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表面安装工艺（单元六） 课题：自动焊接操作 主讲：弥锐 主要内容简介：讲授表面安装自动焊接 操作方法、要求与规范。 表面安装工艺（单元六） 波峰焊是将熔融的 液态焊料借助与泵 的作用在焊料槽液 面形成特定形状的焊 料波插装了元器件 的PCB置与传送链上 经过某一特定的角度 以及一定的浸入深度 穿过焊料波峰而实现 焊点焊接的过程。 SMT波峰焊接操作 表面安装工艺（单元六） 波峰焊接一般工艺流程： 插件前元器件必须预先成型切短，焊接期间不 需再切脚，所以只需一次焊接完成。 短插/一次焊接 涂敷助焊剂 预 热 焊 接 冷 却 为了获得良好的焊接质量，焊接前应做好充分的准 备工作，如涂布助焊剂、预热等。 表面安装工艺（单元六） 涂敷助焊剂 当印制电路板组件进入波峰焊机后，在传送机构 的带动下，首先在盛放液态助焊剂槽的上方通过， 设备将通过一定的方法在其表面及元器件的引出端 均匀涂上一层薄薄的助焊剂。 表面安装工艺（单元六） 预热 印制电路板表面涂敷助焊剂后，紧接着按一定 的速度通过预热区加热, 使表面温度逐步上升至90 - 110度。 表面安装工艺（单元六） 波峰焊接 焊接温度（245） 波峰焊使用的焊料熔点为183，为取得良好的焊接效 果，焊接温度应高于熔点约5065。 温度过高，会导致焊点表面粗糙，形成过厚的金属间化 合物，导致焊点的机械强度下降； 元器件及印制板过热损 伤。 温度过低，会导致：假焊及桥连缺陷。 表面安装工艺（单元六） 焊接时间（3-5秒） 焊接时间是指每个焊点接触到焊料至离开焊料的这一段时 间。 焊接时间过长，会导致： 焊剂过多挥发，使焊点及板面 干燥、焊点粗糙，形成过厚的金属间化合物，导致焊点的机械 强度下降； 元器件及印制板过热损伤。 焊接时间过短(小于秒),会导致： 桥连、假焊，及较大 的焊点拉尖现象； 板面的焊剂残留物增加。 表面安装工艺（单元六） 锡峰高度（波峰高度 ） 是指波峰焊接中的PCB吃錫高度。其数值通常控制在PCB板 厚度的1/22/3。 锡峰过高，熔融焊料容易冲上印制电路板的元器件装配面 而造成“桥连”，或过高温度使焊件报废;锡峰过低，印制板焊接 面受锡流的压力不够，对毛细作用不利，使焊接质量下降。 表面安装工艺（单元六） 传送角度（5-7） 传送角度是指印制板通过锡峰时与水平面的夹角。 改变传送角度或速度的目的： 是找寻PCB传送速度与波峰锡流流速相等的一点, 为锡的回流创造最佳条件。 表面安装工艺（单元六） 波峰焊后的补焊 什么是补焊：在机械焊接后，对焊接面进行修整， 通常称为“补焊”。 机械焊接的焊点不可能达到零缺陷。 元器件虽经预成型，但插入后伸出板面的长度不可 能全部符合要求。 所以补焊是必不可少的。 表面安装工艺（单元六） 补焊内容 纠正歪斜元器件 补焊不良焊点 检查漏件 修剪引出脚 表面安装工艺（单元六） 再流焊又称回流焊，是伴随微电子产品的出现而 发展起来的一种新的焊接技术，主要用于表面安装元 件的焊接。它的本意是预先在PCB板焊接部位施放适 量的焊料，然后贴放表面装配元件，经固化，利用外 部热源使焊料再次流动，达到焊接目的。 SMT再流焊接操作 表面安装工艺（单元六） 典型的热风红外再流焊炉通常由5个温区组成 ，各温区配置了面状远红外加热器和热风加热器。 第一和第二温区的温度上升范围由室温到1500C； 第三和第四温区的加热起到保温作用，主要是为了 实现SMA加热更均匀，以保证SMA在充分良好的状态 下进入焊接温区；第五温区为焊接温区。SMA出炉 后常温冷却。 再流焊炉的基本结构 表面安装工艺（单元六） 再流焊设备因为只是向SMA提供一个加温的通道 ，所以再流焊过程中需要控制的参数只有一个，就 是SMA表面温度随时间的变化，通常用一条“温度曲 线”来表示（横坐标为时间，纵坐标为SMA的表面温 度）。 Pre heat1 Pre heat2 Reflow Cooling 理想的焊接温度曲线 表面安装工艺（单元六） 为了取得良好的焊接质量，我们希望焊件通过 再流焊设备的整个过程中，其表面温度随时间的变 化能符合理想的焊接要求。 SMA在再流焊设备中，虽然是经过一个连续的 焊接过程，但从焊点形成机理来看它是经过三个过 程（预热、焊接、冷却），这三个过程有着不同的 温度要求，所以我们可将焊接全过程分为三个温区 ：预热区、再流区和冷却区。 表面安装工艺（单元六） 表面安装工艺（单元六） 预热区 确定的具体原则是： 预热结束时温度：140-160； 预热时间：160-180 S； 升温的速率3/s； 表面安装工艺（单元六） 再流区 峰值温度：一般推荐为焊膏合金熔点温度加20-40 ，红外焊为210230；汽相焊为205-215； 焊接时间：控制在15s左右，其中，处于225以上的时间 小于10s，215以上的时间小于20s。 表面安装工艺（单元六） 冷却区 降温速率大于10/S； 冷却终止温度不大于75。 表面安装工艺（单元六） 1.人工目测检验（加辅助放大镜） IPC-A-610焊点验收标准，基本上以目测为主。 优良的焊点外观应能满足下列要求: 润湿程度良好;焊料在焊点表面铺展均匀连续,边 沿接触角一般30，对于焊盘边缘的焊点，应见到弯 月面;焊点处的焊料层适中，避免过多过少;焊点位置 准确;焊点表面连续和圆滑。 SMT检测操作 表面安装工艺（单元六） 最佳焊点: 没有空洞或表面缺陷。引线及电路润湿良好，引线可见。 焊缝100%环绕引线。 焊料覆盖引线并在焊盘/导体上呈羽状展开成很薄的边缘。 表面安装工艺（单元六） 常见的主要缺陷 桥连/桥接 焊料在导体间桥接 表面安装工艺（单元六） 立碑 矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立 ，如图所示，这种现象就称为曼哈顿现象或吊桥。引起这 种现象主要原因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后 所致。 表面安装工艺（单元六） 错位 元件位置移动，如图已横向超出焊垫，大于元件宽度 的50%。 103 表面安装工艺（单元六） 焊膏未熔化 SMA通过再流焊炉焊接后，元器件引脚上出现焊膏未 熔化现象，各种元件均会发生。 吸料/芯吸现象 焊料不是在元件引脚根润湿，而是通过引脚上升到 引脚与元件本体的结合处，常见于QFP、SOIC器件的焊接 。 表面安装工艺（单元六） 常见的次要缺陷 103 w /2 元件橫向超出焊垫以外，但尚未大于其元件宽度的50%。 表面安装工艺（单元六） W /5 103 A、元件纵向偏移，但焊垫尚保有其元件宽度的20%以上。 B、金属封头纵向滑出焊垫，但仍能盖住焊垫0.13mm以上。 表面安装工艺（单元六） QFP元件脚跟焊点最大量 允收状态：如图所示，脚跟的焊锡带延伸到引线 上弯曲处的底部。 表面安装工艺（单元六） J型接脚元件焊点检验标准如图所示， J型接脚元件焊点 最小量的允收状态： 1、焊锡带存在于引线的三侧。 2、焊锡带涵盖引线弯曲处兩侧的50%以上（h1/2T）。 表面安装工艺（单元六） 2.自动光学检查（AOI） 通过光源对SMA进行照射，用光学镜头将SMA反 射光采集进行运算，经过计算机图像处理系统处理从 而判断SMA上元件位置及焊接情况。