1、，翘曲度0.75%，安装陶瓷基板器件的PCB翘曲度0.5%； n焊盘镀层光滑平整，一般不采用贵金属为可焊性保护层； n阻焊膜的厚度不大于焊盘的厚度； n安装焊盘可焊性优良，表面的润湿性应大于95%； n焊盘图形符合元器件安装要求，不允许采用共用焊盘； nPCB能进行再流焊和波峰焊 nPCB生产后，72小时内应进行真空包装。 24 3.2 元器件表面安装（SMT） 3.2.3 焊膏 焊膏的技术要求 n焊膏的成分符合国家标准的要求（GJB3243 5.3.2.2条） n在储存期内焊膏的性能保持不变 n焊膏中金属颗粒与焊剂不分层 n室温下连续印刷时，焊膏不易干燥，印刷性好 n焊膏粘度要保证印刷时具有
2、良好的脱模性，又要保证良好的触变性，印刷后焊膏不产生塌 陷 n严格控制金属微粉和金属氧化物焊料，避免焊接时随溶剂、气体挥发而飞溅，形成锡珠 n焊接时润湿性良好 n焊膏中助焊剂具有高绝缘性和低腐蚀性 25 3.2 元器件表面安装（SMT） 焊膏的管理和使用 n焊膏应储存在510的环境条件下 n使用前必须经回温处理，常温下会温2 4h n使用前应充分搅拌 n印刷后应及时完成焊接，根据焊膏厂商推荐参数，一般情况下应在4h内完成焊接 26 3.2 元器件表面安装（SMT） 焊膏的成分 n焊料合金（SnPb、SnPbAg等） n活化剂（松香、三乙醇胺等） n增粘剂（松香醇、聚乙烯等） n溶剂（丙三醇、乙
3、二醇等） n摇溶性附加剂（石蜡软膏基剂） 27 3.2 元器件表面安装（SMT） 3.2.4 焊膏印刷工艺 焊膏印刷工艺要求 n印刷时膏量均匀，一致性好； n焊膏图形清晰，相邻图形之间不粘连，并与焊盘图形基本一致； n引脚间距大于0.635mm的器件，印刷的焊膏量一般为0.8mg/m，引脚间距小于 0.635mm的器件，印刷焊膏量一般为0.5mg/m； n焊膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上，无明显塌落，错位不大于0.2mm，细间 距不大于0.1mm； n印刷压力一般选择为0.30.5N/mm，印刷速度为10 25mm/s； n严格回收焊膏的管理和使用。 28 3.2 元器件表面安装（SMT）
4、 3.2.4 焊膏印刷工艺 注意事项 n焊膏初次使用量不宜过多，按PCB尺寸估算，A5尺寸面积约200g； B5尺寸面积约300g，A4尺寸约350g； n印刷环境条件为233，HR65%； n网板上剩余焊膏应单独存放； n印刷后网板应及时清洗 29 3.2 元器件表面安装（SMT） 3.2.4 焊膏印刷工艺 印刷网板的验收要求 n检查网框尺寸是否符合印刷机的安装要求； n检查绷网质量，并检查网框四周的粘接质量； n用放大镜检查焊盘开口的喇叭口是否向下，开口四周内壁是否光滑无毛刺； n把PCB放在网板下底面，检查图形是否完全对准，有无多孔（不需要的 开口）和少孔（遗漏的开口）； 30 3.2
5、元器件表面安装（SMT） 网板厚度的选择 元器件引线节距（mm）网板厚度（mm） 1.270.200.25 1.270.6350.150.20 0.30.50.100.15 31 3.2 元器件表面安装（SMT） 3.2.5贴装工艺 元器件贴装工艺要求 n元器件正确：要求各安装元器件的类型、型号、标称值、极性等特征符 合装配图要求； n位置正确：元器件端头或引脚与焊盘图形尽量对齐居中。偏移不应超出 元器件端头或引脚宽度的25%； n压力适当：贴装压力要适当，应至少保证元器件焊端或引脚厚度的1/2部 分浸入焊膏； n焊膏挤出量控制：焊膏挤出焊盘应小于0.2mm，细间距器件应小于 0.1mm； n
6、元器件贴装方法：手工贴装 自动贴装 32 3.2 元器件表面安装（SMT） 33 3.2 元器件表面安装（SMT） 34 3.3 元器件混合安装（MMT） 元器件混合安装是目前大多数电子产品采用 的主要组装工艺。混合安装的关键是根据产品的 特点和设备配制情况，安排合理可行的工艺流程 具体操作工艺按通孔插装和表面安装的工艺要求 进行。 35 3.3 元器件混合安装（MMT） 单板混合安装 双面混合安装 注意： 1.应将尺寸较大的SMD和插装元器件尽量布放在A面； 2.采用A面再流焊，B面波峰焊时，应把尺寸较大的SMD和插装元器件布放在A面，适合波峰 焊的SMC和尺寸较小的SMD布放在B面。 36
7、 4 焊接工艺 37 4.1 焊接机理分析 焊接：利用比被焊金属熔点低的焊料，与被焊金属一 同加热，在被焊金属不熔化的条件下，熔融焊 料润湿金属表面，并在接触面上形成合金层， 从而达到牢固的电气连接。 38 4.1 焊接机理分析 4.1.1焊接过程分解 39 4.1 焊接机理分析 4.1.2焊点形成条件 n润湿：润湿是一种物理现象，即任何液体与固体接触时都会 产生程度不同的粘附现象 n表面张力：表面张力是指阻止液体在液体与固体交界面处扩 展的固有的向内的分子吸引力 40 4.1 焊接机理分析 4.1.2焊点形成条件 n焊料的润湿和润湿力 nSnPb+Cu Cu6Sn5/Cu3Sn +Pb n金
8、属间化合物（合金层/IMC）生成的条件： 润湿力 表面张力 （润湿）； 润湿角（接触角） 90（20-30为良好润湿）； 金属间的相互扩散（温度、时间）； 被焊金属与焊料之间的亲和力； 清洁的接触表面（清洗）。 41 4.2 焊接材料 4.2.1 焊料分类 n锡铅焊料：S-Sn60PbAA S-Sn63PbAA（GB 3131-2001） AA级：Sn62.563.5%（杂质总量0.05%） A级：Sn6264%（杂质总量0.06%） B级：Sn61.564% n无铅焊料（SnAg、SnAgCu、SnCu、SnZn等） n共晶焊料配比：Sn61.9%、Pb38.1% 42 4.2 焊接材料 4
9、.2.2焊料的特性要求 n其熔点比母材的熔点低； n与被焊金属有良好的亲和性； n焊料具有良好的机械性能； n焊料和被焊金属经反应后不产生脆化相及脆性金属化合物； n有良好的导电性； n作为柔软合金能吸收部分热应力； n适合自动化生产。 43 4.2 焊接材料 4.2.3 焊剂 n焊剂分类： 按活性等级分为R型，RMA型和RA型（GB9491） n焊剂的化学作用 n焊剂的物理作用 （1）降低焊料的表面张力，提高焊料润湿能力； （2）改善手工焊接的热传导； 44 4.2 焊接材料 4.2.4 焊剂的特性要求 n具有一定的化学活性； n具有良好的热稳定性； n对焊料的扩展具有一定的促进作用； n对
10、焊料的和被焊金属润湿性良好； n焊剂残渣对元器件和基板腐蚀性小； n具有良好的清洗性； 45 4.2 焊接材料 4.2.5 焊剂的特性参数（摘自GB9491） 类型R型RMA型RA型 卤素含量 不应使铬酸银试纸 颜色呈白色或淡黄 色 0.1%0.1%0.5% 铜镜腐蚀性基本无变化 铜箔不应有穿透性 腐蚀 - 扩展率（%）758085 绝缘电阻1X10121X10111X1010 水萃取液电阻率（ .cm） 1X105 1X105 5X104 干燥度焊剂残留物表面无粘性，表面白色粉末状残留物容易去除 46 4.2 焊接材料 4.2.6 国外有关标准对焊剂的使用规定 nIPC J-STD-004B
11、 47 48 4.2 焊接材料 4.2.7 SnAgCu 焊料与SnPb（共晶）焊料性能对比 49 4.2 焊接材料 4.2.8 IPC标准中焊剂相关标准 nIPC-J-004 焊接助焊剂的要求 nIPC-J-005 焊膏的技术要求 nIPC-J-006 电子焊接使用的电子级焊料合金和助焊剂及无助焊 剂的固态焊料 n电子产品的焊接主要有手工焊接、波峰焊接和再流焊接三种方 法。下面主要讲述SMT再流焊接的质量分析。 50 4.3 SMT再流焊接工艺 4.3.1 典型再流焊接温度曲线 有铅再流焊接温度曲线 51 4.3 SMT再流焊接工艺 无铅再流焊接温度曲线 52 4.3 SMT再流焊接工艺 4
12、.3.2 有铅再流焊接曲线与无铅再流焊接曲线的比较 53 4.3 SMT再流焊接工艺 4.3.3 再流焊接曲线设置的依据 n根据使用焊膏的温度曲线设置； n根据PCB板的材料、厚度、层数、尺寸大小设置； n根据组装元器件的密度、大小及有无BGA、CSP等特殊元器件 设置； n根据设备具体情况设置（加热区长度、炉子结构、热传导方式 等）； n根据温度传感器的实际位置确定各温区的温度； 54 4.3 SMT再流焊接工艺 4.3.4 再流焊接设备的质量要求 n温控精度：0.10.2； n传送带横向温差要求5以下； n传送带宽度要满足最大PCB尺寸要求； n加热区长度越长，加热区数量越多，越容易调整和
13、控制温度； n上下加热区应独立控温，以便调整和控制； n最高加热温度一般为300350； n传送带平稳（振动会造成位移、冷焊、立碑等缺陷）； n应具备温度曲线测试功能； 55 4.3 SMT再流焊接工艺 4.3.5 再流焊接的焊点质量要求 56 4.3 SMT再流焊接工艺 4.3.5 再流焊接的焊点质量要求 57 4.3 SMT再流焊接工艺 4.3.5 再流焊接的焊点质量要求 58 4.4 SMT的检验 4.4.1 安装前的检验 nSMD/SMC检验（外观质量） nPCB检验 n材料复验（焊膏、贴片胶、清洗剂等） 59 4.4 SMT的检验 4.4.2 印刷工序的检验 n施加焊膏的均匀性和一致
14、性 n印刷图形与焊盘图形的一致性； n印刷图形是否清晰，相邻焊盘之间是否有粘连现象； n焊膏覆盖在每个焊盘上面积是否超过75%； n印刷后是否塌陷，边缘是否整齐一致，错位是否在0.1 0.2mm； 60 4.4 SMT的检验 4.4.3 贴装工序的检验 n元器件是否正确； n贴装位置是否正确（偏差是否符合要求）； n元器件焊接部位浸入焊膏厚度后是否超过50%； 61 4.4 SMT的检验 4.4.4 焊接工序的检验 n焊点表面光滑，润湿良好，润湿角（）90； n焊料量适当，焊点形状呈半月状； n焊点高度符合标准要求； nPCA表面无锡珠和焊剂残留物； n元器件无立碑、桥连、虚焊、位移等缺陷；
15、n焊点内部空洞面积小于25%。 62 4.4 SMT的检验 4.4.5 检验方法 n目视检验（借助放大镜，显微镜）； n自动光学检测（AOI）； nX射线检测 63 4.4 SMT的检验 4.4.6 典型焊点内部结构金相图 64 4.4 SMT的检验 4.4.6 典型焊点内部结构金相图 65 4.4 SMT的检验 4.4.7 BGA焊点中气泡 （1）小型空洞：广泛存在于焊点中，通常情况下对焊点 可靠性不会造成影响。 （2）平面微小孔：主要位于和PCB的接触面，影响焊点 长期可靠性。 （3）收缩空洞：主要发生在无铅焊接过程中，通常情况 下对可靠性不会造成影响。 （4）微孔空洞：位于通孔部位，尺寸
16、过大容易造成可靠 性下降； （5）IMC小型空洞：位于IMC层，通常情况下由于温度 循环导致，影响焊点的长期可靠性； （6）针孔空洞：IMC层附近的小型空洞，通常由于PCB 制作时导致，在数量较多的情况下容易造成可靠性 下降。 66 4.5 手工焊接工艺 4.5.1 工艺流程 67 4.5 手工焊接工艺 4.5.2 手工焊接工艺参数分析 （1）焊接温度与润湿性 68 4.5 手工焊接工艺 4.5.2 手工焊接工艺参数分析 （2）焊接温度与结合强度 69 4.5 手工焊接工艺 4.5.2 手工焊接工艺参数分析 （3）加热时间与润湿性 70 4.5 手工焊接工艺 4.5.3 PCA的手工焊接 （1
17、）焊接温度 n焊接温度=焊料熔点（183）+40 223 ； n烙铁头部温度=焊接温度+（60100）283320 ； n通孔插装元器件焊接时烙铁头部温度：280330 ； nSMC焊接时，烙铁头部温度： 260280 ； nSMD焊接时，烙铁头部温度： 280320 ； n无铅元器件手工焊接时，烙铁头部温度： 340 360 ； （2）焊接时间： 2 3s （3）烙铁头压力： 维持一定压力，使热量迅速传递给焊接部位。 71 4.5 手工焊接工艺 4.5.4 合格焊点形成的要素 （1）设置合格的焊接温度 （2）针对不同的焊接对象，选择不同尺寸的烙铁头 （3）掌握合适的焊接时间 （4）保证元器件
18、和PCB的可焊性好 （5）选择合适的焊锡丝直径 72 4.5 手工焊接工艺 4.5.5 手工焊接质量控制 n产品设计的工艺性要符合焊接操作的空间要求； n重视焊接准备阶段的质量控制； n正确合理选择焊接工具和材料； n严格执行操作工艺规程，贯彻焊接工艺标准； n加强操作人员的技能培训和上岗考核制度； n坚持自检、互检、专检的三级检验制度。 73 4.6 有铅/无铅元器件混合焊接工艺 4.6.1 背景 4.6.2 SnAgCu 焊料与SnPb（共晶）焊料性能对比 74 4.6 有铅/无铅元器件混合焊接工艺 4.6.3 无铅焊接存在的问题 n无铅焊料（焊剂）的选择和应用； n元器件焊端（引脚）表面
19、镀层的处理； n无铅化PCB的设计和制造； n元器件和PCB的耐高温性能； n有铅/无铅混装工艺的协调和处理； n无铅焊接质量的验收及相关标准。 75 4.6 有铅/无铅元器件混合焊接工艺 4.6.4 有铅/无铅元器件混装工艺探讨 n通过工艺试验，掌握无铅焊接工艺； n无铅元器件的有铅化处理； n有铅工艺焊接无铅元器件； n设备焊接与手工焊接相结合解决混装工艺； n做好无铅焊接工艺的管理。 76 4.6 有铅/无铅元器件混合焊接工艺 4.6.5 焊点可靠性验证试验 （1）外观检查（金相显微镜，立体显微镜） （2）焊点结合强度（剪切试验，引线拉拔试验，BGA结合强度试验，振动试验） （3）X射线检查（错位、开裂、空洞、短路等）
