1、第一章 表面贴片组件知识 第一节 SMT的意义 一、SMT简介（一）什么是SMT？1无引线元器件贴装在PCB表面经整体加热实现元器件与PCB互连。 2薄膜电路属SMT范畴。SMT主要是指PCB组装。（二）SMT工艺的优点1组装密度高、体积小、重量轻、成本低。 2高可靠、抗震能力强。 3自动化能力高，生产率高。（三）什么是SMC/SMD？1SMC泛指无源表面安装组件总称，如：厚膜电阻、陶瓷电容、旦电容等。 2SMD泛指有源表面安装组件：PLCC、SOT、SOIC、QFP等。（四）有源器件引脚的种类？1鸥翼型：QFP、SOP2J型 ：PLCC、SOJ3球型 ：BGA/CSP二、阻容组件识别方法（一
2、）组件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）Chip（阻容组件）IC英制名称公制mm公制名称英制mil公制mm12063.21.63216501.2708052.01.252125300.806031.60.81608250.6504021.00.51005200.502010.60.30603120.3（二）片式电阻、电容识别标记电阻电容标印值电阻值标印值电容量2R22.20R50.5PF5R65.60101PF1021K11011PF6826800471470PF33333K3323300PF104100K22322000PF564560K51351000P
3、F说明：当阻值为1%精度时用四个数来表示前三个数为有效数，第四位为“0”的个数，如：CA D 476 M C T 国标钽 组件 容值 误差值 额定 包装电容型号 尺寸 电压CT41 0805 B 102 K 250 N T二类片 尺寸规格 介质 容值 误差值 额定 端头 包装状电容 电压 材料RC05 K 103 J A电阻 尺寸 温度 阻值 误差 包装 功率 系数 三、表面贴装电子组件分类及举例：（一）分类Chip片电阻, 电容等, 尺寸规格（英制）：0201、0402、0603、0805、1206等（公制）：0603、1005、1608、2125、3216等钽电容, 尺寸规格: TANA、
4、TANB、TANC、TAND、SOT晶体管、SOT23、 SOT143、 SOT89等Melf：圆柱形组件、 二极管、 电阻等SOIC：集成电路, 尺寸规格: SOIC08、 14、 16、 18、 20、 24、 28、 32QFP：密脚距集成电路PLCC：集成电路, PLCC20、 28、 32、 44、 52、 68、 84BGA：球栅列阵包装集成电路, 列阵间距规格: 1.27、 1.00、 0.80CSP：集成电路, 组件边长不超过里面芯片边长的1.2倍, 列阵间距0.50的BGA（二）举例PLCCSOJChipBGAQFPSOPTSOP连接器三极管SOT模块第二章 锡膏、红胶印刷知
5、识在SMT（Suface Mount Technology）工艺中，影响最终焊接品质的因素很多，其中，焊锡膏的印刷是最初的也是影响最大的一道工序。连焊、虚焊、锡珠等现象都与此有关。在实际印刷中钢网、焊锡膏、刮刀等几个方面的影响关系较大。所以，有必要进行进一步的了解。 第一节 锡膏的相关知识一、 锡膏的成分錫粉鉛粉 成份 焊料粉末糊狀焊劑活化劑松膏 溶劑 其他助焊劑焊劑二.铅锡焊膏的温度至少183OC才能熔化，形成液状体。327OC30000SN%錫鉛100%A共晶點183OCB232OCC三.焊锡膏的评价，主要包括三个方面：锡膏的使用性能，金属粉末、焊剂。（三）.焊剂酸值测定焊剂.焊剂化物测定
6、.焊剂水溶物电导率测定.焊剂铜腐蚀试验.焊剂绝缘电阻测定使 用 性 能.外观.印刷性.粘性试验.塌落度.热熔后残渣干燥度.锡球试验.焊锡膏湿润性护展率试验借助于相应的仪器设备金属粉末（二）.焊料重量百分比.焊料成分测定.焊料粒度分布.焊料粉末形状借助于相应的仪器设备（一） 四焊锡膏的评价主要为外观检测：（一）。焊膏的商标：包括制造商名称、产品名称标准分类号、批号、生产日期、合金比重、保存期等。（二）。外观上没有硬块，合金粉末和焊剂应分布均匀。五.焊锡膏的使用及保管：（一）.一般情况应遵循“先进先出”的基本原则，即采购一批锡膏，先用完这批之后，再采购，防止人为的保管期限过长，对于回储锡膏理应在第
7、一时间全部优化先用完（但计算机主机板不使用回储锡膏，一定要用新采购锡膏）。（二）.保存温度2-10OC，温度过低，锡膏会结晶起块，温度过高，助焊剂挥发影响可焊性。（三）.从冰箱中拿出解冻需4小时。（四）.用前，要安全搅拌锡膏，通常为3分钟，使锡膏均匀防止颗粒太大堵住钢网孔。(五).于开过盖的残留锡膏，在不使用时，瓶盖要紧闭，预防锡膏变干和氧化，延长在使用过程中的锡膏寿命。(六).不使用时，为保持锡膏的最佳状况，锡膏在网上的用量不要太多，以防变干及不必要的钢网堵孔。(七).不要把新旧锡膏同时装入一个瓶内，防止新锡膏补旧锡膏污染。 第二节 钢网的相关知识 在实际生产过程中，钢网对印刷的质量的影响相
8、当重大，所以有必要了解一下钢网。一.开口率与开口形状：开口率：钢网开口的面积与所对应焊盘面积之比。开口率决定着焊锡膏漏印的多少，也就是最终使用焊锡膏的多少，焊锡过多、不足，产生焊锡球均与此有关。开口率对于片式组件一般在70-80之间，对细间距（0.5mm）的IC，一般在20左右，对于大开口（如主板上贴片三极管等）一般在50-60之间。二.制造方法： 不锈钢钢网的制造方法，目前在实际生产中主要有腐蚀法、激光切割法。激光切割的精度高，可做任意形状开口为主要制造方法。三.验收： 验收时首先确认钢网的尺寸，钢网厚度、框架尺寸、定位孔、开口率、开口形状是合符指定要求，再仔细观察钢网表面是否平整、光洁、无
9、划伤，开口边缘无毛刺、无卷边现象。最后实际平面检查，将框架放到一个绝对水平台上，将一个角接触平面，另一个角与平面的缝隙不大于1mm。 第三节 刮刀（刮板）相关知识一.材料：金属或聚醛塑料。二.硬度：指刮刀的硬度，较软的刮刀易变形。压力大时，容易将大焊盘上的锡膏刮走，一般要根据印刷效果来选用刮刀。三.刮刀使用角度：角度的选择与焊锡膏的粘度有关，以保证焊锡膏滚动为准。角度小，易使锡膏滚动，一般在60-750为宜。五.压力：在使用刮刀时，用力的大小关系印刷效果。压力以保证印出的锡膏边缘清晰，表面平整，厚度适宜为准。适当的压力有利于延长刮刀及钢网的使用寿命。六.平行度：指刮刀与基板（PCB）保持平行，
10、用力均匀，才能保证锡膏的厚度一致。七.寿命：如果用手摸刮板工作边，感觉到缺损或明显感觉不到刀口的存在时，就要更换了。再者可以用肉眼直接观察刀口的形状。第四节 红胶的相关知识一.作用： 是在组装过程中及波峰焊时将表面安装的元器件固定在印制板上，以免组件因加速、振动、冲击等原因而发生偏移或脱落，在焊接之后胶制品残留在PCB板上，但已不再起任何作用。此时由焊料代替起红胶的固定作用，并提供的电子焊接。1 性能要求：在实际生产中，对红胶的性能要求是：1） 未固化的红胶水必须具有足够的湿强度，可将放好的组件不会产生移位。2） 固化后的红胶水必须有足够的粘接强度，在储存、搬运及波峰焊接过程中，可将组件固定在
11、电路板上，而不脱落。3） 焊接后，残留的红胶不可以影响电路，不腐蚀基板及元器件。为了满足这些工艺要求，胶水必须具有以下主要性能特点：1） 稳定的单组分体系。2） 保存期长，储存稳定，批量之间质量有可靠保证。3） 包装好的胶水无污染，无气泡。4） 合适的粘度。5） 良好的触变特性。6） 胶点形状稳定，无拖尾现象。7） 粘接强度适当，能接受PCB移动，振动及其它冲击，同时又便于返修。8） 高化学稳定性和抗潮性，抗腐蚀能力强。9） 固化后具有良好的电气特性，较高绝缘阻率。2 红胶的化学组成：红胶一般由基本树脂（主要是环氧树脂），固化剂、固化促进剂、增韧剂及无机填料等组成，但其主要成份为环氧树脂。环氧
12、树脂特性：1） 对温度敏感，必须低温，储存以确保使用寿命及质量，一般5OC左右保存6个月。2） 固化温度相对较低，但固化速度慢，时间长。3） 粘接强度高，电气特性优良。4） 随着温度的升高，胶粘剂寿命缩短，在40OC时，其寿命质量迅速下降。5） 高速点胶时，性能不佳。3 红胶的封装形式：1） 注射筒封装，一般分为5ml.10ml,20ml,30ml等规格，它使用方便，质量易于保证，国外普遍采用此类封装。2） 牙膏状管式封装。3） 塑料筒式封装，一般为300ml，呈长圆筒状。它的有效利用率超过注射筒封装和牙膏状管形式封装，因而，成本相对较低。4） 罐工封装：1公斤/罐：质量难于控制，浪费较大。5
13、.红胶的性能评价：1） 胶点稳定性：指进行刷胶后，会得到一个较为理想的胶点，但若长时间未过回流炉，则胶点的形状会随时间的流逝而改变，不能与元器件良好粘接。这就要求红胶本身的配方和流动性有较高要求。2） 湿强度：指固化前，红胶水所具有粘接强度，就是指组件暂时固定从而抵抗震动、冲动或基板移动等的能力。它是判断红胶水一个好坏的重要指针。3） 粘接强度：指固化后，抵抗振动和波峰焊接的能力。它包括两方面：一是，指运输过程中或插件途中，不会因为撞击而掉件。二是，指进行波峰焊接时，由于高温使胶软化以及波峰的冲击力，表面安装器件必须牢牢的固定。OC050OC100OC150OC60S120S180S240S3
14、00SS135OC165OC6.红胶的固化过程1. 红胶焊接后存在的缺陷。1） 虚焊 多数情况下，是由于胶水污染焊盘所引起的，通常称为溢胶。包括两方面原因：一是印刷胶量过多。二是胶水存在拖尾现象。2） 掉件指在过波峰焊时，由于在高温下，已固化的胶粘剂的粘接强度迅速降低，因而在波峰的冲击作用下，致使部分组件掉入锡炉中，另外一种是在搬运过程中，由于冲击力振动等人为原因，使元器件掉落的现象，引起掉件的原因有：.粘胶剂过期。.固化强度不够。.点胶量不够。.胶水中由于受潮而存在着气泡。气泡存在的原因是：该胶水的抗潮性较差，吸收空气中水分而形成。它的粘接强度将下降很多。 8.红胶使用注意事项1） 储藏：按
15、供货商提供的条件储存，一般为2-5OC左右。2） 解冻：从冰箱里取出，放在室温下解冻，一般情况为30分钟。3） 施胶：A：确保钢网、刮刀无脏物、无污染。 B：挤出适当红胶量置于钢网的印刷孔前方。 C：成75O夹角，用力均匀的施胶。4） 清洗：这批板卡在刷完以后，必须对钢网、刮刀进行清洗，以防止红胶干涸后堵塞钢网孔。可以使用三氧乙烷（即洗板水）进行清洗。 五、锡膏印刷：1 作业内容：1） 刷锡膏前应调整钢网及用酒精将印刷台和钢网清洗干净。2） 打开锡膏瓶盖，取出内盖，将有沾锡膏面向上放在干净的桌面上。3） 用锡膏搅拌刀，均匀搅拌，达到用搅拌刀刮起后，锡膏可以自动掉下，且用肉眼观察没有明显颗料。4
16、） 搅拌刀取锡膏放入钢网内，放入量以每次印刷刀刚好刮完且锡膏量不低于印刷刀的2/3为宜。5） 选择与所刷基板相一致的刮刀，先察看是否完好，若有缺口则更换。6） 将PCB板按所走方向放好，PCB要平整，确认无异物置PCB底下，再把钢网压至PCB上。7） 印刷刀到锡膏外侧，印刷刀与钢网夹角为45-90O向着印刷大的方向均匀刮动。8） 刮至网孔边界后迅速提印刷刀，将锡膏提回印刷原始位置。9） 取锡膏后，随机将搅拌刀及锡膏瓶口擦干净，盖回瓶盖，以免锡膏干涸产生锡膏颗料。 10) 提起钢网，取出PCB检查PCB上印刷厚度是否和样板位置厚度一致。 11) 印刷第二片，重复至目检动作。1. 注意事项：1）
17、浸洗时，一定要干净，以防止工序过回流焊时造成线路短路。2） 印刷红胶时不能有拖曳现象。3） 当锡膏偏少时，一定加适量锡膏。清洗时，一定要清洗干净，以防止工序过回流焊造成线路短路。六、锡膏印刷操作保养： 1.作业内容：1） 平台调整水平。2） 调整钢板夹具高度，使钢板与平台紧贴。3） 平台微调复位。4） 印刷板定位，以钢板上网孔位置估计或测量。5） 移动钢板，粗调准后，固定钢板。6） 用平台微调，细调到每个孔与焊盘绝对对中，及把多余网孔及没有用到的网孔用胶纸封好。7） 用牙刷、白布沾洗板水清洗钢板。8） 将搅拌均匀的锡膏待洗板蒸发完后用搅拌刀放入钢板上。9） 匀速刮印，刀与钢板保持45O-90O
18、夹角。10） 印刷。11） 印刷完毕及再次下班之后和加班下班后均应把锡膏回收到锡膏瓶内并清洗印刷台。12） 生产所需钢网按锡膏作业定位，印刷台上若是纸胶，检查基板上所有孔是否贯通，若不，则用针头等进行清除塞物。13） 锡膏作业同上，要检查哪些组件位置不用贯孔，不要的用透明胶封好。14） 用酒精清洁钢网正反面及工作台。15） 定期检查刮刀是否和基板宽度一致，检查刮刀橡皮是否缺口，若有缺口，则要更换。 2.注意事项：1） 印刷时刮印刀与钢板堪45O-90O夹角，且锡膏滚动。2） 有板印坏时，用洗板水浸洗后，用风枪吹干，过一次回流焊，待冷却后再印刷。3） 下班时须将锡膏装入瓶内，并清洗网板。4） 不
19、要让锡膏瓶口、钢板、刮刀等对象上干涸的锡膏粒落入锡膏内。3 技术要求3.1 传送宽度对于厚度在1.6mm以上，长度和宽度在150300mm的PCB，一般采用链条传送方式；对于厚度小于1.6mm，尺寸较小，不便于使用链条传送或采用拼板方式的PCB，为防止变形，可采用网带传送方式。采用链条传送方式时，设置PCB的长、宽尺寸，设备自动调整宽度后，检查链条的实际宽度与PCB的宽度是否匹配，二者应有12mm的间隙。 3.2 温度曲线设置影响温度曲线的参数主要有两个：链条速度和各温区温度设置。设定温度曲线需要根据所使用焊膏的技术要求，综合考虑链条速度和各温区温度。链条速度应根据整条生产线的生产节拍来确定，
20、温度曲线通常分为四个区：预热区、保温区、焊接区、冷却区。升温速率应小于3/S，峰值温度通常应在210230，在183以上的回流时间应在60( 15)S，冷却速率应在3/S4/S，一般，较快的冷却速率可得到较细的颗粒结构和较高强度与较亮的焊接点。可是，超过每秒4会造成温度冲击。温度曲线设置时，可先根据经验资料进行设置，再用一块样板或与待焊PCB相近的一块PCB实测，测温度曲线时，KIC的热电偶放置应选择PCB中间、PCB边缘、大器件边缘、耐热要求严格的器件附近选取测试点，热电偶可用高温胶带固定在测试点上，温度曲线采样完成后，利用KIC的分析功能，主要检查峰值温度、升温速率、回流时间、温差，然后根
21、据焊膏的技术要求调整回流焊炉的设置，对于Sn63Pb37成分的焊膏，回流温度为183，对于Sn62Pb36Ag2成分的焊膏，回流温度为179。 4 操作要求4.1 设备的操作要求严格按照设备操作规程进行操作，防止因操作不当造成设备损坏或产品不合格。送板应保持一定的间隔，如有出错提示需及时处理，防止将PCB加热时间过长而损坏。链条应定期用高温润滑油进行润滑。5 检验要求检验条件：使用510倍放大镜进行目视检验。回流焊后应重点检查组件的焊点质量，表面润湿程度是重要的检验内容，要求熔融焊料在被焊金属表面上铺展，并形成完整、均匀、连续的焊料覆盖层，其接触角应不大于90。应满足“Q/US820.03(G
22、)-2001 表面组装件的装配、焊接质量检验规范”的要求：焊料量适中，避免过多或过少；焊点表面应完整、连续和圆滑，但不要求极光亮的外观；元器件的焊端或引脚在焊盘上的位置偏差，应在规定的范围内。不允许出现的缺陷包括：不润湿/润湿不良、引脚翘起、立碑、移位、焊料不足、桥连、虚焊、焊料球等，其中一些缺陷与印刷、贴片有关，应及时查找原因进行调整，防止批量出现不合格。 6 安全注意事项回流焊接为高温设备，并有挥发性气体排放，应注意防止接触高温区域，保持排风顺畅。焊接过程中如出现异常情况，应立即按下紧急止动开关。回流焊接的相关知识焊膏的正确使用HT996用户多为中小批量、多品种的生产、研发单位。一瓶焊膏要
23、用较长时间并多次使用。这样焊膏的保存就与那些一次用一瓶、几瓶甚至几拾瓶的大规模生产线有所不同。一：焊膏使用、保管的基本原则:基本原则是尽量与空气少接触，越少越好。焊膏与空气长时间接触后，会造成焊膏氧化、助焊剂比例成分失调。产生的后果是：焊膏出现硬皮、硬块、难熔并产生大量锡球等。二：一瓶焊膏多次使用时的注意事项1：开盖时间要尽量短开盖时间要尽量短，当班取出够用的焊膏后，应立即将内盖盖好。不要取一点用一点，频繁开盖或始终将盖子敞开着。2：盖好盖子取出焊膏后，将内盖立即盖好，用力下压，挤出盖子与焊膏之间的全部空气，使内盖与焊膏紧密接触。确信内盖压紧后，再拧上外面的大盖。3：取出的焊膏要尽快印刷取出的
24、焊膏要尽快实施印刷使用。印刷工作要连续不停顿，一口气把当班要加工的PCB板全部印刷完毕，平放在工作台上等待贴放表贴组件。不要印印停停。4：已取出的多余焊膏的处理全部印刷完毕后，剩余的焊膏应尽快回收到一个专门的回收瓶内，并如同注意事项2与空气隔绝保存。绝对不要将剩余焊膏放回未使用的焊膏瓶内！因此在取用焊膏时要尽量准确估计当班焊膏的使用量，用多少取多少。5：出现问题的处理若已出现焊膏表面结皮、变硬时，千万不要搅拌！务必将硬皮、硬块除掉，剩下的焊膏在正式使用前要作一下试验，看试用效果如何，若不行，就只能报废了。回流焊接工艺的经典PCB温度曲线 By Andy Becker and Marc C. A
25、pell 本文介绍对于回流焊接工艺的经典的PCB温度曲线作图方法，分析了两种最常见的回流焊接温度曲线类型：保温型和帐篷型.。经典印刷电路板(PCB)的温度曲线(profile)作图，涉及将PCB装配上的热电偶连接到资料记录曲线仪上，并把整个装配从回流焊接炉中通过。作温度曲线有两个主要的目的：1) 为给定的PCB装配确定正确的工艺设定，2) 检验工艺的连续性，以保证可重复的结果。通过观察PCB在回流焊接炉中经过的实际温度(温度曲线)，可以检验和/或纠正炉的设定，以达到最终产品的最佳品质。经典的PCB温度曲线将保证最终PCB装配的最佳的、持续的质量，实际上降低PCB的报废率，提高PCB的生产率和合
26、格率，并且改善整体的获利能力。回流工艺在回流工艺过程中，在炉子内的加热将装配带到适当的焊接温度，而不损伤产品。为了检验回流焊接工艺过程，人们使用一个作温度曲线的设备来确定工艺设定。温度曲线是每个传感器在经过加热过程时的时间与温度的可视资料集合。通过观察这条曲线，你可以视觉上准确地看出多少能量施加在产品上，能量施加哪里。温度曲线允许操作员作适当的改变，以优化回流工艺过程。一个典型的温度曲线包含几个不同的阶段 - 初试的升温(ramp)、保温(soak)、向回流形成峰值温度(spike to reflow)、回流(reflow)和产品的冷却(cooling)。作为一般原则，所希望的温度坡度是在24
27、C范围内，以防止由于加热或冷却太快对板和/或组件所造成的损害。在产品的加热期间，许多因素可能影响装配的品质。最初的升温是当产品进入炉子时的一个快速的温度上升。目的是要将锡膏带到开始焊锡激化所希望的保温温度。最理想的保温温度是刚好在锡膏材料的熔点之下 - 对于共晶焊锡为183C，保温时间在3090秒之间。保温区有两个用途：1) 将板、组件和材料带到一个均匀的温度，接近锡膏的熔点，允许较容易地转变到回流区，2) 激化装配上的助焊剂。在保温温度，激化的助焊剂开始清除焊盘与引脚的氧化物的过程，留下焊锡可以附着的清洁表面。向回流形成峰值温度是另一个转变，在此期间，装配的温度上升到焊锡熔点之上，锡膏变成液
28、态。一旦锡膏在熔点之上，装配进入回流区，通常叫做液态以上时间(TAL, time above liquidous)。回流区时炉子内的关键阶段，因为装配上的温度梯度必须最小，TAL必须保持在锡膏制造商所规定的参数之内。产品的峰值温度也是在这个阶段达到的 - 装配达到炉内的最高温度。必须小心的是，不要超过板上任何温度敏感组件的最高温度和加热速率。例如，一个典型的钽电容具有的最高温度为230C。理想地，装配上所有的点应该同时、同速率达到相同的峰值温度，以保证所有零件在炉内经历相同的环境。在回流区之后，产品冷却，固化焊点，将装配为后面的工序准备。控制冷却速度也是关键的，冷却太快可能损坏装配，冷却太慢将
29、增加TAL，可能造成脆弱的焊点。在回流焊接工艺中使用两种常见类型的温度曲线，它们通常叫做保温型(soak)和帐篷型(tent)温度曲线。在保温型曲线中(图一)，如前面所讲到的，装配在一段时间内经历相同的温度。帐篷型温度曲线(图二)是一个连续的温度上升，从装配进入炉子开始，直到装配达到所希望的峰值温度。所希望的温度曲线将基于装配制造中使用的锡膏类型而不同。取决于锡膏化学组成，制造商将建议最佳的温度曲线，以达到最高的性能。温度曲线的信息可以通过联系锡膏制造商得到。最常见的配方类型包括水溶性(OA)、松香适度激化型(RMA, rosin mildly activated)和免洗型(no-clean)
30、锡膏。温度曲线的机制经典的PCB温度曲线系统组件一个经典的PCB温度曲线系统由以下组件组成： 资料收集曲线仪，它从炉子中间经过，从PCB收集温度信息。 热电偶，它附着在PCB上的关键组件，然后连接到随行的曲线仪上。 隔热保护，它保护曲线仪被炉子加热。 软件程序，它允许收集到的资料以一个格式观看，迅速确定焊接结果和/或在失控恶劣影响最终PCB产品之前找到失控的趋势。热电偶(Thermalcouples)在电子工业中最常使用的是K型热电偶。有各种技术将热电偶附着于PCB的组件上。使用的方法决定于正在处理的PCB类型，以及使用者的偏爱。热电偶附着高温焊锡，它提供很强的连接到PCB。这个方法通常用于可
31、以为作曲线和检验工艺而牺牲一块专门的参考板的运作。应该注意的是保证最小的锡量，以避免影响曲线。胶剂，可用来将热电偶固定在PCB上。胶剂的使用通常得到热电偶对装配的刚性物理连接。缺点包括胶剂可能在加热过程中失效的可能性、作完曲线后取下时在装配上留下残留物。还有，应该注意使用最小的胶量，因为增加热质量可能影响温度曲线的结果。开普顿(Kapton)或铝胶带，它最容易使用，但是最不可靠的固定方法。使用胶带作温度曲线经常显示很参差不齐的曲线，因为热电偶连接点在加热期间从接触表面提起。容易使用和不留下影响装配的残留物，使得开普顿或铝胶带成为一个受欢迎的方法。压力型热电偶，夹持在线路板的边缘，使用弹力将热电
32、偶连接点牢固地接触固定到正在作温度曲线的装配上。压力探头快速、容易地使用，对PCB没有破坏性。热电偶的放置因为一个装配的外边缘和角上比中心加热更快，较大热质量的组件比较小热质量的组件加热满，所以至少推荐使用四个热电偶的放置位置。一个热电偶放在装配的边缘或角上，一个在小组件上，另一个在板的中心，第四个在较大质量的组件上。另外还可以增加热电偶在板上其它感兴趣的零件上，或者温度冲击或温度损伤最危险的组件上。读出与评估温度曲线数据锡膏制造商一般对其锡膏配方专门有推荐的温度曲线。应该使用制造商的推荐来确定一个特定工艺的最佳曲线，与实际的装配结果进行比较。然后可能采取步骤来改变机器设定，以达到特殊装配的最
33、佳结果(图三)。图三、典型的PCB回流温度曲线对于PCB装配制造商，现在有新的工具，它使得为锡膏和回流炉的特定结合设计目标曲线来得容易。一旦设计好以后，这个目标曲线可以由机器操作员机遇这个专门的PCB装配简单地调用，自动地在回流焊接炉上运行。何时作温度曲线当开始一个新的装配时，作温度曲线是特别有用的。必须决定炉的设定，为高品质的结果优化工艺。作为一个诊断工具，曲线仪在帮助确定合格率差和/或返工高的过程中是无价的。作温度曲线可以发现不适当的炉子设定，或者保证对于装配这些设定是适当的。许多公司或工厂在标准参考板上作温度曲线，或者每天使用机器的品质管理曲线仪。一些工厂在每个班次的开始作温度曲线，以检
34、验炉子的运行，在问题发生前避免潜在的问题。这些温度曲线可以作为一个硬拷贝或通过电子格式存储起来，并且可用作ISO计划的一部分，或者用来进行对整个时间上机器性能的统计程控(SPC, statistical process control)的操作。用于作温度曲线的装配应该小心处理。该装配可能由于处理不当或者重复暴露在回流温度之下而降级。作曲线的板可能随时间过去而脱层，热电偶的附着可能松动，这一点应该预计到，并且在每一次运行产生损害之前应该检查作曲线的设备。关键是要保证测量设备能够得到精确的结果。经典PCB温度曲线与机器的品质管理曲线虽然温度曲线的最普遍类型涉及使用一个运行的曲线仪和热电偶，来监测P
35、CB组件的温度，作温度曲线也用来保证回流焊接炉以最佳的设定连续地工作运行。现有各种内置的机器温度曲线仪，提供对关键回流炉参数的日常检测，包括空气温度、热流与传送带速度。这些仪器也提供机会，在失控因素影响最终PCB装配质量之前，迅速找到任何失控趋势。总结做温度曲线是PCB装配中的一个关键元素，它用来决定过程机器的设定和确认工艺的连续性。没有可测量的结果，对回流工艺的控制是有限的。咨询一下锡膏供货商，查看一下组件规格，为一个特定的工艺确定最佳的曲线参数。通过实施经典PCB温度曲线和机器的品质管理温度曲线的一个正常的制度，PCB的报废率将会降低，而质量与产量都会改善。结果，总的运作成本将减低。波峰焊
36、接工艺的温度曲线作图虽然本文重点放在回流焊接工艺，经典的PCB温度曲线作图也可以在那些经过波峰焊接的装配上进行。技术与作曲线的优点与那些在回流焊接工艺中使用和获得的类似。另外，可以选择各种内置的曲线仪，设计用来从波峰焊接机器收集资料，以迅速找出失控的趋势和监测每班与每天运作的连续性。该仪器允许波峰焊接机器的操作员通过测量传送带速度、焊锡波和预热参数进行日常操作检查和故障诊断。回流焊温度下线路板及零配件的共面性测量随着细间距组件应用日趋广泛，组件与线路板之间的共面性变得愈加重要。过去的标准规定线路板由于翘曲而造成在垂直方向上的偏移不能超过板子对角线的1%，但现在设计人员可能要把这个标准提高至0.
37、3%。不仅如此，线路板上一个焊盘局部的平整度可能更为重要，因为对连接面数组组件和焊盘的焊球尺寸要求很严，而且PCB上某个焊接区域的平面度与整块板的平均平面度关系并不是很大。 与此同时，人们也逐渐开始关注新型器件的平整度。比如CSP，尽管面积很小但共面性问题已经引起了工程师的注意；另外像倒装芯片中裸片的中部向上拱起也是一种普遍现象。 生产技术人员现在遇到两个新问题，都会影响上面提到的共面性。一个是使用无铅焊料需要更高的焊接温度：采用常规Sn/Pb焊料时回流焊炉的最高温度约为225，但是无铅焊料通常要达到260左右，而高温会增加线路板和组件的翘曲程度。 同时线路板材料也在不断改变以便适应更高的焊接
38、温度，这个温度刚好超出FR4材料允许的范围。虽然这些材料能够承受260高温，特别像特富龙(teflon)或尼龙材料的翘曲特性似乎还与FR4很相似，但是进一步研究则可能发现它们的性能有很大不同。所以有专门针对高温设计并具有不同热位移反应的新型混合材料，它们将来用在各种组件上的机会非常大。 而在生产方面，既面临着越来越高的间距要求，又要面对新型材料，所以对线路板和组件的共面性进行测量是一个明智的做法。总的来讲，由于共面性控制不良而造成的危害主要有两类：一类是藉由电性能测试即可发现的缺陷，另一类则是因为产生了应力而在正常使用中经历高低温变化时出现问题。 如果按照以前对印刷线路板平整度的看法(比如垂直
39、偏移允许不超过板子对角线的1%)，那么在用到细间距或其它新技术时会很容易引起严重误解，人们会认为某个面数组组件区域的翘曲与整个板的翘曲度成正比。实际上组件局部区域的偏移不一定与整板平均值相同，而且某个点的翘曲可能会对焊点连接造成严重影响。 测量技术 人工测量板子翘曲度的标准方法是将板子的三个角紧贴桌面，然后测量第四个角距桌面的距离。这是一种很有效的粗略计算方法，它可以找出可能引起生产线阻塞的严重翘曲板，或者插孔与组件管脚不平行的板子。但是这种粗测的结果精确度太差，例如它不能保证BGA与PCB上与之相连的区域有足够的共面性能使其焊接均匀并保持长期可靠性。 用固定三个角的方法不能取得精确测试结果的
40、原因很简单，因为三个角的选择存在较大的主观性，对于同一块板选择的角不同，测量结果就可能不同。更重要的是，翘曲是一种三维现象，在将三个角固定在一个平面的过程中会有某些力作用于板上，而这些复杂的作用力对没有固定的第四个角的影响很难估测。因而测量非固定角的高度可以知道板子是否会影响生产，但并不能说明高密度器件可否很好地焊接在板子上。更有效的方法是应用波纹影像技术。在被测板的上面放置一个每英寸100线的光栅，另设一标准光源在上方以45入射角射到光栅与板子上。光线藉由光栅在板上产生光栅影像，然后用一个CCD摄像机在板子的正上方(0角)观察光栅影像。在整个板面上可看到两个光栅之间产生的几何干涉条 纹，这种
41、条纹显示了Z轴方向的偏移量。 条纹的数量可以数出，然后用下面的公式算出板子的高度： W=P/(tan a + tan b) 其中P是光栅间距(线与线之间的中心距)，a是照射角度，b是观察角度。但是对条纹进行观察和测量并不能直观表示出实际的翘曲情况。三维数据要藉由一系列复杂算法计算出，用这种算法可将条纹图像转化为偏移数据。附图显示了用这种方法观察线路板、组件及未贴装组件的翘曲情况。光栅影像技术还可测量线路板和组件在回流焊温度下的平面度，藉由仿真回流焊温度观察和测量温度变化时的翘曲情况，而其他方法则无法进行此类测量。 在许多场合，某一个焊盘区或某个组件在回流焊之前及之后的室温下都非常平整，但仍然会
42、出现焊接问题。图1是在回流焊温度下一个40mm BGA器件及其焊盘区域的图像，这里PCB(只显示了相关部份)和组件分别在规定的回流焊曲线(峰值温度225)下单独观测，并将结果记录下来。从图中可以看出，回流焊使BGA和焊盘向相反的方向弯曲，所以回流焊过程会在焊球上产生很大的应力。 图2所示的BGA在脚1处与邻近焊盘出现大量桥连(焊盘图像左边绿色区域)。由于组件和焊盘区域在回流焊前后都是很平整的，所以引起桥连的原因让人感到非常迷惑。但我们在仿真回流焊温度(如图1的做法)条件下对二者进行观察，就可以看见焊盘和BGA都出现了翘曲，最大垂直偏移从0.431mm到0.457mm。在多数焊接区域，焊球实际受
43、到一个拉力，但是在脚1附近的焊球却受到挤压直到与旁边的其它焊点连到一起。回流焊完成之后的冷却过程中，温度降到183时焊接突起开始凝固，桥连就成为永久性的缺陷。图3表示缺陷形成过程。知道了组件在回流焊过程中的这种特性后，生产制程人员就可以对制程进行调整以改善线路板和零配件的机械特性，从而优化制程，大大减少缺陷的发生。 光栅影像技术应用范围非常广，既适用于实验室也可用于在线生产，它可以对整个线路板(不论是否已经组装)、单个焊盘以及JEDEC盘中的组件进行测量。随着线路板密度越来越高、尺寸越来越小以及无铅焊料和无溴材料的采用，装连精度成为影响利润的重要因素，因此快速地测量这些参数也变得更加重要。 工
44、艺标准请参考IPCA610C:12.112.86(表面贴装组件可接受条件)电子装联基础知识一、插装元器件（THT）（一）电阻器 1导体对电流的阻碍作用称为导体的电阻，用“R”表示，图形符号： 单位：欧姆，简称欧，用W表示，常用还有兆欧（MW），千欧（KW） 换算公式：1MW=103 KW=106 W 1 KW=103W（1000W）2电阻器的主要技术参数：额定功率、标称阻值、阻值误差。（1）额定功率：当电流通过电阻器时，电流会对电阻器做功，电阻器会发热。电阻器所承受的发热是有限的，当加在电阻器上的电功率大于它所承受的电功率时，就会因温度过高而烧毁。额定功率的单位：瓦（W） 一般电阻功率分为：1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等，额定功率越大，电阻器体积也越大。（2）标称阻值：电阻器表面所标的阻值。常用的是用色环表示电阻的阻值（如附图）。（3）阻值误差（或称偏差） 电阻器上的标称值只表示该电阻器阻值在此标称值附近。一般电阻器的允许误差分为三个等级：I级为5%（金色），级为10%（银色），级为20%（无色）。电阻实际值与标称值的差，在电阻末端用颜色表示，较常用的有1
