波峰焊 回流焊入門資料

1、一、（1）什么是回流焊呢？波峰焊是焊直插器件的，回流焊是用在貼片器件的?；亓骱概c波峰焊是對(duì)應(yīng)的，都是將元器件焊接到pcb板材上，回流是對(duì)表面帖裝器件的，而對(duì)插接件使用波峰焊?；亓骱傅淖詈?jiǎn)單的流程是絲印焊膏-貼片-回流焊，其核心是絲印的準(zhǔn)確，對(duì)貼片是由機(jī)器的ppm來定良率，回流焊是要控制溫度上升和最高溫度及下降溫度曲線（通常無鉛的耐熱討論就是對(duì)這里來講的）?；亓骱竉是*熱氣流對(duì)焊點(diǎn)的作用,膠狀的焊劑(錫膏)在一定的高溫氣流下進(jìn)行物理反應(yīng)達(dá)到smd的焊接;因?yàn)槭菤怏w在焊機(jī)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生高溫達(dá)到焊接目的,所以叫回流焊而波峰焊_是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達(dá)到焊接目的,其高溫液態(tài)錫保持一個(gè)斜

2、面,并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象,所以叫波峰焊回流焊技術(shù)在電子制造領(lǐng)域并不陌生，我們電腦內(nèi)使用的各種板卡上的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設(shè)備的內(nèi)部有一個(gè)加熱電路，將氮?dú)饧訜岬阶銐蚋叩臏囟群蟠迪蛞呀?jīng)貼好元件的線路板，讓元件兩側(cè)的焊料融化后與主板粘結(jié)。這種工藝的優(yōu)勢(shì)是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。雖然我們還不能準(zhǔn)確的知道CPU上使用的回流焊工藝是否也完全相同，但我們不妨假設(shè)涂滿了焊料的銅板在與眾多鰭片通過一個(gè)特殊的壓合裝置固定到一起后被送到爐內(nèi)，高溫氮?dú)馊诨噶虾篥捚豌~板就能很好的焊接在一起了。這種工藝生產(chǎn)出來的散熱片最大的優(yōu)勢(shì)就是鰭片

3、數(shù)量非常的多，因此散熱面積較大，加工難度也不會(huì)很高，成本同樣能夠很好的控制，但鰭片和銅板畢竟不是一個(gè)整體，焊接質(zhì)量和焊料的成分都會(huì)影響到散熱的效果。一般的封裝為DIP的是波峰焊，封裝為SOP的為回流焊。DIP就是插件式，元件的針腳需要穿過PCB板的那種，是必須用波峰焊的，或者用手焊。SOP是貼片式，一般的類似于主芯片，BIOS，還有FLASH芯片等都是SOP的，用回流焊工藝，也可以手焊，但是需要技術(shù)。我自認(rèn)為焊貼片還不錯(cuò)。另外還有很多封裝，常見的如BGA的，因腳不外露，只能用回流焊工藝等。（2）什么是波峰焊？波峰焊是指將熔化的軟釬焊料（鉛錫合金），經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,亦可

4、通過向焊料池注入氮?dú)鈦硇纬桑诡A(yù)先裝有元器件的印制板通過焊料波峰，實(shí)現(xiàn)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。根據(jù)機(jī)器所使用不同幾何形狀的波峰，波峰焊系統(tǒng)可分許多種。 波峰焊流程：將元件插入相應(yīng)的元件孔中 預(yù)涂助焊劑 預(yù)烘（溫度90-1000C，長(zhǎng)度1-1.2m） 波峰焊（220-2400C） 切除多余插件腳 檢查?；亓骱腹に囀峭ㄟ^重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料，實(shí)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。波峰焊隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)有了新的焊接工藝。以前的是采用錫鉛合金，但是鉛是重金屬對(duì)人體有很大的傷害。于是現(xiàn)在有了無鉛工藝的產(chǎn)生。

5、它采用了*錫銀銅合金*和特殊的助焊劑且焊接接溫度的要求更高更高的預(yù)熱溫度還要說一點(diǎn)在PCB板過焊接區(qū)后要設(shè)立一個(gè)冷卻區(qū)工作站.這一方面是為了防止熱沖擊另一方面如果有ICT的話會(huì)對(duì)檢測(cè)有影響.焊接技術(shù)是SMT的核心，是決定表面貼裝產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。目前廣泛采用并不斷完善的主要有兩種：波峰焊和再流焊。最初在市場(chǎng)上出現(xiàn)的提供表面貼裝組件密集間隙焊接的設(shè)備之一是雙波峰焊系統(tǒng)。雙波峰系統(tǒng)能產(chǎn)生兩個(gè)波峰：湍流波和平滑(或?qū)恿?波，如圖圖所示。波峰焊原理及波峰焊結(jié)構(gòu):波峰焊錫機(jī)主要是由運(yùn)輸帶，助焊劑添加區(qū)，預(yù)熱區(qū)，錫爐組成。運(yùn)輸代主要用途是將電路底板送入波峰焊錫機(jī)，沿途經(jīng)助焊劑添加區(qū)，預(yù)熱區(qū)，錫爐等。助焊劑添

6、加區(qū)主要是由紅外線感應(yīng)器及噴嘴組成。紅外線感應(yīng)器作用是感應(yīng)有沒有電路底板進(jìn)入 ，如果有感應(yīng)器便會(huì)量出電路底板的寬度。助焊劑的作用是在電路底板的焊接面上形成以保護(hù)膜。預(yù)熱區(qū)提供足夠的溫度，以便形成良好的焊點(diǎn)。有紅外線發(fā)熱可以使電路底板受熱均勻。錫爐內(nèi)有發(fā)熱線，錫泵，Main Wave及Jet Wave。下劃線內(nèi)容引自： .hk/Zhengde/z2003/ws/index.htm在雙波峰系統(tǒng)中，波的湍流部分防止漏焊，它保證穿過電路板的焊料分布適當(dāng)。焊料以較高速通過狹縫滲入，從而透人窄小間隙。噴射方向與電路板進(jìn)行方向相同。單就湍流波本身并不能適當(dāng)焊接元件

7、，它給焊點(diǎn)上留下不平整和過剩的焊料，因此需要第二個(gè)波。第二層流波或平滑波消除了由第一個(gè)湍流波產(chǎn)生的毛刺和焊橋。層流波實(shí)際上與傳統(tǒng)的通孔插裝組件使用的波一樣。因此，當(dāng)傳統(tǒng)組件在一臺(tái)機(jī)器上焊接時(shí)，就可以把湍流波關(guān)掉，用層流波對(duì)傳統(tǒng)組件進(jìn)行焊接?，F(xiàn)在市面上應(yīng)用最普遍的雙峰系統(tǒng)，其湍流波往復(fù)運(yùn)動(dòng)，焊料從噴嘴而不是從一個(gè)狹長(zhǎng)的縫中噴射。運(yùn)動(dòng)著的噴嘴在防止漏焊方面比狹縫更有效，因?yàn)樗粌H產(chǎn)生湍流，而且具有清洗作用。其他資料:以下資料及圖片引自：.hk/Zhengde/z2003/ws/ws1.html波峰焊的工藝與波形圖3-1顯示了波峰焊的焊接技術(shù)，焊料池中熔化

8、的焊料向上噴射形成一個(gè)凸出的波形。焊接過程中，先在一塊插有元件的PCB (PCBA)上涂敷焊劑、經(jīng)過預(yù)熱後再通過由熔化了的焊料所形成的波峰，從而使PCB接觸波峰頂部將元件和PCB焊盤的連接處焊接起來。根據(jù)機(jī)器所使用不同幾何形狀的波峰，波峰焊系統(tǒng)可以劃分成許多種。雙波峰焊接系統(tǒng)圖3-3所示的是其中一種波峰焊系統(tǒng)(雙波峰焊接系統(tǒng))，其中第一個(gè)波是一個(gè)湍流波，作用是防止虛焊。第二個(gè)波是一個(gè)平滑波，作用是幫助消除毛刺及焊橋。湍流波既可以通過讓熔化的焊料經(jīng)過一個(gè)振盪器來形成，亦可以通過向焊料池中注入氮?dú)鈦硇纬?。波峰焊技術(shù)的質(zhì)量取決于:1. 熱量是否足以使焊劑熔化；2. PCB和組件必須加熱到能使焊料與電

9、路板金屬形成合金；3. 焊劑必須達(dá)到一定溫度，以保證其活性及反應(yīng)能力，且能分解要焊接的金屬表面的氧化物和污垢；4. 必須對(duì)波峰溫度、傳送帶的速度、預(yù)熱溫度、波峰接觸時(shí)間和焊接密度這些參數(shù)進(jìn)行控制，否則，波峰焊會(huì)出現(xiàn)虛焊、橋焊等焊接缺陷。波峰法其工作原理與波峰焊本身非常相似，PCB在焊劑形成的波峰上方通過，波峰的高度和電路板浸入波中的深度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)以保證適當(dāng)?shù)暮竸┩糠蠛穸?。發(fā)泡法 （陳舊） 雙波峰焊接系統(tǒng) 靜電噴射法電路板預(yù)熱焊劑的涂敷是成功焊接的先決條件。焊劑加熱的溫度必須適當(dāng)，以保証最佳的反應(yīng)條件。對(duì)於某些焊劑來說，還必須滿足一定的時(shí)間 溫度特性要求。由於元件在波峰上經(jīng)過的時(shí)間比形成焊點(diǎn)的

10、時(shí)間要短得多，因此電路的預(yù)熱對(duì)於焊接技術(shù)來說是相當(dāng)重要的。在預(yù)熱階段，焊料將達(dá)到能夠去 除電路板上氧化物的溫度。預(yù)熱還可以減少當(dāng)PCB接觸到熔化的焊料時(shí)元 件的熱沖擊和元件損壞。若果預(yù)熱不夠充分，PCBA可能從焊波中迅速吸收 熱量，導(dǎo)致波的焊料局部固化或引起短路。二、電子組件的波峰焊接工藝在電子組件color=red/color的組裝過程中，焊接起到了相當(dāng)重要的作用。它涉及到產(chǎn)品的性能、可靠性和質(zhì)量等，甚至影響到其后的每一工藝步驟。此外，由于電子組件朝著輕、薄、小的方向快速發(fā)展，為焊接工藝提出了一系列的難題，為此，電子制造業(yè)的各個(gè)廠家圍繞SMT的焊接工藝展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng)，旨在進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量

11、，克服焊接中存在的短路、橋接、焊球和漏焊等缺陷，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足市場(chǎng)需求。目前，最廣泛使用的焊接工藝主要有波峰焊接和再流焊接。波峰焊接工藝主要是用于通孔和各種不同類型元件的焊接，是一種關(guān)鍵的群焊工藝。盡管波峰焊接工藝已有多年的歷史，而且還將繼續(xù)沿用下去，然而，我們要是能夠用上切實(shí)可行的、有生命力的波峰焊接工藝需持時(shí)日。因?yàn)檫@種工藝必須達(dá)到快速、生產(chǎn)率高和成本合理等要求。換言之，這種工藝與焊接前的每一工藝步驟密切相關(guān)，其中包括資金投入、 PCB設(shè)計(jì)、元件可焊性、組裝操作、焊劑選擇、溫度/時(shí)間的控制、焊料及晶體結(jié)構(gòu)等。1 焊料目前，波峰焊接最常用的焊料是共晶錫鉛合金：錫63；鉛37，應(yīng)時(shí)刻掌

12、握焊錫鍋中的焊料溫度，其溫度應(yīng)高于合金液體溫度183，并使溫度均勻。過去，250的焊錫鍋溫度被視為“標(biāo)準(zhǔn)”。隨著焊劑技術(shù)的革新，整個(gè)焊錫鍋中的焊料溫度的均勻性得到了控制，并增設(shè)了預(yù)熱器，發(fā)展趨勢(shì)是使用溫度較低的焊錫鍋。在230240的范圍內(nèi)設(shè)置焊錫鍋溫度是很普遍的。通常，組件沒有均勻的熱質(zhì)量,要保證所有的焊點(diǎn)達(dá)到足夠的溫度，以便形成合格的焊點(diǎn)是必要的。重要的問題是要提供足夠的熱量，提高所有引線和焊盤的溫度，從而確保焊料的流動(dòng)性，濕潤(rùn)焊點(diǎn)的兩面。焊料的溫度較低就會(huì)降低對(duì)元件和基板的熱沖擊，有助于減少浮渣的形成，在較低的強(qiáng)度下，進(jìn)行焊劑涂覆操作和焊劑化合物的共同作用下，可使波峰出口具有足夠的焊劑，

13、這樣就可減少毛刺和焊球的產(chǎn)生。焊錫鍋中的焊料成份與時(shí)間有密切關(guān)系，即隨著時(shí)間而變化，這樣就導(dǎo)致了浮渣的形成，這就是要從焊接的組件上去除殘余物和其它金屬雜質(zhì)的原因及在焊接工藝中錫損耗的原因。以上這些因素可降低焊料的流動(dòng)性。在采購中，要規(guī)定的金屬微量浮渣和焊料的錫含量的最高極限，在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，(如象IPC/J-STD-006都有明確的規(guī)定)。在焊接過程中，對(duì)焊料純度的要求在ANSI/J-STD-001B標(biāo)準(zhǔn)中也有規(guī)定。除了對(duì)浮渣的限制外，對(duì)63錫；37鉛合金中規(guī)定錫含量最低不得低于61.5。波峰焊接組件上的金和有機(jī)泳層銅濃度聚集比過去更快。這種聚集，加上明顯的錫損耗，可使焊料喪失流動(dòng)性，并產(chǎn)生焊接

14、問題。外表粗糙、呈顆粒狀的焊點(diǎn)常常是由于焊料中的浮渣所致。由于焊錫鍋中的集聚的浮渣或組件自身固有的殘余物暗淡、粗糙的粒狀焊點(diǎn)也可能是錫含量低的征兆，不是局部的特種焊點(diǎn)，就是錫鍋中錫損耗的結(jié)果。這種外觀也可能是在凝固過程中，由于振動(dòng)或沖擊所造成的。焊點(diǎn)的外觀就能直接體現(xiàn)出工藝問題或材料問題。為保持焊料“滿鍋”狀態(tài)和按照工藝控制方案對(duì)檢查焊錫鍋分析是很重要的。由于焊錫鍋中有浮渣而“倒掉”焊錫鍋中的焊劑，通常來說是不必要的，由于在常規(guī)的應(yīng)用中要求往錫鍋中添加焊料，使錫鍋中的焊料始終是滿的。在損耗錫的情況下，添加純錫有助于保持所需的濃度。為了監(jiān)控錫鍋中的化合物，應(yīng)進(jìn)行常規(guī)分析。如果添加了錫，就應(yīng)采樣分

15、析，以確保焊料成份比例正確。浮渣過多又是一個(gè)令人棘手的問題。毫無疑問，焊錫鍋中始終有浮渣存在，在大氣中進(jìn)行焊接時(shí)尤其是這樣。使用“芯片波峰”這對(duì)焊接高密度組件很有幫助，由于暴露于大氣的焊料表面太大，而使焊料氧化，所以會(huì)產(chǎn)生更多的浮渣。焊錫鍋中焊料表面有了浮渣層的覆蓋，氧化速度就放慢了。在焊接中，由于錫鍋中波峰的湍流和流動(dòng)而會(huì)產(chǎn)生更多的浮渣。 推薦使用的常規(guī)方法是將浮渣撇去，要是經(jīng)常進(jìn)行撇削的話，就會(huì)產(chǎn)生更多的浮渣，而且耗用的焊料更多。浮渣還可能夾雜于波峰中，導(dǎo)致波峰的不穩(wěn)定或湍流，因此要求對(duì)焊錫鍋中的液體成份給予更多的維護(hù)。如果允許減少錫鍋中焊料量的話，焊料表面的浮渣會(huì)進(jìn)入泵中，這種現(xiàn)象很可能

16、發(fā)生。有時(shí)，顆粒狀焊點(diǎn)會(huì)夾雜浮渣。最初發(fā)現(xiàn)的浮渣，可能是由粗糙波峰所致，而且有可能堵塞泵。錫鍋上應(yīng)配備可調(diào)節(jié)的低容量焊料傳感器和報(bào)警裝置。2 波峰在波峰焊接工藝中，波峰是核心?？蓪㈩A(yù)熱的、涂有焊劑、無污物的金屬通過傳送帶送到焊接工作站，接觸具有一定溫度的焊料，而后加熱，這樣焊劑就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，焊料合金通過波峰動(dòng)力形成互連，這是最關(guān)鍵的一步。目前，常用的對(duì)稱波峰被稱為主波峰，設(shè)定泵速度、波峰高度、浸潤(rùn)深度、傳送角度及傳送速度，為達(dá)到良好的焊接特性提供全方位的條件。應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，在離開波峰的后面(出口端)就應(yīng)使焊料運(yùn)行降速，并慢慢地停止運(yùn)行。PCB隨著波峰運(yùn)行最終要將焊料推至出口。在

17、最掛的情況下，焊料的表面張力和最佳化的板的波峰運(yùn)行，在組件和出口端的波峰之間可實(shí)現(xiàn)零相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這一脫殼區(qū)域就是實(shí)現(xiàn)了去除板上的焊料。應(yīng)提供充分的傾角，不產(chǎn)生橋接、毛刺、拉絲和焊球等缺陷。有時(shí)，波峰出口需具有熱風(fēng)流，以確保排除可能形成的橋接。在板的底部裝上表面貼裝元件后，有時(shí)，補(bǔ)償焊劑或在后面形成的“苛刻的波峰”區(qū)域的氣泡，而進(jìn)行的波峰整平之前，使用湍流芯片波峰。湍流波峰的高豎直速度有助于保證焊料與引線或焊盤的接觸。在整平的層流波峰后面的振動(dòng)部分也可用來消除氣泡，保證焊料實(shí)現(xiàn)滿意的接觸組件。 焊接工作站基本上應(yīng)做到：高純度焊料(按標(biāo)準(zhǔn))、波峰溫度(230250)、接觸波峰的總時(shí)間(35秒鐘)、印

18、制板浸入波峰中的深度(5080)，實(shí)現(xiàn)平行的傳送軌道和在波峰與軌道平行狀態(tài)下錫鍋中焊劑含量。3 波峰焊接后的冷卻通常在波峰焊機(jī)的尾部增設(shè)冷卻工作站。為的是限制銅錫金屬間化合物形成焊點(diǎn)的趨勢(shì)，另一個(gè)原因是加速組件的冷卻，在焊料沒有完全固化時(shí)，避免板子移位。快速冷卻組件，以限制敏感元件暴露于高溫下。然而，應(yīng)考慮到侵蝕性冷卻系統(tǒng)對(duì)元件和焊點(diǎn)的熱沖擊的危害性。一個(gè)控制良好的“柔和穩(wěn)定的”、強(qiáng)制氣體冷卻系統(tǒng)應(yīng)不會(huì)損壞多數(shù)組件。使用這個(gè)系統(tǒng)的原因有兩個(gè)：能夠快速處理板，而不用手夾持，并且可保證組件溫度比清洗溶液的溫度低。人們所關(guān)心的是后一個(gè)原因，其可能是造成某些焊劑殘?jiān)鹋莸脑?。另一種現(xiàn)象是有時(shí)會(huì)出現(xiàn)與

19、某些焊劑浮渣產(chǎn)生反應(yīng)的現(xiàn)象，這樣，使得殘余物“清洗不掉”。在保證焊接工作站設(shè)置的數(shù)據(jù)滿足所有的機(jī)器、所有的設(shè)計(jì)、采用的所有材料及工藝材料條件和要求方面沒有哪個(gè)定式能夠達(dá)到這些要求。必須了解整個(gè)工藝過程中的每一步操作。4 結(jié)論總之，要獲得最佳的焊接質(zhì)量，滿足用戶的需求，必須控制焊接前、焊接中的每一工藝步驟，因?yàn)镾MT的整個(gè)組裝工藝的每一步驟都互相關(guān)聯(lián)、互相作用，任一步有問題都會(huì)影內(nèi)到整體的可靠性和質(zhì)量。焊接操作也是如此，所以應(yīng)嚴(yán)格控制所有的參數(shù)、時(shí)間/溫度、焊料量、焊劑成分及傳送速度等等。對(duì)焊接中產(chǎn)生的缺陷，應(yīng)及早查明起因，進(jìn)行分析，采取相應(yīng)的措施，將影響質(zhì)量的各種缺陷消滅在萌芽狀態(tài)之中。這樣，

20、才能保證生產(chǎn)出的產(chǎn)品都符合技術(shù)規(guī)范。三、回流焊的發(fā)展趨勢(shì) 最近幾年來，隨著眾多電子產(chǎn)品往小型，輕型，高密度方向發(fā)展，特別是手持設(shè)備的大量使用，在元器件材料工藝方面都對(duì)原有SMT技術(shù)提出了重大的挑戰(zhàn)，也因此使SM得致到了飛速發(fā)展的機(jī)會(huì)。IC發(fā)展到0.5mm，0.4mm.0.3mm腳距；BGA已被廣泛采用，CSP也嶄露頭角，并呈現(xiàn)也快速上漲趨勢(shì)。析料上免清洗低殘留錫膏得到廣泛用。所有這些都給回流焊工藝提出了新的要求，一個(gè)總的趨勢(shì)就是要求回流焊采用更先進(jìn)的熱傳遞方式，達(dá)到節(jié)約能源，均勻溫度，適合雙面板PCB和新型器件封裝方式的焊接要求，并逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)波峰焊的全面代替。下面就對(duì)此作一簡(jiǎn)要回顧。1. 充氮

21、回流焊在回流焊中使用惰性氣體保護(hù)，已經(jīng)有一段時(shí)間了，并已得到較大范圍的應(yīng)用，由于價(jià)格的考慮，一般都是選擇氮?dú)獗Ｗo(hù)。氮?dú)饣亓骱赣幸韵聝?yōu)點(diǎn)。1） 防止減少氧化2） 提高焊接潤(rùn)濕力，加快潤(rùn)濕速度3） 減少錫球的產(chǎn)生，避免橋接，得到列好的焊接質(zhì)量特別重要的是，可以使用更低活性助焊劑的錫膏，同時(shí)也能提高焊點(diǎn)的性能，減少基材的變色，但是它的缺點(diǎn)是成本明顯的增加，這個(gè)增加的成本隨氮?dú)獾挠昧慷黾樱?dāng)你需要爐內(nèi)達(dá)到1000ppm含氧量與50ppm含氧量，對(duì)氮?dú)獾男枨笫怯刑烊乐畡e的。現(xiàn)在的錫膏制造廠商都在致力于開發(fā)在較高含氧量的氣氛中就能進(jìn)行良好的焊接的免洗焊膏，這樣就可以減少氮?dú)獾南?。?duì)于中回流焊中引入氮?dú)?/p>

22、，必須進(jìn)行成本收益分析，它的收益包括產(chǎn)品的良率，品質(zhì)的改善，返工或維修費(fèi)的降低等等，完整無誤的分析往往會(huì)揭示氮?dú)庖氩]有增加最終成本，相反，我們卻能從中收益。在目前所使用的大多數(shù)爐子都是強(qiáng)制熱風(fēng)循環(huán)型的，在這種爐子中控制氮?dú)獾南牟皇侨菀椎氖?。有幾種方法來減少氮?dú)獾南牧浚瑴p少爐子進(jìn)出口的開口面積，很重要的一點(diǎn)就是要用隔板，卷簾或類似的裝置來阻擋沒有用到的那部分進(jìn)出口的空間，另外一種方式是利用熱的氮?dú)鈱颖瓤諝廨p且不易混合的原理，在設(shè)計(jì)爐的時(shí)候就使得加熱腔比進(jìn)出口都高，這樣加熱腔內(nèi)形成自然氮?dú)鈱?，減少了氮?dú)獾难a(bǔ)償量并維護(hù)在要求的純度上。2. 雙面回流焊雙面PCB已經(jīng)相當(dāng)普及，并在逐漸變得復(fù)那時(shí)

23、起來，它得以如此普及，主要原因是它給設(shè)計(jì)者提供了極為良好的彈性空間，從而設(shè)計(jì)出更為小巧，緊湊的低成本的產(chǎn)品。到今天為止，雙面板一般都有通過回流焊接上面（元件面），然后通過波峰焊來焊接下面（引腳面）。目前的一個(gè)趨勢(shì)傾向于雙面回流焊，但是這個(gè)工藝制程仍存在一些問題。大板的底部元件可能會(huì)在第二次回流焊過程中掉落，或者底部焊接點(diǎn)的部分熔融而造成焊點(diǎn)的可靠性問題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有幾種方法來實(shí)現(xiàn)雙面回流焊：一種是用膠來粘住第一面元件，那當(dāng)它被翻過來第二次進(jìn)入回流焊時(shí)元件就會(huì)固定在位置上而不會(huì)掉落，這個(gè)方法很常用，但是需要額外的設(shè)備和操作步驟，也就增加了成本。第二種是應(yīng)用不同熔點(diǎn)的焊錫合金，在做第一面是用較高熔點(diǎn)

24、的合金而在做第二面時(shí)用低熔點(diǎn)的合金，這種方法的問題是低熔點(diǎn)合金選擇可能受到最終產(chǎn)品的工作溫度的限制，而高熔點(diǎn)的合金則勢(shì)必要提高回流焊的溫度，那就可能會(huì)對(duì)元件與PCB本身造成損傷。對(duì)于大多數(shù)元件，熔接點(diǎn)熔錫表面張力足夠抓住底部元件話形成高可靠性的焊點(diǎn)，元件重量與引腳面積之比是用來衡量是否能進(jìn)行這種成功焊接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，通常在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)使用30g/in2這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，第三種是在爐子低部吹冷風(fēng)的方法，這樣可以維持PCB底部焊點(diǎn)溫度在第二次回流焊中低于熔點(diǎn)。但是潛在的問題是由于上下面溫差的產(chǎn)生，造成內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，需要用有效的手段和過程來消除應(yīng)力，提高可靠性。以上這些制程問題都不是很簡(jiǎn)單的。但是它們正在被成功解決之

25、中。勿容置疑，在未來的幾年，雙面板會(huì)斷續(xù)在數(shù)量上和復(fù)雜性性上有很大發(fā)展。3. 通孔回流焊通孔回流焊有時(shí)也稱作分類元件回流焊，正在逐漸興起。它可以去除波峰焊環(huán)節(jié)，而成為PCB混裝技術(shù)中的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)。一個(gè)最大的好處就是可以在發(fā)揮表面貼裝制造工藝的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)使用通孔插件來得到較好的機(jī)械聯(lián)接強(qiáng)度。對(duì)于較大尺寸的PCB板的平整度不能夠使所有表面貼裝元器件的引腳都能和焊盤接觸，同時(shí)，就算引腳和焊盤都能接觸上，它所提供的機(jī)械強(qiáng)度也往往是不夠大的，很容易在產(chǎn)品的使用中脫開而成為故障點(diǎn)。盡管通孔回流焊可發(fā)取得償還好處，但是在實(shí)際應(yīng)用中仍有幾個(gè)缺點(diǎn)，錫膏量大，這樣會(huì)增加因助焊劑的揮了冷卻而產(chǎn)生對(duì)機(jī)器污染的程度，

26、需要一個(gè)有效的助焊劑殘留清除裝置。另外一點(diǎn)是許多連接器并 沒有設(shè)計(jì)成可以承受回流焊的溫度，早期基于直接紅外加熱的爐子已不能適用，這種爐子缺少有效的熱傳遞效率來處理一般表面貼裝元件與具有復(fù)雜幾何外觀的通孔連接器同在一塊PCB上的能力。只有大容量的具有高的熱傳遞的強(qiáng)制對(duì)流爐子，才有可能實(shí)現(xiàn)通孔回流，并且也得到實(shí)踐證明，剩下的問題就是如何保證通孔中的錫膏與元件腳有一個(gè)適當(dāng)?shù)幕亓骱笢囟惹€。 隨著工藝與元件的改進(jìn)，通孔回流焊也會(huì)越來越多被應(yīng)用。4. 無鉛回流焊出于對(duì)環(huán)保的考慮，鉛在21世紀(jì)將會(huì)被嚴(yán)格限用。雖然電子工業(yè)中用鉛較極小，不到全部用量1，但也屬于禁用之列，在未來的幾年中將會(huì)被逐步淘汰?，F(xiàn)在正在

27、開發(fā)可靠而又經(jīng)濟(jì)的無鉛焊料。目前開發(fā)出多種替代品一般都具有比錫鉛合金高40C左右的熔點(diǎn)溫度，這就意味著回流焊必須在更高的溫度下進(jìn)行。氮?dú)獗Ｗo(hù)可以部分消附除因溫度提高而增加的氧化和對(duì)PCB本身的損傷。不過工業(yè)界大概必須經(jīng)這一個(gè)痛苦的學(xué)習(xí)期來解決所遇到的問題，工盡快應(yīng)用該制程，時(shí)間已經(jīng)所省不多，現(xiàn)在所使用的許多爐子被設(shè)計(jì)成高不超出3000C的作業(yè)溫度，對(duì)于無鉛焊料或非共溶點(diǎn)焊錫（用于BGA，雙面板等）來講，則需要更高的爐子溫度，這些新的制程通常要求回流區(qū)中的溫度達(dá)到3500C4000C，爐子的設(shè)計(jì)必須更改以滿足這樣的要求，機(jī)器中的熱敏感部件必須被修改，或者要采取措施防止熱量向這些部件傳遞。5. 連

28、續(xù)柔性板回流焊特殊的爐子已經(jīng)被開發(fā)出來處理貼裝有SMT元件的連續(xù)柔性板。與普通回流爐最大不同點(diǎn)是這種爐子需要特制的軌道來傳遞柔性板。當(dāng)然，這種爐子也需要能處理連續(xù)板的問題。對(duì)于分離的PCB板來講，爐中的流量與前幾段工位的狀況無依賴關(guān)系，但是對(duì)于成卷連續(xù)的柔性板，柔性板在整條線上是連續(xù)的，線上任何一個(gè)特殊問題，停頓就意味著全線必須停頓，這樣就產(chǎn)生一個(gè)特殊問題，停頓在爐子中的部分會(huì)因過熱而損壞，因此，這樣的爐子必須具備應(yīng)變隨機(jī)停頓的能力，繼續(xù)處理完該段柔性板，并在全線恢復(fù)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)回到正常工作狀態(tài)。6.垂直烘爐技術(shù)市場(chǎng)對(duì)于縮小體積的需求，使CSP（如FLIP CHIP）得到較多應(yīng)用，這樣元件貼裝后

29、具有更小的占地面積和更高的信號(hào)傳遞速率。填充或灌膠被用來加強(qiáng)焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)使其能抵受住由于硅片與PCB材料的熱膨脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力，一般常會(huì)采用上滴或圍填法來把晶片用膠封起來。許多這樣的封裝膠都需要很長(zhǎng)的固化時(shí)間，對(duì)于在線生產(chǎn)的爐子來講是不現(xiàn)實(shí)的，通常會(huì)使用成批處理的烘爐，但是垂直烘爐已經(jīng)被證明可以成功地進(jìn)行固化過程，并且其溫度曲線比普通回流爐更為簡(jiǎn)單，垂直烘爐使用一個(gè)PCB傳輸系統(tǒng)來扮演緩沖區(qū)/堆積區(qū)的作用，這樣就延長(zhǎng)了PCB板在一個(gè)小占地面積的烘爐中駐留的時(shí)間。四、BGA焊接隨著手機(jī)的體積越來越小， 內(nèi)部的集成程度也越來越高，而且現(xiàn)在的手機(jī)中幾乎都采用了球柵陣列封裝模塊，也就是我們通常所說

30、的BGA。這種模塊是以貼片形式焊接在主板上的。對(duì)維修人員來說，熟練的掌握熱風(fēng)槍，成為修復(fù)這種模塊的必修課程。1。BGA模塊的耐熱程度以及熱風(fēng)槍溫度的調(diào)節(jié)技巧， BGA模塊利用封裝的整個(gè)底部來與電路板連接。不是通過管腳焊接，而是利用焊錫球來焊接。模塊縮小了體積， 手機(jī)也就相對(duì)的縮小了體積， 但這種模塊的封裝形式也決定了比較容易虛焊的特性，手機(jī)廠家為了加固這種模塊，往往采用滴膠方法。這就增加了維修的難度。對(duì)付這種膠封模塊，我們要用熱風(fēng)槍吹很長(zhǎng)時(shí)間才能取下模塊，往往在吹焊過程中， 拆焊的溫度掌握不好，模塊拆下來也因?yàn)闇囟忍叨鴵p壞了。 那么怎樣有效的調(diào)節(jié)風(fēng)槍溫度。即能拆掉模塊又損壞不了呢！跟大家說幾

31、種機(jī)型中常用的BGA模塊的耐熱溫度和焊接時(shí)要注意的事項(xiàng)。 摩托羅拉V998的CPU,大家肯定很熟悉吧，這種模塊大多數(shù)是用膠封裝的。這種模塊的耐熱程度比較高， 風(fēng)槍溫度一般不超過400度不會(huì)損壞它，我們對(duì)其拆焊時(shí)可以調(diào)節(jié)風(fēng)槍溫度到350-400度，均勻的對(duì)其表面進(jìn)行加熱，等CPU下有錫球冒出的時(shí)候，說明底下的焊錫已經(jīng)全部融化，這時(shí)就可以用鑷子輕輕的撬動(dòng)它，從而安全的取下 。跟這種模塊的焊接方法差不多的模塊還用諾基亞8210/3310系列的CPU,不過這種CPU封裝用的膠不太一樣，大家要注意拆焊時(shí)封膠對(duì)主板上引腳的損害。 西門子3508音頻模塊和1118的CPU。這兩種模塊是直接焊接在主板上的，

32、但它們的耐熱程度很差，一般很難承受350度以上的高溫，尤其是1118的cpu.焊接時(shí)一般不要超過300度。我們焊接時(shí)可以在好CPU上放一塊壞掉的CPU.從而減少直接吹焊模塊引起的損害。吹焊時(shí)間可能要長(zhǎng)一些， 但成功率會(huì)高一些。2，主板上面掉點(diǎn)后的補(bǔ)救方法。 剛開始維修的朋友，在拆用膠封裝的模塊時(shí)，肯定會(huì)碰到主板上掉點(diǎn)。如過掉的焊點(diǎn)不是很多，我們可以用連線做點(diǎn)的方法來修復(fù)，在修復(fù)這種掉點(diǎn)的故障中，我用天目公司出的綠油做為固定連線的固化劑。主板上掉的點(diǎn)基本上有兩種，一種是在主板上能看到引腳，這樣的比較好處理一些，直接用線焊接在引腳上，保留一段合適的線做成一個(gè)圓型放在掉點(diǎn)位置上即可，另一種是過孔式焊

33、點(diǎn)，這種比較難處理一些，先用小刀將下面的引腳挖出來，再用銅線做成焊點(diǎn)大小的圈，放在掉點(diǎn)的位置。再加上一個(gè)焊錫球，用風(fēng)槍加熱。從而使圈和引腳連在一起。 接下來就是用綠油固化了，涂在處理好的焊盤上，用放大鏡在太陽下聚光照上幾秒鐘，固化程度比用熱風(fēng)槍加熱一天的還要好。 主板上掉了焊點(diǎn)， 我們用線連好，清理干凈后。在需要固定或絕緣的地方涂上綠油，拿到外面，用放大鏡照太陽聚光照綠油。幾秒鐘就固化。3.焊盤上掉點(diǎn)時(shí)的焊接方法。 焊盤上掉點(diǎn)后，先清理好焊盤， 在植好球的模塊上吹上一點(diǎn)松香，然后放在焊盤上， 注意不要放的太正， 要故意放的歪一點(diǎn)， 但不要歪的太厲害，然后加熱，等模塊下面的錫球融化后，模塊會(huì)自動(dòng)

34、調(diào)正到焊盤上， 焊接時(shí)要注意不要擺動(dòng)模塊。 另外，在植錫時(shí)，如果錫漿太薄， 可以取出一點(diǎn)放在餐巾紙，把助焊劑吸到紙上， 這樣的錫漿比較好用！五、為什么板子經(jīng)過回流焊爐時(shí)，底面已焊好的元件不會(huì)掉下去？初級(jí)問題，見笑了。我不太明白，只是看見有些比較大的表面安裝的連接器之類的需要用膠粘一下，其他的為什么就不會(huì)掉下去？謝謝。1. 因?yàn)樵骷淖灾卮笥诤父嗟膹埩Γㄎ搅Γ?. 因?yàn)殄a膏熔化時(shí)有一定的表面張力，能承受較小元件的重力。3. 可能是溶劑沒有揮發(fā)乾淨(jìng)，餘錫膏接觸了，改變了錫膏的特性4. 其實(shí)屬于物理學(xué)的范疇多些(融化的錫的表面張力和零件的本體重量)和材料與制程方面的關(guān)系較少,其實(shí)在DESIGN時(shí)

35、你的RD就該考量建議點(diǎn)膠,有些東西是沒有辦法的,不然點(diǎn)膠機(jī)和點(diǎn)膠臺(tái)就不會(huì)賣的那么好了以上純屬個(gè)人觀點(diǎn)(歡迎大家探討)六、工藝經(jīng)典十大步驟第一步驟：制程設(shè)計(jì)表面黏著組裝制程，特別是針對(duì)微小間距組件，需要不斷的監(jiān)視制程，及有系統(tǒng)的檢視。舉例說明，在美國(guó)，焊錫接點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù) IPC-A-620及國(guó)家焊錫標(biāo)準(zhǔn) ANSI / J-STD-001。了解這些準(zhǔn)則及規(guī)范后，設(shè)計(jì)者才能研發(fā)出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需求的產(chǎn)品。量產(chǎn)設(shè)計(jì)量產(chǎn)設(shè)計(jì)包含了所有大量生產(chǎn)的制程、組裝、可測(cè)性及可*性，而且是以書面文件需求為起點(diǎn)。一份完整且清晰的組裝文件，對(duì)從設(shè)計(jì)到制造一系列轉(zhuǎn)換而言，是絕對(duì)必要的也是成功的保證。其相關(guān)文件及CAD數(shù)

36、據(jù)清單包括材料清單(BOM)、合格廠商名單、組裝細(xì)節(jié)、特殊組裝指引、PC板制造細(xì)節(jié)及磁盤內(nèi)含 Gerber數(shù)據(jù)或是 IPC-D-350程序。在磁盤上的CAD數(shù)據(jù)對(duì)開發(fā)測(cè)試及制程冶具，及編寫自動(dòng)化組裝設(shè)備程序等有極大的幫助。其中包含了X-Y軸坐標(biāo)位置、測(cè)試需求、概要圖形、線路圖及測(cè)試點(diǎn)的X-Y坐標(biāo)。PC板品質(zhì)從每一批貨中或某特定的批號(hào)中，抽取一樣品來測(cè)試其焊錫性。這PC板將先與制造廠所提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)及IPC上標(biāo)定的質(zhì)量規(guī)范相比對(duì)。接下來就是將錫膏印到焊墊上回焊，如果是使用有機(jī)的助焊劑，則需要再加以清洗以去除殘留物。在評(píng)估焊點(diǎn)的質(zhì)量的同時(shí)，也要一起評(píng)估PC板在經(jīng)歷回焊后外觀及尺寸的反應(yīng)。同樣的檢驗(yàn)

37、方式也可應(yīng)用在波峰焊錫的制程上。組裝制程發(fā)展這一步驟包含了對(duì)每一機(jī)械動(dòng)作，以肉眼及自動(dòng)化視覺裝置進(jìn)行不間斷的監(jiān)控。舉例說明，建議使用雷射來掃描每一PC板面上所印的錫膏體積。在將樣本放上表面黏著組件(SMD) 并經(jīng)過回焊后，品管及工程人員需一一檢視每組件接腳上的吃錫狀況，每一成員都需要詳細(xì)紀(jì)錄被動(dòng)組件及多腳數(shù)組件的對(duì)位狀況。在經(jīng)過波峰焊錫制程后，也需要在仔細(xì)檢視焊錫的均勻性及判斷出由于腳距或組件相距太近而有可能會(huì)使焊點(diǎn)產(chǎn)生缺陷的潛在位置。細(xì)微腳距技術(shù)細(xì)微腳距組裝是一先進(jìn)的構(gòu)裝及制造概念。組件密度及復(fù)雜度都遠(yuǎn)大于目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品，若是要進(jìn)入量產(chǎn)階段，必須再修正一些參數(shù)后方可投入生產(chǎn)線。舉例說明，細(xì)

38、微腳距組件的腳距為 0.025“或是更小，可適用于標(biāo)準(zhǔn)型及ASIC組件上。對(duì)這些組件而言其工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有非常寬的容許誤差，就(如圖一)所示。正因?yàn)榻M件供貨商彼此間的容許誤差各有不同，所以焊墊尺寸必須要為此組件量身定制，或是進(jìn)行再修改才能真正提高組裝良率。圖一、微細(xì)腳距組件之焊墊應(yīng)有最小及最大之誤差容許值焊墊外型尺寸及間距一般是遵循 IPC-SM-782A的規(guī)范。然而，為了達(dá)到制程上的需求，有些焊墊的形狀及尺寸會(huì)和這規(guī)范有些許的出入。對(duì)波峰焊錫而言其焊墊尺寸通常會(huì)稍微大一些，為的是能有比較多的助焊劑及焊錫。對(duì)于一些通常都保持在制程容許誤差上下限附近的組件而言，適度的調(diào)整焊墊尺寸是有其必要的。表面黏著

39、組件放置方位的一致性盡管將所有組件的放置方位，設(shè)計(jì)成一樣不是完全必要的，但是對(duì)同一類型組件而言，其一致性將有助于提高組裝及檢視效率。對(duì)一復(fù)雜的板子而言有接腳的組件，通常都有相同的放置方位以節(jié)省時(shí)間。原因是因?yàn)榉胖媒M件的抓頭通常都是固定一個(gè)方向的，必須要旋轉(zhuǎn)板子才能改變放置方位。致于一般表面黏著組件則因?yàn)榉胖脵C(jī)的抓頭能自由旋轉(zhuǎn)，所以沒有這方面的問題。但若是要過波峰焊錫爐，那組件就必須統(tǒng)一其方位以減少其暴露在錫流的時(shí)間。一些有極性的組件的極性，其放置方向是早在整個(gè)線路設(shè)計(jì)時(shí)就已決定，制程工程師在了解其線路功能后，決定放置組件的先后次序可以提高組裝效率，但是有一致的方向性或是相似的組件都是可以增進(jìn)其

40、效率的。若是能統(tǒng)一其放置方位，不僅在撰寫放置組件程序的速度可以縮短，也同時(shí)可以減少錯(cuò)誤的發(fā)生。一致(和足夠)的組件距離全自動(dòng)的表面黏著組件放置機(jī)一般而言是相當(dāng)精確的，但設(shè)計(jì)者在嘗試著提高組件密度的同時(shí)，往往會(huì)忽略掉量產(chǎn)時(shí)復(fù)雜性的問題。舉例說明，當(dāng)高的組件太*近一微細(xì)腳距的組件時(shí)，不僅會(huì)阻擋了檢視接腳焊點(diǎn)的視線也同時(shí)阻礙了重工或重工時(shí)所使用的工具。波峰焊錫一般使用在比較低、矮的組件如二極管及晶體管等。小型組件如SOIC等也可使用在波峰焊錫上，但是要注意的是有些組件無法承受直接暴露在錫爐的高熱下。為了確保組裝質(zhì)量的一致性，組件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。為保證焊錫能接觸到每一個(gè)接點(diǎn)

41、，高的組件要和低、矮的組件，保持一定的距離以避免遮蔽效應(yīng)。若是距離不足，也會(huì)妨礙到組件的檢視和重工等工作。工業(yè)界已發(fā)展出一套標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在表面黏著組件。如果有可能，盡可能使用符合標(biāo)準(zhǔn)的組件，如此可使設(shè)計(jì)者能建立一套標(biāo)準(zhǔn)焊墊尺寸的數(shù)據(jù)庫，使工程師也更能掌握制程上的問題。設(shè)計(jì)者可發(fā)現(xiàn)已有些國(guó)家建立了類似的標(biāo)準(zhǔn)，組件的外觀或許相似，但是其組件之引腳角度卻因生產(chǎn)國(guó)家之不同而有所差異。舉例說明， SOIC組件供應(yīng)者來自北美及歐洲者都能符合EIZ標(biāo)準(zhǔn)，而日本產(chǎn)品則是以EIAJ為其外觀設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。要注意的是就算是符合EIAJ標(biāo)準(zhǔn)，不同公司生產(chǎn)的組件其外觀上也不完全相同。為提高生產(chǎn)效率而設(shè)計(jì)組裝板子可以是相當(dāng)簡(jiǎn)單，

42、也可是非常復(fù)雜，全視組件的形態(tài)及密度來決定。一復(fù)雜的設(shè)計(jì)可以做成有效率的生產(chǎn)且減少困難度，但若是設(shè)計(jì)者沒注意到制程細(xì)節(jié)的話，也會(huì)變得非常的困難的。組裝計(jì)劃必須一開始在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到。通常只要調(diào)整組件的位置及置放方位，就可以增加其量產(chǎn)性。若是一PC板尺寸很小，具不規(guī)則外形或有組件很*近板邊時(shí)，可以考慮以連板的形式來進(jìn)行量產(chǎn)。測(cè)試及修補(bǔ)通常使用桌上小型測(cè)試工具來偵測(cè)組件或制程缺失是相當(dāng)不準(zhǔn)確且費(fèi)時(shí)的，測(cè)試方式必須在設(shè)計(jì)時(shí)就加以考慮進(jìn)去。例如，如要使用ICT測(cè)試時(shí)就要考慮在線路上，設(shè)計(jì)一些探針能接觸的測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)有事先寫好的程序，可對(duì)每一組件的功能加以測(cè)試，可指出那一組件是故障或是放置錯(cuò)誤

43、，并可判別焊錫接點(diǎn)是否良好。在偵測(cè)錯(cuò)誤上還應(yīng)包含組件接點(diǎn)間的短路，及接腳和焊墊之間的空焊等現(xiàn)象。若是測(cè)試探針無法接觸到線路上每一共通的接點(diǎn)(common junction)時(shí)，則要個(gè)別量測(cè)每一組件是無法辦到的。特別是針對(duì)微細(xì)腳距的組裝，更需要依賴自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備的探針，來量測(cè)所有線路上相通的點(diǎn)或組件間相聯(lián)的線。若是無法這樣做，那退而求其次致少也要通過功能測(cè)試才可以，不然只有等出貨后顧客用壞了再說。ICT測(cè)試是依不用產(chǎn)品制作不同的冶具及測(cè)試程序，若在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到測(cè)試的話，那產(chǎn)品將可以很容易的檢測(cè)每一組件及接點(diǎn)的質(zhì)量。(圖二)所示為可以目視看到的焊錫接點(diǎn)不良。然而，錫量不足及非常小的短路則只有依賴

44、電性測(cè)試來檢查。圖二、焊點(diǎn)缺陷，以目視檢測(cè)，包括因接腳共平面問題所造成的空焊及短路，自動(dòng)測(cè)試機(jī)在發(fā)現(xiàn)肉眼無法檢測(cè)出的缺陷時(shí)，是有其存在的必要的。由于第一面及第二面的組件密度可能完全相同，所以傳統(tǒng)所使用的測(cè)試方式可能無法偵測(cè)全部錯(cuò)誤。盡管在高密度微細(xì)腳距的PC板上有小的導(dǎo)通孔(via)墊可供探針接觸，但一般仍會(huì)希望加大此導(dǎo)通孔墊以供使用。決定最有效率之組裝對(duì)所有的產(chǎn)品都提供相同的組裝程序是不切實(shí)際的。對(duì)于不同組件、不同密度及復(fù)雜性的產(chǎn)品組裝，至少會(huì)使用二種以上的組裝過程。至于更困難的微細(xì)腳距組件組裝，則需要使用不同的組裝方式以確保效率及良率。整個(gè)產(chǎn)品上組件密度的升高及高比率使用微細(xì)腳距組件都將使

45、得組裝(測(cè)試及檢視)的困難度大幅提高。有些方式可供選擇：表面黏著組件在單面或雙面、表面黏著組件及微細(xì)腳距組件在單面或雙面。當(dāng)制程復(fù)雜度升高時(shí)，費(fèi)用也隨之上升。舉例說明，在設(shè)計(jì)微細(xì)腳距組件于一面或雙面之前，設(shè)計(jì)者必須了解到此一制程的困難度及所需費(fèi)用。另一件則是混載制程。PC板通常都是采用混載制程，也就是包含了穿孔組件在板子上。在一自動(dòng)化生產(chǎn)在線，表面黏著組件是以回焊為主要方式，而有接腳的組件則是以波峰焊錫法為主。在這時(shí)有接腳的組件，就必須等回焊組件都上完后再進(jìn)行組裝?；睾负附踊睾负附邮鞘褂缅a、鉛合金為成份的錫膏。這錫膏再以非接觸的加熱方式如紅外線、熱風(fēng)等，將其加熱液化。波峰焊錫法可用來焊接有接腳

46、組件及部份表面黏著組件，但要注意的是，這些組件必須先以環(huán)氧樹脂固定，才能暴露在熔融的錫爐里。以下幾種聯(lián)機(jī)生產(chǎn)方式可供參考：回焊焊接、雙面回焊焊接、回焊/波峰焊錫、雙面回焊/波峰焊錫、雙面回焊/選擇性波峰焊錫等方式。回焊/波峰焊錫及雙面回焊/波峰焊錫，需要先用環(huán)氧樹脂將第二面的表面黏著組件全部固定起來(組件會(huì)暴露在熔融的錫中)。設(shè)計(jì)者在使用主動(dòng)組件于波峰焊錫中要特別的注意。選擇性波峰焊錫法，是先用簡(jiǎn)單的冶具將先前以回焊方式裝上的組件遮蔽起來，再去過錫爐。這種方式可以把組件以冶具保護(hù)起來，只露出部份選擇性區(qū)域來通過熔融的錫。這方法還需要考慮到兩種不同的組件(表面黏著組件及插件式組件)之間的距離，是

47、否能確保足夠的流錫能不受限制的流到焊點(diǎn)。較高的組件(高于3mm)最好是放到第一面，以免增加冶具的厚度(如圖三所示)。圖三、在雙面回焊后使用選擇性波峰焊錫時(shí)，表面黏著組件和插件式組件接腳要保持一定的距離，以確保錫流能順利流過這些焊點(diǎn)。魯柏特方式(Ruppert process)提供制程工程師，一次就將回焊組件及插件式組件焊接好的方式。將一計(jì)算過的錫膏量放置到每一穿孔焊墊的四周。當(dāng)錫膏熔化時(shí)會(huì)自動(dòng)流入穿孔內(nèi)， 填滿孔穴并完成焊接接點(diǎn)。當(dāng)使用這種方式時(shí)組件必須要能承受回焊時(shí)的高溫。冶具開發(fā)文件開發(fā)PC板組裝用冶具需要詳細(xì)如CAD等的數(shù)據(jù)。Gerber file或IPC-D-350用來制作板子的數(shù)據(jù)也

48、常在撰寫機(jī)器程序，開印刷鋼版及制造測(cè)試冶具時(shí)被用到。盡管每一部份所使用的程序兼容性都不同，但全自動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，通常都會(huì)有自動(dòng)轉(zhuǎn)換或翻譯的軟件來把CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成可辨視的格式。使用數(shù)據(jù)的單位包括組裝機(jī)器的程序、印刷鋼版制作、真空冶具制作及測(cè)試冶具等。結(jié)論工程師可能會(huì)使用數(shù)種不同的成熟制程方式，來焊接許多種類的組件到基板上面。有著完整的計(jì)劃及一清晰易懂的組裝流程步驟及需求，設(shè)計(jì)者可以更容易準(zhǔn)備出一符合生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品。提供一好的PC板設(shè)計(jì)及完整且清晰的文件，可以確保組裝質(zhì)量、功能及可*度都能在一定預(yù)算下順利達(dá)到目地。七、回流焊需要什么純度的氮?dú)?摘要：實(shí)驗(yàn)研究了氮?dú)饧兌葘?duì)保護(hù)氣氛回流焊焊點(diǎn)性能的影響

49、。結(jié)果表明，回流過程中保護(hù)氮?dú)庵醒醯暮恐苯佑绊懰纬珊更c(diǎn)的動(dòng)態(tài)性能，而對(duì)焊點(diǎn)的靜態(tài)性能影響不大；隨著氮?dú)庵醒鹾康慕档停◤?000ppm到50ppm），焊點(diǎn)抵抗沖擊開裂的能力增加。推薦回流溫區(qū)的氧含量應(yīng)控制在500ppm以下。采用更純的氮?dú)獗Ｗo(hù)，不僅會(huì)大大增加了保護(hù)氣體的成本，而對(duì)焊點(diǎn)的動(dòng)態(tài)性能影響不大。關(guān)鍵詞：回流焊；保護(hù)氣氛；氣體純度；沖擊性能1.引言隨著無鉛工程的推進(jìn)，很多板卡組裝生產(chǎn)過程相繼采用了保護(hù)氣氛回流焊來提高板卡回流焊點(diǎn)的質(zhì)量。一般認(rèn)為采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣氛可以防止焊接過程中的氧化，提高焊點(diǎn)的內(nèi)在質(zhì)量與可靠性。但是由于制氮設(shè)備的投資和氮?dú)獾纳a(chǎn)成本強(qiáng)烈地依賴于氮?dú)獾募兌?，因此?/p>

50、底采用什么純度的保護(hù)氣氛一直是大家關(guān)注的一個(gè)問題。本文擬從BGA焊點(diǎn)的靜態(tài)強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能來評(píng)價(jià)不同純度的氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛對(duì)焊點(diǎn)性能的影響。2.實(shí)驗(yàn)與裝備回流設(shè)備為BTU 70N；液氮作為氣源，通過蒸發(fā)器將液氮轉(zhuǎn)化為室溫高純氮?dú)猓獨(dú)饧兌冗h(yuǎn)小于20ppm。通過加入微量空氣，獲得不同含氧量的保護(hù)氮?dú)?。用Delta-F 氧分析儀監(jiān)測(cè)回流爐高溫區(qū)（第五溫區(qū)）出口氣體的含氧量，將其分別設(shè)定為：1000ppm、500ppm、 200ppm、50ppm。實(shí)驗(yàn)用組裝板為15X15 腳的BGA封裝芯片和對(duì)應(yīng)的PCB組裝板，均由Topline公司提供?；亓鞴に嚍榻?jīng)過優(yōu)化了的回流曲線。靜態(tài)彎曲試驗(yàn)設(shè)備為INSTRO

51、N mini 44型臺(tái)式萬能試驗(yàn)機(jī)。動(dòng)態(tài)彎曲試驗(yàn)設(shè)備為CEAST型儀器控制的示波沖擊試驗(yàn)機(jī)。圖1 示波沖擊彎曲試驗(yàn)裝置及試樣裝夾示意圖圖1(a)為示波沖擊試驗(yàn)機(jī)，圖1(b)為試樣裝夾示意圖(見下頁)。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的裝夾方式相同，跨距為40mm。靜態(tài)加載時(shí)，壓頭的移動(dòng)速度為2mm/s；沖擊加載時(shí)，沖頭的移動(dòng)速度為3.5m/s。每一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均由5個(gè)試樣取平均值。3.結(jié)果與討論圖2 三點(diǎn)彎曲沖擊負(fù)荷與時(shí)間的關(guān)系曲線圖2為PBGA試驗(yàn)板的三點(diǎn)彎曲沖擊負(fù)荷與時(shí)間的關(guān)系曲線。該曲線可以得到屈服載荷、最大載荷、沖擊斷裂載荷等以及通過監(jiān)測(cè)菊花鏈電阻判斷焊點(diǎn)開裂對(duì)應(yīng)的沖擊負(fù)荷及相應(yīng)的時(shí)間。曲線下所圍的面積S與

52、焊點(diǎn)沖擊斷裂需要的總能量E成正比（EEIEp）。以Pmax為分界點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的時(shí)間為tpmax，可將總的沖擊斷裂能量分解為形成功EI和擴(kuò)展功Ep。同動(dòng)態(tài)彎曲試驗(yàn)一樣，也獲得了試樣在靜態(tài)彎曲試驗(yàn)下的載荷與位移曲線，其中得到焊點(diǎn)開裂時(shí)所對(duì)應(yīng)的載荷。圖3 最大負(fù)荷隨氧含量的變化圖3給出了靜態(tài)與動(dòng)態(tài)彎曲試驗(yàn)中最大負(fù)荷隨氧含量的變化?？梢钥闯?，靜態(tài)彎曲試驗(yàn)最大載荷對(duì)保護(hù)氣氛不敏感，而動(dòng)態(tài)試驗(yàn)卻顯示出采用氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊工藝組裝的板，最大負(fù)荷高于采用壓縮空氣對(duì)流回流焊的板。而對(duì)氧含量低于200ppm氮保護(hù)氣氛，其最大載荷沒有明顯的差別。圖4 沖擊能量隨氧含量的影響明顯可見，EI隨氧含量的降低而增加。以無氮?dú)獗Ｗo(hù)

53、回流焊試樣的EI值最低。雖然回流焊爐內(nèi)氮?dú)庠郊儯更c(diǎn)的質(zhì)量越高，但考慮到高純度的氮?dú)獬杀竞芨摺Ｒ虼?，氮?dú)饧兌冗_(dá)到氧含量低于1000ppm即可使焊點(diǎn)的性能有明顯的提高。圖5 焊點(diǎn)的動(dòng)態(tài)彎曲斷口形貌圖5(a)和圖5(b)顯示的是焊點(diǎn)動(dòng)態(tài)彎曲斷裂的斷口形貌，前者為壓縮空氣對(duì)流回流焊的焊點(diǎn)，后者為氧含量為500ppm的氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊焊點(diǎn)。所有焊點(diǎn)的斷口均位于PCB板焊盤與焊球的焊合界面處，即形成了Cu-Sn中間合金的地方。斷裂裂紋主要沿著Cu-Sn中間合金區(qū)域擴(kuò)展。對(duì)于不同的變形速度，其焊點(diǎn)開裂的方式也不一樣。對(duì)于靜態(tài)彎曲試驗(yàn)，裂紋形成與擴(kuò)展是采用焊點(diǎn)中空洞的形成、長(zhǎng)大、相互連接的形式進(jìn)行。因此，斷口

54、顯示出具有延性斷裂的韌窩狀特征。而對(duì)于高速彎曲變形，焊點(diǎn)的斷裂顯示出強(qiáng)烈的脆性特征，裂紋沿著薄的Cu-Sn中間合金層擴(kuò)展，并伴隨著脆性剝離。斷口為典型的解理斷裂斷口。無保護(hù)氣氛回流焊得到的PBGA焊點(diǎn)與焊盤之間存在著大量的氣孔和雜質(zhì)，而經(jīng)氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊焊點(diǎn)的缺陷明顯減少。這說明，氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊的最大優(yōu)點(diǎn)就是大大減少了焊合界面處的缺陷，從而提高了焊點(diǎn)的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和可靠性。界面之間的雜質(zhì)和氣孔沿著邊緣分布，成為了裂紋源。圖5(a)示出右上方的邊緣處顯示出較多的氣孔和雜質(zhì)，為裂紋的起始部位。從斷口上我們并沒有看到整個(gè)邊緣處的雜質(zhì)分布，僅僅是在裂紋起始部位有雜質(zhì)分布。實(shí)際上，裂紋擴(kuò)展過程中，銅-錫中間合

55、金非常脆，裂紋基本上是沿著中間合金擴(kuò)展的，因此，斷口上看到的擴(kuò)展區(qū)是中間合金層，而不是雜質(zhì)和氣孔集中的部位。4. 結(jié)論所有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)均顯示出氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊組裝PBGA電路板其焊點(diǎn)質(zhì)量和性能比無氮?dú)獗Ｗo(hù)焊點(diǎn)高；焊點(diǎn)的動(dòng)態(tài)彎曲變形試驗(yàn)，可以顯示出焊點(diǎn)的脆性；氮?dú)獗Ｗo(hù)回流焊工藝中，隨著氧含量的降低（從1000ppm到50ppm），PBGA焊點(diǎn)開裂所需要的能量EI增大。氧含量越低，焊點(diǎn)的動(dòng)態(tài)機(jī)械性能越好。推薦回流溫區(qū)的氧含量應(yīng)控制在500ppm以下。采用更純的氮?dú)獗Ｗo(hù)，不僅會(huì)大大增加了保護(hù)氣體的成本，而對(duì)焊點(diǎn)的動(dòng)態(tài)性能影響不大。八、為什么回流焊跑料？過回流焊前檢查好的貼好SMT料的PCB板待過回流焊后

56、,元件跑位同樣的溫度,速度?答：因?yàn)槭牵涸诨亓鳡t里錫在高溫下流動(dòng)，可能是PCB的元件孔大，流動(dòng)的錫水就帶動(dòng)了元件，所以元件就跑位了九、波峰焊波峰焊是指將熔化的軟釬焊料（鉛錫合金），經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,亦可通過向焊料池注入氮?dú)鈦硇纬?，使預(yù)先裝有元器件的印制板通過焊料波峰，實(shí)現(xiàn)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。根據(jù)機(jī)器所使用不同幾何形狀的波峰，波峰焊系統(tǒng)可分許多種。波峰焊流程：將元件插入相應(yīng)的元件孔中 預(yù)涂助焊劑 預(yù)烘（溫度90-1000C，長(zhǎng)度1-1.2m） 波峰焊（220-2400C） 切除多余插件腳 檢查?；亓骱腹に囀峭ㄟ^重新熔化預(yù)先分配到印制板焊

57、盤上的膏狀軟釬焊料，實(shí)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。波峰焊隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)有了新的焊接工藝。以前的是采用錫鉛合金，但是鉛是重金屬對(duì)人體有很大的傷害。于是現(xiàn)在有了無鉛工藝的產(chǎn)生。它采用了*錫銀銅合金*和特殊的助焊劑且焊接接溫度的要求更高更高的預(yù)熱溫度還要說一點(diǎn)在PCB板過焊接區(qū)后要設(shè)立一個(gè)冷卻區(qū)工作站.這一方面是為了防止熱沖擊另一方面如果有ICT的話會(huì)對(duì)檢測(cè)有影響。在大多數(shù)不需要小型化的產(chǎn)品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技術(shù)線路板，比如電視機(jī)、家庭音像設(shè)備以及即將推出的數(shù)字機(jī)頂盒等，仍然都在用穿孔元件，因此需要用到波峰焊。從工藝角度上看，波峰焊機(jī)器

58、只能提供很少一點(diǎn)最基本的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整。1、生產(chǎn)工藝過程線路板通過傳送帶進(jìn)入波峰焊機(jī)以后，會(huì)經(jīng)過某個(gè)形式的助焊劑涂敷裝置，在這里助焊劑利用波峰、發(fā)泡或噴射的方法涂敷到線路板上。由于大多數(shù)助焊劑在焊接時(shí)必須要達(dá)到并保持一個(gè)活化溫度來保證焊點(diǎn)的完全浸潤(rùn)，因此線路板在進(jìn)入波峰槽前要先經(jīng)過一個(gè)預(yù)熱區(qū)。助焊劑涂敷之后的預(yù)熱可以逐漸提升PCB的溫度并使助焊劑活化，這個(gè)過程還能減小組裝件進(jìn)入波峰時(shí)產(chǎn)生的熱沖擊。它還可以用來蒸發(fā)掉所有可能吸收的潮氣或稀釋助焊劑的載體溶劑，如果這些東西不被去除的話，它們會(huì)在過波峰時(shí)沸騰并造成焊錫濺射，或者產(chǎn)生蒸汽留在焊錫里面形成中空的焊點(diǎn)或砂眼。波峰焊機(jī)預(yù)熱段的長(zhǎng)度由產(chǎn)量和傳送帶速度來決定，產(chǎn)量越高，為使板子達(dá)到所需的浸潤(rùn)溫度就需要更長(zhǎng)的預(yù)熱區(qū)。另外，由于雙面板和多層板的熱容量較大，因此它們比單面板需要更高的預(yù)熱溫度。目前波峰焊機(jī)基本上采用熱輻射方式進(jìn)行預(yù)熱，最常用的波峰焊預(yù)熱方法有強(qiáng)制熱風(fēng)對(duì)流、電熱板對(duì)流、電熱棒加熱及紅外加熱等。在這些