电子产品生产工艺PCB板制作.ppt

1、电子产品工艺流程,1. 印制电路板概述 2 .印制电路板加工流程 3 .印制板缺陷及原因分析 4 .印制电路技术现状与发展 5.基板装配工艺流程 6.基板装配插件流水线作业 7.插件流水作业指导书的编制 8.手工插件的工艺要求 9.浸焊与波峰焊接 10.基板检测,目录表,印制電路板概述,一、PCB扮演的角色 PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色. 图一是电子构装层级区分示意。,印制電路板概述,印制電路板概述,单面板,双面板,多层板,硬板,软硬板,通孔板,埋孔板

2、,盲孔板,硬度性能,PCB分类,孔的导通状态,表面制作,结构,软板,碳油板,ENTEK板,喷锡板,镀金板,沉锡板,金手指板,沉金板,印制電路板概述,二、PCB种类 A. 以材质分 a. 有机材质 酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyimide(聚酰亚胺)、BT/Epoxy等皆属之。 b. 无机材质 铝、Copper-invar（钢）-copper、ceramic(陶瓷)等皆属之。主要取其散热功能。,印制電路板概述,B. 以成品软硬区分 硬板 Rigid PCB 软板 Flexible PCB 见图1.3 软硬板 Rigid-Flex PCB 见图1.4,印制電路板概述,C. 以结构分 a.单

3、面板 见图1.5 b.双面板 见图1.6,印制電路板概述,c.多层板 见图1.7,印制電路板概述,D. 依用途分： 通信/耗用性电子/军用/计算机/半导体/电测板,见图1.8 BGA. 另有一种射出成型的立体PCB，使用少。,印制電路板概述,E.依表面制作分 Hot Air Levelling 喷锡 Gold finger board 金手指板 Carbon oil board 碳油板 Au plating board 镀金板 Entek（防氧化）板 Immersion Au board 沉金板 Immersion Tin 沉锡板 Immersion Silver 沉银板,印制電路板概述,三、

4、基材 基材（CCL-Copper Clad Laminate)工业是一种材料的基础工业， 是由介电层（树脂 Resin ，玻璃纤维 Glass fiber ），及高纯度的导体 (铜箔 Copper foil )二者所构成的复合材料（ Composite material），,印制電路板概述,铜箔分类电解铜箔：涂胶箔（用于纸基板）、表面处理箔（用于玻纤布板） 压延铜箔：用于挠性板,印制電路板制作流程簡介,内层制作,印制電路板制作流程簡介,Inner Dry Film 内层干菲林,AOI 自动光学检测,Inner Etching 内层蚀板,内层制作,Oxide Replacement 棕化,or,

5、1.内层线路（图像转移） 1-1. 作用及原理 利用UV光照射，在曝光区域抗蚀剂中的感光起始剂吸收光子分解成游离基，游离基引发单体发生交联反应生成不溶于稀碱的空间网状大分子结构，而未曝光部分因未发生反应可溶于稀碱。利用二者在同种溶液中具有不同的溶解性能从而将底片上设计的图形转移到基板上，即图像转移。,固态抗蚀剂-干膜结构图,印制電路板制作流程簡介,内层制作,印制電路板制作流程簡介,内层制作,图像转移基本原理图（以干膜成像法为例）,前处理,压膜,干膜,Cu面,曝光,底片，白色表示曝光部分,显影,蚀刻,去膜,曝光区域，感光单体发生交联反应，不溶于弱碱,图像转移完成,印制電路板制作流程簡介,内层制作

6、,1-2.流程 对干膜成像法，其生产流程为：前处理 压膜 曝光 显影 蚀刻 去膜 液态感光法生产流程： 1-3.前处理 1-3-1.前处理的作用：去除铜表面的油脂，氧化层等杂质。 1-3-2.前处理方式： A.喷砂研磨法 B.化学处理法 C.机械研磨法 1-3-3.化学处理法的基本原理： 以化学物质如SPS等酸性物质均匀咬蚀铜表面，去除铜表面的油脂及氧化物等杂质,印制電路板制作流程簡介,化学清洗 用碱溶液去除铜表面的油污、指印及其它有机污 物。然后用酸性溶液去除氧化层和原铜基材上为防止铜 被氧化的保护涂层，最后再进行微蚀处理以得到与干膜 具有优良粘附性能的充分粗化的表面。,内层干菲林,印制電路

7、板制作流程簡介,辘干膜（贴膜） 先从干膜上剥下聚乙烯保护膜，然后在加热加压的条件下将干膜抗蚀剂粘贴在覆铜箔板上。干膜中的抗蚀剂层受热后变软，流动性增加，借助于热压辊的压力和抗蚀剂中粘结剂的作用完成贴膜。 辘干膜三要素：压力、温度、传送速度。,内层干菲林,印制電路板制作流程簡介,干膜曝光原理 在紫外光照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体进行聚合交联反应，反应后形成不溶于稀碱溶液的立体型大分子结构。,内层干菲林,显影的原理 感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下来，从而把未曝光的部分溶解下来，而曝光部分的干膜不被溶解。,印制電路板制作流程簡介,内

8、层蚀刻 内层图形转移制程中， D/F或油墨是作为抗蚀刻，有抗电镀之用或抗蚀刻之用。因此大部份选择酸性蚀刻。,内层蚀刻,常见问题 蚀刻不尽 线幼 开路 短路,印制電路板制作流程簡介,内层设计最小线宽/线距,内层蚀刻,印制電路板制作流程簡介,黑化/棕化原理 对铜表面进行化学氧化或黑化，使其表面生成一层氧化物（黑色的氧化铜或棕色的氧化亚铜或两者的混合物)，以进一步增加比表面，提高粘结力。,内层氧化,棕化与黑化的比较 黑化层较厚, 经PTH后常会发生粉红圈(Pink ring),这是因 PTH中的微蚀或活化或速化液攻入黑化层而将之还原露出原铜色之故。 棕化层则因厚度很薄.较不会生成粉红圈。,印制電路板

9、制作流程簡介,定位系统 PIN LAM 有销钉定位 MASS LAM 无销钉定位 X射线打靶定位法 熔合定位法,内层排板,印制電路板制作流程簡介,Pin Lam理论 此方法的原理极为简单，内层预先冲出4个Slot孔，见图4.5 ，包括底片， prepreq都沿用此冲孔系统，此4个SLOT孔，相对两组，有一组不对称， 可防止套反。每个SLOT孔当置放圆PIN后，因受温压会有变形时，仍能自由的左右、上下伸展，但中心不变，故不会有应力产生。待冷却，压力释 放后，又回复原尺寸，是一颇佳的对位系统。,内层排板,印制電路板制作流程簡介,内层排板,印制電路板制作流程簡介,Foil Lamination,Co

10、re Lamination,排板(以6层板为例）,表示基材,表示P片,内层排板,印制電路板制作流程簡介,排板 压板方式一般区分两种: 一是Core-lamination, 一是Foil-lamination，,内层排板,压板,1.制程目的 将铜箔、PP、内层线路板压合成多层板。 2.主要设备 黑化（棕化）线、压机、剖半机、打靶机等 3.生产流程,印制電路板制作流程簡介,压板,印制電路板制作流程簡介,压板 将铜箔(Copper Foil),胶片(Prepreg)与氧化处理(Oxidation)后的内层线路板按客户要求排板,压合成多层板。,压板,印制電路板制作流程簡介,曲翘产生原因 排板结构不对称

11、 因芯板与P片的张数及厚度上下不对称，产生不平衡的应力。 结构应力 多层板P/P与芯板之经纬方向未按经对经、纬对纬的原则叠压，则结构应力会造成板翘曲。 热应力造成板翘 压合后冷却速度过快，板内之热应力无法释放完全而造成板翘值过大。,压板,印制電路板制作流程簡介,板子外部应力 此种状况是发生在压合后各种制程,如钻孔,电镀,烘烤,喷锡等流程。 玻纤布的结构 玻纤布织造均匀度、纬纱歪斜、张力大小，对基板的板弯、板翘会造成影响。,压板,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,4-1.制程作用 为后续各层次间的导通提供桥梁，同时钻出后制程的对位孔。 4-2.主要设备

12、上PIN机、钻孔机、研磨机 4-2. 生产流程 上PIN即将几片板子用PIN针固定于一起，可提升钻孔产能，并为钻孔时提供定位点。,进料检验,上PIN,钻孔,下PIN,抽检,下制程,印制電路板制作流程簡介,钻孔,1.一次铜 1-1.制程目的 将孔壁镀上铜使之实现导通的功能 1-2.主要设备 SHADOW线、DESMEAR线、电镀槽等 1-2.生产流程及作用 详见下表,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,2-1.制程目的 制作外层线路，以达电性的完整。 2-2.主要生产设备 前处理线、压膜机、曝光机、显影线 2-3.生产流程 因外层线路制作原理与内层线路同，故在此不再复述,出货,印制電路板制作流

13、程簡介,外层制作流程,3.二次铜,3-1.制程目的 线路电镀，增加铜厚 3-2.主要设备 二铜自动电镀线 3-3. 生产流程,铜面前处理（脱脂水洗微蚀水洗酸浸） 镀铜镀锡(铅),3-4.镀铜基本原理 挂于阴极上的PCB板在电流作用下将游离于硫酸铜溶液中的铜离子吸附于板面，沉积并形成一层光滑致密的镀层。,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,4.蚀刻剥锡,4-1.制程目的与作用 蚀刻出线路，并将镀上的锡剥去，最终完成外层线路的制作。 4-2. 主要生产设备 蚀刻线 4-3.生产流程,去膜（去膜液：稀碱K0H或NaOH）线路蚀刻（碱 性蚀刻，蚀刻液：氨水）剥锡(铅)（溶液成分：主 要为HNO3，H

14、2O2）,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,5.外层检验,原理：业界一般使用“自动光学检验CCD及Laser两种。前者主要是利用卤素灯通光线，针对板面未黑化的铜面，利用其反光效果进行断、短路的判读，应用于黑化前的内层或绿漆前的外层。后者Laser AOI主要是针对板面的基材部份，利用对基材(成铜面)反射后产萤光在强弱上的不同，而加以判读。 主要生产设备： AOI测试机 生产流程： 上板测试找点、修补 重测出货,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,三、表面处理,表面处理主要为阻焊剂的涂覆以及印字，同时依据客户要求进行相应的浸金、喷锡、护铜等表面处理。 1. 绿漆（阻焊剂的涂覆） 其作用为防

15、止焊接时出现线路搭桥的缺点，提供长时间的电气环境和抗化学保护，同时起绝缘作用。 1-1. 主要生产设备 前处理线、淋幕机、烘箱、曝光机、显影线等 1-2. 生产流程,前处理淋幕烘烤翻面淋幕烘烤曝光显 影热固化或UV固化 1-2-1.前处理 A. 目的：除去板面上的氧化物、油脂和杂质，清洁并粗化板面，使之与油墨有良好的结合力。,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,B.前处理的方式：为防止损伤线路，主要以化学方式处理，如采用SPS+刷磨处理；也可采用Pumice的方式。但后者成本较高。 1-2-2.淋幕 A.目的：将油墨涂布于板面上。 B. 方式：主要采用帘幕涂布的方式 C.绿漆主要成分 （1）

16、光引发剂（提供自由基） （2）感光单体，其起主要作用的官能团为 （3）固化剂，主要为胺类和酸酐类物质 （4）添加剂和溶剂（控制黏度）,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,1-2-3.烘烤 A.目的：因油墨为液态，淋幕后须烘烤固化。 1-2-4.曝光、显影 其作用为进行影象转移，原理同内层线路制作。显影液同样可用弱碱NaCO3 溶液。 1-2-5.UV固化 其目的主要使油墨进一步充分的发生交联反应，使之充分固化。,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,2.印字,2-1.主要目的 依客户要求在板面上印上相应的字符。 2-2. 主要生产设备 印字机 2-3. 生产流程： 准备网板(部分地方可下墨,

17、通过刮刀将印字油墨从可下墨地方挤出,印成客人所需要的字符)UV(固化印字油墨),若两面均需印字,则重复做另一面.,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,3.浸金,3-1. 制程目的 依客户要求在相应铜面上浸上金 3-2. 主要生产设备 浸金线 3-3. 生产流程 sps前处理,粗化铜面水洗预浸(保护活化槽)活化(在铜面上一层pd,铜将pd置换出来付着在待浸金之铜面上)水洗镍槽(pd在镍槽起催化作用,镍槽药水NI2SO4与NAH2PO4在pd催化下产生NI并附着于铜面上)金槽(镍将金槽游离的Au+置换出来付着于镍层)水洗后处理烘干,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,4.切型,4-1. 制程目

18、的 将整个PANEL裁切成小PCS。 4-2.生产设备 切型机、清洗机 4-3. 生产流程 上板切型清洁,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,5.喷锡、护铜,其生产流程如下： 5-1.喷锡 化学前处理,粗化铜面上助焊剂锡炉(未被绿漆保护之铜面均与锡行成合金,通过调整风刀控制锡面厚度)后处理 5-2.护铜 sps前处理,粗化铜面水洗预浸(保护护铜槽)护铜槽(在铜面上行成一层有极性保护膜,保护铜面在后制程不被氧化)水洗烘干,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,6.OS测试,6-1.制程目的 对成品进行检测，以防止不良品出给客户。电测方式有专用型、泛用型、飞针型。 6-2.主要设备 OS测试机

19、6-3.生产流程 找出模具调出CAM资料开始测试找点、修补 重测出货,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,7.终检,主要为目视检验、信赖度的测试。 目视检验主要为产品外观性检验，例如：SM或金面的剥落、刮伤、绿滴、板面异物等。 信赖度的测试包括：焊锡性、线路抗撕强度、抗弯拆强度、 Section（切片）、S/M附着力、Gold（镀金层）附着力、热冲击、离子污染度、阻抗等,8.成品包装入仓,印制電路板制作流程簡介,外层制作流程,1通孔插装工艺流程,每个框就代表一个工序，原材料通过这些组装工序逐步由半成品演变成整机。,基板装配工艺流程,（1）基板插件 基板插件是指将元器件按一定的顺序安装在图纸规

20、定的位置。对于通孔插装（THT）的组件、在插入之前，我们已经作了准备工作，即在装配准备阶段完成了对元器件引脚的整形、性能的工艺检测、导线和线扎的加工等。基板插件的方式有人工插件和机械自动化插件2种，对于大批量生产的产品通常对外形标准的元器件先采用机械自动化插件，然后用人工插件的方式完成其他元器件的插人。在此任务中受机械设备限制，我们采用人工插件的方式。,1通孔插装工序,基板装配工艺流程,（2）插件检验 插件检验是指在插件工序后安排人工用目测的方法检查安装的正确性。 对于机械自动插件，有精密检查和般检查2种，精密检查是抽查，要逐个器件检查；而一般检查是全检，通常只检查元器件漏装； 人工插件的检查

21、是设在插件流水线中，一般每5或6个插件工位后设1个检验工位，负责对前5或6道工位的装配质量进行检查，末道检验工位还要负责整形的任务；检验工位发现问题均要作质量记录。,1通孔插装工序,基板装配工艺流程,（3）焊接 焊接是指在元器件安装完成后，将其引出端永久性的与印制电路板的电路焊接起来，实现电气连接。在大批量生产中，一般均采用机械焊的方式(浸焊、波蜂焊)。,1通孔插装工序,基板装配工艺流程,1通孔插装工序,（4）补焊 补焊是指在机械焊后需要对不良焊点进行修补，因为机械焊无论水平多高，不可能保证焊点100良好因此必须通过人工目测的方法对焊点进行全面检查。,基板装配工艺流程,（5）装硬件 在印制电路

22、板安装完毕，进入整机总装前，还需用手工方式安装一些必须在机械焊接后才能安装的元器件和结构零件，以形成完整的基板，其中一部分也可能安排在基板调试后安装。,1通孔插装工序,基板装配工艺流程,1通孔插装工序,（6）基扳调试 在基板组件安装完毕，必须进行必要的调整检测。通常分2步进行，先通过在线检测仪进行初步的检查，自动检出有故障的基板送修，正常的基板送入调试工序，按工艺要求对各项性能参数进行调整。,基板装配工艺流程,1通孔插装工序,（7）基板检验 在基板组件送入总装工序前，一般需进行最终的检验。可根据产品的情况灵活掌握选用全检或抽检的方法，检验内容通常是外观和电性能2个方面，目的是确保进入整机的基板

23、组件的质量。,基板装配工艺流程,插 件 流 水 线 作 业,基板装配插件流水线作业,1插件流水线作业,电子产品批量生产中，电路基板装配元器件的数量多、工作量大，因此电子整机厂的产品在大批量、大规模生产时都采用流水线进行印制电路板组装，以提高装配效率和质量。 插件流水线作业是把印制电路板组装的整体装配分解为若干工序的简单装配，每道工序固定插装一定数量的元器件，使操作过程大大简化。,基板装配插件流水线作业,2插件流水作业节拍形式,插件流水线形式：分为自由节拍和强制节拍两种形式。 自由节拍形式：操作者按规定时间进行人工插装完成后，将印制电路板在流水线上传送到下一道工序，即由操作者控制流水线的节拍。每

24、个工序插装元器件的时间限制不够严格，生产效率低。 强制节拍形式：要求每个操作者必须在规定时间范围内把所要插装的元器件准确无误地插到印制电路板上，插件板在流水线上连续运行。强制节拍形式带有一定的强制性，生产中以链带匀速传送的流水线属于该种形式的流水线。,基板装配插件流水线作业,2插件流水线作业,一条流水线设置工序数的多少，由产品的复杂程度、生产量、工人技能水平等因素决定。在分配每道工序的工作量时，应留有适当的余量，以保证插件质量，注意每道工序的时间要基本相等，确保流水线均匀移动。 为了保证插件质量，减少差错，插件工人的操作是在插件工艺规程的指导下进行工作。,基板装配插件流水线作业,1编制格式 插

25、件工序的任务是将元器件正确无误地插人印制板的规定位置。因此插件工序的工艺规程需要有以下三方面内容。 （1）装配工艺信息：主要填写插入元器件的名称、型号和规格、插件操作的工艺要求、插件所使用的工具等方面的内容，其中插件操作的工艺要求只编写特殊要求。 （2）工艺说明：用来详细叙述插件操作的通用工艺要求。可将其上升为通用工艺文件。,插件流水作业指导书的编制,1编制格式 插件工序的任务是将元器件正确无误地插人印制板的规定位置。因此插件工序的工艺规程需要有以下三方面内容。 （3）工艺简图：为了表明元器件所插入的位置，需要向操作工人提供印制板元件面的平面图，用于说明元器件的位量，同时，为了便于查找，需在平

26、面图上划出各工位插入元器件的区域，并在每个区域上标明工位序号。,插件流水作业指导书的编制,插件流水作业指导书的编制,插件流水作业指导书的编制,2编制要领 编制插件工艺文件是一项细致而繁琐的工作，必须综合考虑合理的次序、难易的搭配和工作量的均衡等诸因素。因为插件工人在流水线作业时，每人每天插入的元器件数量高达8000l0000只，在这样大数量的重复操作中，若插件工艺编排不合理，会引起差错率的明显上升，所以合理的编排插件工艺是非常重要的，要使工人在思想比较放松的状态下，也能正确高效地完成作业内容。,插件流水作业指导书的编制,2编制要领 （1）各道插件工位的工作量安排要均衡，要求工位间工作量(按标准

27、工时定额计算)差别生产节拍时间的10，如生产节拍为30s的话，工位间差别应小于3s。 （2）电阻器是最容易插错的元器件，电阻器避免集中在某几个工位安装，应尽量平均分配给各道工位。 （3）外型完全相同而型号规格不同的元件器，绝对不能分配给同一工位安装。,插件流水作业指导书的编制,2编制要领 （4） 型号、规格完全相同的元件应尽量安排给同一工位。 （5）需识别极性的元器件(如二极管、三极管、电解电容等)应平均分配给各道工位。不能集中在某几个工位，这样工人不易疲劳。 （6）安装难度相对较高的元器件，如引脚很多的集成电路、接插座等类似元器件或较困难的特殊元件等，也要平均安排给各个工位，做到难易尽量均衡

28、。,插件流水作业指导书的编制,2编制要领 （7）前道工位插入的元器件不能造成后道工位安装的困难，如中周旁紧贴的瓷片电容，紧靠立式安装元器件的卧式安装元器件，如果前道工位先插了中周等立式元器件，则必然造成后道工位安装的困难。 （8）插件工位的顺序应掌握先上后下、先左后右，这样可减少前后工位的影响。 （9）在满足上述各项要求的情况下，每个工位的插件区域应相对集中，可有利于插件速度。,插件流水作业指导书的编制,3编制步骤及方法 （1）计算生产节拍时间 根据计划日产量计算生产节拍时间(即每个工位完成每块板插件的规定时间)。 已知：每天工作时间为8h，上班准备时间为15min，上、下午休息时间为各15m

29、in，可计算出： 每天实际作业时间=每天工作时间(准备时间+休息时间) =860(15十30)435(min),插件流水作业指导书的编制,3编制步骤及方法 （2）计算印制板插件总工时 将元器件分类列在表内，按标准工时定额查出单件的定额时间，最后累计出印制板插件所需的总工时。,插件流水作业指导书的编制,显示板印制板图,显示板实物图,插件流水作业指导书的编制,插件流水作业指导书的编制,3编制步骤及方法 （3）计算插件工位数 插件工位的工作量安排一般应考虑适当的余量，当计算值出现小数时一般总是采取进位的方式，所以根据上式得出，日产1800显示板的插件工位人数应确定为8人。加上目检2人共10人。,插件

30、流水作业指导书的编制,3编制步骤及方法 （4）确定工位工作量时间,插件流水作业指导书的编制,3编制步骤及方法 （5）划分插件区域 根据编制插件工艺的9点要领，将元器件均匀分配到7个插件工位，然后在印制板装配图上划出各工位的插件区域，为了使插件工能很方便地找到本工位插件的位置，需要在图上标明插件工位的序号。,插件流水作业指导书的编制,（5）划分插件区域,插件流水作业指导书的编制,（5）划分插件区域,3编制步骤及方法 （6）对工作量进行统计分析 为了保证工艺安排的合理、均衡，在正式确定之前，应对每个工位的工作量进行统计分析，可采用表2.2.3的形式，将每个工位插件的元器件分类排列在表内，累计出各工

31、位的元件数、品种数、有极性的元器件数和各工位的工时数。通过统计分析，对不合理的安排进行调整。,插件流水作业指导书的编制,（6）对工作量进行统计分析,插件流水作业指导书的编制,3编制步骤及方法 （7）编写正式的插件线作业指导书 将上述结果填入插件线作业指导书相应栏目中。关于插件操作的工艺要求可引用通用艺，每个工位内容基本相同,插件流水作业指导书的编制,（1）计算生产节拍时间,（2）计算印制板插件总工时,（3）计算插件工位数,（4）确定工位工作量时间,（5）划分插件区域,（6）对工作量进行统计分析,（7）编写正式的插件线作业指导书,插件流水作业指导书的编制,1.插件工艺规范 插件前准备 核对元器件

32、型号、规格，核对元器件预成型 插装要求 （1）卧式安装元器件 如图a：贴紧板面，图b：插到台阶处 （2）立式安装元器件 要求插正，不允许明显歪斜如图 图a: m=5-7mm 图c: m=2-5mm图b：插到台阶处 图d：直径10mm 贴紧板面,立式元器件插装,卧式安装,插件流水作业指导书的编制,1.插件工艺规范 插装要求 （3）中周、线圈、集成电路、各种插座紧贴板面。 （4）塑料导线 ：外塑料层紧贴板面。 （5）有极性元器件(晶体管、电解、集成电路)极性方向不能插反。,手工插件的工艺要求,1.插件工艺规范 对插件工作要求 （1）要制订明确的工艺规范； （2）插件工要按插件工艺规范进行操作，严格

33、遵守插件工艺纪律； （3）对插件工的工作质量应该有明确的考核指标，一般插件差错率应控制在65PPM之内。（插入1万个元件，平均插错不超过0.65个）,手工插件的工艺要求,1.插件工艺规范 不良插件及其纠正 （1）插错和漏插：这是指插入印制板的元器件规格、型号、标称值、极性等与工艺文件不符， 产生原因：它是由人为的误插及来料中有混料造成的。 纠正方法：加强上岗前的培训，加强材料发放前的核对工作，并建立严格的质量责任制。,手工插件的工艺要求,1.插件工艺规范 不良插件及其纠正 （2）歪斜不正：歪斜不正一般是指元器件歪斜度超过了规定值，如图2.2.4所示。 危害性：歪斜不正的元器件会造成引线互碰而短

34、路，还会因两脚受力不均，在震动后产生焊点脱落、铜箔断裂的现象。,图2.2.4 歪斜不正,手工插件的工艺要求,1.插件工艺规范 不良插件及其纠正 （3）过深或浮起：插入过深，使元器件根部漆膜穿过印制板，造成虚焊； （4）插入过浅，使引线未穿过安装孔，而造成元器件脱落。 图2.2.5 过深或浮起,图2.2.5 过深或浮起,手工插件的工艺要求,在印制电路板的装联焊接中，常用的机械自动焊接方式有三种形式：浸焊、波峰焊及再流焊。通孔插装工艺常用的自动焊接方式是浸焊机、波峰焊机。 （1）浸焊工作原理 浸焊设备的工作原理是让插好元器件的印制电路板水平接触熔融的铅锡焊料，使整块电路板上的全部元器件同时完成焊接

35、。 印制板上的导线被阻焊层阻隔， 不需要焊接的焊点和部位，要 用特制的阻焊膜（或胶布）贴 住，防止焊锡不必要的堆积。,浸焊设备的工作原理示意图,浸焊与波峰焊接,（2）浸焊工艺流程 浸焊工艺流程如图2.2.6所示。插好元件的印制板涂敷助焊剂预热焊接冷却清洗,图2.2.6自动焊接工艺流程,浸焊与波峰焊接,（3）操作浸焊机要领： 在焊接时，要特别注意电路板面与锡液完全接触，保证板上各部分同时完成焊接，焊接的时间应该控制在3s左右。电路板浸入锡液的时候，应该使板面水平地接触锡液平面，让板上的全部焊点同时进行焊接；离开锡液的时候，最好让板面与锡液平面保持向上倾斜的夹角，在图2.2.7中，1020，这样不

36、仅有利于焊点内的助焊剂挥发，避免形成夹气焊点，还能让多余的焊锡流下来。,浸焊与波峰焊接,（3）操作浸焊机要领： 焊料温度控制。接通浸焊机电源，一开始要选择快速加热，当焊料熔化后，改用保温档进行小功率加热，既防止由于温度过高加速焊料氧化，保证浸焊质量，也节省电力消耗。 焊接前，让电路板浸蘸助焊剂，应该保证助焊剂均匀涂敷到焊接面的各处。有条件的，最好使用发泡装置，有利于助焊剂涂敷。,浸焊与波峰焊接,（3）操作浸焊机要领： 在浸锡过程中，为保证焊接质量，要随时清理刮除漂浮在熔融锡液表面的氧化物、杂质和焊料废渣，避免废渣进入焊点造成夹渣焊。 根据焊料使用消耗的情况，及时补充焊料。,浸焊与波峰焊接,（4

37、）浸焊的优缺点 浸焊的优点：浸焊的生产效率较高，操作简单，适应小批量生产，在生产中只要使电路板设计、焊盘引脚可焊性、工艺参数控制几方面配合得当，就也能保证焊接质量。 浸焊的缺点：在空气的作用下，焊料槽内的熔融焊料容易形成漂浮在表面的氧化残渣，不及时刮除残渣会严重影响焊点质量。因此，在每浸焊一次电路板的间隔中，必须从焊料表面刮去氧化残渣，浪费很大。另外，焊槽温度掌握不当时，容易因热冲击而翘曲变形，元器件损坏。,浸焊与波峰焊接,（1）波峰焊工作原理 波峰焊是利用焊锡槽内的离心泵，将熔融焊料压向喷嘴，形成一股向上平稳喷涌的焊料波峰，并源源不断地从喷嘴中溢出。装有元器件的印制电路板以直线平面运动的方式

38、通过焊料波峰，在焊接面上形成浸润焊点而完成焊接。,浸焊与波峰焊接,波峰焊设备内部结构,波峰焊机的内部结构示意图,浸焊与波峰焊接,（2）波峰焊优点 熔融焊料的表面漂浮一层抗氧化剂隔离空气，只有焊料波峰暴露在空气中，减少了氧化的机会，可以减少氧化渣带来的焊料浪费。 电路板接触高温时间短，可以减轻翘曲变形。 浸焊机内的焊料相对静止，焊料中不同比重的金属会产生分层现象（下层富铅而上层富锡）。波峰焊机在焊料泵的作用下，整槽熔融焊料循环流动，使焊料成分均匀一致。 波峰焊机的焊料充分流动，有利于提高焊点质量。,浸焊与波峰焊接,（3）波峰焊工艺流程 短插/一次焊接 插件前元器件必须预先成型切短，焊接期间不需再

39、切脚，所以只需一次焊接完成。 长插/二次焊接 第一次浸焊：对元器件作预焊固定，然后进入切削器，通过旋风切削的方式将多余引脚切去。 第二次波峰焊：形成良好焊点,浸焊与波峰焊接,注：插件前元器件必须预先成型切短,（3）波峰焊工艺流程 短插/一次焊接,浸焊与波峰焊接,注：插件前元器件不须预先切短,（3）波峰焊工艺流程 长插/二次焊接,浸焊与波峰焊接,短插/一次焊接与长插/二次焊接的比较,浸焊与波峰焊接,（4）波峰焊主要步骤 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，,

40、图 发泡装置示意图,浸焊与波峰焊接,（4）波峰焊主要步骤 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。,浸焊与波峰焊接,预热主要作用： （1）挥发助焊剂中的溶剂，使助焊剂呈胶粘状。 液态的助焊剂内有大量溶剂，主要是无水酒精，如直接进入锡缸，在高温下会急剧的挥发，产生气体使焊料飞溅，在焊点内形成气孔，影响焊接质量。 （2）活化助焊剂，增加助焊能力。 在室温下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的，必须通过加热使助焊剂活性提高，起到加速清除氧化膜的作用,浸焊与波峰焊接,预热主要作用： （3）减少焊接高温对被焊母材的热冲击。 焊接温度约245，

41、在室温下的印制电路板及元器件若直接进入锡槽，急剧的升温会对它们造成不良影响。 （4）减少锡槽的温度损失。 未经预热的印制电路板与锡面接触时，使锡面温度会明显下降，从而影响润湿、扩散的进行。,浸焊与波峰焊接,（4）波峰焊主要步骤 焊接 印制电路板组件在传送机构的带动下按一定的速度缓慢的通过锡峰，使每个焊点与锡面的接触时间均为35秒，在此期间，熔融焊锡对焊盘及元器件引出端充分润湿、扩散而形成冶金结合层，获得良 好的焊点。,图 波峰焊接示意图,浸焊与波峰焊接,（5）波峰焊焊接工艺参数的设定 1)助焊剂比重（0.810.83Kg/m3） 2)预热温度（100 10） 3)焊接温度（245） 4)焊接时

42、间（3-5秒） 5)锡峰高度 (印制板厚度的2/3) 6)传送角度（5-7）,浸焊与波峰焊接,（5）焊接工艺参数的设定 1)助焊剂比重（0.810.83Kg/m3） 波峰焊使用的助焊剂是液态的，助焊剂比重实际上是反映溶液中助焊剂成分的多少。 比重太大，焊接后板面残余焊剂太多； 比重太低，则助焊性能不够，影响焊接质量。 在自动焊接设备中，一般均具有自动检测及自动调整功能，如果无此功能，操作者则应每隔1小时用比重计检测一次，以便及时调整。,浸焊与波峰焊接,（4）焊接工艺参数的设定 2)预热温度（100 10） 预热温度是指预热结束，印制板进入锡槽焊接前铜箔面的温度，这时印制电路板上的助焊剂正好处于

43、胶粘状态。 预热温度不足，就不能达到预热的目的； 预热温度过高，焊剂过早挥发及焦化，会导致： 焊点粗糙； 助焊性能下降,影响润湿及扩散的进行，引起虚焊， 不能减小焊料的表面张力，导致焊料过多，造成桥连。 在实际生产中，预热温度是通过控制预热时间来达到的。,浸焊与波峰焊接,（4）焊接工艺参数的设定 3)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： 虚焊及桥连缺陷。,浸焊与波峰焊接,（4）焊接工艺参数的设定 4)

44、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、虚焊，及较大的焊点拉尖现象； 板面的焊剂残留物增加。,浸焊与波峰焊接,（4）焊接工艺参数的设定 5)锡峰高度 (印制板厚度的2/3) 是指印制电路板通过锡峰时，锡峰顶部被压低的高度。 锡峰过高：焊料容易冲上印制电路板的元器件装配面而造成焊件报废;,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。,浸焊与波峰焊

45、接,（4）焊接工艺参数的设 6)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。,图 传送角度示意图,浸焊与波峰焊接,（4）焊接工艺参数的设定 可通过观察拉尖方向来判别两者的关系： 拉尖方向与传送方 向一致,说明V2V3，可 将角调大； 拉尖方向与传送方 向相反,说明V2V3， 可 将角调小； 拉尖方向垂直向下, 说明V2=V3 此时的传送 角度是正确的。,图 传送角度示意图,浸焊与波峰焊接,波峰焊接,波峰焊的温度曲线及工艺参数控制,理想的双波峰焊的焊接温度曲线,理想的双波峰焊

46、的焊接温度曲线如图所示。从图中可以看出，整个焊接过程被分为三个温度区域：预热、焊接、冷却。实际的焊接温度曲线可以通过对设备的控制系统编程进行调整。,波峰焊接,不同印制电路板在波峰焊时的预热温度,不同印制电路板在波峰焊时的预热温度,波峰焊接,对于通孔插装的组件，在机械焊接后必须进行焊接面的修整，通常称为补焊。因为元器件虽经预成型，但插入后伸出板面的长度不可能全部符合要求，机械焊接的焊点也不可能达到零缺陷，所以补焊是必不可少的。在实际生产中，补焊工序通常不仅仅局限在对焊接面的修整，还需对插装歪斜程度不符合要求的元器件进行修整、对通过大电流的焊点进行加强焊(在焊点上增加焊料)等,补焊,补焊的工艺规范通常包括如下内容： 1)检查插件面元器件的高度和歪斜程度是否符合要求对超出允许值的现象进行修正。 2)检查焊接面是否有漏焊、连焊、半焊、假焊和一引脚未伸出板面等不良现象并负责修补。 3)检查是否有元器件漏插，如发现漏件负责补上。 4)负责修剪引出脚，引出脚长度控制在伸出焊点12mm，修剪