【導(dǎo)讀】SMT線路板是表面貼裝設(shè)計中不可缺少的組成之一。SMT線路板是電子産品中電。路元件與器件的支撐件，它實現(xiàn)了電路元件和器件之間的電氣連接。求PCB在整體佈局、抗幹擾能力、工藝上和可製造性上要求越來越高。印刷電路板設(shè)計的主要步驟；盤、過孔等要標準，確保元器件之間不會碰撞，又方便地安裝。PCB的大小和外形，給出一個合理的定位。持一定的距離，這樣有助於焊接和返修。的高度應(yīng)該在，線寬應(yīng)該在。並且與具體的電路有著密切的關(guān)係。此應(yīng)加粗接地線，使其能達到三位於電路板上的允許電流。線在2-3mm以上的直徑寬度，在數(shù)位電路中，

　　

【正文】 。目前 PBGA 焊球的焊膏材料一般都是 63Sn/37Pb，與目前再流焊使用的材料是一致的，因此 必須選擇與 BGA器件焊球材料一致的焊球。 焊球尺寸的選擇也很重要，如果使用高粘度助焊劑，應(yīng)選擇與 BGA 器件焊球相同直徑的焊球；如果使用焊膏，應(yīng)選擇比 BGA 器件焊球直徑小一些的焊球。 4：植球 A) 採用植球器法 如果有植球器，選擇一塊與 BGA 焊盤匹配的模板，模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大 ，將焊球均勻地撒在模板上，搖晃植球器，把多餘的焊球從模板上滾到植球器的焊球收集槽中，使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。 把植球器放置在工作臺上，把印好助焊劑或焊膏的 BGA 器件吸在吸嘴上，按照貼裝 BGA 的方法進行對準，將吸嘴向下移動，把 BGA 器件貼裝到植球器模板表面的焊球上，然後將 BGA 器件吸起來，借助助焊劑或焊膏的黏性將焊球粘在 BGA 器件相應(yīng)的焊盤上。用鑷子夾住 BGA 器件的外邊框，關(guān)閉真空泵，將 BGA 器件的焊球面向上放置在工作臺上，檢查有無缺少焊球的地方，若有，用鑷子補齊。 B) 採用模板法 把印好助焊劑或焊膏的 BGA 器件放置在工作臺上，助焊劑或焊膏面向上。準備一塊 BGA 焊盤匹配的模板，模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大 ～ ㎜，把模板四周用墊塊架高，放置在印好助焊劑或焊膏的 BGA 器件上方，使模板 與 BGA 之間的距離等於或略小於焊球的直徑，在顯微鏡下對準。將焊球均勻的撒在模板上，把多餘的焊球用鑷子撥（取）下來，使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。移開模板，檢查並補齊。 C）手工貼裝 把印好助焊劑或焊膏的 BGA 器件放置在工作臺上，助焊劑或焊膏面向上。如同貼片一樣用鑷子或吸筆將焊球逐個放好。 D） 刷適量焊膏法 加工模板時，將模板厚度加厚，並略放大模板的開口尺寸，將焊膏直接印刷在 BGA 的焊盤上。由於表面張力的作用，再流焊後形成焊料球。 5：再流焊接 進行再流焊處理，焊球就固定在 BGA 器件上了。 6：焊接 後 完成植球工藝後，應(yīng)將 BGA 器件清洗乾淨，並儘快進行貼裝和焊接，以防焊球氧化和器件受潮。 豎碑 現(xiàn)象的成因與對策 在表面貼裝工藝的回流焊接工序中，貼片元件會産生因翹立而脫焊的缺陷，人們形象的稱之爲 豎碑 現(xiàn)象（即曼哈頓現(xiàn)象）。 豎碑 現(xiàn)象發(fā)生在 CHIP 元件（如貼片電容和貼片電阻）的回流焊接過程中，元件體積越小 越容易發(fā)生。其産生原因是，元件兩端焊盤上的錫膏在回流融化時，對元件兩個焊接端的表面張力不平衡。具體分析有以下 7 種主要原因： 1） 加熱不均勻 回流爐內(nèi)溫度分佈不均勻 板面溫度分佈不均勻 2） 元件的問題 焊接端的外形和尺寸差異大 焊接端的可焊性差異大 元件的重量太輕 3） 基板的材料和厚度 基板材料的導(dǎo)熱性差 基板的厚度均勻性差 4） 焊盤的形狀和可焊性 焊盤的熱容量差異較大 焊盤的可焊性差異較大 5） 錫膏 錫膏中助焊劑的均勻性差或活性差 兩個焊盤上的錫膏厚度差異較大 錫膏太厚 印刷精度差，錯位嚴重 6） 預(yù)熱溫度 預(yù)熱溫度太低 7） 貼裝精度差，元件偏移嚴重。 豎碑 現(xiàn)像是以上各種因素混合作用的結(jié)果，下面對以上這些主要因素做簡單分析。 表 1 焊接方法 發(fā)生率 GRM39（ ） GRM40（ ） 氣相加熱 ％ ％ 紅外熱風回流焊 ％ 0 焊接方法 發(fā)生率 GRM39（ ） GRM40（ ） 氣相加熱 ％ ％ 紅外熱風回流焊 ％ 0 預(yù)熱期： 表 1 是紅外 線加熱和氣相加熱回流焊中豎碑現(xiàn)象的試驗統(tǒng)計結(jié)果，在試驗中採用了 1608 和 2125 貼片電容，試驗是紅外與熱風回流焊和無預(yù)熱的氣相加熱回流焊，從表中可以很明顯看出豎碑現(xiàn)象的發(fā)生率，後者遠大於前者，這是因爲氣相加熱沒有預(yù)熱區(qū)，使升溫速度很快，結(jié)果元件兩端錫膏不同時熔化的概率大大增加。 預(yù)熱溫度和時間相當重要，我們分別對預(yù)熱時間 13 分鐘，預(yù)熱溫度 130160 度條件下的回流焊接作了試驗統(tǒng)計，結(jié)果可以很明顯的看出，預(yù)熱溫度越高、預(yù)熱時間越長， 豎碑 現(xiàn)象的發(fā)生率就越低。 我們進行試驗的預(yù)熱最高溫度是 170 度，比正常 生産時的預(yù)熱溫度要稍高一點，發(fā)現(xiàn)預(yù)熱溫度從 140 度上升到 170 度時， 豎碑 現(xiàn)象的發(fā)生率大大降低。這是因爲預(yù)熱溫度越高，進回流焊後，元件兩端的溫關(guān)越小，兩端焊錫膏熔化時間越接近。但是錫膏在較高的預(yù)熱溫度下越久，其助焊劑的劣化就越嚴重，助焊越差，越容易産生焊接缺陷。 焊盤尺寸 焊盤尺寸與豎碑現(xiàn)象發(fā)生率關(guān)係的試驗結(jié)果，很明顯，當 B 和 C 減小時，豎碑現(xiàn)象的發(fā)生率降低，但是當 C 小於 ，隨著 C 的減小，元件移位元的缺陷的發(fā)生率明顯上升。見示意圖 試驗中發(fā)現(xiàn)焊盤間距從 減小至 ， 豎碑 現(xiàn)象的發(fā)生 率降低了 9 成，僅爲原來的十分之一。這是因爲焊盤尺寸減小後，錫膏的塗布量相應(yīng)減少，錫膏熔化時的表面張力也跟著減小。所以在設(shè)計中，在保證焊接點強度的前提下，焊盤尺寸應(yīng)盡可能小。 錫膏厚度 印刷模板的厚度爲 20UM 時豎碑現(xiàn)象的發(fā)生率遠遠大於模板厚度爲 100UM 時情況。這是因爲 減小鋼模厚度，就是減小了錫膏的量，錫膏熔化時的表面張力隨之減小。 減小鋼模厚度，使錫膏較薄，整個焊盤的熱容量減小，兩個焊盤上錫膏同時熔化的概率大大增加。 貼裝精度 一般情況下，貼裝時産生的元件偏移，在回流過程中，由於錫膏熔化時的表面張力 ，拉動元件而自動糾正，我們稱之爲 自適應(yīng) 。但偏移嚴重時，拉動反而會使元件立起，産生豎碑現(xiàn)象。這是因爲： 從元件焊接端向錫膏傳遞的熱量不平均，焊膏少的那端加熱時先熔化。 元件兩端與錫膏的粘力不平。 基板材料 試驗採用了 3 種不同材料的基板，發(fā)現(xiàn)豎碑現(xiàn)象在紙基環(huán)氧板中發(fā)生率最高，其次是玻璃環(huán)氧板，礬土陶瓷板最低，這是因爲不同材料的導(dǎo)熱係數(shù)和熱容量不同。 錫膏 由於錫膏中助焊劑成分、活性和金屬含量不同， 豎碑 現(xiàn)象的發(fā)生也不盡相同。 元件重量 重量越小的元件，發(fā)生缺陷率越高。 當然，還有其他很多影響因素，比如 嚴重偏移、焊盤有過孔、焊盤設(shè)計不一致，錫焊塗布不均勻等等。 隨著貼裝精密度的不斷提高，體積更小的 0603 和 040 0201 等元件越來越多的被使用，只不過由於貼裝偏移造成的豎碑現(xiàn)象占整個缺陷發(fā)生率的比例大大提高，變成關(guān)鍵因素。 如何避免豎碑現(xiàn)象的發(fā)生 焊盤、元件表面無氧化。 焊盤設(shè)計一致，焊盤上面無過孔。 貼片時儘量保證貼裝精度在 90％以上。 再流焊爐在焊接時一定要先試驗，找到合適的溫度曲線工藝後再大批量焊接。 SMT 生產(chǎn)標準流程 (一 ) 片式元器件單面貼裝工藝 1. 來料齊套檢查 → 2. 印片式元件所需焊膏 → 3. 檢驗有無漏印 或刮蹭等缺陷 → 4. 將片式元件放在有焊膏焊盤上 ↓ 8. 最終檢測 ← 7. 檢查有無焊接缺陷並修復(fù) ← 6. 焊片 式元器件 ← 5. 檢查是否有放偏漏放或放反 步驟 2：由 SMT 焊膏印刷臺、印刷專用刮板、 SMT 焊膏和 SMT 漏板配合完成。 步驟 4：真空吸筆或鑷子。 步驟 6： HT 系列臺式再流焊設(shè)備。 備註： 、線路板是否氧化，積體電路管腳及共面性。 ： FR4（環(huán)氧玻璃布） ： ≤ 建議焊盤做鍍金處理 （二） 片式元器件雙面貼裝工藝 1. 來料齊套檢查 → 2. 絲印 A 面焊膏 → 3. 貼裝 A 面片式元件 → 4. 回流焊接元件 ↓ ← 7. 貼裝 B 面片式元件 ← 6. 絲印 B 面焊膏 ← 5. 修正檢查 ↓ 9. 修整檢查 → （三） 雙面混裝貼裝工藝 1. 來料齊套檢查 → 2. 絲印 A 面焊膏 → A 面片式元件 → 4. 回流焊接元件 ↓ 8. 固化 ← 7. 貼片式元器件 ← 6. B 麵點膠 ← 5. 修正檢查 ↓ 9. A 面插 THT 元件 → 10. 波峰焊 → 11. 修整焊點 → 12. 清洗檢測 (四 ) 片式元件和插件混裝板貼裝工藝 1. 用焊膏分配器把焊膏點到焊盤上 → 2. 檢查焊膏量的多少及有無點漏 → 3. 將片式元件放在有焊膏的焊盤上 → 4. 檢查是否有放偏放 反或漏放的 ↓ 7. 焊接插件元件 ← 6. 檢查有無焊接缺陷並修復(fù) ← 5. 回流焊接片式元件 步驟 1：由 SMT 焊膏分配器、 SMT 針筒焊膏、和空氣壓縮機配合完成。 步驟 3：真空吸筆或鑷子。 步驟 4：窄間距元件的需用顯微鏡實體檢查。 步驟 5： HT 系列臺式再流焊設(shè)備。 步驟 6：由電烙鐵、焊錫絲和助焊劑配合完成 SMT 之家 SMT 信息網(wǎng) 半導(dǎo)體制造與封裝 表面貼裝技術(shù)