SMT工艺技术

SMT工艺技术（一） SMT表面贴装技术（Surface Mount Technology）SMC表面安装元件（Surface Mount Componet）SMD表面安装器件（Surface Mount Device）SMB表面安装印刷电路板（Surface Mount Printed Circuit Board）THT 通孔插装技术MSI中规模集成电路LSI大规模集成电路SMT的优点：1 元器件安装密度高，电子产品体积小，重量轻。2 可靠性高，抗振能力强。3 高频特性好。4 易于实现自动化，提高生产效率。5 可以降低成本。SMT的八大技术问题：管理工程，测试，材料，设备，工艺方法，图形设计，基板，元器件。一锡膏要具备的条件 焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合成而成的具有一定粘性和良好触变性特性的膏状体。它是一种均相的、稳定的混合物。在常温下焊膏可将电子元器件初粘在既定位置，当焊膏被加热到一定温度时，随着溶剂和部分添加剂的挥发、合金粉的熔化，焊膏再流使被焊元器件与焊盘互联在一起经冷却形成永久连接的焊点。 对焊膏要求能采用多种方式涂布，特别要具有良好的印刷性能和再流焊特性，并且在贮存时要具有稳定性。1 焊膏应用前需具备以下特性： 1）。具有较长的贮存寿命，在25度下保存36个月，贮存时不会发生化学变化，也不会出现焊料粉和焊剂分离的现象，并保持其粘度和粘接性不变。 2）。吸湿性小、低毒、无臭、无腐蚀性。2 涂布时以及再流焊预热过程中具有的特性。1）。要具有良好的印刷性和滴涂性，脱膜性良好，能连续顺利的进行涂布，不会堵塞丝网或漏板的孔眼及注射用的管嘴，也不会溢出不必要锡膏。2）。有较长的工作寿命运，在印刷或滴涂后通常要求在常温下能放置12-24小时，其性能保持不变。3）。在再流焊预热过程中，焊膏应保持原来的形状和大小，不产生塌落。塌落是指一定体积的焊膏印刷或滴涂于PCB后，由于重力和表面张力的作用及温度升高或停放时间过长而引起的高度降低，底面积超出规定边界的现象，塌落的程度称为塌落度。1 再流焊加热时具有的特性1）。良好的润湿性能。要正确选用焊剂中活性剂和润湿剂成份，以便达到润湿性要求。2）。不发生焊料飞溅。这主要取决于焊膏的吸水性、焊膏中溶剂的类型、沸点和用量以及焊料粉中的杂质类型及含量。3）。形成最少量的焊料球。2 再流焊后具有的特性1）。有较好的焊接强度，确保不会因振动等因素出现元器件脱落。2）。焊后残留物稳定性能好，无腐蚀，有较高的绝缘电阻，且清洗性好。二影响焊膏特性的重要参数1 粘度焊膏是一种流体，它具有流变性，在外力作用下能产生流动，在印刷和再流焊过程中极为有用。焊膏在印刷时，由于受到刮刀压力的作用开始流动，当刮刀压力消失时，焊膏恢复到原来的高粘度状态，这样才能在PCB上留下精确的图形。2 合金焊料粉成份、配比以及焊剂含量焊膏中合金焊料粉和焊剂的组成以及两者的配比对焊膏的特性有很大影响。合金焊料粉是锡膏的主要成分，约占焊膏重量的85%90%。常用的合金焊料粉有以下几种：锡铅（Sn-Pb）、锡铅银（Sn-Pb-Ag）、锡铅铋（Sn-Pb-Bi）等。最常用的合金成分为Sn63/Pb37和Sn62/Pb36/Ag2，其中Sn63/Pb37的熔点为183，共晶状态，掺入2%的银后熔点为179，共晶状态，它具有良好的物理特性和优良的焊接性能，且不具有腐蚀性，适用范围广，加入银可提高焊点的机械强度。3 熔点Sn63/Pb37 -183, Sn62/Pb36/Ag2-179, Sn43/Pb43/Bi14-114163, Sn96.5/Ag3/Cu0.5-2174 合金焊料粉的形状和粒度为免使锡粉氧化，须要球形粉体，因为球形的面积最小，一定容量内总面积也最小。并且同时把球形体积制造粗大，可以减少被氧化的范围。 粒度通常使用2045um，但是为应付将来愈微细型体的焊接趋势，势必取向粉末粒度分布越狭小、越细的粉粒。 一般锡粉的大小是要印刷厚度的约三分之一以下，而印版开口部的最小幅度的约五分之一以下最为标准。不过粒度愈小也有它的缺点，总面积愈大，易氧化，易生细锡球，焊接后的引张强度较小。1 触变性和塌落度1).金属含量较高（大于90%）时，可改善锡膏的塌落性，有利于形成饱满的焊点，并且由于烛剂量相对较少可减少焊剂残留物，有效的防止锡球的出现，缺点是对印刷和焊接工艺要求更严格。金属含量较低时（小于85%），印刷性好，润湿性好，但缺点是易塌落，形成锡球和短路等缺陷。 2).焊料粉粒度对粘度的影响如下图：工作寿命和贮存寿命 三 焊 剂1焊剂的作用及必需条件焊剂的作用，除掉金属表面的氧化物和小酸化物，覆盖加热中的金属面，防止再次氧化，助强焊接流动性（减少焊物的表面张力）。而其必备要件是（a） 焊剂与焊料合金粉要能混合均匀。（b） 要采用高沸点溶剂，防止再流焊时产生飞溅。(c) 高粘度，使合金焊料粉与焊剂不会分层。(d) 低吸湿性，防止因水蒸汽引起的飞溅。(e) 氯离子含量低。2焊剂的成分：活性剂、成膜剂、润湿剂、稳定剂和溶剂外，为改善粘接性、触变性和印刷性，还需要加入胶粘剂、增稠剂、触变剂和其它添加剂。焊剂的组成对焊膏的扩展性、润湿性、塌落度、粘度变化、清洗性、焊珠飞溅及贮存寿命均有较大影响。焊剂组成：1 松香（ROSIN）3-4种2 活性剂（ACTIVATOR）3-4种3 保形剂（THIXOTROPIC AGENT）4-5种4 高沸点溶剂（SOLVENT）3种1-1 软化点80-100度，加热时防止再氧化1-2 降低锡膏的表面张力1-3 锡膏离开钢网内面的时候摩擦低下2-1去除氧化膜，活性温度100度3-1印刷时间内机械压力抵抗3-2粘度回复3-3钢膏离钢网内面的时候摩擦低下 3-4高温抵抗4-1粘着性长时间内保持（沸点220-290度）4-2SHELF LIFE 保持松脂 50-60% 可焊性有效活性剂 10% 可焊性有效保形剂 15% 印刷性有效溶剂 15-25%3焊剂的种类与清洗：1）无机焊剂： 需要清洗 水洗、热水洗2）树脂焊剂： 松香R类， 无需清洗 温和的活性RMA 无需清洗 需清洗 溶剂清洗 高活性RA类 需要清洗 溶剂清洗3）水溶性焊剂： 需清洗 水洗、热水洗高沸点溶剂的应对法：使用高沸点溶剂及增加含量可能导致在锡膏内部发生空焊。应对方法：温度上升a预热时温度加高 b预热时间加长 c峰值温度提高 d高湿润性锡膏四 膏的重量比和体积比焊膏中的合金焊料粉与焊剂的通用配比：成分重量比（%）体积比（%）合金焊料粉 85906050焊剂15104050五印刷注意事项（1） 通常印板是接贴在基板面上面印刷，但厚度0.1mm以下的印刷，需要保持约0.15mm间隙以防止锡膏被削除的缺点，并且需要降慢印刷速度。（2） 刮刀经久会磨损，所以定期检查而加工修正。（3） 板底面经久会附着溢散的锡膏，而定时用软布拭除以防止锡膏屑重印刷在电极周边会产生锡球。（4） 印刷时刮刀的前后移动距离范围内，在底面的基板务必平面，否则会引起基板两端突起，其补救方法是调整印刷移动距离或放置辅助板。六使作方法1要保存在冰箱（210）锡膏是固体（锡粉）和液体（焊剂溶剂）的混合物，经时会产生化学变化而影响品质。所以必需放在冷藏处，防止其变化的生成。1 冰霜取出的锡膏在常温下要放置48小时，使它回常温后才开盖。锡膏最忌水份，焊剂所使用的松香、溶剂特要求低耐吸湿性，何况外来水份而引起喷溅锡球的不良现象。2 开盖后使用不锈钢棒，搅拌约2分钟使它均匀并增加了锡膏的活性。3 一般锡膏的用量要看印刷面积大小而定。不要一下子放过多以免浪费（会多飞溅散附在板框边端），一天经数回补加为妥。留存锡膏密盖封妥放于现场以备用就可。4 补填量要有打算，不要快要收工时，尚在印机上留存太多锡膏。收工后备另外空瓶，收放印机上残留锡膏。锡膏经印刷刮刀的推进翻来翻去，不但接触空气的机会多，会吸含空气中的杂气体，而失去一部分活性，所以收工时极力留存最少限量。对于使用回收过的锡膏，要用新锡膏与之混合，混合比是新2旧1，以挽回其活性。5 收集及收纳锡膏方法留存在印刷板上面、下面锡膏屑用洗净液拭除或用气枪清除，附着在锡膏容器壁面上的锡膏屑也要拭除，以免膏屑的固化细屑掺入锡膏内，引起印刷透出不良及影响焊接性。7 锡膏劣化的种种状况a) 保置不久表面透浮一层油面因缺乏锡粉和溶剂的悬独耐久性，虽经搅拌可回复膏性，但对印刷性及后面的焊接性都不好。b) 经搅拌后没有活性。锡膏要附有一种流动工程上的活性，有黏着性的同时也要有适当流动性，并且富有收敛性（不可像雪膏就没有活性），这样才会有良好的印刷性。七 无铅焊锡膏的发展1铅是一种有毒物质，人体吸收了过量的铅会引起铅中毒，摄入低剂量的铅可能对人的智力、神精系统和生殖系统造成影响。因此在不久的将来无铅焊料将取代现有的含铅焊料成为主导产品。但无铅焊料应必顺满足下述条件，方能条符合制造与使用上的要求：（1） 熔点顺与Sn/Pb焊料相近 （2） 与各种基材均有良好的润湿性。（3） 物理特性不能比Sn/Pb合金差。（4） 与各种基材的热膨胀系数相近。（5） 与现有的助焊剂相容。（6） 无放射性。（7） 适当的抗拉强度。（8） 良好的抗氧化性。（9） 良好的抗腐蚀性。（10） 价格便宜。 2 目前常用的无铅焊料：（1）Sn-Cu合金焊料 组成为99.3的Sn和0.7的Cu，为Sn-Cu共晶合金，熔点大约为227，比Sn/Pb合金高，具有相当好取代Sn/Pb焊料的能力。（2）Sn-Bi合金焊料 组成为42Sn-58Bi，共晶温度为138。它的优点是熔点低，性能与Sn/Pb相似；缺点是金属铋资源有限，润湿性受杂质影响很大。（3）Sn-Ag合金焊料 组成为95.5Sn-3.5Ag，熔点为221。因为熔点相对较高，使其应用受到限制。润湿性比Sn/Pb合金相差较大，但在室温与高剪切下的条件下，其热疲劳性能比Sn/Pb焊锡好，具有良好的机械性能。（4）锡锌合金焊料 锡锌合金的共晶组成为91Sn-9Zn，熔点为198，如果添加金属铟，熔点可以降到175188，并可以改善其润湿性，但锌易氧化，焊渣多等缺点需进一步改善。3 回流焊曲线设置 使用无铅锡膏，必顺尽量降低元件之间的温差。 延长预热时间：在进入峰值再流温度之前，可以大大降低元器件之间的温差。 提高预热温度：传统的预热温度一般为140160，而无铅锡膏的预热温度很有可能上升到170190。提高预热温度缩短在峰值温度中所需的滞留时间，这样就会降低元件之间的温差。 大多数无铅焊膏需要一段较传统焊膏的40秒至60秒更长的液化时间，通常为60秒至秒。4回流焊炉 一般采用具有工艺参数扩展作业的氮气回流焊炉。采用氮气保护工艺的益处在于可以采用低熔点焊膏（195）和改进焊料渗透及浸润角度。氮气保护工艺也可以减少无铅焊膏要求的高温和长回流焊时间引起的变色影响。除此之外，由于无铅焊点较铅锡焊点暗淡，氮气保护工艺亦能够改善焊点的外观。八钢网制作焊锡膏印刷是表面贴装工艺中第一个关键工艺，特别是对于细间距的组装件，由于器件引线尺寸和引线间隔很小，焊膏印刷需要精细的工艺控制，而印刷焊膏用的漏印模板是关键的工艺设备之一。1 厂商选择选择模板制作厂商很重要。选定前，要对厂商的设备先进性、交货周期、价格及售后服务进行综合评定，同时应注意到模板制作的几个关键： 框架材料：为了满足强度要求又便于印刷操作，多采用中空铝合金型材，制作厂商具有与用户丝印机相适应的型材材料。 漏印模板材料及加工方法：对于细间距组件的焊膏印刷来说，模板宜选用不锈钢箔板激光切割的加工工艺制作厂商应具备先进的激光切割设备，满足0.5mm脚间距器件的漏印要求及用户要求的印刷漏印最大范围。 模板框架与模板的绷紧技术也是一个重要环节，绷网要平、要紧，保证焊膏印制板的厚度的均匀一致性。黏结胶的黏性要求不受模板清洗剂的影响，不得出现多次印刷后脱网现象。 模板MARK点要求制作精细，根据丝印机的要求可以加工成蚀透或半蚀透，半蚀透的MARK点涂黑胶，涂胶要求平整、圆滑。2 网板厚度的选择模板厚度要根据印制板上最小脚间距器件的情况而定，通常的经验数为： 器件规格模板厚度1.27mmQFP0.25mm-0.3mm0.65mmQFP0.18mm-0.2mm0.5mmQFP0.12mm-0.15mm（1） 模板开口尺寸的选择为了控制焊接过程中出现焊球或桥接质量问题，模板开口的尺寸通常情况下比焊盘图形尺寸略小，特别是对于0.5mm以下细间距器件来说，开口宽度应比相应焊盘宽度缩减15%20%，由此引起的焊料缺少可以通过适当加长焊盘方向设计尺寸来弥补。当设计已经定型或由于电路要求器件改型（如器件电极高度增加）而无法改变焊盘尺寸，如发现回流焊后焊料不足，爬升不够可以在制作模板时将开口尺寸在焊盘长度方向上适当加大，但这样做由于焊锡膏超出焊盘印到了印制板阻焊层上，会导致在器件端头周围出现焊球，应慎重使用。3蚀刻模板与激光模板之比较蚀刻模板经照相制板、图形转移、曝光显影、化学腐蚀等工序加工而成。在制作过程中，存在固有的侧蚀及粗糙度较大问题。模板孔壁形成中间小，两头大，光滑度较差，影响印刷效果，特别是对于一些IC引脚中心距较小的，蚀刻模板无能为力。激光模板直接利用PCB设计文件产生，高精度的GERBER格式文件，利用CAM软件按客户要求编辑处理后直接进行切割无需照相制版和图形转移等工序，简单快捷，切割的模板焊盘尺寸精度高，孔壁光滑，且激光切割时、开口孔壁自然形成35微小锥度，有利于焊锡漏过。九回流焊接工艺1 回流焊温度曲线的设置温度曲线是指SMA通过回流炉时，SMA上某一点的温度随时间变化的曲线。温度曲线提供了一种直观的方法，来分析某个元件在整个回流过程中的温度变化情况。这对于获得最佳的可焊性，避免由于超温而对元件造成损坏，以及保证焊接质量都非常重要。预热段：该区域的目的是把室温的PCB尽快加热，以达到第二个特定目标，但升温速率要控制在适当范围以内，如果过快，会产生热冲击，电路板和元件都可能会受损，过慢，则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。由于加热速率过快，在温区的后段SMA温差较大。为防止热冲击对元件的损伤，一般规定最大速度为4/S。然而,通常上升速率设定13/S.保温段:是指温度从120150升至焊膏熔点的区域.保温段的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差.在这个区域里给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发.到保温段结束,焊盘,焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡.回流段:在这一区域里加热器的温度设置得最高,使组件的温度上升至峰值温度.在回流段其焊接峰值温度视所用的焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏的溶点温度加2040，对于熔点为183的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179的Sn62/Pb36/Ag2焊膏，峰值温度一般为210230，再流时间不要过长，以防止对SMA造成不良影响。冷却段：这段中焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润浸，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。冷却段降温速率一般为310/S。十，SMT焊接常见缺陷及解决办法 摘要 本文对采用SMT生产的印制电路组件中出现的几种常见焊接缺陷现象进行了分析，并总结了一些有效的解决措施。在SMT生产过程中，我们都希望基板从贴装工序开始，到焊接工序结束，质量处于零缺陷状态，但实际上这很难达到。由于SMT生产工序较多，不能保证每道工序不出现一点点差错，因此在SMT生产过程中我们会碰到一些焊接缺陷。这些焊接缺陷通常是由多种原因所造成的，对于每种缺陷，我们应分析其产生的根本原因，这样在消除这些缺陷时才能做到有的放矢。本文将以一些常见焊接缺陷为例，介绍其产生的原因及排除方法。桥 接桥接经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间，这种缺陷在我们的检验标准中属于重大不良(如图1所示)，会严重影响产品的电气性能，所以必须要加以根除。产生桥接的主要原因是由于焊膏过量或焊膏印刷后的错位、塌边。焊膏过量焊膏过量是由于不恰当的模板厚度及开孔尺寸造成的。通常情况下，我们选择使用015mm厚度的模板。而开孔尺寸由最小引脚或片状元件间距决定，如表1所示。印刷错位在印刷引脚间距或片状元件间距小于065mm的印制板时，应采用光学定位，基准点设在印制板对角线处。若不采用光学定位，将会因为定位误差产生印刷错位，从而产生桥接。焊膏塌边造成焊膏塌边的现象有以下三种1印刷塌边焊膏印刷时发生的塌边。这与焊膏特性，模板、印刷参数设定有很大关系：焊膏的粘度较低，保形性不好，印刷后容易塌边、桥接；模板孔壁若粗糙不平，印出的焊膏也容易发生塌边、桥接；过大的刮刀压力会对焊膏产生比较大的冲击力，焊膏外形被破坏，发生塌边的概率也大大增加。对策：选择粘度较高的焊膏；采用激光切割模板；降低刮刀压力。2贴装时的塌边当贴片机在贴装SOP、QFP类集成电路时，其贴装压力要设定恰当压力过大会使焊膏外形变化而发生塌边。对策：调整贴装压力并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。3焊接加热时的塌边在焊接加热时也会发生塌边。当印制板组件在快速升温时，焊膏中的溶剂成分就会挥发出来，如果挥发速度过快，会将焊料颗粒挤出焊区，形成加热时的塌边。对策：设置适当的焊接温度曲线(温度、时间)，并要防止传送带的机械振动。焊锡球焊锡球也是回流焊接中经常碰到的一个问题。通常片状元件侧面或细间距引脚之间常常出现焊锡，如图2所示。焊锡球多由于焊接过程中加热的急速造成焊料的飞散所致。除了与前面提到的印刷错位、塌边有关外，还与焊膏粘度、焊膏氧化程度、焊料颗粒的粗细(粒度)、助焊剂活性等有关。1焊膏粘度粘度效果较好的焊膏，其粘接力会抵消加热时排放溶剂的冲击力，可以阻止焊膏塌落。2焊膏氧化程度焊膏接触空气后，焊料颗粒表面可能产生氧化，而实验证明焊锡球的发生率与焊膏氧化物的百分率咸正比。一般焊膏的氧化物应控制在003左右，最大值不要超过015。3焊料颗粒的粗细焊料颗粒的均匀性不一致，若其中含有大量的20m以下的粒子，这些粒子的相对面积较大，极易氧化，最易形成焊锡球。另外在溶剂挥发过程中，也极易将这些小粒子从焊盘上冲走，增加焊锡球产生的机会。一般要求25um以下粒子数不得超过焊料颗粒总数的5。4焊膏吸湿这种情况可分为两类：焊膏使用前从冰箱拿出后立即开盖致使水汽凝结；再流焊接前干燥不充分残留溶剂，焊膏在焊接加热时引起溶剂、水分的沸腾飞溅，将焊料颗粒溅射到印制板上形成焊锡球。根据这两种不同情况，我们可采取以下两种不同措施：(1)焊膏从冰箱中取出，不应立即开盖，而应在室温下回温，待温度稳定后开盖使用。(2)调整回流焊接温度曲线，使焊膏焊接前得到充分的预热。5助焊剂活性当助焊剂活性较低时，也易产生焊锡球。免洗焊锡的活性一般比松香型和水溶型焊膏的活性稍低，在使用时应注意其焊锡球的生成情况。6网板开孔合适的模板开孔形状及尺寸也会减少焊锡球的产生。一般地，模板开孔的尺寸应比相对应焊盘小10，同时推荐采用如图3列举的一些模板开孔设计。7印制板清洗印制板印错后需清洗，若清洗不干净，印制板表面和过孔内就会有残余的焊膏，焊接时就会形成焊锡球。因此要加强操作员在生产过程中的责任心，严格按照工艺要求进行生产，加强工艺过程的质量控制。立 碑在表面贴装工艺的回流焊接过程中，贴片元件会产生因翘立而脱焊的缺陷，如图4，人们形象地称之为“立碑”现象(也有人称之为“曼哈顿”现象)。“立碑”现象常发生在CHIP元件(如贴片电容和贴片电阻)的回流焊接过程中，元件体积越小越容易发生。特别是1005或更小钓0603贴片元件生产中，很难消除“立碑”现象。“立碑”现象的产生是由于元件两端焊盘上的焊膏在回流熔化时，元件两个焊端的表面张力不平衡，张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致。造成张力不平衡的因素也很多，下面将就一些主要因素作简要分析。1预热期当预热温度设置较低、预热时间设置较短，元件两端焊膏不同时熔化的概率就大大增加，从而导致两端张力不平衡形成“立碑”，因此要正确设置预热期工艺参数。根据我们的经验，预热温度一般150+10，时间为60-90秒左右。2.焊盘尺寸设计片状电阻、电容焊盘时，应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致，以保证焊膏熔融时，作用于元件上焊点的合力为零，以利于形成理想的焊点。设计是制造过程的第一步，焊盘设计不当可能是元件竖立的主要原因。具体的焊盘设计标准可参阅IPC-782表面贴装设计与焊盘布局标准入事实上，超过元件太多的焊盘可能允许元件在焊锡湿润过程中滑动，从而导致把元件拉出焊盘的一端。对于小型片状元件，为元件的一端设计不同的焊盘尺寸，或者将焊盘的一端连接到地线板上，也可能导致元件竖立。不同焊盘尺寸的的使用可能造成不平衡的焊盘加热和锡膏流动时间。在回流期间，元件简直是飘浮在液体的焊锡上，当焊锡固化时达到其最终位置。焊盘上不同的湿润力可能造成附着力的缺乏和元件的旋转。在一些情况中，延长液化温度以上的时间可以减少元件竖立。3焊膏厚度当焊膏厚度变小时，立碑现象就会大幅减小。这是由于：(1)焊膏较薄，焊膏熔化时的表面张力随之减小。(2)焊膏变薄，整个焊盘热容量减小，两个焊盘上焊膏同时熔化的概率大大增加。焊膏厚度是由模板厚度决定的，表2是使用o1mm与02mm厚模板的立碑现象比较，采用的是1608元件。一般在使用1608以下元件时，推荐采用015mm以下模板。4.贴装偏移一般情况下，贴装时产生的元件偏移，在回流过程中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正,我们称之为“自适应”，但偏移严重，拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象。这是因为：(1)与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量，从而先熔化。(2)元件两端与焊膏的粘力不同。所以应调整好元件的贴片精度，避免产生较大的贴片偏差。5元件重量较轻的元件“立碑”现象的发生率较高，这是因为不均衡的张力可以很容易地拉动元件。所以在选取元件时如有可能，应优先选择尺寸重量较大的元件。焊接缺陷还有很多，本文列举的只是三种最为常见的缺陷。解决这些焊接缺陷的措施也很多，但往往相互制约。如提高预热温度可有效消除立碑，但却有可能因为加热速度变快而产生大量的焊锡球。因此在解决这些问题时应从多个方面进行考虑，选择一个折衷方案，这一点在实际工作中我们应切记。十一，SMT工艺流程 片式元器件单面贴装工艺1. 来料检查2. 印刷焊膏3. 检查印刷效果4.贴片5.检查贴片效果 6. 检查回流焊工艺设置7. 回流焊接8. 检查焊接效果并最终检测说明：步骤1：检查元件、焊盘、焊膏是否有氧化、焊锡成分是否匹配，集成电路引脚及其共面性。步骤2：通过焊膏印刷机或SMT焊膏印刷台、印刷专用刮板及SMT漏板将SMT焊膏漏印到PCB的焊盘上。步骤3：检查所印线路板焊膏是否有漏印，粘连、焊膏量是否合适等。步骤4：由贴片机或真空吸笔、镊子等完成贴装。步骤5：检查所贴元件是否放偏、放反或漏放，并修复，窄间距元件需用显微镜实体检查。步骤6：检查回流焊的工作条件，如电源电压、温度曲线设置等。步骤7：通过SMT回流焊设备进行回流焊接。步骤8：检查有无焊接缺陷，并修复。 （二）片式元器件双面贴装工艺1. 来料检查2. 丝印A面焊膏3. 检查印刷效果4. 贴装A面元件，检查贴片效果 5. 回流焊接 6.检查焊接效果 7. 印刷B面焊膏8.检查印刷效果9. 贴装B面元件，检查贴片效果10.回流焊接11. 修理检查12.最终检测注意事项：1： A、B面的区分是线路板中元器件少而小的为A面，元器件多而大的为B面。2：如果两面都有大封装元器件的话，需要使用不同熔点的焊膏。即：A面用高温焊膏，B面用低温焊膏3：如果没有不同温度的焊膏，就需要增加一个步骤，即在步骤7完成后，需要将A面大封装元器件，用贴片红胶粘住，再进行B面的操作。4：其它步骤操作同工艺（一）(三) 研发中混装板贴装工艺 1. 来料检查2. 滴涂焊膏3.检查滴涂效果4. 贴装元件5. 检查贴片效果 6. 回流焊接7. 检查焊接效果8.焊插接说明：步骤1：检查元件、焊盘、焊膏是否有氧化、焊锡成分是否匹配，集成电路引脚及其共面性。步骤2：用SMT焊膏分配器、空气压缩机将SMT针筒装焊膏中的焊膏滴涂到PCB焊盘上。步骤3：检查所滴涂的焊膏量是否合适，是否有漏涂或粘连。步骤4：由真空吸笔或镊子等配合完成。步骤5：检查所贴元件是否放偏、放反或漏放，并修复。步骤6：通过HT系列台式小型SMT回流焊设备进行回流焊接。步骤7：检查有无焊接缺陷，并修复。步骤8：由电烙铁、焊锡丝和助焊剂配合完成。 （四）双面混装批量生产贴装工艺1. 来料检查2. 丝印A面焊膏3.检查印刷效果4.贴装A面元件 6.回流焊接 7.检查贴片效果7.检查焊接效果8. 印刷B面红胶9. 检查印刷效果10. 贴装B面元件11.检查贴片效果12.固化13.A面插装THT元件14. 检查插装效果15. 波峰焊接16.修理焊点清洗检测 说明：注意事项及操作工艺同上所述。十二，目前常用的清洗工艺 超声波清洗原理： 超声波清洗主要是利用超声空化效应。由超声波电源发出的高频振荡信号，经换能器转变为机械振动传入到清洗介质中，以连续不断的方式产生辐射状直线传播的超声波束，在介质中前进时产生的负压小气泡在被清洗物表面形成一连串密集的“空化”效应，强烈冲刷零件的表面，保括孔隙、夹缝等部位，达到彻底、完美的清洁效果。 smt行业里 钢网，印刷线路板，工装夹具常普遍选用超声波清洗。 浸渍清洗 在清洗槽中加入清洗液，将被清洗物浸渍其中的清洗方式。由于仅靠清洗剂的化学作用清洗，所以洗涤能力弱，需要长时间循环清洗液。 喷淋清洗 在清洗槽内安装喷淋管，在气相中将清洗液喷洒在被清洗物上的清洗方式。压力为2-20kg/cm2。 元件特殊印刷线路板，选择喷淋清洗 喷气清洗 在清洗槽内安装喷气管（多个喷管），用气体将清洗液喷射到被清洗物上的清洗方式。压力为2-20kg/cm2 以上。 减压清洗 在清洗槽内产生负压，由于减压，洗涤剂能较好地渗透到被清洗物和缝隙之间；和超声波并用，清洗效果会大大增强。 喷流清洗 从槽的侧面将清洗液在液面中喷出，靠清洗液的搅拌力（物理作用）促进洗涤。洗涤能力比浸渍清洗强。 喷雾清洗 在清洗槽内安装喷淋管，在气相中将清洗液喷洒在被清洗物上的清洗方式。压力为2-20kg/cm2 。 刷洗 在清洗室内安装刷子，工件有专门的支撑或夹具，在清洗剂浸渍或淋润的同时，主要靠刷子与工作的机械磨擦力进行清洗作为初级清洗，效果直接。 旋转筒清洗 在清洗槽内安装旋转装置，同时旋转筒体和搅拌被清洗物。多与喷流、超声波清洗组合使用。 超声波清洗 在清洗槽内安装超声波振子，产生超声波能量（数千个大气压的冲压波），将被清洗物全部洗净的方式。 印刷线路板，夹具，吸嘴 摇动清洗 在清洗槽内安装摇动机构，装入被清洗物，使之在清洗槽内运动，多与喷流、超声波清洗组合使用 目前根据各个清洗工艺开发出模块清洗单元，可以任意组合，方便大家使用的同时，节省了成本，提高了效率！十三，smt清洗剂溶剂分类：按用途分类如下：1.在线SMT钢板清洗，机器将溶剂自动填加到擦拭纸上，有喷加，和滴加等方法，要求挥发好，低残留，不易燃。残留过多，会稀释焊膏，影响印刷效果。2.PCB清洗，要求对基板安全，经常出现PCB反（返）白现象，主要与选用的溶剂种类有关，与焊接残留物不完全相溶的溶剂会造成PCB返白（PCB反白）。3.超声波清洗用溶剂，有的超声波清洗机集合了多种清洗功能，要注意的是，如果选用了易燃溶剂，那排风管路要单独安装，不能与车间总排风管联接，以免造成失火事故。如果选用水基溶剂，机器应该有漂洗和干燥功能，或手工进行。4.SMT回焊炉清洗剂，如果采用挥发性溶剂，一定要注意清洗过后干燥一段时间，干燥时可以打开风扇，但不加热炉子。很多工厂出现过保养过后，没有干燥直接送电生产，结果机台爆炸。如果用碱性溶剂，对机台就有一定的损伤腐蚀。按溶剂成分分类如下：1.有机极性溶剂：酒精，异丙醇等，对助焊剂有较好溶解性，当是易燃易挥发，用量也大。优点是残留少，不损伤基板。清洗PCB，在线清洗钢板比较好，不过易燃。2.有机非极性溶剂，如各种烃类，烷类，可燃不易燃，溶解性能好，残留量大，不易干燥，对PCB可能有溶损可能。一般用在清洗机器上比较好。3.碱性溶剂加表面活性剂，溶解性能很好，只是最好有漂洗和干燥设备配合，去除残留十四，SMT片式电阻标记识别方法 当片式电阻阻值精度为5时，采用三个数字表示：跨接线记为000；阻值小于10的，在两个数字之间补加“R”；阻值在10Q以上的，则最后一个数值表示增加的零的个数。例如：4.7记为4R7；0(跨接线)记为000；100记为101；1M记为105。当片式电阻阻值精度为l时，采用四个数字表示，前面三个数字为有效数，第四位表示增加的零的个数；阻值小于10的，仍在第二位补加“R”；阻值为100则在第四位补“0”。例如：4.7记为4R70；100记为1000；1M记为1004；20M记为2005；10记为10R0。(2)料盘上的标注国外有关电阻器的型号见表公司名称片式电阻型号日本松下ERJ型日本宫川电具MCR型日本村田RX型十五，焊点1、理想的焊点具有良好的表面润湿性，即熔融焊料在被焊金属表面上应铺展，并形成完整、均匀、连续的焊料覆盖层，其接触角应不大于90。正确的焊锡量，焊料量足够而不过多或过少良好的焊接表面，焊点表面应完整、连续和圆滑，但不要求很光亮的外观。好的焊点位置元器件的焊端或引脚在焊盘上的位置偏差在规定范围内。2、不润湿焊点上的焊料与被焊金属表面形成的接触角大于90度。3、开焊焊接后焊盘与PCB表面分离。4、吊桥（ drawbridging ）元器件的一端离开焊盘面向上方斜立或直立，亦即墓牌（Tomb stone）。5、桥接两个或两个以上不应相连的焊点之间的焊料相连，或焊点的焊料与相邻的导线相连。6、虚焊焊接后，焊端与焊盘之间或引脚与焊盘之间有时出现电隔离现象7、拉尖焊点中出现焊料有突出向外的毛刺，但没有与其它导体或焊点相接触8、焊料球（solder ball）焊接时粘附在印制板、阴焊膜或导体上的焊料小圆球，亦称锡珠。9、孔洞焊接处出现孔径不一的空洞10、位置偏移(skewing )焊点在平面内横向、纵向或旋转方向偏离预定位置时。11、目视检验法（visual inspection）借助照明的25倍的放大镜，用肉眼观察检验PCBA焊点质量12、焊接后检验（inspection after aoldering）PCB完成焊接后的质量检验。13、返修（reworking）为去除表面组装组件的局部缺陷的修复工艺过程。14、贴片检验 ( placement inspection )表面贴装元器件贴装时或完成后，对于是否漏贴、错位、贴错、损坏等到情况进行的质量检验。十六，IC封装术语1 1、BGA(ball grid array) 球形触点陈列，表面贴装型封装之一。在印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用 以 代替引脚，在印刷基板的正面装配LSI 芯片，然后用模压树脂或灌封方法进行密封。也 称为凸 点陈列载体(PAC)。引脚可超过200，是多引脚LSI 用的一种封装。 封装本体也可做得比QFP(四侧引脚扁平封装)小。例如，引脚中心距为1.5mm 的360 引脚 BGA 仅为31mm 见方；而引脚中心距为0.5mm 的304 引脚QFP 为40mm 见方。而且BGA 不 用担心QFP 那样的引脚变形问题。 该封装是美国Motorola 公司开发的，首先在便携式电话等设备中被采用，今后在美国有 可 能在个人计算机中普及。最初，BGA 的引脚(凸点)中心距为1.5mm，引脚数为225。现在 也有 一些LSI 厂家正在开发500 引脚的BGA。 BGA 的问题是回流焊后的外观检查。现在尚不清楚是否有效的外观检查方法。有的认为 ， 由于焊接的中心距较大，连接可以看作是稳定的，只能通过功能检查来处理。 美国Motorola 公司把用模压树脂密封的封装称为OMPAC，而把灌封方法密封的封装称为 GPAC(见OMPAC 和GPAC)。 2、BQFP(quad flat package with bumper) 带缓冲垫的四侧引脚扁平封装。QFP 封装之一，在封装本体的四个角设置突起(缓冲垫) 以 防止在运送过程中引脚发生弯曲变形。美国半导体厂家主要在微处理器和ASIC 等电路中 采用 此封装。引脚中心距0.635mm，引脚数从84 到196 左右(见QFP)。 3、碰焊PGA(butt joint pin grid array) 表面贴装型PGA 的别称(见表面贴装型PGA)。 4、C(ceramic) 表示陶瓷封装的记号。例如，CDIP 表示的是陶瓷DIP。是在实际中经常使用的记号。 5、Cerdip 用玻璃密封的陶瓷双列直插式封装，用于ECL RAM，DSP(数字信号处理器)等电路。带有 玻璃窗口的Cerdip 用于紫外线擦除型EPROM 以及内部带有EPROM 的微机电路等。引脚中 心 距2.54mm，引脚数从8 到42。在japon，此封装表示为DIPG(G 即玻璃密封的意思)。 6、Cerquad 表面贴装型封装之一，即用下密封的陶瓷QFP，用于封装DSP 等的逻辑LSI 电路。带有窗 口的Cerquad 用于封装EPROM 电路。散热性比塑料QFP 好，在自然空冷条件下可容许1. 5 2W 的功率。但封装成本比塑料QFP 高35 倍。引脚中心距有1.27mm、0.8mm、0.65mm、 0.5mm、 0.4mm 等多种规格。引脚数从32 到368。 7、CLCC(ceramic leaded chip carrier) 带引脚的陶瓷芯片载体，表面贴装型封装之一，引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形 。 带有窗口的用于封装紫外线擦除型EPROM 以及带有EPROM 的微机电路等。此封装也称为 QFJ、QFJG(见QFJ)。 8、COB(chip on board) 板上芯片封装，是裸芯片贴装技术之一，半导体芯片交接贴装在印刷线路板上，芯片与 基 板的电气连接用引线缝合方法实现，芯片与基板的电气连接用引线缝合方法实现，并用 树脂覆 盖以确保可靠性。虽然COB 是最简单的裸芯片贴装技术，但它的封装密度远不如TAB 和 倒片 焊技术。 9、DFP(dual flat package) 双侧引脚扁平封装。是SOP 的别称(见SOP)。以前曾有此称法，现在已基本上不用。 10、DIC(dual in-line ceramic package) 陶瓷DIP(含玻璃密封)的别称(见DIP). 11、DIL(dual in-line) DIP 的别称(见DIP)。欧洲半导体厂家多用此名称。 12、DIP(dual in-line package) 双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种 。 DIP 是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑IC，存贮器LSI，微机电路等。 引脚中心距2.54mm，引脚数从6 到64。封装宽度通常为15.2mm。有的把宽度为7.52mm 和10.16mm 的封装分别称为skinny DIP 和slim DIP(窄体型DIP)。但多数情况下并不加 区分， 只简单地统称为DIP。另外，用低熔点玻璃密封的陶瓷DIP 也称为cerdip(见cerdip)。 13、DSO(dual small out-lint) 双侧引脚小外形封装。SOP 的别称(见SOP)。部分半导体厂家采用此名称。 14、DICP(dual tape carrier package) 双侧引脚带载封装。TCP(带载封装)之一。引脚制作在绝缘带上并从封装两侧引出。由于 利 用的是TAB(自动带载焊接)技术，封装外形非常薄。常用于液晶显示驱动LSI，但多数为 定制品。 另外，0.5mm 厚的存储器LSI 簿形封装正处于开发阶段。在japon，按照EIAJ(japon电子机 械工 业)会标准规定，将DICP 命名为DTP。 15、DIP(dual tape carrier package) 同上。japon电子机械工业会标准对DTCP 的命名(见DTCP)。 16、FP(flat package) 扁平封装。表面贴装型封装之一。QFP 或SOP(见QFP 和SOP)的别称。部分半导体厂家采 用此名称。 17、flip-chip 倒焊芯片。裸芯片封装技术之一，在LSI 芯片的电极区制作好金属凸点，然后把金属凸 点 与印刷基板上的电极区进行压焊连接。封装的占有面积基本上与芯片尺寸相同。是所有 封装技 术中体积最小、最薄的一种。 但如果基板的热膨胀系数与LSI 芯片不同，就会在接合处产生反应，从而影响连接的可 靠 性。因此必须用树脂来加固LSI 芯片，并使用热膨胀系数基本相同的基板材料。 18、FQFP(fine pitch quad flat package) 小引脚中心距QFP。通常指引脚中心距小于0.65mm 的QFP(见QFP)。部分导导体厂家采 用此名称。 19、CPAC(globe top pad array carrier) 美国Motorola 公司对BGA 的别称(见BGA)。 20、CQFP(quad fiat package with guard ring) 带保护环的四侧引脚扁平封装。塑料QFP 之一，引脚用树脂保护环掩蔽，以防止弯曲变 形。 在把LSI 组装在印刷基板上之前，从保护环处切断引脚并使其成为海鸥翼状(L 形状)。 这种封装 在美国Motorola 公司已批量生产。引脚中心距0.5mm，引脚数最多为208 左右。 21、H-(with heat sink) 表示带散热器的标记。例如，HSOP 表示带散热器的SOP。 22、pin grid array(surface mount type) 表面贴装型PGA。通常PGA 为插装型封装，引脚长约3.4mm。表面贴装型PGA 在封装的 底面有陈列状的引脚，其长度从1.5mm 到2.0mm。贴装采用与印刷基板碰焊的方法，因而 也称 为碰焊PGA。因为引脚中心距只有1.27mm，比插装型PGA 小一半，所以封装本体可制作得 不 怎么大，而引脚数比插装型多(250528)，是大规模逻辑LSI 用的封装。封装的基材有 多层陶 瓷基板和玻璃环氧树脂印刷基数。以多层陶瓷基材制作封装已经实用化。 23、JLCC(J-leaded chip carrier) J 形引脚芯片载体。指带窗口CLCC 和带窗口的陶瓷QFJ 的别称(见CLCC 和QFJ)。部分半 导体厂家采用的名称。 24、LCC(Leadless chip carrier) 无引脚芯片载体。指陶瓷基板的四个侧面只有电极接触而无引脚的表面贴装型封装。是 高 速和高频IC 用封装，也称为陶瓷QFN 或QFNC(见QFN)。 25、LGA(land grid array) 触点陈列封装。即在底面制作有阵列状态坦电极触点的封装。装配时插入插座即可。现 已 实用的有227 触点(1.27mm 中心距)和447 触点(2.54mm 中心距)的陶瓷LGA，应用于高速 逻辑 LSI 电路。 LGA 与QFP 相比，能够以比较小的封装容纳更多的输入输出引脚。另外，由于引线的阻 抗 小，对于高速LSI 是很适用的。但由于插座制作复杂，成本高，现在基本上不怎么使用 。预计 今后对其需求会有所增加。 26、LOC(lead on chip) 芯片上引线封装。LSI 封装技术之一，引线框架的前端处于芯片上方的一种结构，芯片 的 中心附近制作有凸焊点，用引线缝合进行电气连接。与原来把引线框架布置在芯片侧面 附近的 结构相比，在相同大小的封装中容纳的芯片达1mm 左右宽度。 27、LQFP(low profile quad flat package) 薄型QFP。指封装本体厚度为1.4mm 的QFP，是japon电子机械工业会根据制定的新QFP 外形规格所用的名称。 28、LQUAD 陶瓷QFP 之一。封装基板用氮化铝，基导热率比氧化铝高78 倍，具有较好的散热性。 封装的框架用氧化铝，芯片用灌封法密封，从而抑制了成本。是为逻辑LSI 开发的一种 封装， 在自然空冷条件下可容许W3的功率。现已开发出了208 引脚