技术规范标准_电路板pcba制造技术规范

PCBA制造技术规范企业标准QB/ 0022014 电路板（PCBA）制造技术规范2013-05-04发布 2014-05-10实施科技有限公司- 发布修订声明 本规范于2013年05 月04日首次试用版发布。 本规范拟制与解释部门： 本规范起草单位： 本规范主要起草人：范学勤 本规范审核人： 标准化审核人： 本规范批准人： l 本规范修订记录表：修订日期版本修订内容修订人2013-05-04A试用版发行2014-5-10B修改使用公司名称目 录封面：电路板（PCBA）制造技术规范1修订声明2目 录3前 言5术语解释6第一章 PCBA制造生产必要前提条件71.1产品设计良好：71.2高质量的材料及合适的设备：71.3成熟稳定的生产工艺：71.4技术熟练的生产人员：7附图1 SCC标准PCBA生产控制流程8附图2 SCC标准SMT工艺加工流程9第二章 车间温湿度管控要求102.1车间内温度、相对湿度要求：102.2温度湿度检测仪器要求：102.3车间内环境控制的相关规定：102.4温湿度日常检查要求：10第三章 湿度敏感组件管制条件113.1IC类半导体器件烘烤方式及要求：113.2IC类半导体器件管制条件：113.3PCB管制规范：11第四章 表面组装元器件(SMCSMD)概述134.1表面组装元器件基本要求：134.2表面组装元器件（SMC/SMD）的包装类型：134.3表面组装元器件使人用注意事项：14第五章 SMT工艺概述155.1SMT工艺分类：155.2施加焊膏工艺：165.3施加贴片红胶工艺：165.4施加贴片红胶的方法和各种方法的适用范围：185.5贴装元器件：185.6贴片回流焊（再流焊）：185.7回流焊特点：195.8回流焊的分类：195.9回流焊的工艺要求：19第六章 表面组装工艺材料介绍焊膏206.1简介：206.2焊膏的分类、组成：206.3合金焊料粉与焊剂含量的配比：206.4焊剂组份知识：216.5对焊膏的技术要求：216.6焊膏的选择依据及管理使用：22第七章 表面组装工艺材料介绍红胶257.1概况：257.2性能参数 （举例）：257.3固化条件：257.4使用方法：25第八章 SMT生产线概况及其主要设备268.1SMT生产线概况：268.2SMT生产线主要设备：268.3贴装机 &贴片机：278.4回流焊炉：28第九章 波峰焊接工艺3010.1波峰焊原理：3010.2波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求：3110.3波峰焊工艺材料：3210.4典型波峰焊工艺流程：3210.5波峰焊的主要工艺参数及对工艺参数的调整：3310.6预热温度和时间：3310.7焊接温度和时间：3410.8印制板爬坡角度和波峰高度：3410.9工艺参数的综合调整：3410.10波峰焊接质量要求：34第十章 ESD防静电知识3610.1静电放电及防护基础知识：3610.2静电的产生：3610.3静电对电子工业的影响：3610.4ESD形成的三种型式：3710.5ESD静电防护方式：3710.6防静电设备工具：3810.7防静电的一般工艺规程要求：39第十一章 电子元器件的储存要求40第十二章 电子车间防静电要求及规范42附录1：湿度对电子元器件和整机的危害44附录2：温湿度及清洁度对电子设备的影响45附录3：长期存放电子元器件的解决方案46前 言本标准文件中所提及的部分标准参数及具体要求数据摘取自同行业企业标准文件内容，实际执行过程中可能会出现不适应状况，如遇此特殊情况时可由部门经理决策后做临时变跟后执行。本标准文件适用于PMC计划、仓储部、采购部、生产制造及品质管控部门作为参考使用，实际运用请自行查阅相对应章节。本标准文件中未提及的事项，烦请当时人及时提出予以指正，以进一步完善此标准文件。本标准文件编制过程中，因本人能力有限，难免有不足之处，还请各位给予指正。术语解释SMT：全称是Surface mount(或mounting)technology，中文意思为表面粘着（或贴装）技术。SMCSMD：片式元件片/片式器件。SMA：表面组装组件。ESD：全称是Electro-static discharge， 中文意思为静电放电。PCB：印制电路板。FPT：窄间距技术，FPT是指将引脚间距在0.6350.3mm之间的SMD和长乘宽小于等于1.6mm*0.8mm的SMC组装在PCB上的技术。MELF：圆柱形元器件。SOP：羽翼形小外形塑料封装。SOJ：J形小外形塑料封装。TSO：超薄形小外塑料封装。PLCC：塑料有引线（J形）芯片载体。QFP：四边扁平封装器件。PQFP：带角耳的四边扁平封装器件。BGA：球栅阵列封装（ball grid array）。;DCA：芯片直接贴装技术。CSP：芯片级封装（引脚也在器件底下，外形与BGA相同，封装尺寸比BGA小。芯片封装尺寸与芯片面积比1.2称为CSP）THC：通孔插装元器件。ESD：静电放电第一章 PCBA制造生产必要前提条件1.1 产品设计良好：l 参照成功的设计样板和机型l 在生产制造中将不足和缺陷反馈给开发技术人员不断改善.l 制造工艺更加简单和生产加工工时减少.l 销售的卖点增多和利润附加值增高.l 生产成本不断降低和销售价格升值和保持1.2 高质量的材料及合适的设备：l 在同一价格水平基础上、高质量的材料l 包装方式不能影响产品的性能和外观l 材料的质量不断的改进l 通用的制造设备l 设备的损耗折旧成本低l 设备的操作简单，备件易购买1.3 成熟稳定的生产工艺：l 严格的静电要求；l 成熟稳定的DIP制造工艺l 成熟稳定的SMT制造工艺l 成熟稳定的PCBA防护处理工艺l 成熟稳定的波峰焊接防护处理工艺l 成熟的PCBA防护处理工艺l 成熟稳定的装焊工艺制造要求l 严格、苛刻的测试工艺制造要求l 严格、可靠的包装工艺制造要求1.4 技术熟练的生产人员：l 要掌握基本的作业技巧，能够熟练作业3-5个工位l 要具备改进意识l 将工作结果数据化，不断追求工作结果提升l 熟练掌握工序作业技能后，不断培养多面手员工l 给员工创造职业晋升的机会和体制l 员工入职前要认真把关PMC物料需求附图1- KLHBS标准PCBA生产控制流程物料采购PASS入电子料仓库FAIL电子元件供应商来料检验PMC生产任务需求仓库备料、发料外协SMT贴片加工来料检验PASS入电子料仓库FAILSMT贴片加工商PMC生产任务需求波峰焊加工仓库备料、发料PCBA裸板外观全检DIP后焊加工FAIL外观维修/返修OKFAIL烧写MCU程序OK功能测试功能维修/返修OKFILEFAILOK寿命老化OKOKFAIL老化后全功能测试OKPCBA表面涂刷环氧树脂PCBA表面涂刷CRC70防潮漆PCBA表面三防处理OK成品PCBA功能测试入电子料仓库FAIL功能维修/返修防静电包装供应商领料、备料附图2- KLHBS标准SMT工艺加工流程B面锡膏印刷检查大型、异性器件手工贴片纠正制程入库/转DIP工序防静电包装维 修A面首件检查回流焊接前检查转板/转B面贴装A面 回 流 焊 接AOI光学检查A面锡膏印刷A面锡膏印刷检查A面-多功能贴片机贴装器件（贴SOPQFPBGATSSOP等封装芯片类器件）PCB板烘烤去潮FAIL大型、异性器件手工贴片PASSA面-高速贴片机贴装器件（电阻、电容、二极管、三极管类小封装器件）B面锡膏印刷B面 回 流 焊 接B面首件检查回流焊接前检查B面-多功能贴片机贴装器件（贴SOPQFPBGATSSOP等封装芯片类器件）B面-高速贴片机贴装器件（电阻、电容、二极管、三极管类小封装器件）NGOKNGOKNGOKAOI光学检查OQC/FQC检验第二章 车间温湿度管控要求2.1 车间内温度、相对湿度要求：温度:242湿度:6010%2.2 温度湿度检测仪器要求：2.2.1 采用Pt100铂电阻做测温传感器，保证了测量温度的准确性和稳定性2.2.2 采用通风干湿球法测量相对湿度，避免了风速对湿度测量的影响2.2.3 分辨率：温度：0.01；湿度：0.01%RH；2.2.4 整体误差（电测+传感器）：温度：0.10.2；湿度：1.5%RH。2.3 车间内环境控制的相关规定：3.3.1 参数值根据产品要求、季节变化，由PE工程师负责设定。3.3.2 日常温湿度计的放置位置：采用电子指针式干湿球温湿度计，放置在机器最密集的区域，以便能采集到最显著的温湿度变化。3.3.3 温湿度计的记录周期设定为7天， 每星期一早上7:30更换记录表。换下的记录表存放在特定的文件夹里，温湿度计的记录周期设定为7天， 每星期一早上7:30更换记录表。换下的记录表存放在特定的文件夹里，保存期至少为1年，新的记录表可向工程课申领，表上须写明开始日期、更换记录表时、记录起始时间须与更换表格时间相同。3.3.4 室内空调系统的开关、湿度控制系统（加湿机，加湿器）开关，交由工程部（行政部）有关人员负责，其它部门的人员不得擅自使用。3.3.5 回流焊的抽风口必须每月清理1次， 防止积水过多。3.3.6 逢节假休息日须关闭空调系统的吹风口开关,并要求工程部（行政部）不要关闭空调系统的抽风口开关,以防机器内壁结露。2.4 温湿度日常检查要求：2.4.1 检查工作由PE工程组负责。2.4.2 检查次数为一天四次，分四个时间段，分别为7:0012:00；12:0019:00 ；19:002:00；2:007:00；（白班及夜班各二次）2.4.3 每次检查结果须记录在规定的表格中，并签上检查人的姓名。2.4.4 温湿度记录表上的温湿度数值若在要求的范围内,则在附表中/湿度状况两栏中写上“OK”，若发现数值不在要求的范围内, 则在附表中相应的栏中写上“NG ”及对应的温湿度超标值，并即刻通知PE工程组负责人。2.4.5 PE工程组负责人在接到通知后应即刻通知生产线负责人，必要时可要求停机, 并通知工程部（行政部）检查空调系统和湿度控制系统。2.4.6 待温湿度数值回归到要求的范围内后, PE工程组负责人应即刻通知生产部门恢复生产。2.4.7 逢休息日或节假日可不作温湿度记录。第三章 湿度敏感组件管制条件3.1 IC类半导体器件烘烤方式及要求： 3.1.1 BGA封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：1205 24小时，或者805 48小时。3.1.2 QFP / TSOP封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：1205 16小时，或者805 24小时。3.1.3 TQFP/QFP封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：1205 12小时，或者805 20小时。3.1.4 SOP/DIP封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：1205 24小时，或者805 48小时。3.1.5 其它封装IC类半导体器件，超出管制期限或真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为： 1205 12小时805 20小时。3.1.6 如条件允许，可直接询问原材料供应商商会得到更好的标准。3.2 IC类半导体器件管制条件：3.2.1 拆封后的IC储存方法（1） 真空包装未拆封前的IC须储存温度低于+30C，相对湿度小于90%的环境，存储期限为一年。（2） 真空包装已拆封的IC 须标明拆封时间，未上线的IC须储存于防潮柜中，储存条件为:+252；655%RH，储存期限为72hrs。（3） 若已拆封IC但未上线使用或余料，必须储存于防潮箱内(条件+252；655%RH)，若退回仓库之前的IC由须仓库烘烤后，改以抽真空包装后储存。3.2.2 IC烘烤方法及条件（1） 超过储存期限者，须以125C/24hrs烘烤,无法以125C烘烤者，则以80C/48hrs烘烤(若多次烘烤则总烘烤时数须小于96hrs)，才可上线使用。（2） 若零件有特殊烘烤规范者，另行订入SIP和SOP文件内。3.3 PCB管制规范：3.3.1 PCB拆封与储存期限（1） PCB板密封包装未拆封，距离制造日期在2个月内可以直接上线使用。（2） PCB需抽真空包装后方可进行运输及储存。（3） PCB板制造日期在2个月内，拆封后必须重新标识首次拆封日期。（4） PCB板制造日期在2个月内，拆封后必须在5天内上线使用完毕。3.3.2 PCB储存期限过期后烘烤条件（1） PCB 于制造日期2个月内密封拆封超过5天者，请以120 5烘烤1小时。（2） PCB如超过制造日期2个月，上线前请以120 5烘烤1小时。 （3） PCB如超过制造日期2至6个月，上线前请以120 5烘烤2小时。（4） PCB如超过制造日期6个月至1年，上线前请以120 5烘烤4小时。（5） 烘烤过之PCB须于5天内使用完毕，未使用完毕则需再烘烤1小时才可上线使用。（6） PCB如储存时间超过1年，上线前请以120 5烘烤4小时，严重时可返送PCB供应商对焊盘重新喷锡或沉金等表面处理后，才可上线使用。3.3.3 PCB烘烤方式（1） 大型PCB采取平放式摆放，一叠最多数量30片，直立式数量不限，烘烤完成10分钟内打开烤箱取出PCB平放自然冷却。（2） 中小型PCB采取平放是摆放，一叠最多数量40片，直立式数量不限，烘烤完成10分钟内打开烤箱取出PCB平放自然冷却。（3） 冷却过程中PCB需要用治具压平，以防PCB板弯曲变形。 第四章 表面组装元器件(SMCSMD)概述 表面组装元件表面组装器件的英文翻译是：Surface Mounted ComponentsSurface Mounted Devices，缩写为SMCSMD(以下称SMCSMD)。 表面组装元器件是指外形为矩形片式、圆柱形或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内并适用于表面组装的电子元器件。4.1 表面组装元器件基本要求：4.1.1 元器件的外形适合自动化表面组装，元件的上表面应易于使用真空吸嘴吸取，下表面（背面）具有使用胶粘剂（红胶）的能力。4.1.2 尺寸、形状标准化、并具有良好的尺寸精度和互换性。 4.1.3 包装形式适合贴装机自动贴装要求（适用编带、托盘、料管这3种标准包装方式）。4.1.4 具有一定的机械强度，能承受贴装机的贴装应力和基板的弯折应力。4.1.5 元器件的焊端或引脚的可焊性要符合以下耐温度要求：2355 * 20.2s或2305 * 30.5s，焊焊端90沾锡（上锡）4.1.6 符合无铅工艺回流焊和波峰焊的耐高温焊接要求回流焊：2655，20.2s。波峰焊：2605，50.5s。4.1.7 能承受有机溶剂的洗涤（如洗板水）4.2 表面组装元器件（SMC/SMD）的包装类型：4.2.1 表面组装元器件的包装类型有编带、散装、管装和托盘。4.2.2 表面组装元器件包装编带有纸带和塑料带两种材料。4.2.3 纸带主要用于包装片式电阻、电容的8mm编带。塑料带用于包装各种片式无引线元件、复元件、 异形元件、SOT、SOP、小尺寸QFP等片式元件。4.2.4 纸带和塑料带的孔距为4mm，（1.0*0.5mm以下的小元件为2mm），元件间距 4m的倍数，根据元器件的长度而定。编带的尺寸标准见表4-1。4.2.5 散装包装：散装包装主要用于片式元引线元极性元件，例如电阻、电容表4-1表面组装元器件包编带的尺寸标准编带宽度mm8121624324456元件间距mm2、44、8481212162024162024283224283236404440444852564.2.6 管装包装：主要用于SOP、SOJ、PLCC、PLCC插座，以及异形元件等。4.2.7 托盘包装托盘包装用于QFP、窄间距SOP、PLCC、PLCC的插座等。4.3 表面组装元器件使人用注意事项：4.3.1 存放表面组装元器件的环境条件：（1） 环境温度：+ 30以下（2） 环境湿度：60RH（3） 环境气氛：库房及使环境中不得有影响焊接性能的疏、氯、酸等有害气体。（4） 防静电措施：要满足表面组装对防静电的要求。4.3.2 表面组装元器件存放周期，从生产日期起为二年。到用户手中算起一般为一年(南方潮湿环境下3个月以内)。4.3.3 对具有防潮要求的SMD器件，打开封装后一周内或72小时内（根据不同器件的要求而定)必须使用完毕，如果72小时内不能使用完毕，应存放在RH20的干燥箱内，对已经受潮的SMD器件按照规定作去潮烘烤处理。4.3.4 操作人员拿取SMD器件时应带好防静电手镯。4.3.5 运输、分料、检验、手工贴装等操作需要拿取SMD器件时尽量用吸笔操作，使用镊子时要注意不要碰伤SOP、QFP等器件的引脚，预防引脚翘曲变形。第五章 SMT工艺概述5.1 SMT工艺分类：5.1.1 按焊接方式，可分为回流焊和波峰焊两种类型：（1） 回流焊工艺先将微量的锡铅焊膏施加到印制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印刷板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件的印制板放到回流焊设备的传送带上，从炉子入口到出口（大约5-8分钟）完成干燥、预热、熔化、冷却全部焊接过程。（2） 波峰焊工艺先将微量的贴片胶（绝缘粘接胶）施加到印制板的元器件底部或边缘位置上，再将片式元器件贴放在印制表面规定的位置上，并放到回流焊设备的传送带上进行胶固化；片式元器件被牢固地粘接在印制板的焊接面，然后插装分立元器件，最后对片式元器件与插装元器件同时进行波峰焊接。5.1.2 按组装方式，可分为全表面组装、单面混装、双面混装三种方式（见表2-1）组装方式示意图电路基板元器件特征全表面组装单面表面组装单面PCB 表面组装元器件工艺简单、适用于小型、薄型简单电路双面表面组装双面PCB 表面组装元器件高密度组装、薄型化单面混装SMD和THC都在A面双面PCB表面组装元器件和通孔插装元器件一般采用先贴后插，工艺简单THC在A面SMD在B面单面PCB表面组装元器件和通孔插装元器件PCB成本低，工艺简单，先贴后插如采用先插后贴，工艺复杂。双面混装THC在A面，A、B两面都有SMD双面PCB表面组装元器件和通孔插装元器件适合高密度组装A、B两面都有SMD和THC双面PCB表面组装元器件和通孔插装元器件工艺复杂，尽量不采用5.2 施加焊膏工艺：5.2.1 施加焊膏工艺目的: 把适量的SN/PB焊膏均匀地施加在PCB焊盘上，以保证各种封装片式元器件引脚与PCB相对应的焊盘形成良好的电气连接。5.2.2 施加焊膏的要求：（1） 要求施加的焊膏量均匀，一致性好。焊膏图形要清晰，相邻的图形之间尽量不要粘连，焊膏图形与焊盘图形要一致，尽量不要错位。（2） 一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右，窄间距元器件应为0.5mg/mm2左右。（3） 焊膏应覆盖每个焊盘的面积，应在75以上；（4） 焊膏印刷后，应无严重塌落，边缘不整齐，错位不大于0.2mm；对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm。（5） 基板其它地方不允许被焊膏污染。5.2.3 PCB施加焊膏的方法： 施加焊膏的方法有三种：滴涂式（即注射式，滴涂式又分为手工操作和机器制作）、丝网印刷和 金属模板印刷，各种方法的适用范围如下：（1） 手工滴涂法用于极小批量生产，或新产品的模型样机和性能样机的研制阶段，以及生产过程中修补、更换元器件等。（2） 丝网印刷用于元器件焊盘间距较大，组装密度不高的中小批量生产中。（3） 金属模板印刷用于大批量生产以及组装密度大，有多引线窄间距元器件的产品，金属模板印刷的质量比较好，模板使用寿命长，因此一般应优先采用金属模板印刷工艺。5.3 施加贴片红胶工艺：5.3.1 施加贴片红胶工艺目的：在片式元件与插装元器件混装采用波峰焊工艺时，需要用贴片红胶把片式元件暂时固定在PCB的焊盘位置上，防止在传递过程或插装元器件、波峰焊等工序中元件掉落。在双面回流焊工艺中，为防止已焊好面上大型器件因焊接受热熔化而掉落，也需要用贴片红胶起辅助固定作用。5.3.1 表面组装工艺对贴片红胶的要求：（1） 具有一定粘度，胶滴之间不拉丝，在元器件与PCB之间有一定的粘接强度，元器件贴装后在搬运过程中不掉落。（2） 触变性好，涂敷后胶滴不变形、不漫流，能保持足够的高度。（3） 对印制板和元器件无腐蚀，绝缘电阻高和高频特性好。（4） 常温下使用寿命长（常温下固化速度慢）。（5） 在固化温度下固化速度快，固化温度要求在150以下，5分钟以内完全固化。（6） 固化后粘接强度高，能经得住波峰焊时260的高温以及熔融的锡流波的冲击；在焊接过程中无释放气体现象，波峰焊过程中元件不掉落。（7） 有颜色，便于目视检查和自动检测。（8） 应无毒、无嗅、不可燃，符合ROHS环保要求。5.3.2 贴片红胶的选择方法：（1） 用于表面组装的贴片胶主要有两种类型：环氧树脂和聚丙烯。（2） 环氧树脂型贴片胶属于热固型：一般固化温度在15010/5min以内。（3） 聚丙烯型贴片红胶属于光固型：需要先用UV（紫外）灯照一下，打开化学键（产生化学反应后），然后再用15010/12min烘烤后完全固化。（4） 目前普遍采用热固型贴片红胶，对设备和工艺的要求都比较简单。由于光固型贴片红胶比较充分，粘接牢度高，对于较宽大的元器件应选择光固型贴片红胶。（5） 要考虑固化前性能及固化后性能，应满足表面组装工艺对贴片红胶的要求。（6） 应优先选择固化温度较低、固化时间较短的贴片胶。目前较好的贴片胶的固化条件一般在120-130/60s-120s.5.3.3 贴片红胶的使用注意事项与保管方法：（1） 必须储存在5-10的条件下，并在有效期（一般3-6个月）内使用。（2） 要求使用前一天从冰箱中取出贴片胶，待贴片胶达到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结。（3） 使用前用不锈钢搅拌棒将贴片胶搅拌均匀，待贴片胶完全无气泡状态下装入注射器，添加完贴片胶后，应盖好容器盖。点胶或印刷操作工艺应在恒温条件下（233）进行，因为贴片胶的粘度随温度而变化，以防影响涂敷质量，采用印刷工艺时，不能使用回收的贴片胶。（4） 为预防贴片红胶硬化和变质，搅拌后贴片胶应在24小时内使用完。剩余的贴片红胶要单独存放，不能与新贴片红胶混装一起。（5） 点胶或印刷后，应在24小时内完成固化。（6） 操作者尽量避免贴片红胶与皮肤接触，若不慎接触，应及时用乙醇擦洗干净或紧急送医处理。5.3.4 施加贴片红胶的技术要求：（1） 采用光固型贴片红胶，元器件下面的贴片红胶致少有一半的量处于被照射状态；采用热固型贴片胶，贴片红胶可完全被元器件覆盖，见图5-1。图5-1（2） 小元件可涂一个胶滴，大尺寸元器件可涂敷多个胶滴；（3） 胶滴的尺寸与高度取决于元器件的类型，胶滴的高度应达到元器件贴装后胶滴能充分接触到元器件底部的高度。胶滴量（尺寸大小或胶滴数量）应根据元器件的尺寸和重量而定；尺寸和重量大的元器件胶滴量应大一些，但也不宜过大，以保证足够的粘接强度为准。（4） 为了保护可焊接以及焊点的完整性，要求贴片红胶在贴装前和贴装后都不能污染元器件端头和PCB焊盘5.4 施加贴片红胶的方法和各种方法的适用范围：l 施加贴片胶主要有三种方法：分配器滴涂、针式转印和印刷。5.4.1 分配器滴涂贴片红胶：分配器滴涂可分为手动和全自动两种方式。手动滴涂用于试验或小批量生产中；全自动滴涂用于大批量生产中。全自动滴涂需要专门的全自动点胶设备，也有些全自动贴片机上配有点胶头，具备点胶和贴片两种功能。 手动滴涂方法与焊膏滴涂相同，只是要选择更细的针嘴，压力与时间参数的控制有所不同。5.4.2 针式转印贴片红胶：针式转印机是采用针矩阵组件，先在贴片胶供料盘上蘸取适量的贴片胶，然后转移动PCB的点胶位置上同时进行多点涂敷。此方法效率较高，用于单一品种大批量生产中。5.4.3 印刷贴片红胶： 印刷贴片红胶的生产效率较高，用于大批量生产中，有丝网和模板两种印刷方法。印刷贴片胶的方法与焊膏印刷工艺相同，只是丝网和模板的设计要求、印刷参数的设置有所不同。5.5 贴装元器件：5.5.1 贴装元器件定义用贴装机或人工将片式元器件准确地贴放在印好焊膏或贴片胶的PCB表面上。5.5.2 贴装元器件的工艺要求5.5.2.1 各贴装工站岗位完成后号元器件的型号、封装大小、标称值和极性等特征标记要符合装配图和BOM表要求。5.5.2.2 贴装好的元器件要外观和电器性能要完好无损。5.5.2.3 元器件焊端或引脚不小于1/2的厚度要浸入焊膏。5.5.2.4 元器件的端头或引脚均应与焊盘图形对齐、居中。由于再流焊时有自定位效应，因此元器件贴装位置允许有一定的偏差。l 注：完成后具体详细的外观判定标准请参照PCBA通用检验规范和IPC-A-610D电子组装件的验收条件5.6 贴片回流焊（再流焊）：5.6.1 回流焊定义：回流焊是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软纤焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。5.6.2 回流焊原理：从温度曲线（见图5-2）分析再流焊的原理：当PCB进入升温区（干燥区）时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘、元器件端头和引脚与氧气隔离PCB进入保温区时，PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点PCB进入冷却区，使焊点凝固。此时完成了回流焊。图5-2 典型回流焊温度曲线5.7 回流焊特点： 与波峰焊技术相比，回流焊有以下特点：5.7.1 不像波峰焊寻样，要把元器件直接浸渍在熔融的焊料中， 所以元器件受到的热冲小。5.7.2 能控制焊料的施加量，避免了虚焊 、桥接等焊接缺陷，因此焊接质量好，可靠性高。5.7.3 有自定位效应-当元器件贴放位置有一定偏离时，由于熔焊料表面张力的作用，当基板全部焊端或引脚与相应焊盘同时被润润时，能在表面张力的作用下自动被拉回到近似目标位置的现象。5.7.4 焊接中一般不会混入不纯物，使用焊膏时，能正确地保证焊料的组分。5.7.5 可以采用局部加热热源，从而可在同一基板上采用不同焊接工艺进行焊接。5.7.6 工艺简单，返修工作量极小。5.8 回流焊的分类：5.8.1 按回流焊加热区域可分为两大类：一类是对PCB整体加热，另一类是对PCB局部加热。5.8.2 对PCB整体加热再流焊可分为：热板、红外、热风、热风加红外、气相再流焊。5.8.3 对PCB局部加热再流焊可分为：激光再流焊、聚焦红外再流焊、光束再流焊、热气流再流焊。5.9 回流焊的工艺要求：5.9.1 要设置合理的再流焊温度曲线再流焊是SMT生产中的关键工序，不恰当的温度曲线设置会导致出现焊接不完全、虚焊、元件翅立、锡珠多等焊接缺陷，影响产品质量。5.9.2 要按照PCB设计时的焊接方向进行焊接。5.9.3 焊接过程中，严防传送带震动。5.9.4 必须对首块印制板的焊接效果进行检查。检查焊接是否完全、有无焊膏融化不充分的痕迹、焊点表面是否光滑、焊点开头否呈半状、焊料球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况等；此外，还要检查PCB表面颜色变化情况。要根据检查结果适当调整温度曲线。在批量生产过程中要定时检查焊接质量的情况，及时对温度曲线进行调整。 第六章 表面组装工艺材料介绍焊膏6.1 简介：焊膏是由合金粉末和糊状助焊剂载体均匀混合成的膏状焊料，是表面组装再流焊工艺必需的材料。6.2 焊膏的分类、组成：6.2.1 焊膏的分类：6.2.1.1 按合金粉末的成分可分为：高温、低温，有铅、无铅。6.2.1.2 按合金粉末的颗粒度分为：一般间距用和窄间距用。6.2.1.3 按焊剂的成分可分为：免清洗、可以不清洗、容剂清洗和水清洗。6.2.1.4 按松香活性分为：R(非活性)、RMA(中等活性)、RA(全活性)。6.2.1.5 按粘度可分为：印刷用和滴涂用。6.2.2 焊膏的组成（成份）：6.2.2.1 合金粉末：合金粉末是锡膏的主要成分，合金粉末的组分、颗粒形状和尺寸是决定膏特性以及焊点量的关键固素。6.2.2.2 目前最常用焊膏的金属组分为Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2。6.2.2.3 合金焊料粉的成份和配比是决定焊膏的熔点的主要因素；合金焊料粉的形状、颗粒度直接影响焊膏的刷性和黏度：合金焊料粉的表面氧化程度对焊膏的可焊性能影响很大6.2.2.4 合金粉未表面氧化物含量应小寸：0.5，最好控制住80ppm以下；合金焊料粉中的微粉是产生焊料球的因素之一，微粉含量应控制在10以下。6.2.2.5 常见锡膏组成份信息，见下表6-1；常用焊膏的金属组分、熔化温度与用途见表6-3 表：6-1组成功 能合金粉末元器件和电路的机械和电气连接焊剂活化剂元器件和电路的机械和电气连接粘接剂提供贴装元器件所需的粘性润湿剂增加焊膏和被焊件之间润湿性溶剂调节焊膏特性触变剂改善焊膏的触变性其它添加剂改进焊膏的抗腐蚀性、焊点的光亮度及阻燃性能等 6.3 合金焊料粉与焊剂含量的配比：合金焊粉与焊剂含量的配比是决定焊膏黏度的主要因素之。合金焊料粉的含量高，黏度就大：焊剂百分含量高，黏度就小。一般合金焊粉重量百分含量在75-90.5。免清洗焊膏以及模板印刷用焊膏的合金含量高些，在90左右。6.4 焊剂组份知识：l 焊剂是净化金属表面、提高润湿性、防止焊料氧化和保证焊膏质量以及优良工艺的关键材料。l 不同的焊剂成分可配制成免清洗、有机溶剂清洗和水清洗不同用途的焊膏。焊剂的组成对焊膏的润湿性、塌落度、黏度、可清洗性、焊料球飞溅及储存寿命等均有较大的影响。l 常用的合金粉末颗粒尺寸分为四个类型，对窄间距元器件，一般选用25-45 m，下表6-2给出四种粒度等级的焊膏的详细参数。表6-2 四种粒度等级的焊膏对照表：类型80以上的颗料尺寸um大颗粒要求微粉颗粒要求1型75-150150um的颗粒应小于120um微粉颗粒应小于102型45-7575um的颗粒应小于13型20-4545um的颗粒应小于14型20-3838um的颗粒应小于1表6-3给出常用焊膏的金属组分、熔化温度与用途：金属组份熔化温度用途液相线固相线Sn63/Pb37183共晶适用用普通表面组装板，不适用于含AG、AG/PA材料电极的元器件Sn60/Pb40183188用途同上Sn62/Pb36/Ag2179共晶适用于含Ag、AgPa材料电极的元器件。（不适用于水金板）Sn10/Pb88/Ag2268290适用于耐高温元器件及需要两次再流焊表面组装板的首次再流焊（不适用于水金板）Sn96.5/Ag3.5221共晶适用于要求焊点强度较高的表面组装板的焊接（不适用于水金板）Sn42/Bi58138共晶适用于热敏元器件及需要两次同时流焊表面组装板的第二次回流焊。 6.5 对焊膏的技术要求：6.5.1 焊膏的合金组分尽量达到共晶或近共晶，要求焊点强度较高，并且与PCB镀层、元器件端头或引脚可焊性要好。6.5.2 在储存期内，焊膏的性能应保持不变。6.5.3 焊膏中的金属粉末与焊剂不分层。6.5.4 室温下连续印刷时，要求焊膏不易于燥，印刷性(滚动性)好。6.5.5 焊膏粘度要满足工艺要求，既要保证印刷时具有优良的脱模性，又要保证良好的触变性(保形性)，印刷后焊膏不塌落。6.5.6 合金粉末颗粒度要满足工艺要求，合金粉末中的微粉少，焊接时起球少。6.5.7 回流焊时润湿性好，焊料飞溅少，形成最少量的焊料球（锡珠）。6.6 焊膏的选择依据及管理使用：6.6.1 根据产品本身价值和用途，高可靠性的产品需要高质量的焊膏6.6.2 根据产品的组装工艺、印制板和元器件选择焊膏的合金组分。6.6.2.1 常用的焊膏合金组份：Sn63Pb37 和Sn62Pb36Ag2。6.6.2.2 钯金或钯银厚膜端头和引脚可焊性较差的元器件应选样含银焊膏。6.6.2.3 沉金板不要选择含银的焊膏。6.6.3 根据产品(印制板)对清洁度的要求以及焊后不同的清洗工艺来选择焊膏。6.6.3.1 采用免清洗工艺时，要选用不含卤素和强腐蚀性化合物的免清洗焊膏。6.6.3.2 采用溶剂清洗工艺时，要选用溶剂清洗型焊膏。6.6.3.3 采用水清洗工艺时，要选用水溶性焊膏。6.6.3.4 一般都需要选用高质量的免清洗型含银的焊膏。6.6.4 根据PCB和元器件存放时间和表面氧化程度来选择焊膏的活性。6.9.2.1 一般采KJRMA级。6.9.2.2 高可靠性产品、航天和军工产品可选择R级。6.9.2.3 PCB、元器件存放时间长，表面严重氧化，应采用RA级，焊后清洗。6.6.5 根据PCB的组装密度(有无窄间距)来选择合金粉末颗粒度，常用焊膏的合金粉未颗粒尺寸分为四种粒度等级，窄间距时般选择2045pm。6.6.6 根据施加焊膏的工艺以及组装密度选择焊膏的粘度，高密度印刷要求高粘度，滴涂要求低粘度。6.7 焊膏的管理和使用：6.7.1 必须储存在5一10的条件下。6.7.2 要求使用前一天从冰箱取出焊膏(至少提前2 小时)，待焊膏到室温后才能打开容器盖，防止水汽凝结。（采用焊膏搅拌机时，15分钟即可回到室温）。6.7.3 使用前用不锈钢搅拌棒将焊膏搅拌均匀。6.7.4 添加完焊膏后，应盖好容器盖。6.7.5 免清洗焊膏不得回收使用，如果印刷间隔超过 l小时，须将焊膏从模板上拭去，同时将焊膏存放到当天使用的容器中。6.7.6 印刷后尽量在4小时内完成再流焊。6.7.7 免清洗焊膏修板后不能用酒精擦洗。6.7.8 需要清洗的产品，再流焊后应在当大完成清洗。6.7.9 印刷焊膏和贴片胶时，要求拿PCB的边缘或带指套，以防污染PCB。6.8 焊膏的发展动态：目前普通焊膏还在少量继续沿用中。随着环保要求提出，免清洗焊膏的应用越来越普及。对清洁度要求高必须清洗的产品，般应采用溶剂清洗型或水清洗型焊膏，必须与清洗工艺相匹配。另外，为了防止铅对环境和人体的危害，无铅焊料也迅速地被各大电子产品企业广泛使用。 6.9 无铅焊料简介：6.9.1 无铅焊料的发展动态铅及其化合物会给人类生活环境和安合带来较大危害；电子工业中在大量使用Sn/Pb合金焊料是造成污染的产要来源之一。日本首先研制出无铅焊料并应用到实际生产中，并提出2003年禁止使用。美国和欧洲提出2006年禁止使用。另外，特别强调电子产品的废品回收问题。我国一些独资、合资企业的出口产品也有了不同程度应用。无铅焊料已进入实用性阶段。我国目前还没有具体政策，目前普通焊膏还继续少量沿用，但发展是非常快的，为加速跟上世界步伐，我们应该做好准备，例如收集资料、理论学习等。6.9.2 对无铅焊料的要求6.9.2.1 熔点低，合金共晶温度近似于Sn63Pb37的共晶温度183，大致在180-220之间。6.9.2.2 无毒或毒性很低，所选材料现在和将来都不会污染环境。6.9.2.3 热传导率和导电率要与Sn63Pb37的共晶焊料相当，具有良好的润湿性。6.9.2.4 机械性能良好，焊点要行足够的机械强度和抗热老化性能。6.9.2.5 要与现有的焊接设备和工艺兼容，可在不更换设备不改变现行工艺的条件下进行焊接。6.9.2.6 焊接后对各焊点检修容易。6.9.2.7 成本要低，所选的材料能保证充分供应生产需求。6.9.3 目前最有可能替代SnPb焊料的合金材料6.9.5.1 最有可能替代SnPb焊料的无毒合金是Sn基合金，以Sn为主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金属性能，提高可焊性。6.9.5.2 目前常用的无铅焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sb、Bj为基体，添加适量的其它金属元素组成三元合金和多元合金。 Sn-Ag系焊料： Sn-Ag系焊料具有优良的机械性能、拉仲强度、蠕变特性及耐热老化比Sn-Pb共晶焊料稍差，但不存在延展性随时间加长而劣化的问题；Sn-Ag系焊料的主要缺点是熔点偏高，比Sn-Pb共晶焊料高30-40，润湿性差，成本高。 Sn-Zn系焊料：Sn-zn系焊料机械性能好，拉伸强度比Sppb共晶焊料要好，可拉制成丝材使用；具有良好的蠕变特性，变形速度慢，至断裂时间长；缺点是ZN极易氧化，润湿性和稳定性差，具有腐蚀的特性。 Sn-Bi系焊料：Sn-Bi系焊料是以SnAg(Cu)系合金为基体，添加适量的BI组成的合金焊料；优点是降低了熔点，使其与SnPb共晶焊料相近；蠕变特性好，并增大了合金的拉伸强度；缺点是延展性变坏，变得硬而脆，加工性差，不能加工成线材使用。6.9.4 目前应用最广泛的无铅焊料:推荐锡/银/铜系统中最佳合金成分是95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，它具有良好的强度、抗疲劳和塑性。可是应该注意的是，锡/银/铜系统能够达到的最低熔化温度是216217C.6.9.5.1 元器件：要求元件体耐高温，而且无铅化。即元件的焊接端头和引出线也要采用无铅镀层。6.9.5.2 PCB：要求PCB基材耐更高温度，焊后不变形，焊盘表面镀层无铅化，与组装焊接用的无铅焊料兼容，要低成本。6.9.5.3 助焊剂：要开发新型的润湿性更好的助焊剂，要与预热温度和焊接温度相匹配，而且要满足环保要求。6.9.5.4 焊接设备：要适应较高的焊接温度要求，再流焊炉的预热区要加长或更换新的加热元件；波