新聞動态
SMT組裝工藝
SMT組裝(zhuang)工藝與焊接前的(de)每一工藝步驟密(mì)切相關，其中包括(kuo)資金投入、PCB設計、元(yuan)件可焊性、組裝操(cāo)作、焊劑選擇、溫度(dù)/時間的控制、焊料(liao)及晶體結構等。
一(yī)、焊料
波峰焊接常(cháng)用的焊料是共晶(jīng)錫鉛合金：錫63%；鉛37%，應(ying)時刻掌握焊錫鍋(guō)中的焊料溫度，其(qí)溫度應高于合金(jīn)液體溫度183℃，并使溫(wen)度均勻。過去，250℃的焊(han)錫鍋溫度被視爲(wei)“标準”。
随着焊劑技(ji)術的革新，整個焊(han)錫鍋中的焊料溫(wen)度的均勻性得到(dào)了控制，并增設了(le)預熱器，發展趨勢(shì)是使用溫度較低(dī)的焊錫鍋。在230－240℃的範(fàn)圍内設置焊錫鍋(guo)溫度是普遍的。通(tōng)常，組件沒有均勻(yun)的熱質量，要保證(zhèng)所有的焊點達到(dao)足夠的溫度，以便(bian)形成合格的焊點(diǎn)是必要的。重要的(de)問題是要提供足(zú)夠的熱量，提高所(suǒ)有引線和焊盤的(de)溫度，從而确保焊(han)料的流動性，濕潤(run)焊點的兩面。焊料(liào)的溫度較低就會(hui)降低對元件和基(ji)闆的熱沖擊，有助(zhu)于減少浮渣的形(xíng)成，在較低的強度(du)下，進行焊劑塗覆(fu)操作和焊劑化合(he)物的共同作用下(xià)，可使波峰出口具(jù)有足夠的焊劑，這(zhe)樣就可減少毛刺(ci)和焊球的産生。
錫(xi)鍋中的焊料成份(fen)與時間有密切關(guān)系，即随着時間而(er)變化，這樣就導緻(zhì)了浮渣的形成，這(zhe)就是要從焊接的(de)組件上去除殘餘(yu)物和其它金屬雜(zá)質的原因及在焊(hàn)接工藝中錫損耗(hao)的原因。以上這些(xie)因素可降低焊料(liao)的流動性。在采購(gou)中，要規定的金屬(shǔ)微量浮渣和焊料(liao)的錫含量的高限(xiàn)，在各個标準中，（如(rú)象IPC/J-STD-006都有明确的規(guī)定）。在焊接過程中(zhong)，對焊料純度的要(yào)求在ANSI/J-STD-001B标準中也有(you)規定。除了對浮渣(zhā)的限制外，對63%錫；37%鉛(qian)合金中規定錫含(han)量低不得低于61.5%。波(bo)峰焊接組件上的(de)金和有機泳層銅(tóng)濃度聚集比過去(qù)快。這種聚集，加上(shàng)明顯的錫損耗，可(ke)使焊料喪失流動(dong)性，并産生焊接問(wèn)題。外表粗糙、呈顆(ke)粒狀的焊點常常(cháng)是由于焊料中的(de)浮渣所緻。由于焊(han)錫鍋中的集聚的(de)浮渣或組件自身(shen)固有的殘餘物暗(àn)淡、粗糙的粒狀焊(han)點也可能是錫含(han)量低的征兆，不是(shì)局部的特種焊點(dian)，就是錫鍋中錫損(sun)耗的結果。這種外(wài)觀也可能是在凝(ning)固過程中，由于振(zhen)動或沖擊所造成(cheng)的。
焊點的外觀就(jiu)能直接體現出工(gong)藝問題或材料問(wen)題。爲保持焊料“滿(mǎn)鍋”狀态和按照工(gong)藝控制方案對檢(jian)查焊錫鍋分析是(shi)重要的。由于焊錫(xī)鍋中有浮渣而“倒(dao)掉”焊錫鍋中的焊(hàn)劑，通常來說是不(bu)必要的，由于在常(cháng)規的應用中要求(qiú)往錫鍋中添加焊(hàn)料，使錫鍋中的焊(han)料始終是滿的。在(zài)損耗錫的情況下(xia)，添加純錫有助于(yu)保持所需的濃度(dù)。爲了監控錫鍋中(zhong)的化合物，應進行(hang)常規分析。如果添(tian)加了錫，就應采樣(yang)分析，以确保焊料(liao)成份比例正确。浮(fu)渣過多又是一個(gè)令人棘手的問題(ti)。毫無疑問，焊錫鍋(guō)中始終有浮渣存(cún)在，在大氣中進行(háng)焊接時尤其是這(zhè)樣。使用“芯片波峰(fēng)”這對焊接高密度(du)組件有幫助，由于(yu)暴露于大氣的焊(han)料表面太大，而使(shi)焊料氧化，所以會(hui)産生多的浮渣。焊(hàn)錫鍋中焊料表面(mian)有了浮渣層的覆(fu)蓋，氧化速度就放(fàng)慢了。
在焊接中，由(you)于錫鍋中波峰的(de)湍流和流動而會(huì)産生多的浮渣。推(tuī)薦使用的常規方(fāng)法是将浮渣撇去(qù)，要是經常進行撇(piě)削的話，就會産生(shēng)多的浮渣，而且耗(hao)用的焊料多。浮渣(zha)還可能夾雜于波(bō)峰中，導緻波峰的(de)不穩定或湍流，因(yīn)此要求對焊錫鍋(guō)中的液體成份給(gěi)予多的維護。如果(guo)允許減少錫鍋中(zhong)焊料量的話，焊料(liào)表面的浮渣會進(jìn)入泵中，這種現象(xiàng)可能發生。有時，顆(ke)粒狀焊點會夾雜(za)浮渣。初發現的浮(fu)渣，可能是由粗糙(cao)波峰所緻，而且有(you)可能堵塞泵。錫鍋(guo)上應配備可調節(jie)的低容量焊料傳(chuan)感器和報警裝置(zhi)。
二、波峰
在波峰焊(han)接工藝中，波峰是(shi)核心。可将預熱的(de)、塗有焊劑、無污物(wù)的金屬通過傳送(song)帶送到焊接工作(zuo)站，接觸具有一定(ding)溫度的焊料，而後(hòu)加熱，這樣焊劑就(jiù)會産生化學反應(yīng)，焊料合金通過波(bo)峰動力形成互連(lian)，這是關鍵的一步(bu)。常用的對稱波峰(feng)被稱爲主波峰，設(shè)定泵速度、波峰高(gao)度、浸潤深度、傳送(song)角度及傳送速度(dù)，爲達到良好的焊(han)接特性提供全方(fang)位的條件。應該對(duì)數據進行适當的(de)調整，在離開波峰(fēng)的後面（出口端）就(jiu)應使焊料運行降(jiàng)速，并慢慢地停止(zhi)運行。PCB随着波峰運(yun)行終要将焊料推(tuī)至出口。在好的情(qing)況下，焊料的表面(mian)張力和好化的闆(pǎn)的波峰運行，在組(zu)件和出口端的波(bō)峰之間可實現零(ling)相對運動。這一脫(tuō)殼區域就是實現(xiàn)了去除闆上的焊(hàn)料。應提供充分的(de)傾角，不産生橋接(jie)、毛刺、拉絲和焊球(qiu)等缺陷。有時，波峰(fēng)出口需具有熱風(feng)流，以确保排除可(ke)能形成的橋接。在(zài)闆的底部裝上表(biǎo)面貼裝元件後，有(yǒu)時，補償焊劑或在(zài)後面形成的“苛刻(kè)的波峰”區域的氣(qì)泡，而進行的波峰(fēng)整平之前，使用湍(tuan)流芯片波峰。湍流(liú)波峰的高豎直速(sù)度有助于保證焊(han)料與引線或焊盤(pán)的接觸。在整平的(de)層流波峰後面的(de)振動部分也可用(yong)來消除氣泡，保證(zheng)焊料實現滿意的(de)接觸組件。焊接工(gōng)作站基本上應做(zuò)到：高純度焊料（按(an)标準）、波峰溫度（230～250℃）、接(jie)觸波峰的總時間(jiān)（3～5秒鍾）、印制闆浸入(ru)波峰中的深度（50～80%），實(shi)現平行的傳送軌(guǐ)道和在波峰與軌(gui)道平行狀态下錫(xi)鍋中焊劑含量。
三(san)、焊接後的冷卻
通(tong)常在波峰焊機的(de)尾部增設冷卻工(gong)作站。爲的是限制(zhi)銅錫金屬間化合(hé)物形成焊點的趨(qū)勢，另一個原因是(shì)加速組件的冷卻(què)，在焊料沒有完全(quán)固化時，避免闆子(zǐ)移位。快速冷卻組(zǔ)件，以限制敏感元(yuán)件暴露于高溫下(xià)。然而，應考慮到侵(qin)蝕性冷卻系統對(dui)元件和焊點的熱(rè)沖擊的危害性。一(yī)個控制良好的“柔(róu)和穩定的”、強制氣(qì)體冷卻系統應不(bú)會損壞多數組件(jian)。使用這個系統的(de)原因有兩個：能夠(gou)快速處理闆，而不(bú)用手夾持，并且可(ke)保證組件溫度比(bi)清洗溶液的溫度(dù)低。人們所關心的(de)是後一個原因，其(qi)可能是造成某些(xie)焊劑殘渣起泡的(de)原因。另一種現象(xiang)是有時會出現與(yu)某些焊劑浮渣産(chan)生反應的現象，這(zhe)樣，使得殘餘物“清(qing)洗不掉”。在保證焊(han)接工作站設置的(de)數據滿足所有的(de)機器、所有的設計(ji)、采用的所有材料(liào)及工藝材料條件(jiàn)和要求方面沒有(you)哪個定式能夠達(dá)到這些要求。必須(xū)了解整個工藝過(guo)程中的每一步操(cao)作。結論總之，要獲(huò)得好的焊接質量(liang)，滿足用戶的需求(qiu)，必須控制焊接前(qián)、焊接中的每一工(gōng)藝步驟，因爲SMT的整(zhěng)個組裝工藝的每(měi)一步驟都互相關(guan)聯、互相作用，任一(yī)步有問題都會影(yǐng)内到整體的可靠(kào)性和質量。焊接操(cāo)作也是如此，所以(yi)應嚴格控制所有(yǒu)的參數、時間/溫度(du)、焊料量、焊劑成分(fen)及傳送速度等等(deng)。對焊接中産生的(de)缺陷，應及早查明(míng)起因，進行分析，采(cai)取相應的措施，将(jiang)影響質量的各種(zhǒng)缺陷消滅在萌芽(yá)狀态之中。這樣，才(cái)能保證生産出的(de)産品。
一(yī)、焊料
波峰焊接常(cháng)用的焊料是共晶(jīng)錫鉛合金：錫63%；鉛37%，應(ying)時刻掌握焊錫鍋(guō)中的焊料溫度，其(qí)溫度應高于合金(jīn)液體溫度183℃，并使溫(wen)度均勻。過去，250℃的焊(han)錫鍋溫度被視爲(wei)“标準”。
随着焊劑技(ji)術的革新，整個焊(han)錫鍋中的焊料溫(wen)度的均勻性得到(dào)了控制，并增設了(le)預熱器，發展趨勢(shì)是使用溫度較低(dī)的焊錫鍋。在230－240℃的範(fàn)圍内設置焊錫鍋(guo)溫度是普遍的。通(tōng)常，組件沒有均勻(yun)的熱質量，要保證(zhèng)所有的焊點達到(dao)足夠的溫度，以便(bian)形成合格的焊點(diǎn)是必要的。重要的(de)問題是要提供足(zú)夠的熱量，提高所(suǒ)有引線和焊盤的(de)溫度，從而确保焊(han)料的流動性，濕潤(run)焊點的兩面。焊料(liào)的溫度較低就會(hui)降低對元件和基(ji)闆的熱沖擊，有助(zhu)于減少浮渣的形(xíng)成，在較低的強度(du)下，進行焊劑塗覆(fu)操作和焊劑化合(he)物的共同作用下(xià)，可使波峰出口具(jù)有足夠的焊劑，這(zhe)樣就可減少毛刺(ci)和焊球的産生。
錫(xi)鍋中的焊料成份(fen)與時間有密切關(guān)系，即随着時間而(er)變化，這樣就導緻(zhì)了浮渣的形成，這(zhe)就是要從焊接的(de)組件上去除殘餘(yu)物和其它金屬雜(zá)質的原因及在焊(hàn)接工藝中錫損耗(hao)的原因。以上這些(xie)因素可降低焊料(liao)的流動性。在采購(gou)中，要規定的金屬(shǔ)微量浮渣和焊料(liao)的錫含量的高限(xiàn)，在各個标準中，（如(rú)象IPC/J-STD-006都有明确的規(guī)定）。在焊接過程中(zhong)，對焊料純度的要(yào)求在ANSI/J-STD-001B标準中也有(you)規定。除了對浮渣(zhā)的限制外，對63%錫；37%鉛(qian)合金中規定錫含(han)量低不得低于61.5%。波(bo)峰焊接組件上的(de)金和有機泳層銅(tóng)濃度聚集比過去(qù)快。這種聚集，加上(shàng)明顯的錫損耗，可(ke)使焊料喪失流動(dong)性，并産生焊接問(wèn)題。外表粗糙、呈顆(ke)粒狀的焊點常常(cháng)是由于焊料中的(de)浮渣所緻。由于焊(han)錫鍋中的集聚的(de)浮渣或組件自身(shen)固有的殘餘物暗(àn)淡、粗糙的粒狀焊(han)點也可能是錫含(han)量低的征兆，不是(shì)局部的特種焊點(dian)，就是錫鍋中錫損(sun)耗的結果。這種外(wài)觀也可能是在凝(ning)固過程中，由于振(zhen)動或沖擊所造成(cheng)的。
焊點的外觀就(jiu)能直接體現出工(gong)藝問題或材料問(wen)題。爲保持焊料“滿(mǎn)鍋”狀态和按照工(gong)藝控制方案對檢(jian)查焊錫鍋分析是(shi)重要的。由于焊錫(xī)鍋中有浮渣而“倒(dao)掉”焊錫鍋中的焊(hàn)劑，通常來說是不(bu)必要的，由于在常(cháng)規的應用中要求(qiú)往錫鍋中添加焊(hàn)料，使錫鍋中的焊(han)料始終是滿的。在(zài)損耗錫的情況下(xia)，添加純錫有助于(yu)保持所需的濃度(dù)。爲了監控錫鍋中(zhong)的化合物，應進行(hang)常規分析。如果添(tian)加了錫，就應采樣(yang)分析，以确保焊料(liao)成份比例正确。浮(fu)渣過多又是一個(gè)令人棘手的問題(ti)。毫無疑問，焊錫鍋(guō)中始終有浮渣存(cún)在，在大氣中進行(háng)焊接時尤其是這(zhè)樣。使用“芯片波峰(fēng)”這對焊接高密度(du)組件有幫助，由于(yu)暴露于大氣的焊(han)料表面太大，而使(shi)焊料氧化，所以會(hui)産生多的浮渣。焊(hàn)錫鍋中焊料表面(mian)有了浮渣層的覆(fu)蓋，氧化速度就放(fàng)慢了。
在焊接中，由(you)于錫鍋中波峰的(de)湍流和流動而會(huì)産生多的浮渣。推(tuī)薦使用的常規方(fāng)法是将浮渣撇去(qù)，要是經常進行撇(piě)削的話，就會産生(shēng)多的浮渣，而且耗(hao)用的焊料多。浮渣(zha)還可能夾雜于波(bō)峰中，導緻波峰的(de)不穩定或湍流，因(yīn)此要求對焊錫鍋(guō)中的液體成份給(gěi)予多的維護。如果(guo)允許減少錫鍋中(zhong)焊料量的話，焊料(liào)表面的浮渣會進(jìn)入泵中，這種現象(xiàng)可能發生。有時，顆(ke)粒狀焊點會夾雜(za)浮渣。初發現的浮(fu)渣，可能是由粗糙(cao)波峰所緻，而且有(you)可能堵塞泵。錫鍋(guo)上應配備可調節(jie)的低容量焊料傳(chuan)感器和報警裝置(zhi)。
二、波峰
在波峰焊(han)接工藝中，波峰是(shi)核心。可将預熱的(de)、塗有焊劑、無污物(wù)的金屬通過傳送(song)帶送到焊接工作(zuo)站，接觸具有一定(ding)溫度的焊料，而後(hòu)加熱，這樣焊劑就(jiù)會産生化學反應(yīng)，焊料合金通過波(bo)峰動力形成互連(lian)，這是關鍵的一步(bu)。常用的對稱波峰(feng)被稱爲主波峰，設(shè)定泵速度、波峰高(gao)度、浸潤深度、傳送(song)角度及傳送速度(dù)，爲達到良好的焊(han)接特性提供全方(fang)位的條件。應該對(duì)數據進行适當的(de)調整，在離開波峰(fēng)的後面（出口端）就(jiu)應使焊料運行降(jiàng)速，并慢慢地停止(zhi)運行。PCB随着波峰運(yun)行終要将焊料推(tuī)至出口。在好的情(qing)況下，焊料的表面(mian)張力和好化的闆(pǎn)的波峰運行，在組(zu)件和出口端的波(bō)峰之間可實現零(ling)相對運動。這一脫(tuō)殼區域就是實現(xiàn)了去除闆上的焊(hàn)料。應提供充分的(de)傾角，不産生橋接(jie)、毛刺、拉絲和焊球(qiu)等缺陷。有時，波峰(fēng)出口需具有熱風(feng)流，以确保排除可(ke)能形成的橋接。在(zài)闆的底部裝上表(biǎo)面貼裝元件後，有(yǒu)時，補償焊劑或在(zài)後面形成的“苛刻(kè)的波峰”區域的氣(qì)泡，而進行的波峰(fēng)整平之前，使用湍(tuan)流芯片波峰。湍流(liú)波峰的高豎直速(sù)度有助于保證焊(han)料與引線或焊盤(pán)的接觸。在整平的(de)層流波峰後面的(de)振動部分也可用(yong)來消除氣泡，保證(zheng)焊料實現滿意的(de)接觸組件。焊接工(gōng)作站基本上應做(zuò)到：高純度焊料（按(an)标準）、波峰溫度（230～250℃）、接(jie)觸波峰的總時間(jiān)（3～5秒鍾）、印制闆浸入(ru)波峰中的深度（50～80%），實(shi)現平行的傳送軌(guǐ)道和在波峰與軌(gui)道平行狀态下錫(xi)鍋中焊劑含量。
三(san)、焊接後的冷卻
通(tong)常在波峰焊機的(de)尾部增設冷卻工(gong)作站。爲的是限制(zhi)銅錫金屬間化合(hé)物形成焊點的趨(qū)勢，另一個原因是(shì)加速組件的冷卻(què)，在焊料沒有完全(quán)固化時，避免闆子(zǐ)移位。快速冷卻組(zǔ)件，以限制敏感元(yuán)件暴露于高溫下(xià)。然而，應考慮到侵(qin)蝕性冷卻系統對(dui)元件和焊點的熱(rè)沖擊的危害性。一(yī)個控制良好的“柔(róu)和穩定的”、強制氣(qì)體冷卻系統應不(bú)會損壞多數組件(jian)。使用這個系統的(de)原因有兩個：能夠(gou)快速處理闆，而不(bú)用手夾持，并且可(ke)保證組件溫度比(bi)清洗溶液的溫度(dù)低。人們所關心的(de)是後一個原因，其(qi)可能是造成某些(xie)焊劑殘渣起泡的(de)原因。另一種現象(xiang)是有時會出現與(yu)某些焊劑浮渣産(chan)生反應的現象，這(zhe)樣，使得殘餘物“清(qing)洗不掉”。在保證焊(han)接工作站設置的(de)數據滿足所有的(de)機器、所有的設計(ji)、采用的所有材料(liào)及工藝材料條件(jiàn)和要求方面沒有(you)哪個定式能夠達(dá)到這些要求。必須(xū)了解整個工藝過(guo)程中的每一步操(cao)作。結論總之，要獲(huò)得好的焊接質量(liang)，滿足用戶的需求(qiu)，必須控制焊接前(qián)、焊接中的每一工(gōng)藝步驟，因爲SMT的整(zhěng)個組裝工藝的每(měi)一步驟都互相關(guan)聯、互相作用，任一(yī)步有問題都會影(yǐng)内到整體的可靠(kào)性和質量。焊接操(cāo)作也是如此，所以(yi)應嚴格控制所有(yǒu)的參數、時間/溫度(du)、焊料量、焊劑成分(fen)及傳送速度等等(deng)。對焊接中産生的(de)缺陷，應及早查明(míng)起因，進行分析，采(cai)取相應的措施，将(jiang)影響質量的各種(zhǒng)缺陷消滅在萌芽(yá)狀态之中。這樣，才(cái)能保證生産出的(de)産品。