炉时脱落.因此,焊接面的锡厚要严格控制,在确保锡厚的情况下尽量平整一致

回流焊也就是再流焊,是电子科技工业SMT制程所须要的一种设备, SMT 设备流程示意图

Loader-->印刷机-->点胶机-->高速机-->泛用机-->回焊机-->AOI检视机

-->Unloader-->T/U-->ICT

再流焊工艺技术的研究

精伦电子有限公司鲜飞

摘要随著表面贴装技术的发展，再流焊越来越受到人们的重视，本文从多个方面对再流焊工艺进行了较详细的介绍。

关键字再流焊表面贴装技术表面组装元件温度曲线

再流焊接是表面贴装技术（SMT）特有的重要工艺，焊接工艺质量的优劣不仅影响正常生产，也影响最终产品的质量和可靠性。因此对再流焊工艺进行深入研究，并据此开发合理的再流焊温度曲线，是保证表面组装质量的重要环节。

影响再流焊工艺的因素很多，也很复杂，需要工艺人员在生产中不断研究探讨，本文将从多个方面来进行探讨。

一、再流焊设备的发展

在电子行业中，大量的表面组装元件（SMA）通过再流焊机进行焊接，目前再流焊的热传递方式经历了远红外线--全热风--红外/ 热风二个阶段。

远红外再流焊

八十年代使用的远红外流焊具有加热快、节能、运作平稳的特点，但由於印制板及各种元器件因材质、色泽不同而对辐射热吸收率有很大差异，造成电路上各种不同元器件测验不同部位温度不均匀，即局部温差。例如积体电路的黑色塑胶封装体上会因辐射被吸收率高而过热，而其焊接部位一银白色引线上反而温度低产生假焊。另外，印制板上热辐射被阻挡的部位，例如在大（高）元器件阴影部位的焊接引脚或小元器件就会加热不足而造成焊接不良。

全热风再流焊

全热风再流焊是一种通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使气流回圈，从而实现被焊件加热的焊接方法。该类设备在90年代开始兴起。由於采用此种加热方式，印制板和元器件的温度

接近给定的加热温区的气体温度，完全克服了红外再流焊的温差和遮蔽效应，故目前应用较广。

在全热风再流焊设备中，循环气体的对流速度至关重要。为确保循环气体作用於印制板的任一区域，气流必须具有足够快的速度。这在一定程度上易造成印制板的抖动和元器件的移位。此外，采用此种加热方式而言，效率较差，耗电较多。

红外热风再流焊

这类再流焊炉是在IR炉基础上加上热风使炉内温度更均匀，是目前较为理想的加热方式。这类设备充分利用了红外线穿透力强的特点，热效率高，节电，同时有效克服了红外再流焊的温差和遮蔽效应，并弥补了热风再流焊对气体流速要求过快而造成的影响，因此这种IR+Hot 的再流焊在国际上目前是使用最普遍的。

随著组装密度的提高，精细间距组装技术的出现，还出现了氮气保护的再流焊炉。在氮气保护条件下进行焊接可防止氧化，提高焊接润湿力润湿速度加快，对未贴正的元件矫正人力，焊珠减少，更适合於免清洗工艺。

二温度曲线的建立

温度曲线是指SMA通过回炉时，SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法，来分析某个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这对於获得最佳的可焊性，避免由於超温而对元件造成损坏，以及保证焊接质量都非常有用。

以下从预热段开始进行简要分析。

预热段：

该区域的目的是把室温的PCB尽快加热，以达到第二个特定目标，但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能受损，过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。由於加热速度较快，在温区的后段SMA内的温差较大。为防止热冲击对元件的损伤。一般规定最大速度为40C/S。然而，通常上升速率设定为1~30C/S。典型的升温度速率为20C/S.

保温段：

是指温度从1200C~1500C升至焊膏熔点的区域。保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋於稳定，尽量减少温差。在这个区域裏给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件，并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束，焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去，整个电路板的温度达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度，否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。

回流段:

在这一区域裏加热器的温度设置得最高，使元件的温度快速上升至峰值温度。在回流段其焊接峰值温度视所用焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏为焊膏的溶点温度加20-400C.对於熔点为1830C的63Sn/37Pb焊膏和熔点为1790C的Sn62/Pb36/Ag2膏焊，峰值温度一般为210-2300C，再流时间不要过长，以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的体积最小。

冷却段

这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助於得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。在极端的情形下，它能引起沾锡不良和弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3~100C/S,冷却至750C即可。

测量再流焊温度曲线测试仪（以下简称测温仪），其主体是扁平金属盒子，一端插座接著几个带有细导线的微型热电偶探头。测量时可用焊料、胶粘剂、高温胶带固定在测试点上，打开测温仪上的开关，测温仪随同被测印制板一起进入炉腔，自动按内编时间程式进行采样记

录。测试记录完毕，将测试仪与印表机连接，便可列印出多根各种色彩的温度曲线。测温仪作为SMT工艺人员的眼睛与工具，在国外SMT行业中已相当普遍地使用。

在使用测温仪时，应注意以下几点：

1.测定时，必须使用已完全装配过的板。首先对印制板元器件进行热特性分析，由於印制板受热性能不同，元器件体积大小及材料差异等原因，各点实际受热升温不相同，长出最热点，最冷点，分别设置热电偶便何测量出最高温度与最低温度。

2.尽可能多设置热电偶测试点，以求全面反映印制板各部分真实受热状态。例如印制板中心与边缘受热程度不一样，大体积元件与小型元件热容量不同及热敏感元件都必须设置测试点。

3.热电偶探头外形微小，必须用指定高温焊料或胶粘剂固定在测试位置，否则受热松动，偏离预定测试点，引起测试误差。

4.所用电池为锂电池与可重复充电镍镉电池两种。结合具体情况合理测试及时充电，以保证测试资料准确性。

三影响再流焊加热不均匀的主要因素：

在SMT再流焊工艺造成对元件加热不均匀的原因主要有：再流焊元件热容量或吸收热量的差别，传送带或加热器边缘影响，再流焊产品负载等三个方面。

1. 通常PLCC、QFP与一个分立片状元件相比热容量要大，焊接大面积元件就比小元件更困难些。

2.在再流焊炉中传送带在周而复使传送产品进行再流焊的同时，也成为一个散热系统，此外在加热部分的边缘与中心散热条件不同，边缘一般温度偏低，炉内除各温区温度要求不同外，同一载面的温度也差异。

3.产品装载量不同的影响。再流焊的温度曲线的调整要考虑在空载，负载及不同负载因数情况下能得到良好的重复性。负载因数定义为：LF=L/(L+S);其中L=组装基板的长度，S=组装基板的间隔。

再流焊工艺要得到重复性好的结果，负载因数愈大愈困难。通常再流焊炉的最大负载因数的范围为0.5~0.9。这要根据产品情况（元件焊接密度、不同基板）和再流炉的不同型号来决定。要得到良好的焊接效果和重复性，实践经验很重要的。

四、与再流焊相关焊接缺陷的原因分析

桥联

焊接加热过程中也会产生焊料塌边，这个情况出现在预热和主加热两种场合，当预热温度在几十至一百范围内，作为焊料中成分之一的溶剂即会降低粘度而流出，如果其流出的趋是下分强烈的，会同时将焊料颗粒挤出焊区外的含金颗粒，在溶融时如不能返回到焊区内，也会形成滞留焊料球。

除上面的因素外SMD元件端电极是否平整良好，电路线路板布线设计与焊区间距是否规范，阻焊剂涂敷方法的选择和其涂敷精度等会是造成桥接的原因。

立碑（曼哈顿现象）

片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立，这是因为急热元件两端存在的温差，电极端一边的焊料完全熔融后获得良好的湿润，而另一边的焊料完全熔融而引起湿润不良，这样促进了元件的翘立。因此，加热时要从时间要素的角度考虑，使水平方向的加热形成均衡的温度分布，避免急热的产生。

防止元件翘立的主要因素以下几点：

①选择粘力强的焊料，焊料的印刷精度和元件的贴装精度也需提高。

②元件的外部电极需要有良好的湿润性湿润稳定性。推荐：温度400C以下，湿度70％RH以下，进厂元件的使用期不可超过6个月。

③采用小的焊区宽度尺寸，以减少焊料溶融时对元件端部产生的表面张力。另外可适

当减小焊料的印刷厚度，如选用100um。

④焊接温度管理条件设定对元件翘立也是一个因素。通常的目标是加热要均匀，特别

是在元件两连接端的焊接圆角形成之前，均衡加热不可出现波动。

润湿不良

润湿不良是指焊接过程中焊料和电路基板的焊区（铜箔），或SMD的外部电极，经浸润后

不生成相互间的反应层，而造成漏焊或少焊故障。其中原因大多是焊区表面受到污染或沾上

阻焊剂，或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的。譬如银的表面有硫化物，锡的表面

有氧化物都会产生润湿不良。另外焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005％以上时，由於焊

剂的吸湿作用使活化程度降低，也可发生润湿不良。因此在焊接基板表面和元件表面要做好

防污措施。选择合适和焊料，并设定合理的焊接温度曲线。

再流焊接是SMT工艺中复杂而关键的工艺，涉及到自动控制、材料、流体力学和冶金等多种

科学、要获得优良的焊接质量，必须深入研究焊接工艺的方方面面。本文仅从几个方面就焊

接工艺进行了探讨，而且许多观点仅就现有设备和工艺条件而言，成此文章。仅为与同行交

流。

第一步：施加焊锡膏

其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时，达到良好的电器连接，并具有足够的机械强度。

焊膏是由合金粉末、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触便特性的膏状体。常温下，由于焊膏具有一定的黏性，可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上，在倾斜角度不是太大，也没有外力碰撞的情况下，一般元件是不会移动的，当焊膏加热到一定温度时，焊膏中的合金粉末熔融再流动，液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在一起，形成电气与机械相连接的焊点。