電子裝聯工藝技術課件

目錄(mùlù)1、概述2、裝聯前的準備工藝3、印制電路板組裝工藝4、焊接工藝5、清洗工藝6、壓接工藝技術7、電子產品防護與加固工藝8、電子組裝質量控制及檢查9、電纜組裝件制作(zhìzuò)工藝10、整機組裝工藝11、靜電防護工藝12、應用先進標準，指導先進制造技術第一頁，共204頁。電子產品裝聯工藝是指用規(guī)定的電子元器件和零、部（組）經過電子及機械的裝配和連接，使電子產品滿足設計任務書要求的工藝技術。因此，沒有一整套較為先進(xiānjìn)成熟的、可操作性的電子裝聯工藝技術，是不可能保證電子裝聯的高質量和電子產品的可靠性。1概述(ɡàishù)第二頁，共204頁。1.1電子裝聯工藝技術的發(fā)展概況裝聯工藝的發(fā)展階段電子管時代晶體管時代集成電路時代表面安裝時代微組裝時代裝聯工藝技術的三次革命通孔插裝表面安裝微組裝器件封裝技術的發(fā)展電子產品的裝聯工藝是建立在器件封裝形式變化的基礎上，即一種新型器件的出現，必然會創(chuàng)新出一種新的裝聯技術和工藝，從而促進(cùjìn)裝聯工藝技術的進步。QFPBGACSP（μBGA）DCAMCM……小型，超小型器件的出現和推廣應用，促進(cùjìn)了高密度組裝技術的發(fā)展，也模糊了一級封裝和二級組裝之間的界限。同時對電子產品的設計、組裝工藝、組裝設備等提出了更新更高的要求。第三頁，共204頁。第四頁，共204頁。1.2電子產品的分級按IPC-STD-001“電子電氣組裝件焊接要求”標準規(guī)定，根據產品最終使用條件進行分級。1級（通用電子產品）：指組裝完整，以滿足使用功能主要要求的產品。2級（專用服務類電子產品）：該產品具有持續(xù)(chíxù)的性能和持久的壽命。需要不間斷的服務，但不是主要的。通常在最終使用環(huán)境下使用不會失效。3級（高性能電子產品）：指具有持續(xù)(chíxù)的高性能或能嚴格按指令運行的設備和產品，不允許停歇，最終使用環(huán)境異常苛刻。需要時產品必須有效，例如生命救治和其它關鍵的設備系統。第五頁，共204頁。1.3電子裝聯工藝的組成隨著電子技術的不斷發(fā)展和新型元器件的不斷出現，電子裝聯技術也在不斷變化和發(fā)展。電子裝聯工藝的組成電子裝聯工藝的質量(zhìliàng)控制第六頁，共204頁。電子(diànzǐ)裝聯工藝的組成第七頁，共204頁。電子裝聯質量(zhìliàng)控制第八頁，共204頁。2.1元器件引線的可焊性檢查可焊性是衡量元器件和PCB焊接部位是否可以順利發(fā)生焊接過程的重要特征之一，是保證焊點質量(zhìliàng)，防止焊點缺陷的重要條件。可焊性檢查主要有以下三種方法焊槽法（垂直浸漬法）焊球法（潤濕時間法）潤濕稱量法（GB/T2423.32-2008）IEC60068-2-58試驗Td：表面安裝元器件的可焊性、金屬化層耐熔蝕和耐焊接熱標準試驗條件：可焊性試驗溫度235℃耐焊接熱試驗溫度260℃2裝聯前的準備(zhǔnbèi)工藝第九頁，共204頁。2.2元器件引線搪錫工藝錫和錫鉛合金為最佳的可焊性鍍層，其厚度為5～7μm。鍍金引線的搪錫（除金）：金鍍層是抗氧化性很強的鍍層，與SnPb焊料有很好的潤濕性，但直接焊接金鍍層時，SnPb合金對金鍍層產生強烈的溶解作用，金與焊料中的Sn金屬結合(jiéhé)生成AuSn4合金，枝晶狀結構，其性能變脆，機械強度下降。為防止金脆現象出現，鍍金引線在焊接前必須經過搪錫除金處理。第十頁，共204頁。2.3IPC-J-STD-001D對鍍金引線除金的規(guī)定對于具有2.5μm或更厚金層的通孔元件引線，在焊接前，應去除至少95%被焊表面(biǎomiàn)的金層；對于表面(biǎomiàn)貼裝元器件，不管金層厚度為多少，在焊接前，應去除至少95%被焊表面(biǎomiàn)的金層；針對鍍金層厚度大于或等于有2.5μm的元器件，可采用二次搪錫工藝或波峰焊接工藝去除焊接端頭表面(biǎomiàn)的金層。針對采用化學浸鎳金（ENIG）工藝的印制板，印制板表面(biǎomiàn)鍍金層可免除除金要求。第十一頁，共204頁。2.4元器件引線成型工藝要求引線成形一般應有專用工具或設備完成。SMD引線成形必須由專用工裝完成；保持一定的彎曲半徑，以消除應力影響；保持元器件本體或熔接點到彎曲點的最小距離至少(zhìshǎo)為2倍的引線直徑或厚度，但不得小于0.75mm。引線成形后的尺寸與PCB安裝孔孔距相匹配；引線直徑大于1.3mm時，一般不可彎曲成形，小于1.3mm的硬引線（回火處理），也不允許彎曲成形。引線成型后，引線不允許有裂紋或超過直徑10%的變形。扁平封裝器件（如QFP等）應先搪錫后成形。成形不當或不符合要求時，原彎曲半徑在1～2倍引線直徑內，可以矯直后在原處再彎曲一次。第十二頁，共204頁。2.5導線端頭處理工藝要求(yāoqiú)導線端頭絕緣層剝除應使用熱控型剝線工具，限制使用機械（冷）剝線工具。采用機械剝線工具，應采用不可調鉗口的精密剝線鉗，并做到鉗口與導線規(guī)格配合的唯一性。熱剝工藝造成的絕緣層變色是允許的，但不應燒焦發(fā)黑。化學剝除絕緣層僅適用于單股實芯導線的端頭處理，處理后應立即進行中和、清洗；屏蔽導線屏蔽層的處理應符合產品技術要求(yāoqiú)，處理方法應符合有關標準的要求(yāoqiú)。第十三頁，共204頁。2.6PCB組裝(zǔzhuānɡ)前的預處理PCB的復驗組裝(zǔzhuānɡ)前要求第十四頁，共204頁。3.1元器件通孔插裝（THT）3.1.1安裝原則元器件在PCB上安裝的形式多樣，但都必須符合產品質量(zhìliàng)和可靠性要求，遵守有關原則：元器件安裝應滿足產品力學和氣候環(huán)境條件的要求；疏密均勻、排列整齊、不允許立體交叉和重疊；軸向引線元器件必須平行于板面安裝，非軸向引線的元器件原則上不得水平安裝；金屬殼體元器件應能與相鄰印制導線和導體元器件絕緣。元器件之間要保持合理的安全間隙或套套管；大質量(zhìliàng)元器件的加固；大功率元器件的散熱和懸空安裝；熱敏元器件安裝，應遠離發(fā)熱元件或隔熱措施；靜電敏感元器件安裝，采取防靜電措施；元器件安裝后，不得擋住其它元器件引線，以便于拆裝、清洗；3印制電路板組裝(zǔzhuānɡ)工藝第十五頁，共204頁。3.1元器件通孔插裝（THT）3.1.2安裝次序(cìxù)先低后高、先輕后重、先非敏感元器件后敏感元件、先表面安裝后通孔插裝、先分立元器件后集成電路。第十六頁，共204頁。3.1元器件通孔插裝（THT）3.1.3安裝要求安裝高度要符合產品防震、絕緣、散熱等要求及設計文件要求；元器件加固要求：7g、3.5g及設計工藝文件的規(guī)定；接線端子、鉚釘不應作界面或層間連接用，導通孔（金屬化孔）不能安裝元器件；一孔一線，孔徑與引線直徑的合理間隙（0.2～0.4mm）空心鉚釘不能用于電氣連接；元器件之間有至少(zhìshǎo)為1.6mm的安全間距；元器件安裝后，引線伸出板面的長度應為1.5±0.8mm；元器件安裝后，引線端頭采用彎曲連接時，引線彎曲長度為3.5～5.5d；如底面無裸露的電路(印制導線)；元件可貼板安裝(玻璃二極管除外),如底面有裸露電路,至少(zhìshǎo)有0.25mm間距,最大為1mm；元器件安裝應做到不妨礙焊料流向金屬化孔另一面；跨接線應看作軸向引線元件,并符合軸向引線元件的安裝要求;雙列直插IC安裝在導電電路上時,元器件底面離板面的間隙最大為1mm或肩高；陶瓷封裝的雙列IC安裝后,引線可以彎曲30°，每側二根。第十七頁，共204頁。3.1元器件通孔插裝（THT）3.1.4安裝(ānzhuāng)形式水平貼板安裝(ānzhuāng)，水平懸空安裝(ānzhuāng)，立式安裝(ānzhuāng)(非軸向)支架固定，嵌入式安裝(ānzhuāng)(圓殼封裝IC，有高度限制的元器件)第十八頁，共204頁。3.1.5元器件插裝方法(fāngfǎ)手工(shǒugōng)插裝半自動插裝全自動插裝第十九頁，共204頁。3.2元器件表面(biǎomiàn)安裝（SMT）3.2.1SMT的主要內容：

設計：結構尺寸、端子形式、耐焊接熱等；表面組裝元器件制造：各種元器件的制作技術；包裝：編帶式、棒式、托盤、散裝等；電路基板單（多）層印刷電路板、陶瓷、瓷釉金屬板、夾層板等；組裝設計電設計、熱設計、元器件布局、基板圖形布線設計等；組裝材料(cáiliào)：粘接劑、焊料、焊劑、清洗劑等；組裝工藝：組裝方式、組裝工藝流程、焊接技術、檢測技術等；組裝工藝組裝技術：涂覆技術、貼裝技術、焊接技術、清洗技術、檢測技術等；組裝設備：涂覆設備、貼裝機、焊接機、清洗機、測試設備等；組裝系統控制與管理組裝生產線或系統組成、控制與管理等；第二十頁，共204頁。3.2元器件表面(biǎomiàn)安裝（SMT）第二十一頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）3.2.2元器件（SMC/SMD）基本要求：外形(wàixínɡ)適合自動化貼裝要求；尺寸、形狀標準化，并具有良好的互換性；元器件焊端和引腳的可焊性符合要求；符合再流焊和波峰焊的耐高溫焊接條件；可承受有機溶劑的清洗；第二十二頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）選購要求：根據設計和工藝要求，選擇元器件種類、尺寸和封裝形式；元器件包裝形式適合貼裝機自動貼裝；元器件焊端（引腳）應涂鍍厚度不小于7.5μm的錫鉛合金（Sn含量58～68%）；包裝開封后在25±5℃，HR55～70%條件下，在存放48小時內焊接仍能滿足焊接技術要求；元器件在40℃的清洗溶劑中，至少能承受4min的浸泡時間；元器件能承受10個再流焊周期，每個周期為215℃，時間為60s，并能承受在260℃的熔融焊料中10s的浸泡時間；元器件引線歪斜度誤差不大于0.8mm；元器件引線共平面度誤差不大于0.1mm。無鉛元器件鍍層識別（IPC-1066）濕敏器件的處理(chǔlǐ)規(guī)定（IPC-020、IPC-033）第二十三頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）3.2.3印制電路板（PCB）PCB基材一般選用FR4環(huán)氧玻璃纖維板，或FR4改性、FR5板；板面平整度好，翹曲度≤0.75%，安裝陶瓷基板器件的PCB翹曲度≤0.5%；焊盤鍍層光滑平整，一般不采用貴金屬為可焊性保護層；阻焊膜的厚度不大于焊盤的厚度；安裝焊盤可焊性優(yōu)良，表面的潤濕性應大于95%；焊盤圖形符合元器件安裝要求，不允許(yǔnxǔ)采用共用焊盤；PCB能進行再流焊和波峰焊PCB生產后，72小時內應進行真空包裝。第二十四頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）3.2.4焊膏焊膏的技術要求焊膏的成分符合國家標準的要求（GJB32435.3.2.2條）在儲存期內焊膏的性能保持不變焊膏中金屬顆粒與焊劑不分層室溫下連續(xù)印刷時，焊膏不易干燥，印刷性好焊膏粘度要保證印刷時具有良好的脫模性，又要保證良好的觸變性，印刷后焊膏不產生塌陷嚴格控制金屬微粉和金屬氧化物焊料，避免焊接時隨溶劑、氣體揮發(fā)而飛濺(fēijiàn)，形成錫珠焊接時潤濕性良好第二十五頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）焊膏的管理和使用焊膏應儲存在5～10℃的環(huán)境條件(tiáojiàn)下使用前必須經回溫處理，常溫下會溫2～4h使用前應充分攪拌印刷后應及時完成焊接，根據焊膏廠商推薦參數，一般情況下應在4h內完成焊接第二十六頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）焊膏的成分焊料合金（SnPb、SnPbAg等）活化劑（松香、三乙醇胺等）增粘劑（松香醇、聚乙烯等）溶劑(róngjì)（丙三醇、乙二醇等）搖溶性附加劑（石蠟軟膏基劑）第二十七頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）3.2.4焊膏印刷工藝焊膏印刷工藝要求印刷時膏量均勻，一致性好；焊膏圖形清晰，相鄰圖形之間不粘連，并與焊盤圖形基本一致；引腳間距大于0.635mm的器件，印刷的焊膏量一般為0.8mg/m㎡，引腳間距小于0.635mm的器件，印刷焊膏量一般為0.5mg/m㎡；焊膏覆蓋每個焊盤的面積應在75%以上，無明顯(míngxiǎn)塌落，錯位不大于0.2mm，細間距不大于0.1mm；印刷壓力一般選擇為0.3～0.5N/mm，印刷速度為10～25mm/s；嚴格回收焊膏的管理和使用。第二十八頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）3.2.4焊膏印刷工藝印刷網板的驗收要求檢查網框尺寸是否符合印刷機的安裝要求；檢查繃網質量，并檢查網框四周(sìzhōu)的粘接質量；用放大鏡檢查焊盤開口的喇叭口是否向下，開口四周(sìzhōu)內壁是否光滑無毛刺；把PCB放在網板下底面，檢查圖形是否完全對準，有無多孔（不需要的開口）和少孔（遺漏的開口）；

第二十九頁，共204頁。3.2元器件表面安裝(ānzhuāng)（SMT）網板厚度的選擇

元器件引線節(jié)距（mm）網板厚度（mm）＞1.270.20～0.251.27～0.6350.15～0.200.3～0.50.10～0.15第三十頁，共204頁。3.2元器件表面安裝（SMT）3.2.5貼裝工藝(gōngyì)元器件貼裝工藝(gōngyì)要求元器件正確：要求各安裝元器件的類型、型號、標稱值、極性等特征符合裝配圖要求；位置正確：元器件端頭或引腳與焊盤圖形盡量對齊居中。偏移不應超出元器件端頭或引腳寬度的25%；壓力適當：貼裝壓力要適當，應至少保證元器件焊端或引腳厚度的1/2部分浸入焊膏；焊膏擠出量控制：焊膏擠出焊盤應小于0.2mm，細間距器件應小于0.1mm；元器件貼裝方法：手工貼裝自動貼裝

第三十一頁，共204頁。3.2元器件表面(biǎomiàn)安裝（SMT）

第三十二頁，共204頁。3.2元器件表面(biǎomiàn)安裝（SMT）

第三十三頁，共204頁。3.3元器件混合安裝（MMT）

元器件混合安裝是目前大多數電子產品采用(cǎiyòng)的主要組裝工藝?；旌习惭b的關鍵是根據產品的特點和設備配制情況，安排合理可行的工藝流程具體操作工藝按通孔插裝和表面安裝的工藝要求進行。第三十四頁，共204頁。3.3元器件混合(hùnhé)安裝（MMT）

第三十五頁，共204頁。4焊接工藝4.1焊接機理(jīlǐ)分析4.1.1焊接過程分解

第三十六頁，共204頁。4.1焊接機理分析4.1.2焊點形成條件焊料的潤濕和潤濕力SnPb+CuCu6Sn5/Cu3Sn+Pb金屬間化合物（合金層/IMC）生成的條件：潤濕力>表面(biǎomiàn)張力（潤濕）；潤濕角（接觸角）θ<90°（20-30°為良好潤濕）；金屬間的相互擴散（溫度、時間）；被焊金屬與焊料之間的親和力；清潔的接觸表面(biǎomiàn)（清洗）。

第三十七頁，共204頁。4.2焊接材料4.2.1焊料分類

有鉛焊料：S-Sn60PbAAS-Sn63PbAA（GB3131-2001）無鉛焊料（SnAg、SnAgCu、SnCu、SnZn等）共晶(ɡònɡjīnɡ)焊料配比：Sn61.9%、Pb38.1%第三十八頁，共204頁。4.2焊接材料(cáiliào)4.2.2焊料的特性要求

其熔點比母材的熔點低；與被焊金屬有良好的親和性；焊料具有良好的機械性能；焊料和被焊金屬經反應后不產生脆化相及脆性金屬化合物；有良好的導電性；作為柔軟合金能吸收部分熱應力；適合自動化生產。第三十九頁，共204頁。4.2焊接材料4.2.3焊劑焊劑分類(fēnlèi)：按活性等級分為R型，RMA型和RA型（GB9491）焊劑的化學作用4C19H29COOH+Cu2O→2Cu(OCOC19H29)2+H2O↑2C19H29COOH+CuO→Cu(OCOC19H29)2+H2O↑2C17H35COOH+CuO→Cu(OCOC17H35)2+H2O↑Cu2O+2HCl→CuCl2+Cu+H2O↑SnO+HCl→SnCl2+Sn+H2O↑焊劑的物理作用（1）降低焊料的表面張力，提高焊料潤濕能力；（2）改善手工焊接的熱傳導；第四十頁，共204頁。4.2焊接材料(cáiliào)4.2.4焊劑的特性要求具有一定的化學活性；具有良好的熱穩(wěn)定性；對焊料的擴展具有一定的促進作用；對焊料的和被焊金屬潤濕性良好；焊劑殘渣對元器件和基板腐蝕性?。痪哂辛己玫那逑葱?；第四十一頁，共204頁。4.2焊接材料(cáiliào)4.2.5焊劑的特性參數（摘自GB9491）類型R型RMA型RA型鹵素含量不應使鉻酸銀試紙顏色呈白色或淡黃色＜0.1%0.1%～0.5%銅鏡腐蝕性基本無變化銅箔不應有穿透性腐蝕---------擴展率（%）≥75≥80≥85絕緣電阻≥1X1012≥1X1011≥1X1010水萃取液電阻率（Ω.cm）≥1X105≥1X105≥5X104干燥度焊劑殘留物表面無粘性，表面白色粉末狀殘留物容易去除第四十二頁，共204頁。4.2焊接材料4.2.6SnAgCu焊料(hànliào)與SnPb（共晶）焊料(hànliào)性能對比第四十三頁，共204頁。4.2焊接材料4.2.7IPC標準中焊劑相關標準IPC-J-004焊接助焊劑的要求IPC-J-005焊膏的技術要求IPC-J-006電子焊接使用的電子級焊料合金(héjīn)和助焊劑及無助焊劑的固態(tài)焊料電子產品的焊接主要有手工焊接、波峰焊接和再流焊接三種方法。下面主要講述SMT再流焊接的質量分析。第四十四頁，共204頁。4.3SMT再流焊接(hànjiē)工藝4.3.1典型再流焊接(hànjiē)溫度曲線有鉛再流焊接(hànjiē)溫度曲線第四十五頁，共204頁。4.3SMT再流焊接(hànjiē)工藝無鉛再流焊接(hànjiē)溫度曲線第四十六頁，共204頁。4.3SMT再流焊接工藝4.3.2有鉛再流焊接曲線(qūxiàn)與無鉛再流焊接曲線(qūxiàn)的比較

第四十七頁，共204頁。4.3SMT再流焊接(hànjiē)工藝4.3.3再流焊接(hànjiē)曲線設置的依據根據使用焊膏的溫度曲線設置；根據PCB板的材料、厚度、層數、尺寸大小設置；根據組裝元器件的密度、大小及有無BGA、CSP等特殊元器件設置；根據設備具體情況設置（加熱區(qū)長度、爐子結構、熱傳導方式等）；根據溫度傳感器的實際位置確定各溫區(qū)的溫度；第四十八頁，共204頁。4.3SMT再流焊接工藝4.3.4再流焊接設備的質量要求溫控精度：±0.1～0.2℃；傳送帶橫向溫差要求±5℃以下；傳送帶寬度要滿足最大PCB尺寸要求；加熱區(qū)長度越長，加熱區(qū)數量越多，越容易調整和控制溫度；上下加熱區(qū)應獨立控溫，以便調整和控制；最高加熱溫度一般為300～350℃；傳送帶平穩(wěn)（振動會造成位移(wèiyí)、冷焊、立碑等缺陷）；應具備溫度曲線測試功能；第四十九頁，共204頁。4.3SMT再流焊接工藝4.3.5再流焊接的焊點質量(zhìliàng)要求第五十頁，共204頁。4.3SMT再流焊接工藝(gōngyì)4.3.5再流焊接的焊點質量要求

第五十一頁，共204頁。4.3SMT再流焊接工藝4.3.5再流焊接的焊點(hàndiǎn)質量要求第五十二頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.1安裝前的檢驗SMD/SMC檢驗（外觀質量(zhìliàng)）PCB檢驗材料復驗（焊膏、貼片膠、清洗劑等）第五十三頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.2印刷工序的檢驗施加焊膏的均勻性和一致(yīzhì)性印刷圖形與焊盤圖形的一致(yīzhì)性；印刷圖形是否清晰，相鄰焊盤之間是否有粘連現象；焊膏覆蓋在每個焊盤上面積是否超過75%；印刷后是否塌陷，邊緣是否整齊一致(yīzhì)，錯位是否在0.1～0.2mm；第五十四頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.3貼裝工序的檢驗元器件是否正確；貼裝位置是否正確（偏差(piānchā)是否符合要求）；元器件焊接部位浸入焊膏厚度后是否超過50%；第五十五頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.4焊接工序(gōngxù)的檢驗焊點表面光滑，潤濕良好，潤濕角（θ）＜90°；焊料量適當，焊點形狀呈半月狀；焊點高度符合標準要求；PCA表面無錫珠和焊劑殘留物；元器件無立碑、橋連、虛焊、位移等缺陷；焊點內部空洞面積小于25%。第五十六頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.5檢驗方法目視檢驗（借助放大鏡，顯微鏡）；自動光學(guāngxué)檢測（AOI）；X射線檢測第五十七頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.6典型(diǎnxíng)焊點內部結構金相圖第五十八頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.6典型焊點(hàndiǎn)內部結構金相圖第五十九頁，共204頁。4.4SMT的檢驗4.4.7BGA焊點中氣泡（1）小型空洞(kōngdòng)：廣泛存在于焊點中，通常情況下對焊點可靠性不會造成影響。（2）平面微小孔：主要位于和PCB的接觸面，影響焊點長期可靠性。（3）收縮空洞(kōngdòng)：主要發(fā)生在無鉛焊接過程中，通常情況下對可靠性不會造成影響。（4）微孔空洞(kōngdòng)：位于通孔部位，尺寸過大容易造成可靠性下降；（5）IMC小型空洞(kōngdòng)：位于IMC層，通常情況下由于溫度循環(huán)導致，影響焊點的長期可靠性；（6）針孔空洞(kōngdòng)：IMC層附近的小型空洞(kōngdòng)，通常由于PCB制作時導致，在數量較多的情況下容易造成可靠性下降。第六十頁，共204頁。4.5手工(shǒugōng)焊接工藝4.5.1工藝流程

第六十一頁，共204頁。4.5手工焊接工藝4.5.2手工焊接工藝參數分析(fēnxī)（1）焊接溫度與潤濕性

第六十二頁，共204頁。4.5手工焊接工藝4.5.2手工焊接工藝參數分析（2）焊接溫度與結合(jiéhé)強度

第六十三頁，共204頁。4.5手工焊接工藝4.5.2手工焊接工藝參數分析（3）加熱(jiārè)時間與潤濕性

第六十四頁，共204頁。4.5手工焊接工藝4.5.3PCA的手工焊接（1）焊接溫度焊接溫度=焊料熔點（183℃）+40℃≈223℃；烙鐵頭部溫度=焊接溫度+（60～100℃）≈283～320℃；通孔插裝元器件焊接時烙鐵頭部溫度：280～330℃；SMC焊接時，烙鐵頭部溫度：260～280℃；SMD焊接時，烙鐵頭部溫度：280～320℃；無鉛元器件手工焊接時，烙鐵頭部溫度：340～360℃；（2）焊接時間：2～3s（3）烙鐵頭壓力：維持一定壓力，使熱量迅速傳遞(chuándì)給焊接部位。第六十五頁，共204頁。4.5手工焊接工藝4.5.4手工焊接質量控制產品設計的工藝性要符合焊接操作的空間要求；重視焊接準備階段的質量控制；正確合理選擇焊接工具和材料；嚴格執(zhí)行操作工藝規(guī)程，貫徹焊接工藝標準；加強操作人員的技能培訓和上崗考核制度；堅持(jiānchí)自檢、互檢、專檢的三級檢驗制度。第六十六頁，共204頁。4.6有鉛/無鉛元器件混合焊接工藝4.6.1背景4.6.2SnAgCu焊料與SnPb（共晶）焊料性能(xìngnéng)對比第六十七頁，共204頁。4.6有鉛/無鉛元器件混合焊接工藝4.6.3無鉛焊接存在的問題無鉛焊料（焊劑）的選擇和應用；元器件焊端（引腳）表面(biǎomiàn)鍍層的處理；無鉛化PCB的設計和制造；元器件和PCB的耐高溫性能；有鉛/無鉛混裝工藝的協調和處理；無鉛焊接質量的驗收及相關標準。第六十八頁，共204頁。4.6有鉛/無鉛元器件混合焊接工藝(gōngyì)4.6.4有鉛/無鉛元器件混裝工藝(gōngyì)探討通過工藝(gōngyì)試驗，掌握無鉛焊接工藝(gōngyì)；無鉛元器件的有鉛化處理；有鉛工藝(gōngyì)焊接無鉛元器件；設備焊接與手工焊接相結合解決混裝工藝(gōngyì)；做好無鉛焊接工藝(gōngyì)的管理。第六十九頁，共204頁。5.1清洗劑表面張力：表面張力越小，其潤濕能力越好；密度與沸點：密度越大的清洗液不易揮發(fā)，對降低成本，減輕對環(huán)境污染有好處。沸點高的清洗液安全性好，對提高清洗效果有利。溶解能力：溶解能力（KB值）越大的清洗劑溶解焊劑等殘留物的能力越大；最低限制值（TLV）：人體與清洗劑接觸時能承受的最高限量值（安全指標），以PPM表示；臭氧層破壞(pòhuài)系數（ODP）；經濟性、操作性和安全性；5清洗(qīngxǐ)工藝第七十頁，共204頁。5.2清洗(qīngxǐ)方法手工清洗(qīngxǐ)超聲波清洗(qīngxǐ)氣相清洗(qīngxǐ)水清洗(qīngxǐ)和半水清洗(qīngxǐ)

第七十一頁，共204頁。5.3清潔度檢測（GB/T4677印制板測試方法）5.3.1目視(mùshì)檢查一級電子產品：表面允許有少量不影響外觀的殘留物情況存在，且殘留物不覆蓋測試點；二級電子產品：表面應無明顯殘留物存在，并應不覆蓋測試點；三級電子產品：表面應無殘留物存在。

第七十二頁，共204頁。5.3清潔度檢測（GB/T4677印制板測試(cèshì)方法）5.3.2表面離子殘留物測試(cèshì)（按GB/T4677-2002第10章）一級電子產品：離子殘留物含量不大于10.0μg（NaCl）/cm2二級電子產品：離子殘留物含量不大于5.0μg（NaCl）/cm2三級電子產品：離子殘留物含量不大于1.56μg（NaCl）/cm2第七十三頁，共204頁。5.3清潔度檢測（GB/T4677印制板測試(cèshì)方法）5.3.3助焊劑殘留物測試(cèshì)（按GJB5807-2006附錄A）一級電子產品：助焊劑殘留物總量不大于200μg/cm2二級電子產品：助焊劑殘留物總量不大于100μg/cm2三級電子產品：助焊劑殘留物總量不大于40μg/cm2第七十四頁，共204頁。5.3清潔度檢測（GB/T4677印制板測試方法）5.3.4表面絕緣電阻測量

按GB/T4677-2006標準(biāozhǔn)的6.4.1條規(guī)定方法測量一、二、三級電子產品的表面絕緣電阻均不應小于100MΩ第七十五頁，共204頁。5.4相關清洗標準IPC-CH-65印制板及組件清洗指南IPC-SC-60焊接后溶劑清洗手冊IPC-SA-61焊接后半水溶劑清洗手冊IPC-AC-62焊接后水溶劑清洗手冊IPC-TR-583離子污染清潔度測試(cèshì)GJB5807-2006軍用印制板組裝件焊后清洗要求

第七十六頁，共204頁。6

壓接工藝技術壓接是通過壓力使導體間形成永久性電連接的一種工藝方法。壓接被現代軍工、民用產品廣泛采用，是因為壓接連接機電性能好，耐環(huán)境應力能力強，可在高溫、超低溫、振動、沖擊等惡劣環(huán)境下長期工作；無污染，壓接質量由工具保證，質量控制方便，可靠性高，壓接連接的失效率比普通烙鐵焊低一個數量級；壓接還可用于各種無法焊接的特殊材料導線，也可在高空、井下、火工品現場(xiànchǎng)等無電熱源和禁用電熱工具的特殊環(huán)境下進行可靠電連接；壓接工藝簡單、易于實現自動化，不但適用于軍工，同樣也適用于民用。上世紀80年代初，我國航天系統首先在地空型號產品中大量使用壓接，取得了良好的效果，同時也推動了航天壓接技術的發(fā)展和使用。現在航天產品都不同程度地采用了壓接，在提高系統可靠性、解決各種技術難題等方面都起到了重要作用。如：在超低溫環(huán)境下工作的接點不能使用錫焊，采用壓接則可以滿足使用要求；在禁用電熱工具的火工品現場(xiànchǎng)，采用壓接連接，操作既安全又可靠。由于環(huán)境和可靠性要求，飛船上的電連接器全部要求壓接。目前航天系統使用的還是普通型壓接，隨著技術的發(fā)展還會提出各種特殊壓接的使用要求。第七十七頁，共204頁。6.1壓接機理(jīlǐ)6

壓接工藝技術壓接機理(jīlǐ)從圖可以看出，通過適當加壓，使被壓接材料(cáiliào)產生變形，實現壓接連接，確定最佳壓接量是保證壓接質量的關鍵。第七十八頁，共204頁。6.2特性(tèxìng)曲線壓接連接的最佳壓接量要通過試驗并繪制壓接特性曲線圖來確定，從下面的特性曲線圖可以得出：1）正確的壓接量：最佳壓接量應是耐拉力最大值所對應的壓接量。為了避免因產品制造誤差而造成過分壓接，壓接量的設計值應定在壓接量最佳值的左側。2）正確壓接判定：雖然耐拉力不是電連接接點的主要使用指標，但通過測量耐拉力的大小來判定壓接是否正確，要比測量導電率方便、準確，也能保證導電率。需要特別指出的是：壓接連接耐拉力不僅是判定是否正確的最重要的指標，也是壓接件、壓接工具(gōngjù)，從技術設計、生產檢驗到產品交收的最主要的技術指標，而且還是壓接全過程質量控制從頭至尾都必須控制的重要質量指標。壓接特性(tèxìng)曲線第七十九頁，共204頁。6.3基本使用形式—壓接連接件壓接主要(zhǔyào)是用于導線的連接，即在導線的端頭用壓接法連接一個轉接件，轉接的另一端可用適當的方法連接到導線需要連接的接點上，從而實現導線的連接。這個轉接件統稱壓接件。由壓接件和導線組成的連接組件稱為壓接連接件，也是壓接連接的基本使用形式。

第八十頁，共204頁。6.4壓接件

壓接件的品種多樣，但任何壓接端子(duānzǐ)都由壓接部分（壓線筒）和外接部分組成。外接部分分類壓接件名稱及代號常用結構形式及代號外接部分尺寸

系列及標稱特點外接部分品種結構代號及相關標準插接式（圖a、圖b）電連接器接觸件圓形插針、插孔尺寸系列（按AWG線規(guī)）：28、26、24、23、22、20、16、14、12、10、8、6、4、2、0、2/0、4/0使用方便GJB1216扁平快接端子（普通型）P插套

T插片

P按插片寬—厚（mm）；2.8-0.5、2.8-0.8、4.8-0.5、4.8-0.8、6.3-0.8、9.5-1.2（IEC標準系列）PT型、PP型QJ2288螺接式（圖c）端子D舌片：O型

OU型

U同公制螺紋系列（mm）：2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10、12…O型可靠U型方便OD型、UD型GJB2647/1~18QJ1721.1~18壓接式（圖d）中間接頭Z壓接式外接端的結構、代號、系列、標稱同壓接部分兩端呀線筒相連接的結構可分為：有導線限位器無觀察窗口（H型）、有導線限位器有觀察窗口（E型）、兩壓線筒合一（D型）、兩壓線筒合一且一端封閉（M型）E型可靠H型簡單D型最簡M型閉端HZ型、EZ型、DZ型、MZ型GJB2647/1～18QJ172.1～18滑接式（圖e）電刷略第八十一頁，共204頁。6.4壓接件中間(zhōngjiān)接頭壓線筒連接結構不同種類(zhǒnglèi)外接部分的壓接件第八十二頁，共204頁。壓接件的技術性能要求參見相關壓接件標準：GJB1216、GJB2647、QJ1746、QJ2288，其中GJB2647是壓接端子接頭總規(guī)范，由于這兩類壓接件本身的特點，11項性能要求全部是對壓線筒的要求，也是典型的壓線筒的技術要求。11項要求中耐拉力(lālì)試驗是各類檢驗必須進行的試驗項目，也是壓接件驗收必須進行的唯一一項性能試驗項目。（注意：在航天軍品中常用的，帶抗振絕緣支撐壓線筒的各種壓接件，在做耐拉力(lālì)試驗時，必須使抗振絕緣支撐在試驗中不起作用。）第八十三頁，共204頁。6.5常用(chánɡyònɡ)壓接工具第八十四頁，共204頁。1）手動和手控手動工具的動力源是人力，一般只能用于6.5mm2以下小截面導線的壓接，壓接大截面導線則要用油壓或機械步進式手動工具。為減輕操作者勞動強度可采用氣動或電動工具，大批量生產時則可采用半自動、自動工具。自動工具如果在開始工作前經試驗驗證導線、壓接件、壓接工具三者配套正確，壓接工具工作正常，然后才開始生產。生產結束，再經試驗驗證工具正常，這就可以保證這期間壓接的所有壓接連接件都正確。而手控工具由于(yóuyú)是人工操作，這就難免會發(fā)生各種人為的偶然性失誤，所以手控工具的可靠性要低一些。這就要求對手控工具的壓接有更嚴格的全過程質量控制，同時要求壓接工具在結構上采取措施最大限度地防止因手控而引起的各種人為的偶然性失誤。第八十五頁，共204頁。2）工具基體傳力機構工具基體主要是傳力機構，傳遞、放大壓接力。不同壓接工具傳力機構相差很大。簡易手鉗（d）傳力比約1：5；普通手鉗（b）傳力比約1：20；結構合理的單手操作手鉗（c）傳力比可達1：100，使用輕便、靈活。質量保證機構和調節(jié)機構為了防止手動壓接工具因操作者用力不同造成壓接量不一致，手動壓接工具必須有壓接全周期控制機構。壓接工具的壓?；驂侯^，一旦從開啟(kāiqǐ)狀態(tài)開始壓接，壓接全周期控制機構就控制工具不能返回，只能繼續(xù)壓接，直至壓?；驂侯^閉合到規(guī)定的壓接量，壓接周期完成，控制機構釋放，工具手柄、壓?；驂侯^才能重新開啟(kāiqǐ)。限位器包括壓接件限位器和導線限位器，確保壓接件在壓接工具內定位正確，導線在壓線筒內定位正確。色標為了方便導線、壓接件、壓接工具正確配套，特別是防止手控工具生產過程中因錯用工具、壓接件造成壓接失誤，要求模壓式壓接工具應有和它配套的壓接見相一致的色標標識。色標是壓模規(guī)格的標識，可標在壓模上，也可標在工具體上。第八十六頁，共204頁。第八十七頁，共204頁。6.6壓接過程的質量控制（GJB5020）壓接全過程：從人員培訓、準備導線(dǎoxiàn)、壓接件、壓接工具、壓接工藝，進行壓接動作并形成壓接連接件的過程到最終檢驗完成的過程。首先，壓接連接件必須經壓接才能形成，其質量必然和壓接全過程有關，全過程中的任何失誤都會影響到壓接連接件的質量。其次，壓接操作過程具有“一壓定質量”的特點，過程中不能測量再加工，不能返修。第三，作為壓接產品的壓接連接件，它們的真實質量狀況是無法知曉的，因為壓接連接的主要技術指標是耐拉力，這是一項破壞性試驗，不可能在正式產品上進行試驗，只能通過在相同工藝條件下壓接的試樣來間接測得。

第八十八頁，共204頁。6.7壓接連接件的質量檢查

第八十九頁，共204頁。航天電子設備必須能在高溫、高濕、振動、沖擊、工業(yè)大氣、電磁干擾等惡劣環(huán)境中正常工作。對于這種在惡劣環(huán)境下工作的電子設備，必須采取各種特殊技術措施，也就是通常所說的防護加固技術。防護加固技術主要解決在結構和電子設計和組裝工藝方面的熱設計、抗振、三防措施以及抗電磁干擾的措施和互連的可靠性等問題。合理地選用材料、有針對性地采取防護措施，改善電子產品儲存、使用的環(huán)境，以確保產品的使用性能。本文將重點介紹電子設備中的印制板組裝中的防護加固有關(yǒuguān)工藝措施。這些措施也可以用于整機的防護加固，以提高電子設備的抗惡劣環(huán)境的性能。7電子產品防護與加固(jiāɡù)工藝第九十頁，共204頁。電子設備的氣候防護加固又稱三防防護措施。當產品的工作和儲存(chǔcún)環(huán)境，滿足不了保證產品的元器件和材料的性能要求或處于臨界狀態(tài)時，就要采取環(huán)境防護措施。三防措施主要包括：采用三防的結構和防護工藝；采用耐腐蝕的材料保護層；改善設備的使用環(huán)境；使用能防止腐蝕介質接觸材料表面的密封、包裝等技術。7.1防護與加固(jiāɡù)的的工藝措施第九十一頁，共204頁。7.1.1防護材料防護材料分為金屬材料和非金屬材料兩大類：A．金屬材料：采用耐腐蝕的金屬材料，如：鈦合金、不銹鋼及經防腐處理的鋁合金等；用耐腐蝕的金屬鍍覆（如鍍金、銠、鉻、鎳等）或者采取鈍化或陽極化的表面處理；采用適當的熱處理方法，降低或消除材料加工中的殘余(cányú)應力，也可以提高材料的耐腐蝕性。B．非金屬材料：采用抗霉菌和低吸濕性的材料，耐臭氧和抗老化的橡膠及彈性材料，選擇不揮發(fā)腐蝕性氣體，并與金屬無接觸腐蝕的材料。所采用的材料都應能與電子產品保持材料的相容性。第九十二頁，共204頁。7.1.2降低和改善環(huán)境的嚴酷程度A．采取適當措施，降低和改善產品的工作和儲存環(huán)境的嚴酷程度。通常采用：抽空或排除污染氣體，對產品充惰性氣體進行密封處理；采取隔熱或冷卻措施，防止過熱引起材料老化變質；外加緩蝕、防霉殺菌等輔助(fǔzhù)防護劑改善環(huán)境；還可以利用過濾干燥等方法排除濕氣、消除塵埃和污染。B．防護包裝：為防止產品在運輸儲存過程中受到損害，應合理選擇包裝的等級和進行包裝設計，確定包裝的種類和方法，如機械防護、包裝、防水包裝、防潮包裝、防銹、防霉等包裝方式。第九十三頁，共204頁。7.1.3氣候(qìhòu)防護加固工藝在電子產品中主要的氣候環(huán)境防護工藝措施有以下幾種：A．防潮濕潮濕的環(huán)境會降低PCA的表面絕緣電阻，并能加速由于鹽霧或不同電位差的金屬接觸的電偶腐蝕，引起金屬銹蝕；在溫度適宜時，還會加速霉菌(méjūn)的繁殖；柔軟材料吸收濕氣在低溫下凍結會變硬變脆。必須采取綜合措施防止潮濕氣體的影響，常用的防潮方法有：采用排水或空氣循環(huán)的方法消除工作環(huán)境的濕氣，干燥過濾空氣。應用保護層或耐腐蝕的材料，或對材料進行憎水處理改變親水性，降低產品的吸水性。用環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂等封裝元器件或元器件與外殼之間的空間或引線孔的孔隙。用高強度的絕緣性能好的浸漬材料來填充某些絕緣材料及各種線圈中的空隙、小孔和毛細管等。對儲存的元器件、零部件或半成品應用塑料袋密封包裝。在采用這些防護措施時，應注意防止可能出現的不良效果，如：密封時應防止將潮氣封在包裝內，這樣反而會加重濕氣的影響。第九十四頁，共204頁。7.1.3氣候防護(fánghù)加固工藝

B．防鹽霧在電子設備中，鹽霧和濕氣的凝聚，會形成強電解液，引起金屬電化學腐蝕。腐蝕性氣體是由塑料和有機物分解而產生的氣體。大氣中的腐蝕性物質，例如，工業(yè)污染物硝酸鹽和硫酸鹽，推進劑腐蝕性氣體或液體，焊劑等，都可以引起化學腐蝕。常用的防護措施有：消除液體通道，在金屬表面與液體表面之間設置油漆之類的阻擋層。減少陽、陰極(yīnjí)電位差，在陽極區(qū)和陰極(yīnjí)區(qū)鍍覆能減少電位差的金屬層。在金屬表面生成一層氧化膜，如不銹鋼和鋁表面緊密的氧化層可防止金屬腐蝕。第九十五頁，共204頁。7.1.3氣候防護加固(jiāɡù)工藝C．防霉菌防霉菌的主要措施有：選擇不長霉的材料和采用防霉劑處理零部件或設備。設備、部件密封，并放進干燥劑，保持內部空氣干燥。在密封前，元器件、材料用足夠強度的紫外線輻射，防止和抑殺霉菌。溫度是腐蝕和長霉的條件，幾乎所有材料的物理特性都隨溫度的變化(biànhuà)而變化(biànhuà)。所以對各類電子產品和零部件，在儲存安裝和使用過程中，應根據產品材料的性能要求采取適當的方法降濕或升溫。第九十六頁，共204頁。7.2防熱工藝(gōngyì)措施由于電子組件密度的提高，印制板組裝件單位面積的功率增大，整機體積又趨向小型化，所以電子產品工作后的溫度升高是不容忽視的問題。為了減小溫度變化對產品的影響，使產品能保持適當的溫升，并能在較寬的溫度范圍內可靠地工作，對電子產品的熱設計(shèjì)和防熱工藝措施，必須引起重視。除了設計(shèjì)產品時，在元器件參數的選擇，布局、布線及整機結構等方面進行認真的熱設計(shèjì)以外，在組裝工藝中也必須采取適當措施，以保證有較好的散熱效果，達到熱設計(shèjì)的目的。通常采用以下工業(yè)措施：1.對發(fā)熱元器件的安裝（如電阻器）其引線盡可能短一些，功率大于0.5W的電阻，不應使元件體貼板安裝，應與板面保持一定間隙以利于空氣流動對流散熱。

第九十七頁，共204頁。2.大功率晶體管采用散熱器散熱時，在管子與散熱器之間的絕緣墊片的兩面涂上硅脂或絕緣導熱脂，以減少散熱器與管殼之間的接觸熱阻，不同的絕緣墊片在涂上硅脂后期熱阻會明顯下降百分之五十左右。3.散熱器與大功率管散熱接觸面，應加工得平整光滑，在安裝前應清潔處理，以保證盡量小的接觸熱阻。4.安裝變壓器等發(fā)熱器件時，應使鐵芯與支架、支架與固定面接觸良好，減少熱阻。5.變壓器的表面應涂覆無光澤黑漆，金屬散熱器表面應氧化發(fā)黑處理，增強輻射散熱能力(nénglì)。6.大功率元器件可直接安裝在散熱器上，散熱器墊片厚度應大于0.5mm。7.2防熱工藝(gōngyì)措施第九十八頁，共204頁。7.2防熱工藝(gōngyì)措施7.在采用印制板上大的銅箔面積或外加(wàijiā)銅導熱條或鋁基板散熱時，可用導熱絕緣膠直接將元器件粘到這些散熱面上。8.當采用機箱散熱時，由設計根據設備工作時的熱分布狀態(tài)，建立模型，通過熱分析計算后，確定采用機箱的類型（密封(mìfēng)型、通風型和強制風冷型機箱），在組裝工藝上，應注意在布置線束、電纜或較高的元器件時，不要遮擋冷卻通風通道，以免影響冷卻效果。第九十九頁，共204頁。7.3防力學應力措施航天電子產品在運輸、使用過程中難免會遇到沖擊、振動和噪聲等力學應力環(huán)境，一般是通過對環(huán)境因素引起的偏移和機械應力進行分析，來確定對沖擊和振動的保護措施。假如沖擊和振動等環(huán)境因素，在設備和材料內產生的機械應力小于材料所允許的安全工作應力，就不需要采用直接的保護措施；假如應力超過了安全值，則需要采取糾正措施，如提高強度，減少慣性和撓矩效應，以及增加支撐(zhīchēng)裝置等。對于沖擊、振動和噪聲這類力學環(huán)境，一般采用如下防護措施：第一百頁，共204頁。7.3.1防護設計消源設計：即消除或減弱沖擊源、振動(zhèndòng)源和聲源。隔離設計：為了降低振源設備對周圍其他設備的影響，將振源隔離開來（稱為主動隔離）；或將需要防震的設備與支撐隔離開來（稱為被動隔離）。沖擊隔離應使被隔離設備的自然頻率高于它所承受的任何振動(zhèndòng)頻率，隔離裝置應具有較硬的彈簧，并要求彈性件具有較高的自然頻率。采用隔離措施，必須充分了解真實環(huán)境和組件結構的特性，選用合適的隔離器。當震源頻率低于隔離器固有頻率時，隔振器不起作用；當震源頻率與隔振器頻率相等或相近時，則隔振器共振，反而起放大作用引起更嚴重的后果。降低隔振器共振幅度的唯一辦法是增大阻尼，包括增加隔振器的阻尼和在隔振系統中附加阻尼的辦法。如采用硅樹脂、硅橡膠之類材料阻尼，但阻尼又不能過大，否則又會增加抑制共振的能力而喪失減振性能。減振設計：常用的減振裝置有：阻尼減振、動力減振、摩擦減振和沖擊減振等方式。第一百零一頁，共204頁。7.3.1防護設計抗振設計：隨著元器件固有抗振性能的提高，對電子設備不采用減振和隔離裝置的剛性化抗振技術的應用日趨普遍。在進行剛性化抗振設計時，一般應考慮以下通用要求：弄清設備內局部環(huán)境，改變安裝位置，對振動和噪聲敏感的部件，安裝在局部環(huán)境較好的位置。設法降低印制板上的振動響應，除采用約束阻尼處理技術外，還可以通過改變印制板的尺寸、安裝方式以及(yǐjí)元器件在板上的布局來改善印制板上的振動環(huán)境。設備的框架、印制板和插頭（或插座）等采取加固安裝，并防止緊固件松動。

第一百零二頁，共204頁。7.3.2工藝措施除以上設計防護措施外，在工藝上還可以采取以下措施以提高整機的防振效果:1.為提高分立元器件(qìjiàn)的安裝剛性，盡量縮短元器件(qìjiàn)引線的長度，盡可能做到貼板安裝、焊接；并用環(huán)氧樹脂或聚氨酯膠等將元件體固封在印制板上。對于每根引線承重大于7g的器件(qìjiàn)，應采用綁扎、夾緊等加固措施。2.集成電路一般要貼板安裝，降低安裝的高度。3.對惡劣力學環(huán)境中使用的印制板組裝件應按設計要求采用硅橡膠之類材料灌封，將元器件(qìjiàn)固定。

第一百零三頁，共204頁。7.4印制板組裝件的防護加固印制板組裝件（PCA）的防護目的(mùdì)是使PCA在工作或儲存期間，能抗惡劣環(huán)境對電子元器件的影響，同時元器件通過涂層與底板粘接后能增加機械強度、絕緣性能，和可靠性性能，達到長時期的防護加固作用。根據電子產品的應用及環(huán)境要求，國內外將電子產品分成三類：消費類（一般電子產品）；工業(yè)類（計算機、通訊設備）；高可靠類（航天航空等軍用產品）。為確保高可靠類產品正常工作，必須對該類電子進行保護涂覆。第一百零四頁，共204頁。7.5對涂料的要求保護涂料（敷形涂料）屬于特種涂料之一，具有以下要求：1.有較好的電性能、防潮性能、具有抗霉性和耐鹽霧性，以及較好的物理機械性能。2.涂料應當是聚合(jùhé)型的，涂料和溶劑應是無害的，不會引起PCB、金屬鍍層、錫鉛焊料元器件表面變色、起皺和溶蝕。3.涂層應是無色透明（允許加附加物發(fā)熒光）不掩蓋或減弱元器件上的鑒別標志和色碼；涂層應光滑、連續(xù)、均一，不應有氣泡、針孔、起皺、龜裂、脫層現象。4.有良好的工藝性，可采用浸涂、噴涂、刷涂等工藝，表干時間快。根據上述要求，選擇一個新品種的保護涂料必須按規(guī)定的程序，采用例行試驗方法，優(yōu)選綜合性能好的涂料，并通過認證后才能應用。第一百零五頁，共204頁。7.6保護涂覆的分類綜合國內外標準保護涂覆可分以下幾類：AR-丙烯酸樹脂ER-環(huán)氧樹脂(huányǎnɡshùzhī)SR-有機硅樹脂UR-聚氨基甲酸酯樹脂XY-聚對二甲苯樹脂（汽相沉積）FC-氟碳樹脂第一百零六頁，共204頁。推薦(tuījiàn)的保護涂料：第一百零七頁，共204頁。7.7涂覆材料的選擇AR型（丙烯酸樹脂）有良好的電性能，工藝性好，適用于室內應用的產品，可浸涂、噴涂和刷涂。ER型（環(huán)氧樹脂）有良好電性能和優(yōu)良的附著力，工藝性良好，但由于聚合時產生應力，對一些易脆元件需特殊保護，可浸涂、噴涂和刷涂。SR型（有機硅樹脂）電性能優(yōu)良，損耗和介質系數值比其他類涂料低，防潮性好，適用于高頻電路PCA涂覆，也適用高溫下工作的PCA涂覆，可浸涂、噴涂和刷涂。UR型（聚氨基甲酸酯樹脂）在要求耐濕熱性和耐鹽霧腐蝕環(huán)境中使用。雙組分，可浸涂、噴涂和刷涂。兩個組分配合之后的使用期限控制在30分鐘以內。XY型（聚對二甲苯樹脂）系由環(huán)二體對二甲苯，在特定的真空設備中，汽相沉積(chénjī)聚合，具有極薄的薄膜形式被覆于組件和PCA上。膜厚通常6～12μm。適用高頻組件。高頻涂料GPSF-9203，GPSF-8301是改性聚丁二烯涂料，高頻性能好，適用于高頻PCA涂覆。第一百零八頁，共204頁。7.8典型(diǎnxíng)工藝技術7.8.1工藝流程：第一百零九頁，共204頁。7.8.2工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)說明：清洗：在電路組件的制造過程中，從PCA上的電路圖形直到電子元器件的組裝，不可避免地要經過多次清洗工藝，特別是對高密度組件的PCA，控制潔凈度等級關系到組件的長期(chángqī)使用的可靠性，所以清洗是PCB保護涂覆中最重要的工序。清潔度的檢測是個十分復雜、細致的工作，需根據清洗工藝設計，設備和PCB污染程度等各方面綜合考慮，找出切合實際的測試方法，對產品清洗質量進行控制。保護：凡不準涂的部位，都需要局部保護。局部保護的器件圖紙上應標明；而另一些器件則屬操作者應當掌握的，例如印制插頭、微調磁芯、微調電容、電位器等凡不準涂覆的部位，必須保證不上漆。通常采用專用夾具，高粘性保護膜等，在選用保護膠帶（保護膜等）時，必須保證在清洗時不溶膠，經受驅潮，聚合之后，膠帶上的膠不轉移到被保護器件上，通常的辦法是對所選用的保護膠帶進行試驗后，再用到產品上。對某些可調元件，為避免漆霧的污染，可在適當的部位涂上觸變性的硅脂加以保護，但必須是在清潔之后，并保證不污染其他該涂漆的部位，因硅脂與通常的涂料不相容，使漆膜成不連續(xù)的缺陷。進行局部保護的PCA，需經專人檢查認可后，方能進入下道工序。尤其是當選用噴涂工藝時，更要嚴格每道工序之間的質檢。第一百一十頁，共204頁。7.8.2工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)說明：預烘：經清洗，局部保護的PCB組裝件，在涂覆之前必須進行預烘，驅潮。一般烘箱溫度為50°C，烘干時間與環(huán)境相對濕度有關，濕度在60%以下烘4小時，濕度每增加10%，預烘時間增加1小時。配料：根據工藝要求配制規(guī)定粘度的涂料，將涂料攪拌在一起，并測定和調整好粘度，在排除氣泡后待用。涂覆：針對不同的產品，選用不同的涂覆工藝是確保PCA質量的關鍵。常用的涂覆工藝是浸涂，噴涂和刷涂三種。而對XY型聚對二甲苯，必須采用在真空室內(shìnèi)汽相沉積工藝。1.浸涂浸涂工藝可以得到最好的涂覆效果，因為它可以使部件都均勻地涂覆上，使漆膜成為一個連續(xù)的，不間斷的整體。浸涂工藝的關鍵是調整好涂料的粘度和控制提起的速度。速度太快會產生氣泡；速度太慢會由溶劑的蒸發(fā)致使漆膜無法流平，對通常的涂料而言，提起的速度不要超過每分鐘1米。對裝有可調電容器、微調磁芯、電位器、杯型磁芯及不密封的器件如晶振等不允許涂覆的元件，不能選用浸涂工藝。第一百一十一頁，共204頁。7.8.2工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)說明：2.噴涂噴涂是利用壓縮空氣通過噴槍將涂料涂覆到PCA上，使用廣泛，適合于元器件排列不稠密，需局部保護(bǎohù)不多的產品。3.刷涂刷涂工藝是適用性最廣泛的工藝方法，適用于小批量、組裝稠密、結構復雜、需局部保護(bǎohù)要求苛刻的產品。由于刷涂可以隨意控制涂層，使不允許涂漆的部位不會被污染。刷涂工藝所消耗的材料最少，最適用于雙組分和價格較貴的高頻涂料。但刷涂工藝對操作者要求較高。上述三種施工工藝必須在通風良好，有抽風或送風工作場地操作，應當嚴格規(guī)定各種防火、防爆措施。4.選擇性噴射涂敷系統為適應流水線批量生產的需求，除發(fā)展有溶劑型涂料外，又開發(fā)了無溶劑型和紫外光固化型（UV），后者由于適應當前綠色環(huán)保的潮流，近年來在國外發(fā)展很快，航天系統已開始采用。流水線生產的特點是盡可能減少工序，縮短在每個工位的停留時間。第一百一十二頁，共204頁。7.8.2工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)說明：選擇性噴涂設備上將PCA保護涂覆由手工操作變?yōu)橛蒔C機控制的自動化操作，并且可以達到精確定位噴涂而不需要進行掩膜保護工藝。適合于PCA的批量生產及高密度需保護較多，且產品要求嚴格的PCA的涂覆工藝。5.聚對二甲苯真空成膜工藝由于聚氨脂清漆等噴涂材料在噴涂后影響高頻電路(diànlù)的性能，并存在氣密性及阻燃性不理想等問題，而采用對二甲苯環(huán)狀二聚體，在真空下裂解聚合形成聚對二甲苯（即派拉綸Parylene），可在產品上沉積成均勻?。?～12μm）而透明的薄膜，作為特殊的防護材料。聚對二甲苯的制備過程，采用真空汽相成膜法，對二甲苯環(huán)狀二聚體經加熱汽化后再經高溫熱裂解成雙游離基氣體，此氣體在真空條件下導入成膜室直接冷凝聚合成膜，反應歷程主要由如下三個化學過程：二聚體汽化→裂解開環(huán)→聚合派拉綸是一系列獨特的對二甲苯聚合物的通稱，其基本成分為聚對二甲苯也稱派拉綸N。其分子中苯環(huán)上的氫原子又分別被氯原子取代產生了衍生物稱為派拉綸C型和派拉綸D型。目前廣泛應用的派拉綸有三個品種：N型、C型和D型。第一百一十三頁，共204頁。7.8.2工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)說明：派拉綸N：電性能優(yōu)良、介電常數穩(wěn)定是一種很好的介電材料，具有非常低的介質損耗、高絕緣強度以及不隨頻率變化(biànhuà)的絕緣常數。在所有派拉綸中穿透能力最高。派拉綸C：將良好的電性能與物理性能結合在一起，氣密性好，能對潮濕和其他腐蝕性氣體具有低滲透性。除了可以提供真正的無針孔敷形隔離外，它是涂覆重要電路板的首選材料。派拉綸D的性能與派拉綸C型相似，但具有阻燃性和更高的耐熱能力。由于氣體沉積的特點，派拉綸多聚物在結構上可以形成從零點幾微米到幾十微米厚的嚴密連續(xù)的膜。派拉綸可應用于組件、PCA及高頻電路的保護涂覆，涂覆時必須有專用的真空設備，對被涂覆的組件或PCA上需要保護的部位（即不允許涂覆的部位），需嚴格按工藝要求進行保護。檢查：檢查不允許涂漆的部位，是否被污染；元件間是否有變形移位碰線、短路；已表干，只涂覆一次（或已是第二次涂覆）；需在聚合之前，除去保護膜，以防止壓敏膠轉移到器件上。第一百一十四頁，共204頁。7.8.2工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)說明：聚合：聚合溫度的確定一是涂料本身要求，并考慮PCB組裝板上元、器件所能允許的最高溫度。確定聚合溫度與時間是極為慎重的。每批產品均需與電路設計師協商確定。通常規(guī)定(guīdìng)為80℃、70℃、65℃、60℃、55℃幾個溫度。（80℃時4小時）聚合時間需根據涂覆性質決定，原則上是按涂料標準聚合溫度與時間計算，每降低10℃，時間需要增加一倍。對添加光固引發(fā)劑的涂料，必須嚴格按照產品說明書上的溫度與時間執(zhí)行。需涂覆二次的產品，必須在第一次完成達到聚合溫度與時間之后，再重復涂覆，防止未聚合的漆膜，遇溶劑后，溶蝕、溶脹或起皮。在保護涂覆完成之后按需要進行元器件的加固。檢驗：按圖紙檢驗。檢驗不允許涂覆的部位，不應被涂料污染；檢驗應當涂覆的部位，應覆蓋均一的涂料膜；檢驗元件的印象、焊點不應涂涂料。第一百一十五頁，共204頁。7.9局部(júbù)加固及灌封工藝7.9.1采用有機硅凝膠防護灌封工藝有機硅凝膠主要成分是以乙烯基二甲基甲硅氧為端基的線型二甲基硅氧烷。硫化前為低粘度油狀液體，在室溫和加熱條件下，可硫化成彈性體，反應過程無任何副產品放出，該膠無毒、無腐蝕，并可深度固化，可灌注20mm以上厚度的產品。常用的有機硅凝膠，按加入交聯劑，催化劑和增補劑的成分配比不同，可分為四種型號，即GN501、GN502、GN511、GN512。灌封印制板組裝件，一般采用GN502及GN512硅凝膠。因為這兩種膠固化時間短，固化溫度低，在25℃環(huán)境中就能固化。采用硅凝膠灌封印制板組裝件，具有優(yōu)良的三防作用，并能防臭氧、塵埃的侵蝕，以及防潮、防震、絕緣等作用。該膠可在隔絕空氣的條件下硫化，硫化時不收縮，灌封后的產品可在-65℃～+180℃溫度范圍中長期連續(xù)使用，保持彈性不變。采用硅凝膠灌封工藝如下(rúxià)：A.將印制板組裝件清洗干凈，在45～50℃的溫度中預烘4～5小時；B.將不灌封的部位用壓敏膠紙密封保護；C.用1mm厚的覆銅板和膠布在組裝件上做一胎膜，內壁用壓敏膠紙堵漏；第一百一十六頁，共204頁。7.9.1采用有機硅凝膠防護灌封工藝D.配硅凝膠：配比M:N=50:50，將配制好的膠液立即置于真空箱內抽氣泡。所抽真空度以容器內的硅橡膠不溢出為限。可以反復進行抽——放——再抽的抽放氣操作，直至基本上沒有氣泡為止;E.將被灌封印制板組裝件放置水平位置，再將配制好的膠液徐徐注入被灌封的部位；F.灌封后禁止移動灌封件，在室溫下靜置24小時固化后脫模、清除廢邊。使用硅凝膠工藝簡單，但要特別注意，不能使膠液和含有氮、硫、磷的化合物及金屬有機酸鹽接觸，以免使催化劑失效(shīxiào)，不能固化。操作室內禁止吸煙，以免空氣污染，膠液表面“中毒”發(fā)粘不干。如長期不干也可用毛筆涂GL-01表面硫化劑使之固化。第一百一十七頁，共204頁。7.9.2單組份硅橡膠的應用(yìngyòng)單組份硅橡膠，在接觸空氣后不需要(xūyào)加催化劑，能自行硫化成彈性體，能在-60～+200℃溫度范圍長期保持彈性，能耐水、耐臭氧、耐氣候老化，并具有使用簡便的特點，常用于印制板組裝件中，對元器件、跨接線等局部封裝，填縫及堵漏等用。常用的單組份硅橡膠有四川晨光化工二廠的GD401、GD402、GD404～GD407、GD414等及南京大學實驗化工廠的南大901、902等。GD414具有高抗撕性能，粘接性能好，但流動性差，適用元器件局部封裝、堵漏、填孔隙和對接插件的焊點密封等用。GD404為半透明膠，粘接性能好，成型性也較好，硫化快。由于硫化產生醋酸味，對金屬有腐蝕，適用于灌封非金屬材料，或者漆膜保護的元器件。GD406為硅元件表面保護用硅膠，適用于耐高壓、高結溫管子的表面保護材料。此外在印制板組裝件局部灌封時，這幾種膠可根據其性能靈活使用，如堵漏、填隙采用流動性差、強度高的GD414，然后再用流動性好的GD406、GD407在表面涂一層，使表面光滑美觀。第一百一十八頁，共204頁。7.9.3嵌段甲基室溫(shìwēn)硫化硅橡膠的灌封工藝嵌段甲基室溫硫化硅橡膠是羥基封頭的聚二甲基硅氧烷（即107膠）和甲基三乙氧基硅烷低聚體的共混體。在觸媒的催化作用下，能在室溫硫化成具有彈性的硅橡膠，這種膠成本低，抗張強度和伸長率較好，可以在-60～150℃長期(chángqī)使用。外觀為無色至淡黃透明粘稠液體，如加上少量的二氧化硅，鈦白粉等擺合變化不透明，該膠適合于批量生產的產品灌注任務。觸媒劑的量可以改變固化時間，表面固化時間為4～24小時。這類膠的體積電阻均大于1014?/cm3，擊穿電壓為13KV/mm，QD230、QD231能耐高低溫，防震及便于維修等特點，適用印制板組裝件或整機灌封。QD233可用于填縫和密封的膩子，這種材料用來灌注野戰(zhàn)電纜接插件的尾部，作膩子，填縫較好。Qd232、QD234強度高、流動性差。如印制板上元器件密度不高，比較重，可采用這兩種膠灌注。為保證灌注均勻，可用甩膠機。第一百一十九頁，共204頁。7.9.4甲基室溫(shìwēn)硫化硅橡膠灌注工藝甲基室溫硫化硅橡膠，化學名稱為聚二甲硅氧烷。牌號為106#、107#，106#是在107#加入二氧化硅、氧化鋅等而成，外觀由107#無色透明變?yōu)?06#乳白色。該膠加入適量的交聯劑和催化劑，在室溫條件(tiáojiàn)下便能固化成防腐防震性能優(yōu)良的彈性體。并能在-50～200℃溫度范圍內保持彈性。使用方法和嵌段甲基室溫硫化硅橡膠相同，配方如下：硅橡膠100，二丁基錫硅酸酯0.5～1，正硅酸乙酯5～8。第一百二十頁，共204頁。7.9.5室溫固化聚氨酯橡膠(xiàngjiāo)灌封工藝聚氨酯橡膠橡膠又稱聚氨基甲酸脂橡膠，具有良好的機械性能，絕緣性能，耐油，耐沖擊、耐低溫和臭氧、輻射等，適用于-55～100℃溫度范圍，常用于地面設備(shèbèi)電纜連接器及海上武器印制板灌封。國內牌號GF-1，配比A、B、C三組分，10：11：5。日本牌號UE-30，配比A、B二組分74：100，B為硬化劑。第一百二十一頁，共204頁。8.電子(diànzǐ)組裝質量控制及檢查8.1影響組裝質量的因素概括起來為質量控制的五要素4M1E，即人（man）、機（mathine）、料（material）、法（method）、環(huán)（environment）五個方面。下面重點介紹環(huán)境因素、工藝方法、工具和設備等因素對電子組裝質量的影響。8.1.1環(huán)境因素1.廠房、庫房應整潔、防塵(fánɡchén)，對于SMT和微組裝廠房內空氣的潔凈度有嚴格的要求（優(yōu)于ISO8級）；2.