【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，有鉛和無(wú)鉛；2)按合金粉末的顆粒度可分為：用于一般間距和窄間距；3)按焊劑的成分可分為：免清洗、可以不清洗、溶劑清洗和水清洗；4)按松香活性可分為：非活性(R)、中等活性(RMA)、全活性(RA)；5)按黏度可分為：印刷用和滴涂用。(2) 焊膏的組成1) 合金粉末合金粉末是焊膏的主要成分，合金粉末的組分、顆粒形狀和尺寸是決定焊膏特性以及焊點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。目前最常用焊膏的金屬組分為Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。2) 焊劑焊劑是凈化金屬表面、提高潤(rùn)濕性、防止焊料氧化和保證焊膏質(zhì)量以及良好工藝性的關(guān)鍵材料。目前普通焊膏還繼續(xù)沿用。隨著環(huán)保要求，免清洗焊膏的應(yīng)用越來(lái)越普及，對(duì)于清潔度要求高的產(chǎn)品可使用溶劑或水洗焊膏。另外，為了防止鉛對(duì)環(huán)境和人體的危害，無(wú)鉛焊料也迅速地被提到議事日程上，日本已研制出無(wú)鉛焊料并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，美國(guó)和歐洲也在加緊研制和應(yīng)用。 貼片膠是表面貼裝元器件在波峰焊工藝必須的粘接材料。波峰焊前需要用貼片膠將貼裝元器件固定在PCB相對(duì)應(yīng)的位置上，以防波峰焊時(shí)元器件掉落到錫鍋中。貼片膠主要有兩種：環(huán)氧樹(shù)脂和聚丙烯。環(huán)氧樹(shù)脂型貼片膠屬于熱固型，一般固化溫度在140177。10℃／2min；聚丙烯型貼片膠屬于光固型，須先用紫外燈照射，打開(kāi)化學(xué)鍵，然后再用140177。10℃／1—2min完成完全固化。表面組裝工藝主要由涂敷工藝、貼裝元器件工藝、焊接工藝和檢測(cè)工藝等組成。 涂敷工藝就是施加焊膏，工藝目的是把適量的Sn／Pb焊膏均勻地施加在PCB的焊盤(pán)上，以保證貼片元器件與PCB相對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)達(dá)到良好的電氣連接。貼裝元器件工藝是用貼裝機(jī)或人工將片式元器件準(zhǔn)確地貼放到印好焊膏或貼片膠的PCB表面的相應(yīng)位置上。貼裝元器件是保證SMT組裝質(zhì)量和組裝效率的關(guān)鍵工序。 (1)貼裝元器件的工藝要求1)各裝配位號(hào)元器件的類型、型號(hào)、標(biāo)稱值和極性等特征標(biāo)記要符合產(chǎn)品的裝配圖和明細(xì)表要求；2)貼裝好的元器件要完好無(wú)損；3)貼裝元器件焊端或引腳不小于1／2厚度，要浸入焊膏。對(duì)于一般元器件貼片時(shí)的焊膏擠出量(長(zhǎng)度)應(yīng)小于0．2mm，對(duì)于窄間距元器件貼片時(shí)的焊膏擠出量(長(zhǎng)度)應(yīng)小于0．1mm；4)元器件的端頭或引腳均和焊盤(pán)圖形對(duì)齊、居中。由于再流焊時(shí)有自定位效應(yīng)，因此元器件貼裝位置允許有一定的偏差。元器件貼裝位置允許偏差范圍：①矩形元件允許偏差范圍在元件寬度方向焊端寬度的1／2～3／4以上在焊盤(pán)上；在元件長(zhǎng)度方向元件焊端與焊盤(pán)交疊后，焊盤(pán)伸出部分要大于焊端高度的1／3；有旋轉(zhuǎn)偏差時(shí)，元件焊端寬度的3／4以上必須在焊盤(pán)上。②小外形晶體管(SOT)和小外形集成電路(SOIC)允許偏差范圍允許方向x、方向Y、旋轉(zhuǎn)角度T有偏差(△X、△y、△T)，但必須保證器件引腳寬度的3／4(含趾部和根部)處于焊盤(pán)上。③四邊扁平封裝器件和超小形封裝器件(QFP和PLCC)：要保證引腳寬度的3／4處于焊盤(pán)上，允許方向x、方向Y、旋轉(zhuǎn)角度T有偏差(△X、△y、△T)，允許引腳趾部少量伸出焊盤(pán)，但必須有3／4引腳長(zhǎng)度在焊盤(pán)上、引腳的根部也必須在焊盤(pán)上。(2)自動(dòng)貼裝機(jī)貼裝原理1)PCB基準(zhǔn)校準(zhǔn)原理自動(dòng)貼裝機(jī)貼裝時(shí)，元器件的貼裝坐標(biāo)是以PCB的某一個(gè)頂角(一般為左下角或右下角)為原點(diǎn)計(jì)算的。而PCB加工時(shí)多少存在一定的加工誤差，因此在高精度貼裝時(shí)必須對(duì)PCB進(jìn)行基準(zhǔn)校準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)校準(zhǔn)采用基準(zhǔn)標(biāo)志(Mark)和貼裝機(jī)的光學(xué)對(duì)中系統(tǒng)進(jìn)行?；鶞?zhǔn)標(biāo)志(Mark)分為PCB基準(zhǔn)標(biāo)志(PCB Mark)和局部基準(zhǔn)標(biāo)志(局部Mark)。① PCB Mark的作用和PCB基準(zhǔn)校準(zhǔn)原理PCB Mark是用來(lái)修正PCB加工誤差的。貼片前要給PCB Mark照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像存人圖像庫(kù)中，并將PCB Mark的坐標(biāo)錄入貼片程序中。貼片時(shí)每運(yùn)送上一塊PCB，首先照PCB Mark，與圖像庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像比較：一是比較每塊PCB Mark圖像是否正確，如果圖像不正確，貼裝機(jī)則認(rèn)為PCB的型號(hào)錯(cuò)誤，會(huì)報(bào)警不工作；二是比較每塊PCB Mark的中心坐標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)圖像的坐標(biāo)是否一致，如果有偏移，貼片時(shí)貼裝機(jī)會(huì)自動(dòng)根據(jù)偏移量修正每個(gè)貼裝元器件的貼裝位置，以保證精確地貼裝元器件。② 局部Mark的作用多引腳窄間距的器件，貼裝精度要求非常高，靠PCB Mark不能滿足定位要求，需要采用2—4個(gè)局部Mark單獨(dú)定位，以保證單個(gè)器件的貼裝精度。2)元器件貼片位置對(duì)中方式與對(duì)中原理元器件貼片位置對(duì)中方式有機(jī)械對(duì)中、激光對(duì)中、全視覺(jué)對(duì)中、激光與視覺(jué)混合對(duì)中。機(jī)械對(duì)中方法是靠機(jī)構(gòu)完成，因此速度受到限制，同時(shí)零件也易損壞，目前已被光學(xué)對(duì)中取代；激光對(duì)中方法對(duì)器件及器件管腳定位準(zhǔn)確，但由于是點(diǎn)定位，不能區(qū)別器件外形和管腳位置，使用受到限制；目前最廣泛應(yīng)用的是視覺(jué)對(duì)中方法(靠CCD攝象，圖像比較對(duì)中)。元器件貼片位置視覺(jué)對(duì)中原理是貼片前要給每個(gè)元器件照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像存人圖像庫(kù)中，貼片時(shí)每拾取一個(gè)元器件都要進(jìn)行照相并與該元器件在圖像庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像比較：一是比較圖像是否正確，如果圖像不正確，貼裝機(jī)則認(rèn)為該元器件的型號(hào)錯(cuò)誤，會(huì)根據(jù)程序設(shè)置拋棄此元器件，若連續(xù)幾次則貼裝機(jī)報(bào)警停機(jī)；二是將引腳變形和共面性不合格的器件識(shí)別出來(lái)并送至程序指定的拋料位置；三是比較該元器件拾取后的中心坐標(biāo)x、Y、轉(zhuǎn)角T與標(biāo)準(zhǔn)圖像是否一致，如果有偏移，貼片時(shí)貼裝機(jī)會(huì)自動(dòng)根據(jù)偏移量修正該元器件的貼裝位置。再流焊(Reflow Soldering)，通過(guò)重新熔化預(yù)先分配到印制電路板焊盤(pán)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電路板焊盤(pán)之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。當(dāng)PCB進(jìn)入升溫區(qū)(干燥區(qū))時(shí)，焊膏中的溶劑和氣體蒸發(fā)掉；同時(shí)，焊膏中的助焊劑潤(rùn)濕焊盤(pán)、元器件端頭和引腳；焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤(pán)；將焊盤(pán)、元器件引腳與氧氣隔離。PCB進(jìn)入保溫區(qū)時(shí)，使PCB和元器件得到充分的預(yù)熱，以防PCB突然進(jìn)入焊接高溫區(qū)而損壞PCB和元器件。當(dāng)PCB進(jìn)入焊接區(qū)時(shí)，溫度迅速上升使焊膏達(dá)到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫對(duì)PCB的焊盤(pán)、元器件端頭和引腳潤(rùn)濕、擴(kuò)散、漫流或回流混合形成焊錫接點(diǎn)。PCB進(jìn)入冷卻區(qū)，使焊點(diǎn)凝固，此時(shí)完成了再流焊。(1) 再流焊有“再流動(dòng)”與“自定位效應(yīng)”再流焊與波峰焊工藝兩者之間最大的差異是：波峰焊工藝是通過(guò)貼片膠粘接或印制電路板的插裝孔事先將貼裝元器件及插裝元器件固定在印制電路板的相應(yīng)位置上，焊接時(shí)不會(huì)產(chǎn)生位置移動(dòng)。而再流焊工藝焊接時(shí)的情況就大不相同了，元器件貼裝后只是被焊膏臨時(shí)固定在印制電路板的相應(yīng)位置上，當(dāng)焊膏達(dá)到熔融溫度時(shí)，焊料還要“再流動(dòng)”一次，元器件的位置受熔融焊料表面張力的作用而發(fā)生位置移動(dòng)。如果焊盤(pán)設(shè)計(jì)正確(焊盤(pán)位置尺寸對(duì)稱，焊盤(pán)間距恰當(dāng))，元器件端頭與印制電路板焊盤(pán)的可焊性良好，元器件的全部焊端或引腳與相應(yīng)焊盤(pán)同時(shí)被熔融焊料潤(rùn)濕時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生自定位或稱為自校正效應(yīng)(self—alignment)。當(dāng)元器件貼放位置有少量偏離時(shí)，在表面張力的作用下，能自動(dòng)被拉回到目標(biāo)位置。但是如果PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)不正確，或元器件端頭與印制電路板焊盤(pán)的可焊性不好，或焊膏本身質(zhì)量不好、或工藝參數(shù)設(shè)置不恰當(dāng)?shù)仍颍词官N裝位置十分準(zhǔn)確，再流焊時(shí)由于表面張力不平衡，焊接后也會(huì)出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋、橋接、潤(rùn)濕不良等焊接缺陷。這就是SMT再流焊工藝最大的特性。由于再流焊工藝的“再流動(dòng)”及“自定位效應(yīng)”的特點(diǎn)，使再流焊工藝對(duì)貼裝精度要求比較寬松，比較容易實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與高速度。同時(shí)也正因?yàn)椤霸倭鲃?dòng)”及“自定位效應(yīng)”的特點(diǎn)，再流焊工藝對(duì)焊盤(pán)設(shè)計(jì)、元器件標(biāo)準(zhǔn)化、元器件端頭與印制電路板質(zhì)量、焊料質(zhì)量以及工藝參數(shù)的設(shè)置有更嚴(yán)格的要求。另外，自定位效應(yīng)對(duì)于兩個(gè)端頭的Chip元件以及BGA、CSP等的作用比較大，再流焊時(shí)能夠糾正少量的貼裝偏移。但是，自定位效應(yīng)對(duì)于SOP、SOJ、QFP、PLCC等器件的作用比較小，貼裝偏移是不能通過(guò)再流焊糾正的。因此對(duì)于高密度、窄間距的SMD器件需要高精度的印刷和貼裝設(shè)備。(2) 焊點(diǎn)的焊料成分與焊料量固定再流焊工藝中，焊料是預(yù)先分配到印制電路板焊盤(pán)上的，每個(gè)焊點(diǎn)的焊料成分與焊料量是固定的，因此再流焊質(zhì)量與工藝的關(guān)系極大。特別是印刷焊膏和再流焊工序，嚴(yán)格控制這些關(guān)鍵工序就能避免或減少焊接缺陷的產(chǎn)生。 波峰焊主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制電路板電裝工藝，以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝，適合波峰焊的表面貼裝元器件有矩形和圓柱形片式元件、SOT以及較小的SOP等。(1) 波峰焊原理用于表面貼裝元器件的波峰焊設(shè)備一般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機(jī)，下面以雙波峰機(jī)為例來(lái)說(shuō)明波峰焊原理。當(dāng)完成點(diǎn)(或印刷)膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印制電路板從波峰焊機(jī)的入口端隨傳送帶向前運(yùn)行，通過(guò)助焊劑發(fā)泡(或噴霧)槽時(shí)，使印制電路板的下表面和所有的元器件端頭和引腳表面均勻地涂敷一層薄薄的助焊劑；隨傳送帶運(yùn)行印制電路板進(jìn)入預(yù)熱區(qū)(預(yù)熱溫度在90~130℃)。使助焊劑中的溶劑被揮發(fā)掉，這樣可以減少焊接時(shí)產(chǎn)生氣體；助焊劑中松香和活性劑開(kāi)始分解和活性化，可以去除印制電路板焊盤(pán)、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其他污染物，同時(shí)起到保護(hù)金屬表面防止發(fā)生再氧化