第2章组装来料质量检测复制

1、1/65微电子制造检测技术微电子制造检测技术第第2 2章章 SMTSMT组装来料质量检测组装来料质量检测 2/652.1 SMT2.1 SMT组装来料检测概述组装来料检测概述 2.1.1 2.1.1 原材料质量检测原材料质量检测 l 1. 1. 原材料质量检测的任务与方法原材料质量检测的任务与方法任务任务: : 原材料质量判断、质量问题预防、质量信息反馈和质量问题仲裁原材料质量判断、质量问题预防、质量信息反馈和质量问题仲裁四个方面四个方面方法方法: : 人工（感官）检测、器具检测、试用性检测三大类人工（感官）检测、器具检测、试用性检测三大类 u 原材料质量检测的任务原材料质量检测的任务 质量判

2、断质量判断: : 按照相关质量要求和规范，通过检测来判断按照相关质量要求和规范，通过检测来判断原材料原材料质量的合格程度或质量等级质量的合格程度或质量等级 质量问题预防质量问题预防: : 通过质量检测，通过质量检测，确保不合格原材料不投入使用确保不合格原材料不投入使用，预防质量问题。预防质量问题。 质量信息反馈质量信息反馈: : 通过质量检测，通过质量检测，将原材料存在的质量问题反馈将原材料存在的质量问题反馈给相关部门或协作企业，及时查明质量问题的原因，为改进质量给相关部门或协作企业，及时查明质量问题的原因，为改进质量提供依据。提供依据。 质量问题仲裁质量问题仲裁: : 当原材料供货方和接受方

3、对质量问题有异议或当原材料供货方和接受方对质量问题有异议或纠纷时，通过科学的质量检测、评价方法来纠纷时，通过科学的质量检测、评价方法来确定质量问题的原因确定质量问题的原因和责任。和责任。2.1 SMT组装来料检测概述组装来料检测概述3/652.1.1 原材料质量检测原材料质量检测u原材料质量检测的方法原材料质量检测的方法 人工（感官）检测人工（感官）检测：指利用人的感觉器官作为测试工具。：指利用人的感觉器官作为测试工具。 主要用于主要用于对产品的外形、颜色、伤痕、气味等直观和外对产品的外形、颜色、伤痕、气味等直观和外现内容的定性检测现内容的定性检测。器具检测器具检测：指利用仪器、量具、检测设备

4、等检测工具，应：指利用仪器、量具、检测设备等检测工具，应用物理或化学方法对产品质量特性进行检测。用物理或化学方法对产品质量特性进行检测。 例如，对原材料性能、强度、硬度、可靠性等物理、化例如，对原材料性能、强度、硬度、可靠性等物理、化学特性的检测。学特性的检测。试用性检测试用性检测：指通过实际使用来鉴别原材料的质量或特性。：指通过实际使用来鉴别原材料的质量或特性。 这种检测方法大多用于对新材料质量的鉴定。这种检测方法大多用于对新材料质量的鉴定。 4/652.1.1 原材料质量检测原材料质量检测l2 2原材料质量检测原材料质量检测程序程序 分为进厂入分为进厂入库检测和出库使用前库检测和出库使用前

5、检测检测 u原材料进厂入库质量原材料进厂入库质量检测程序检测程序 图图21原材料入库检测程序原材料入库检测程序5/652.1.1 原材料质量检测原材料质量检测u原材料出库使用原材料出库使用前检测程序前检测程序 主要检测原材料主要检测原材料的使用性能，是的使用性能，是否已超过储存期、否已超过储存期、是否有质量变异是否有质量变异情况发生等方面情况发生等方面的质量问题的质量问题 图图22原材料出库检测程序原材料出库检测程序 6/652.1.2 SMT组装来料检测组装来料检测2.1.2 SMT2.1.2 SMT组装来料检测组装来料检测 SMTSMT组装组装来料来料包括：包括：元器件、元器件、PCBPC

6、B、焊膏、助焊剂、黏接、焊膏、助焊剂、黏接剂、清洗剂等剂、清洗剂等组装工艺材料。组装工艺材料。 l1 1组装来料主要检测项目与方法组装来料主要检测项目与方法 由组装企业或产品公司根据产品由组装企业或产品公司根据产品质量要求质量要求和和相关标准相关标准确确定定 。7/65表表21 组装来料主要检测项目和基本检测方法组装来料主要检测项目和基本检测方法来料类别来料类别 检测项目检测项目 检测方法检测方法元器件元器件可焊性可焊性湿润平衡试验，浸渍测试仪湿润平衡试验，浸渍测试仪引线共面性引线共面性光学平面检查，贴片机共面性检测装置光学平面检查，贴片机共面性检测装置使用性能使用性能抽样专用仪器检测抽样专用

7、仪器检测PCBPCB尺寸与外观检查，阻焊膜质量尺寸与外观检查，阻焊膜质量目检，专业量具目检，专业量具翘曲和扭曲翘曲和扭曲热应力测试热应力测试可焊性可焊性旋转浸渍测试，波峰焊料浸渍测试，焊料珠测试旋转浸渍测试，波峰焊料浸渍测试，焊料珠测试阻焊膜完整性阻焊膜完整性热应力试验热应力试验工工艺艺材材料料焊膏焊膏外观、印刷性能检查外观、印刷性能检查目检、印刷性能试验目检、印刷性能试验黏度与触变系数黏度与触变系数旋转式黏度计旋转式黏度计湿润性、焊料球湿润性、焊料球再流焊再流焊合金百分比合金百分比加热分离称重法加热分离称重法合金粉末氧化均量合金粉末氧化均量俄歇分析法俄歇分析法助焊剂助焊剂活性活性铜镜实验铜镜

8、实验浓度浓度比重计比重计变质变质目测颜色目测颜色黏接剂黏接剂黏度与触变系数黏度与触变系数旋转式黏度计旋转式黏度计黏结强度黏结强度黏结强度试验黏结强度试验固化时间固化时间固化试验固化试验清洗剂清洗剂组成成分组成成分气体包谱分析法气体包谱分析法焊料合金焊料合金金属污染量金属污染量原子吸附测试原子吸附测试8/652.1.2 SMT组装来料检测组装来料检测u如：如：某企业的表面贴片电阻、某企业的表面贴片电阻、PCBPCB、直插三极管、贴片三极、直插三极管、贴片三极管、集成电路等组装来料的进货检验规范例管、集成电路等组装来料的进货检验规范例，它详细的规范，它详细的规范了检测项目、标准、方法、内容等。了检

9、测项目、标准、方法、内容等。 uGB2828GB2828： 计数抽样检验程序计数抽样检验程序 uGB2829GB2829：周期检查计数抽样程序及抽样表周期检查计数抽样程序及抽样表 9/652.2 元器件来料检测元器件来料检测 2.2 2.2 元器件来料检测元器件来料检测 2.2.1 2.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测 SMTSMT元器件的可焊性元器件的可焊性：主要指焊端主要指焊端或引脚的可焊性或引脚的可焊性 。影响因素影响因素：元器件焊端或引脚表面元器件焊端或引脚表面氧化或污染。氧化或污染。元器件可焊性检测方法元器件可焊性检测方法：有多种，有多种，较常用的有焊槽浸润法较常用的有焊槽浸

10、润法 、焊、焊球法球法 、润湿称量法、润湿称量法 焊槽浸润法、焊球法、润湿称量法焊槽浸润法、焊球法、润湿称量法标准标准：SJSJT l0669T l066919951995表面表面组装元器件可焊性试验组装元器件可焊性试验（我国（我国电子行业标准电子行业标准 ） 10/652.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测l1 1焊槽浸润法焊槽浸润法 u将样品将样品浸渍于助焊剂浸渍于助焊剂后取出，后取出，去除多余去除多余助焊剂后再助焊剂后再浸渍于熔浸渍于熔融焊料融焊料槽槽约两倍于实际生产焊接时间约两倍于实际生产焊接时间后取出，然后进行目测后取出，然后进行目测评估评估 图图23 浸渍测试仪与测试程序示意

11、图浸渍测试仪与测试程序示意图u 浸渍测试仪：浸渍测试仪：可以按规定参可以按规定参数控制样品浸渍深度、速度数控制样品浸渍深度、速度和停留时间和停留时间 u 只适合只适合目测估计的目测估计的定性结论定性结论，不适合有定量精度要求的测不适合有定量精度要求的测试试 u 评定标准：评定标准：所有所有待测待测样品样品均均应应展示一连续的焊料覆盖面展示一连续的焊料覆盖面，或至少各样品焊料或至少各样品焊料覆盖面积覆盖面积达到达到95以上以上为合格。为合格。 11/652.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测l2 2焊球法焊球法 u按相关标准选择合适规格的焊球并放在加热头上加热至规定按相关标准选择合适规格的

12、焊球并放在加热头上加热至规定温度温度 u将涂有助焊剂的样品待测试部位将涂有助焊剂的样品待测试部位( (引线或引脚引线或引脚) )横放横放 , ,以以规定规定速度速度垂直浸入垂直浸入焊球内焊球内 u记录引线被焊球完全润湿而全部包住为止的记录引线被焊球完全润湿而全部包住为止的时间时间 u以该时间的长短衡量可焊性好坏以该时间的长短衡量可焊性好坏 , ,引脚被焊球完全润湿的时引脚被焊球完全润湿的时间为间为lsls左右，超过左右，超过2s2s为不合格为不合格。 待测试部位横放待测试部位横放 垂直浸入焊球垂直浸入焊球 记录时间记录时间 12/652.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测l3 3润湿称量

13、法润湿称量法u(1)(1)原理原理 将待测元器件样品悬吊将待测元器件样品悬吊于灵敏秤的于灵敏秤的秤杆秤杆上；上； 待测部位浸入恒定温度的熔融焊料（锡炉）中至规定待测部位浸入恒定温度的熔融焊料（锡炉）中至规定深度；深度； 高速特性曲线记录器记录力一时间函数曲线（传感器高速特性曲线记录器记录力一时间函数曲线（传感器测量元件受力：浮力和表面张力在垂直方向上的合力）；测量元件受力：浮力和表面张力在垂直方向上的合力）； 将该函数曲线与理想润湿称量曲线（一个具有相同性将该函数曲线与理想润湿称量曲线（一个具有相同性质和尺寸并能完全润湿的试验样品所得）进行比较，从质和尺寸并能完全润湿的试验样品所得）进行比较，

14、从而得到测试结果。而得到测试结果。 13/652.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测u（2 2）受力分析）受力分析 表面张力表面张力FrFr的垂直分量的垂直分量F FR R和浮力和浮力F FB B相等，达到润湿平衡相等，达到润湿平衡随着浸渍时间及引脚润湿的焊料量增加，受力发生变化随着浸渍时间及引脚润湿的焊料量增加，受力发生变化受力受力F F可表达为：可表达为：F FFrCOSFrCOSF FB B , ,自动记录仪跟踪测试自动记录仪跟踪测试并记录并记录F F 14/652.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测u（3 3）实例）实例涂敷焊剂涂敷焊剂 去除多余焊剂去除多余焊剂 进焊料槽进

15、焊料槽 进行润湿平衡测试进行润湿平衡测试 15/652.2.1 元器件可焊性检测元器件可焊性检测u（4 4）评定准则）评定准则试验曲线与理想润湿称量比较，符合下列三个条件为合格：试验曲线与理想润湿称量比较，符合下列三个条件为合格：穿过浮力零线时间为穿过浮力零线时间为1s1s以内；试验开始后以内；试验开始后3s3s内所记录内所记录的曲线达到确定值的曲线达到确定值200N200Nmmmm润湿力；试验开始后润湿力；试验开始后4.5s4.5s时，所记录的曲线必须大于时，所记录的曲线必须大于200N200Nmmmm润湿力，并达到一润湿力，并达到一个恒定值。个恒定值。 图图2.8 理想润湿称量曲线示意图理

16、想润湿称量曲线示意图 16/652.2.2 元器件引脚共面性检测元器件引脚共面性检测2.2.2 2.2.2 元器件引脚共面性检测元器件引脚共面性检测l1 1元器件引脚共面性元器件引脚共面性u表面贴装元器件表面贴装元器件引脚共面性不高引脚共面性不高，则影响焊接性能、，则影响焊接性能、影响元影响元器件引脚与器件引脚与PCBPCB焊盘的接触良好性焊盘的接触良好性。u实际上由于制造、运输等影响，器件的所有引脚端点都在同实际上由于制造、运输等影响，器件的所有引脚端点都在同一平面上是不可能的，往往会有一定的共面误差一平面上是不可能的，往往会有一定的共面误差( (简称共面简称共面度或共面性度或共面性) )

17、图图2.9 表面组装器件引脚的共面误差表面组装器件引脚的共面误差 17/652.2.2 元器件引脚共面性检测元器件引脚共面性检测l2 2元器件引脚共面性标准公差值元器件引脚共面性标准公差值 u美国电子器件工程联合委员会美国电子器件工程联合委员会(JEDEC)(JEDEC)制定的表面组装器件制定的表面组装器件引脚共面性标准公差值为引脚共面性标准公差值为0.1mm0.1mm，为各国，为各国SMTSMT组装企业引用组装企业引用 u该标准规定表面组装元器件器件各引脚必须在该标准规定表面组装元器件器件各引脚必须在0.1mm0.1mm的公差的公差区内。指引脚垂直高度偏差。区内。指引脚垂直高度偏差。 u即元

18、件的最高脚底与最低三条引脚的脚底形成的平面之间的即元件的最高脚底与最低三条引脚的脚底形成的平面之间的垂直距离不大于垂直距离不大于0.1mm0.1mm。 18/652.2.2 元器件引脚共面性检测元器件引脚共面性检测l3 3元器件引脚共面性检测的方法元器件引脚共面性检测的方法u最简单方法最简单方法将元器件放在一个将元器件放在一个平面平面上，测定最高脚底偏离这一平面的上，测定最高脚底偏离这一平面的数值大小。数值大小。u用显微镜测量用显微镜测量将元器件放在光学平面上，用显微镜测量非共面的引脚与将元器件放在光学平面上，用显微镜测量非共面的引脚与光学平面的距离。光学平面的距离。u高精度自动贴片机高精度自

19、动贴片机有视觉系统，可在贴片之前对元器件引脚共面性进行自动有视觉系统，可在贴片之前对元器件引脚共面性进行自动检测，并能将不符合共面性要求的元器件自动排除。检测，并能将不符合共面性要求的元器件自动排除。 19/652.2.3 元器件性能和外观质量检测元器件性能和外观质量检测2.2.3 2.2.3 元器件性能和外观质量检测元器件性能和外观质量检测l1 1元器件性能检测元器件性能检测 u元器件性能一般需要元器件性能一般需要在元器件组装前检测在元器件组装前检测，否则，否则, ,其返修返其返修返工的成本很大。工的成本很大。u对大量使用的元器件，对大量使用的元器件，采用抽检方式采用抽检方式进行进行u利用通

20、用或专用检测利用通用或专用检测仪器检查元器件实际性能参数与标称性仪器检查元器件实际性能参数与标称性能参数的符合度能参数的符合度。l2 2元器件外观质量检测元器件外观质量检测 u检测如引脚缺损、弯曲变形、氧化污染等检测如引脚缺损、弯曲变形、氧化污染等外观质量外观质量u根据有关标准和规范，根据有关标准和规范，检查元器件性能、规格、包装检查元器件性能、规格、包装等是否等是否符合订货要求，是否符合产品性能指标要求，是否符合组装符合订货要求，是否符合产品性能指标要求，是否符合组装工艺和组装设备生产要求，是否符合存储要求等。工艺和组装设备生产要求，是否符合存储要求等。PCB来料检测来料检测lPCBPCB2

21、0/65u基基 板板u銅箔銅箔 Copperu玻璃纖維布加樹脂玻璃纖維布加樹脂u阻阻焊焊圖案圖案21/652.3 PCB来料检测来料检测2.3 PCB2.3 PCB来料检测来料检测 2.3.1 PCB2.3.1 PCB的外观和内部质量检测的外观和内部质量检测u1 1PCBPCB的的机械加工质量机械加工质量检测检测主要检测：主要检测：PCBPCB尺寸精度，加工孔的直径、间距、粗糙度及其公差，尺寸精度，加工孔的直径、间距、粗糙度及其公差，定位孔和预留夹持边缘尺寸状况，平整度，拼板工艺规范状况等定位孔和预留夹持边缘尺寸状况，平整度，拼板工艺规范状况等测量工具：通用测量器具测量工具：通用测量器具u2

22、2PCBPCB的外观缺陷检测的外观缺陷检测-AOI-AOI 阻焊膜和焊盘对准情况；阻焊膜是否有杂质、剥离、起皱等异常状况；阻焊膜和焊盘对准情况；阻焊膜是否有杂质、剥离、起皱等异常状况；基准标记是否合标；电路导体宽度基准标记是否合标；电路导体宽度( (线宽线宽) )和间距是否符合要求；多层和间距是否符合要求；多层板是否有剥层等。板是否有剥层等。22/652.3.1 PCB的外观和内部质量检测的外观和内部质量检测测量工具：测量工具：XYXY自动工作台，计算机图像处理系统等组成自动工作台，计算机图像处理系统等组成对多层板的内层和外层、单双面板、底图胶片进行检测对多层板的内层和外层、单双面板、底图胶片

23、进行检测能检出断线、搭线、划痕、针孔、线宽线距、边沿粗糙及能检出断线、搭线、划痕、针孔、线宽线距、边沿粗糙及大面积缺陷等大面积缺陷等 图图2.10 PCB线路缺陷检测原理线路缺陷检测原理 图图2.11 线路凹凸缺陷检测原理线路凹凸缺陷检测原理 23/652.3.1 PCB的外观和内部质量检测的外观和内部质量检测u3 3PCBPCB内部缺陷检测内部缺陷检测一般采用显微切片技术、一般采用显微切片技术、AXIAXI主要检测项目主要检测项目: : 铜和锡一铅合金镀层的厚度、多层板内部铜和锡一铅合金镀层的厚度、多层板内部导体层间对准情况、层压空隙和铜裂纹等。导体层间对准情况、层压空隙和铜裂纹等。IPCI

24、PCTMTM一一650650等相关标准等相关标准 24/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测2.3.2 PCB2.3.2 PCB的性能检测的性能检测l1 1PCBPCB的可焊性测试的可焊性测试u测试点测试点: : 焊盘和电镀通孔的的可焊性测试焊盘和电镀通孔的的可焊性测试 u测试方法：边缘浸渍测试、旋转浸渍测试、波峰浸渍测试和测试方法：边缘浸渍测试、旋转浸渍测试、波峰浸渍测试和焊料珠测试等（焊料珠测试等（IPC-S-804IPC-S-804标准等）标准等）25/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测（1 1）边缘浸渍测试：用于测试）边缘浸渍测试：用于测试焊盘焊盘导体表面导体表面的可焊性

25、的可焊性将样品将样品( (边缘边缘) )浸渍于焊剂后取出，去除多余焊剂后再浸渍浸渍于焊剂后取出，去除多余焊剂后再浸渍于熔融焊料槽一定时间后取出，然后进行目测或借助光学于熔融焊料槽一定时间后取出，然后进行目测或借助光学仪器进行评估。仪器进行评估。 26/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测（2 2）旋转浸渍测试：）旋转浸渍测试：导体表面导体表面和和电镀通孔电镀通孔的可焊性测试的可焊性测试 （3 3）波峰浸渍测试：）波峰浸渍测试：导体表面导体表面和和电镀通孔电镀通孔的可焊性测试的可焊性测试（同元器件波峰焊测试（同元器件波峰焊测试略）略） 图2.13 旋转浸渍测试示意图 将测试样品固定夹持在旋

26、转测试将测试样品固定夹持在旋转测试臂上，旋转臂以一定的速度按已臂上，旋转臂以一定的速度按已调整好的轨迹旋转，调整好的轨迹旋转，表面杂质排除器首先通过溶融焊表面杂质排除器首先通过溶融焊料槽排除料槽排除焊料表面焊料表面杂质，杂质，测试样品紧随其后进行浸渍测试样品紧随其后进行浸渍(按按规范的浸渍深度在熔融焊料液面规范的浸渍深度在熔融焊料液面停留约停留约3s5s)，离开熔融焊料液面冷却后进行目离开熔融焊料液面冷却后进行目测或借助仪器进行评估。测或借助仪器进行评估。 27/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测l2.PCB2.PCB的翘曲和扭曲检测的翘曲和扭曲检测u原因原因: :（1 1）设计不合理

27、：设计不合理：元件布局应使元件布局应使PCBPCB板在焊接时利于散热板在焊接时利于散热（2 2）工艺过程处理不当：工艺过程处理不当：多层板中各种材料热膨胀系数多层板中各种材料热膨胀系数不匹配，多层互连通孔镀层质量不高或锡铅镀不均匀，表不匹配，多层互连通孔镀层质量不高或锡铅镀不均匀，表面铜层分布不均匀或吸附力低面铜层分布不均匀或吸附力低（3 3）运输、存放处理方法不当运输、存放处理方法不当 uSMASMA使用的使用的PCBPCB比传统比传统PCBPCB有更高的翘曲和扭曲允许度要求有更高的翘曲和扭曲允许度要求uPCBPCB翘曲和扭曲测试方法：翘曲和扭曲测试方法：IPCIPCTMTM一一650650

28、等标准等标准测试原理基本为：将被测试测试原理基本为：将被测试PCBPCB暴露在组装工艺具有代表暴露在组装工艺具有代表性的热环境中，对其进行热应力测试。典型的热应力测试性的热环境中，对其进行热应力测试。典型的热应力测试方法是旋转浸渍测试和焊料漂浮测试，在这种测试方法中，方法是旋转浸渍测试和焊料漂浮测试，在这种测试方法中，将将PCBPCB浸渍在熔融焊料中一定时间，然后取出进行翘曲和浸渍在熔融焊料中一定时间，然后取出进行翘曲和扭曲检测扭曲检测。 28/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测u人工初略测估方法：人工初略测估方法：将将PCBPCB的三个角紧贴桌面，然后测量第的三个角紧贴桌面，然后测量

29、第四个角距桌面的距离。四个角距桌面的距离。u波纹影像方法波纹影像方法( (略略) )。 29/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测l3.PCB3.PCB阻焊膜完整性测试阻焊膜完整性测试 u阻焊膜图形：阻焊膜图形：由电子由电子CADCAD设计软件（如设计软件（如protelprotel）自动生成，）自动生成，理论上能准确覆盖除焊盘和测试点以外的电路图形（过孔按理论上能准确覆盖除焊盘和测试点以外的电路图形（过孔按用户要求可覆盖或不覆盖）用户要求可覆盖或不覆盖）u问题：问题：由于制造工艺等原因，可能出现阻焊膜覆盖问题，影由于制造工艺等原因，可能出现阻焊膜覆盖问题，影响焊接。（焊盘上有多余的阻焊

30、膜、应有阻焊膜的铜片上缺响焊接。（焊盘上有多余的阻焊膜、应有阻焊膜的铜片上缺少阻焊膜、阻焊膜图形对位不准、阻焊膜剥层和断裂）少阻焊膜、阻焊膜图形对位不准、阻焊膜剥层和断裂） 30/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测uSMASMA用的用的PCBPCB上一般采用上一般采用干膜阻焊膜或湿膜阻焊膜干膜阻焊膜或湿膜阻焊膜这两种阻焊膜具有高的分辨率和不流动性。这两种阻焊膜具有高的分辨率和不流动性。干膜阻焊膜：干膜阻焊膜：是在压力和热的作用下层压在是在压力和热的作用下层压在PCBPCB上的，图上的，图形精度高，适合高密度细布线形精度高，适合高密度细布线PCBPCB的阻焊膜涂敷。的阻焊膜涂敷。 湿膜阻

31、焊膜：湿膜阻焊膜：采用光学图形转移涂敷工艺或丝网印刷涂敷采用光学图形转移涂敷工艺或丝网印刷涂敷工艺。工艺。31/652.3.2 PCB的性能检测的性能检测u在再流焊产生的热应力冲击下，阻焊膜会出现从在再流焊产生的热应力冲击下，阻焊膜会出现从PCBPCB表面剥表面剥层和断裂的现象层和断裂的现象在来料检测中对在来料检测中对PCBPCB进行热应力试验。进行热应力试验。多采用焊料漂浮试验，当采用锡铅合金焊料时，漂浮时间多采用焊料漂浮试验，当采用锡铅合金焊料时，漂浮时间约约10s10s15s15s，焊料温度约，焊料温度约260260288288，然后观察。，然后观察。当试验时观察不到阻焊膜剥层现象，可将

32、当试验时观察不到阻焊膜剥层现象，可将PCBPCB试件在试验试件在试验后浸入水中，利用水在阻焊膜与后浸入水中，利用水在阻焊膜与 PCBPCB表面之间的毛细管作表面之间的毛细管作用观察阻焊膜剥层现象。用观察阻焊膜剥层现象。还可将还可将PCBPCB试件在试验后浸入试件在试验后浸入SMASMA清洗溶剂中，观察其与溶清洗溶剂中，观察其与溶剂有无物理的和化学的作用。剂有无物理的和化学的作用。 32/6533/652.4.1 焊膏检测焊膏检测 2.4 2.4 组装工艺材料来料检测组装工艺材料来料检测2.4.1 2.4.1 焊膏检测焊膏检测l1.1.焊膏的检测项目焊膏的检测项目 u焊膏由合金焊料粉、糊状焊剂和

33、一些添加剂混合而成焊膏由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成 u焊膏检测项目标准：焊膏检测项目标准：SJSJTlll86Tlll8619981998锡铅膏状焊料通用规范锡铅膏状焊料通用规范交收试验项目：焊膏出厂合格检测或用户接收检测项目交收试验项目：焊膏出厂合格检测或用户接收检测项目 例行试验项目：半年一次的周期性检测项目例行试验项目：半年一次的周期性检测项目以上试验项目用抽样方法进行以上试验项目用抽样方法进行 u除除黏度、塌落、焊料球、湿润性黏度、塌落、焊料球、湿润性等主要内容外，还需对焊膏的外观、印等主要内容外，还需对焊膏的外观、印刷性能等直观内容进行检测。刷性能等直观内容进行检测。

34、表表2.72.7焊膏检测项目焊膏检测项目交收试验项目交收试验项目 例行试验项目例行试验项目交收试验项目交收试验项目 例行试验项目例行试验项目 黏度黏度 塌落塌落 焊料球焊料球 黏度黏度 塌落塌落 焊料球焊料球 湿润性湿润性 湿润性湿润性 黏附性黏附性合金粉末尺寸、分布、合金粉末尺寸、分布、形状、百分比含量形状、百分比含量34/652.4.1 焊膏检测焊膏检测l2.2.焊膏主要检测项目的检测方法焊膏主要检测项目的检测方法 u(1)(1)外观检测与印刷性能外观检测与印刷性能外观检测外观检测：p焊膏制造商名称、产品名称、标准、型焊膏制造商名称、产品名称、标准、型号、生产日期和保存期限、黏度、金属号、

35、生产日期和保存期限、黏度、金属粉末粒度等，粉末粒度等，p焊膏外观是否有硬壳、硬块，合金粉末焊膏外观是否有硬壳、硬块，合金粉末与焊剂是否分层或混合不均匀等与焊剂是否分层或混合不均匀等印刷性能印刷性能：p印刷时要能顺利、连续地通过模板或丝印刷时要能顺利、连续地通过模板或丝网转移到网转移到PCBPCB上，上，p不会产生堵塞孔眼、转移不流畅等问题。不会产生堵塞孔眼、转移不流畅等问题。p导致印刷性能不良的原因有助焊剂不足、导致印刷性能不良的原因有助焊剂不足、合金粉末形状差或颗粒分布不符合要求合金粉末形状差或颗粒分布不符合要求等等 35/652.4.1 焊膏检测焊膏检测检测焊膏印刷性能的方法检测焊膏印刷性

36、能的方法p简单方法简单方法：选用引脚间距为：选用引脚间距为0.5mm0.5mm或或0.63mm0.63mm的的QFPQFP器件器件漏印模板漏印模板，印刷印刷3030块块5050块块PCBPCB，然后观察漏板孔眼是否有堵塞、漏板底面是，然后观察漏板孔眼是否有堵塞、漏板底面是否有多余焊膏、否有多余焊膏、PCBPCB上印刷图形是否一致等，以此判断焊膏的印刷上印刷图形是否一致等，以此判断焊膏的印刷性能。性能。p印刷工艺的一致性试验进行检查印刷工艺的一致性试验进行检查 选择若干件相同的试验样件，在印刷焊膏前记录重量，采用相同的选择若干件相同的试验样件，在印刷焊膏前记录重量，采用相同的工艺印刷焊膏后再记录

37、重量，工艺印刷焊膏后再记录重量，利用测量仪测量印刷焊膏高度利用测量仪测量印刷焊膏高度，然，然后对记录数据进行分析。后对记录数据进行分析。 一般要求：每个样件上印刷的一般要求：每个样件上印刷的焊膏重量变化焊膏重量变化不应大于不应大于l0l0，印刷，印刷的的焊膏厚度变化焊膏厚度变化不应大于不应大于lmil(1millmil(1mil2.542.541010-2-2mm)mm)。 QFP器件：器件： QFP（Quad Flat Package）为四侧引脚扁平封装u黏度、触变性概念黏度、触变性概念黏度：黏度：指流体对流动的指流体对流动的阻抗阻抗能力。能力。触变性：触变性：指流体在剪切力的作用下的一种结

38、构破坏与恢复原有结构的指流体在剪切力的作用下的一种结构破坏与恢复原有结构的效应，效应，触变性是一种时间行为触变性是一种时间行为。一般触变性越好，触变指数越大，也。一般触变性越好，触变指数越大，也就是流体在剪切力的作用下结构被破坏后就是流体在剪切力的作用下结构被破坏后恢复原有结构的能力较好恢复原有结构的能力较好。 36/6537/652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(2)(2)黏度和触变系数黏度和触变系数 黏度黏度 pSMTSMT用焊膏的典型黏度是用焊膏的典型黏度是200Pa200Pas s800Pa800Pas s，p影响黏度的主要因素影响黏度的主要因素：焊剂、合金百：焊剂、合金百分含量、合金粉

39、末颗粒形状和温度分含量、合金粉末颗粒形状和温度p黏度测试标准：黏度测试标准：IPCIPCSPSP一一819819u检测方法：检测方法：旋转式黏度仪旋转式黏度仪在测试环境温度在测试环境温度25250.250.25下放下放2h2h；旋转测试仪以旋转测试仪以5r5rminmin速度旋转；速度旋转；焊膏取样瓶直径大于焊膏取样瓶直径大于5cm5cm，黏度计探头，黏度计探头沉入焊膏下沉入焊膏下2.8cm2.8cm；每旋转每旋转2min2min读数一次，共读数一次，共5 5次，取最后次，取最后两次的平均值为样品的读数。两次的平均值为样品的读数。 38/652.4.1 焊膏检测焊膏检测触变系数触变系数 p触变

40、系数表征焊膏的触变性能，优良的焊膏有较高的触变系数触变系数表征焊膏的触变性能，优良的焊膏有较高的触变系数p触变系数可以通过测试焊膏黏度计算而得：触变系数可以通过测试焊膏黏度计算而得： 式中：式中：T T为焊膏触变系数；为焊膏触变系数；V V3r/min3r/min为转速为转速3r3rminmin时的黏度；时的黏度；V V30r30rminmin为旋转速度为旋转速度30r30rminmin时的黏度。时的黏度。 图2.16 焊膏黏度触变系数对印刷性能影响示意图39/652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(3)(3)润湿性和焊料球润湿性和焊料球焊膏润湿性焊膏润湿性p焊膏润湿性试验也称为焊膏扩展率试验，焊

41、膏润湿性试验也称为焊膏扩展率试验，p焊膏润湿性：焊膏润湿性：焊膏在已氧化的铜皮上焊膏在已氧化的铜皮上润湿和铺展润湿和铺展的能力，的能力，表征焊表征焊膏活性程度膏活性程度。p常采用的试验方法：在铜皮上印刷直径常采用的试验方法：在铜皮上印刷直径6.5mm6.5mm、厚、厚0.2mm0.2mm形状的焊形状的焊膏，膏，再流焊后直径应该扩大再流焊后直径应该扩大20203030，否则认为润湿性不良。，否则认为润湿性不良。40/652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(3)(3)润湿性和焊料球润湿性和焊料球焊料球焊料球p焊料球：焊料球：不同尺寸的焊料颗粒常见的焊接缺陷，不同尺寸的焊料颗粒常见的焊接缺陷， 在使用焊

42、膏进行再流焊接中，在使用焊膏进行再流焊接中，当焊膏有受潮、氧化当焊膏有受潮、氧化等质量等质量问题时，问题时，焊接时可能产生焊料球（锡珠）焊接时可能产生焊料球（锡珠），并散落在元器，并散落在元器件引脚附近。件引脚附近。p引起问题：引起焊点不良、甚至电路短路等故障。引起问题：引起焊点不良、甚至电路短路等故障。p常采用的焊料球检测方法和程序为：在陶瓷或常采用的焊料球检测方法和程序为：在陶瓷或PCBPCB基板的中心涂基板的中心涂敷直径敷直径12.7mm12.7mm、厚度、厚度0.2mm0.2mm的焊膏图形；将该样件按实际组装条的焊膏图形；将该样件按实际组装条件进行烘干和再流焊；焊料固化后进行检查。件进

43、行烘干和再流焊；焊料固化后进行检查。 41/652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(4)(4)塌落度塌落度 塌落度：塌落度：焊膏印刷到焊膏印刷到PCBPCB上并经一定高温后，若外观上见上并经一定高温后，若外观上见到边缘形状模糊不整齐、严重时甚至出现相邻图形互连现到边缘形状模糊不整齐、严重时甚至出现相邻图形互连现象，则说明焊膏已出现象，则说明焊膏已出现“塌落塌落”。引起问题：引起问题：塌落现象是导致再流焊过程中出现桥连、焊料塌落现象是导致再流焊过程中出现桥连、焊料珠等焊接缺陷的主要原因之一。珠等焊接缺陷的主要原因之一。检测方法：检测方法：在标准模板上在标准模板上, ,印刷的焊膏图形之间是否有桥印刷的

44、焊膏图形之间是否有桥连连, ,以判断焊膏的塌落。以判断焊膏的塌落。 42/652.4.1 焊膏检测焊膏检测p标准模板标准模板1 1：左图：左图 图图(a)(a)和和(b)(b)：尺寸均为：尺寸均为0.60mm0.60mm2.00mm2.00mm的漏孔的漏孔各有各有l4l4个；图个；图(b)(b)和图和图（a a）各漏孔间距相同；）各漏孔间距相同； 图图(c)(c)和和(d)(d)：尺寸均为：尺寸均为0.30mm0.30mm2.00mm2.00mm的漏孔的漏孔各有各有l8l8个；图个；图(c)(c)和图和图（d d）各漏孔间距相同；）各漏孔间距相同； 图2.17 厚度为0.20mm的塌落试验模板

45、 43/652.4.1 焊膏检测焊膏检测图2.18 厚度为0.10mm的塌落试验模板 p标准模板标准模板2 2：左图：左图 图图(a)(a)和和(b)(b)：尺寸均为：尺寸均为0.33mm0.33mm2.03mm2.03mm的漏孔的漏孔各有各有l8l8个；图个；图(b)(b)和图和图（a a）各漏孔间距相同；）各漏孔间距相同； 图图(c)(c)和和(d)(d)：尺寸均为：尺寸均为0.20mm0.20mm2.03mm2.03mm的漏孔的漏孔各有各有l6l6个；图个；图(c)(c)和图和图（d d）各漏孔间距相同；）各漏孔间距相同； 44/652.4.1 焊膏检测焊膏检测p试验程序为：试验程序为：

46、 准备准备4 4件试样件试样载体，尺寸为载体，尺寸为76mmx25mm76mmx25mm，厚度，厚度lmmlmm以上，材料以上，材料为磨砂玻璃片或氧化铝基板和环氧玻纤布基板；为磨砂玻璃片或氧化铝基板和环氧玻纤布基板； 按相关工艺规范分别用以上标准模板按相关工艺规范分别用以上标准模板1 1和标准模板和标准模板2 2，印刷焊印刷焊膏图形各膏图形各2 2件件； 将将4 4件印刷试样置于温度件印刷试样置于温度252555和相对湿度和相对湿度5050l0l0的的环境中环境中停留停留lOminlOmin20min20min后后，检查是否有桥连；，检查是否有桥连； 取不同模板取不同模板印刷试样各印刷试样各1

47、 1件件，置于温度，置于温度l50l501010的环境中的环境中停留停留lOminlOminl5minl5min后冷却至室温，检查是否有桥连；后冷却至室温，检查是否有桥连； 检查刷膏后，标准模板检查刷膏后，标准模板1 1和标准模板和标准模板2 2中的中的(a)(a)、(b)(b)、(C)(C)、(d)(d)各组漏孔的桥连状况并检查记录结果，分析判断焊膏的塌各组漏孔的桥连状况并检查记录结果，分析判断焊膏的塌落性能。图落性能。图2.192.19所示为放大的印刷结果。所示为放大的印刷结果。45/652.4.1 焊膏检测焊膏检测 放大的印刷结果放大的印刷结果 46/652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(

48、5)(5)合金百分含量合金百分含量焊膏中的合金焊料粉有焊膏中的合金焊料粉有形状、粒度、含量形状、粒度、含量等指标等指标p不同用途的焊膏有不同的合金焊料粉形状和粒度不同用途的焊膏有不同的合金焊料粉形状和粒度。 常用合金粒度为常用合金粒度为200200目目325325目，应用于细间距元器件贴装则要目，应用于细间距元器件贴装则要求更小的粒度。求更小的粒度。 合金焊料粉形状：一般分球形和无定形两种合金焊料粉形状：一般分球形和无定形两种 合金百分含量检测方法：加热分离称重法合金百分含量检测方法：加热分离称重法 其程序为：其程序为： 取焊膏样品取焊膏样品0.1g0.1g放入坩锅；放入坩锅； 加热坩锅和焊膏

49、；加热坩锅和焊膏； 使合金固化并清除焊剂剩余物；使合金固化并清除焊剂剩余物； 称量合金重量，合金百分含量称量合金重量，合金百分含量= =（合金重量焊膏重量）（合金重量焊膏重量）Xl00Xl00。 47/652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(6)(6)合金粉末氧化物含量合金粉末氧化物含量 焊膏的合金粉末表面氧化程度焊膏的合金粉末表面氧化程度既与制备和处理过程中惰性既与制备和处理过程中惰性气体保护状况有关，也与合金粉末的形状和颗粒尺寸有关。气体保护状况有关，也与合金粉末的形状和颗粒尺寸有关。合金粉末氧化是形成焊料球等焊接缺陷的主要因素，通常合金粉末氧化是形成焊料球等焊接缺陷的主要因素，通常要求合金粉

50、末表面氧化物的含量应小于要求合金粉末表面氧化物的含量应小于0.150.15，理想状况理想状况是控制在是控制在100PPM(100PPM(即即0.010.01) )以内。以内。采用俄歇分析法能定量检测合金粉末氧化物含量，但测试采用俄歇分析法能定量检测合金粉末氧化物含量，但测试价格贵且费时。价格贵且费时。48/652.4.1 焊膏检测焊膏检测实际方法实际方法-定性测试和分析：定性测试和分析：p称取称取10g10g焊膏放在装有足够花生油的坩锅中；焊膏放在装有足够花生油的坩锅中；p去除焊剂：去除焊剂： 在在210210的加热炉中加热并使焊膏再流，这期间花生油从焊的加热炉中加热并使焊膏再流，这期间花生油

51、从焊膏中萃取焊剂，使焊剂不能从合金粉末中清洗氧化物，同时还膏中萃取焊剂，使焊剂不能从合金粉末中清洗氧化物，同时还防止了在加热和再流期间合金粉末的附加氧化；防止了在加热和再流期间合金粉末的附加氧化； 将坩锅从加热炉中取出，并加入适当的溶剂溶解剩余的油和将坩锅从加热炉中取出，并加入适当的溶剂溶解剩余的油和焊剂；焊剂；p从坩锅中取出合金，目测即可发现合金表面氧化层和氧化程度；从坩锅中取出合金，目测即可发现合金表面氧化层和氧化程度；p估计氧化物覆盖层的比例，理想状态是无氧化物覆盖层，估计氧化物覆盖层的比例，理想状态是无氧化物覆盖层，一般一般要求氧化物覆盖层不超过要求氧化物覆盖层不超过2525。 49/

52、652.4.1 焊膏检测焊膏检测u(7)(7)黏结力黏结力 要求：焊膏必须有一定的黏结力，要求：焊膏必须有一定的黏结力，p印刷后元器件黏附在需要的位置上，印刷后元器件黏附在需要的位置上，p在在PCBPCB传输过程中不发生元器件移动现象，传输过程中不发生元器件移动现象，p一般要求焊膏在印刷后一般要求焊膏在印刷后8 8小时内小时内仍然能保持足够的黏结力。仍然能保持足够的黏结力。检测方法：检测方法：p采用采用黏附性试验仪黏附性试验仪等专用测试仪器检测焊膏的黏结力，等专用测试仪器检测焊膏的黏结力，p测试的程序：试件以测试的程序：试件以0.49N(50gf)0.49N(50gf)压力压入焊膏停留压力压入

53、焊膏停留0.2s0.2s后，以后，以lOOmmlOOmms s的速度上拉，该拉力强度即为黏结力。的速度上拉，该拉力强度即为黏结力。50/652.4.1 焊膏检测焊膏检测p简单方法测试焊膏黏结力：简单方法测试焊膏黏结力： 在在PCBPCB上涂敷上涂敷30mg30mg左右焊膏，面积为左右焊膏，面积为10cm10cm2 2左右；左右； 取面积为取面积为1cm1cm2 2左右、厚度为左右、厚度为0.5mm0.5mm铜片，在其中心焊好直径铜片，在其中心焊好直径0.5mm0.5mm的带小钩铜丝，将铜片均匀地放在焊膏上；的带小钩铜丝，将铜片均匀地放在焊膏上； 用拉力器计测拉开铜片所需拉力，并在用拉力器计测拉

54、开铜片所需拉力，并在1616个小时后重复测试个小时后重复测试一次。一次。 一般在一般在2525温度下，初始黏结力在温度下，初始黏结力在0.25N0.25Ncm2cm20.4N0.4Ncm2cm2，1616个小时后为个小时后为0.15N0.15Ncm2cm20.3N0.3Ncm2cm2。51/652.4.2 焊剂检测焊剂检测2.4.2 2.4.2 焊剂检测焊剂检测( (助焊剂助焊剂) )l1.1.焊剂的检测项目焊剂的检测项目 u焊剂的作用：焊剂的作用：去除焊接金属表面的氧化物去除焊接金属表面的氧化物，防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化；助焊：助焊：降低焊料的表面张力

55、，增强润湿性，加快热量传递等。降低焊料的表面张力，增强润湿性，加快热量传递等。u（助）焊剂的组成：助）焊剂的组成：溶剂、用作高温溶剂的载体和能使表面润湿的活性溶剂、用作高温溶剂的载体和能使表面润湿的活性剂三部分组成。剂三部分组成。 52/652.4.2 焊剂检测焊剂检测2.4.2 2.4.2 焊剂检测焊剂检测( (助焊剂助焊剂) )u焊剂的分类：焊剂的分类：可根据组成、活性或化学成分来分类。可根据组成、活性或化学成分来分类。按传统的化学成分分类按传统的化学成分分类， 有四种类型的焊剂：有四种类型的焊剂：p松香型（松香型（R R），），p水溶型（水溶型（WSWS），），p合成活化型（合成活化型（

56、SASA）p低固体型（低固体型（LSLS）。）。前三种，一般含有前三种，一般含有25%25%至至35%35%（重量）非挥发性（固体）物质。低固体型含非挥发性（重量）非挥发性（固体）物质。低固体型含非挥发性物质少（物质少（1%1%至至5%5%，重量）。，重量）。按活性来分类焊剂：按活性来分类焊剂：三种主要类型：三种主要类型：p低活性（低活性（L L）p中活性（中活性（M M）p高活性（高活性（H H）标记为标记为“M M”或或“H H”的焊剂的腐蚀性焊剂。的焊剂的腐蚀性焊剂。低固体焊剂（低固体焊剂（LSFLSF）中的活性剂多，中的活性剂多， 优点是取消了焊接后的清洗，降优点是取消了焊接后的清洗，

57、降低了加工成本、材料成本、简化了工艺等。低了加工成本、材料成本、简化了工艺等。免清洗焊剂要求：残余物免清洗焊剂要求：残余物无粘性无粘性, ,焊剂和残余物无腐蚀性，有足够活性以保证合格的焊接质量焊剂和残余物无腐蚀性，有足够活性以保证合格的焊接质量。 53/652.4.2 焊剂检测焊剂检测u主要检测项目：主要检测项目：外观检查、发泡能力与固体含量、扩展率与外观检查、发泡能力与固体含量、扩展率与相对润湿力、焊后残渣干燥度、水溶液电阻率、铜镜腐蚀性、相对润湿力、焊后残渣干燥度、水溶液电阻率、铜镜腐蚀性、含氯量和酸值、绝缘电阻等。含氯量和酸值、绝缘电阻等。(1)(1)彩色试验与外观检查彩色试验与外观检查

58、p彩色试验：彩色试验：可显示焊剂的化学稳定程度，以及由于曝光、加热和可显示焊剂的化学稳定程度，以及由于曝光、加热和使用寿命等因素而导致的变质。比色计测试是彩色试验常用方法，使用寿命等因素而导致的变质。比色计测试是彩色试验常用方法，p外观检查：外观检查：目测方法。目测外观检查还应包含对型号、生产日期目测方法。目测外观检查还应包含对型号、生产日期和有效期、包装良好状况等。和有效期、包装良好状况等。(2)(2)发泡能力与固体含量发泡能力与固体含量p焊剂中发泡剂量增加或固体含量增加都可以改进发泡性能，但也焊剂中发泡剂量增加或固体含量增加都可以改进发泡性能，但也同时会增加焊剂的黏性，导致焊后残留量增大。

59、同时会增加焊剂的黏性，导致焊后残留量增大。p一般要求普通松香型焊剂的固体含量大于一般要求普通松香型焊剂的固体含量大于5 5（ 一般为一般为25%25%至至35%35% ）。）。p而对于不易发泡的而对于不易发泡的低固免清洗焊剂低固免清洗焊剂之类的低固含量焊剂之类的低固含量焊剂( (固含量一固含量一般都在般都在5 5以内以内) )，则可以采用喷雾涂敷等方式进行涂敷。，则可以采用喷雾涂敷等方式进行涂敷。54/652.4.2 焊剂检测焊剂检测(3)(3)扩展率与相对润湿力扩展率与相对润湿力p焊剂的扩展率与相对润湿力都是表征焊剂活性能力的指标焊剂的扩展率与相对润湿力都是表征焊剂活性能力的指标。p扩展率指

60、标：扩展率指标： 非活性松香焊剂非活性松香焊剂( (R R) )的扩展率应不小于的扩展率应不小于7575， 中等活性松香焊剂中等活性松香焊剂( (RMARMA) )扩展率应不小于扩展率应不小于8080， 全活性松香焊剂全活性松香焊剂( (RARA) )的扩展率应不小于的扩展率应不小于9090， 低固免清洗类焊剂的扩展率应不小于低固免清洗类焊剂的扩展率应不小于8080。p润湿力：润湿力：相对润湿力可采用润湿平衡测试仪进行测试，可定量测相对润湿力可采用润湿平衡测试仪进行测试，可定量测试分析焊剂的相对润湿力。试分析焊剂的相对润湿力。55/652.4.2 焊剂检测焊剂检测(4)(4)焊后残渣干燥度焊后