畢業(yè)論文SMT的表面貼裝工藝論文

1、 . PAGE27 / NUMPAGES27SMT的表面貼裝工藝概述概述SMT就是表面組裝技術(shù)（SurfaceMountedTechnology的縮寫），是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。1.SMT有何特點(diǎn)：組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%60%，重量減輕60%80%?？煽啃愿?、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。2.為什么要用SMT：電子產(chǎn)品追求小型化，以前使用的穿孔插件元

2、件已無(wú)法縮小電子產(chǎn)品功能更完整，所采用的集成電路(IC)已無(wú)穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成IC，不得不采用表面貼片元件。產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動(dòng)化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求與加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力電子元件的發(fā)展，集成電路(IC)的開(kāi)發(fā)，半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用電子科技革命勢(shì)在必行，追逐國(guó)際潮流3.SMT有關(guān)技術(shù)組成：電子元件、集成電路的設(shè)計(jì)制造技術(shù)電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)技術(shù)電路板的制造技術(shù)自動(dòng)貼裝設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)電路裝配制造工藝技術(shù)裝配制造中使用的輔助材料的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)技術(shù)4.SMT的基本知識(shí)：一般來(lái)說(shuō),SMT車間規(guī)定的溫度為253;錫膏印刷時(shí),所需準(zhǔn)備的材料與工具錫膏、鋼板刮刀擦拭紙、無(wú)塵

3、紙清洗劑攪拌刀; 一般常用的錫膏合金成份為Sn/Pb合金,且合金比例為63/37; 錫膏中主要成份分為兩大部分錫粉和助焊劑。助焊劑在焊接中的主要作用是去除氧化物破壞融錫表面力防止再度氧化。錫膏中錫粉顆粒與Flux(助焊劑)的體積之比約為1:1,重量之比約為9:1;錫膏的取用原則是先進(jìn)先出;錫膏在使用時(shí),須經(jīng)過(guò)兩個(gè)重要的過(guò)程回溫?cái)嚢?鋼板常見(jiàn)的制作方法為：蝕刻激光電鑄;零件干燥箱的管制相對(duì)溫濕度為 貼裝-（固化）-回流焊接-清洗-檢測(cè)-返修絲?。浩渥饔檬菍⒑父嗷蛸N片膠漏印到PCB的焊盤上，為元器件的焊接做準(zhǔn)備。所用設(shè)備為絲印機(jī)（絲網(wǎng)印刷機(jī)），位于SMT生產(chǎn)線的最前端。點(diǎn)膠：它是將膠水滴到PCB的

4、的固定位置上，其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設(shè)備為點(diǎn)膠機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線的最前端或檢測(cè)設(shè)備的后面。貼裝：其作用是將表面組裝元器件準(zhǔn)確安裝到PCB的固定位置上。所用設(shè)備為貼片機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線中絲印機(jī)的后面。固化：其作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為固化爐，位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面?；亓骱附樱浩渥饔檬菍⒑父嗳诨?，使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為回流焊爐，位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。清洗：其作用是將組裝好的PCB板上面的對(duì)人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設(shè)備為清洗機(jī)，位置可以不固定，可以在線，也可不在線

5、。檢測(cè)：其作用是對(duì)組裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測(cè)。所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、在線測(cè)試儀（ICT）、飛針測(cè)試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）、X-RAY檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等。位置根據(jù)檢測(cè)的需要，可以配置在生產(chǎn)線合適的地方。返修：其作用是對(duì)檢測(cè)出現(xiàn)故障的PCB板進(jìn)行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產(chǎn)線中任意位置。 SMT生產(chǎn)工藝流程SMT生產(chǎn)工藝流程：1. 表面貼裝工藝 單面組裝：（全部表面貼裝元器件在PCB的一面） 來(lái)料檢測(cè) - 絲印焊膏 - 貼片 - 回流焊接 -（清洗）- 檢驗(yàn) - 返修 雙面組裝； （表面貼裝元器件分別在PCB的A、B兩面） 來(lái)料檢測(cè) - PCB的A面

6、絲印焊膏 - 貼片 - A面回流焊接 - 翻板 - PCB的B面絲印 膏- 貼片 - B面回流焊接 -（清洗）- 檢驗(yàn) - 返修 2. 混裝工藝 單面混裝工藝： （插件和表面貼裝元器件都在PCB的A面）來(lái)料檢測(cè) - PCB的A面絲印焊膏 - 貼片 - A面回流焊接 - PCB的A面插件 - 波峰焊或浸焊 （少量插件可采用手工焊接）- （清洗） - 檢驗(yàn) - 返修 （先貼后插） 雙面混裝工藝：（表面貼裝元器件在PCB的A面，插件在PCB的B面）A. 來(lái)料檢測(cè) - PCB的A面絲印焊膏 - 貼片 - 回流焊接 - PCB的B面插件 - 波峰焊（少量插件可采用手工焊接） -（清洗）- 檢驗(yàn) - 返修

7、B. 來(lái)料檢測(cè) - PCB的A面絲印焊膏 - 貼片 - 手工對(duì)PCB的A面的插件的焊盤點(diǎn)錫膏 - PCB的B面插件 - 回流焊接 -（清洗） - 檢驗(yàn) - 返修（表面貼裝元器件在PCB的A、B面，插件在PCB的任意一面或兩面）先按雙面組裝的方法進(jìn)行雙面PCB的A、B兩面的表面貼裝元器件的回流焊接，然后進(jìn)行兩面的插件的手工焊接即可 SMT工藝設(shè)備SMT工藝設(shè)備介紹：模板：首先根據(jù)所設(shè)計(jì)的PCB確定是否加工模板。如果PCB上的貼片元件只是電阻、電容且封裝為1206以上的則可不用制作模板，用針筒或自動(dòng)點(diǎn)膠設(shè)備進(jìn)行錫膏涂敷；當(dāng)在PCB中含有SOT、SOP、PQFP、PLCC和BGA封裝的芯片以與電阻、

8、電容的封裝為0805以下的必須制作模板。一般模板分為化學(xué)蝕刻銅模板（價(jià)格低，適用于小批量、試驗(yàn)且芯片引腳間距0.635mm）；激光蝕刻不銹鋼模板（精度高、價(jià)格高，適用于大批量、自動(dòng)生產(chǎn)線且芯片引腳間距0.5mm,我公司推薦使用蝕刻不銹鋼模板;對(duì)于批量生產(chǎn)或間距0.5mm采用激光切割的不銹鋼模板。外型尺寸為370470（單位：mm），有效面積為300400（單位：mm）。絲?。浩渥饔檬怯霉蔚秾㈠a膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上，為元器件的貼裝做準(zhǔn)備。所用設(shè)備為手動(dòng)絲印臺(tái)（絲網(wǎng)印刷機(jī)）、模板和刮刀（金屬或橡膠），位于SMT生產(chǎn)線的最前端。我公司推薦使用中號(hào)絲印臺(tái)（型號(hào)為EW-3188），精密半自動(dòng)絲

9、印機(jī)（型號(hào)為EW-3288）方法將模板固定在絲印臺(tái)上，通過(guò)手動(dòng)絲印臺(tái)上的上下和左右旋鈕在絲印平臺(tái)上確定PCB的位置，并將此位置固定；然后將所需涂敷的PCB放置在絲印平臺(tái)和模板之間，在絲網(wǎng)板上放置錫膏（在室溫下），保持模板和PCB的平行，用刮刀將錫膏均勻的涂敷在PCB上。在使用過(guò)程中注意對(duì)模板的與時(shí)用酒精清洗，防止錫膏堵塞模板的漏孔。3. 貼裝：其作用是將表面貼裝元器件準(zhǔn)確安裝到PCB的固定位置上。所用設(shè)備為貼片機(jī)（自動(dòng)、半自動(dòng)或手工），真空吸筆或鑷子，位于SMT生產(chǎn)線中絲印臺(tái)的后面。對(duì)于試驗(yàn)室或小批量我公司一般推薦使用雙筆頭防靜電真空吸筆（型號(hào)為EW-2004B）。為解決高精度芯片（芯片管腳間

10、距0.5mm）的貼裝與對(duì)位問(wèn)題，我公司推薦使用半自動(dòng)高精密貼片機(jī)（型號(hào)為EW-300I）可提高效率和貼裝精度。真空吸筆可直接從元器件料架上拾取電阻、電容和芯片，由于錫膏具有一定的粘性對(duì)于電阻、電容可直接將放置在所需位置上；對(duì)于芯片可在真空吸筆頭上添加吸盤，吸力的大小可通過(guò)旋鈕調(diào)整。切記無(wú)論放置何種元器件注意對(duì)準(zhǔn)位置，如果位置錯(cuò)位，則必須用酒精清洗PCB，重新絲印，重新放置元器件。4. 回流焊接：其作用是將焊膏熔化，使表面貼裝元器件與PCB牢固釬焊在一起以達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的電氣性能并完全按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)曲線精密控制，可有效防止PCB和元器件的熱損壞和變形。所用設(shè)備為回流焊爐（全自動(dòng)紅外/熱風(fēng)回流焊爐，

11、型號(hào)為EW-F540D），位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。5. 清洗：其作用是將貼裝好的PCB上面的影響電性能的物質(zhì)或焊接殘留物如助焊劑等除去，若使用免清洗焊料一般可以不用清洗。對(duì)于要求微功耗產(chǎn)品或高頻特性好的產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行清洗，一般產(chǎn)品可以免清洗。所用設(shè)備為超聲波清洗機(jī)或用酒精直接手工清洗，位置可以不固定。6. 檢驗(yàn)：其作用是對(duì)貼裝好的PCB進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢驗(yàn)。所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡，位置根據(jù)檢驗(yàn)的需要，可以配置在生產(chǎn)線合適的地方。7. 返修：其作用是對(duì)檢測(cè)出現(xiàn)故障的PCB進(jìn)行返工，例如錫球、錫橋、開(kāi)路等缺陷。所用工具為智能烙鐵、返修工作站等。配置在生產(chǎn)線中任意位置。第五節(jié) SMT輔

12、助工藝 SMT輔助工藝：主要用于解決波峰焊接和回流焊接混合工藝點(diǎn)膠：作用是將紅膠滴到PCB的的固定位置上，主要作用是將元器件固定到PCB上，一般用于PCB兩面均有表面貼裝元件且有一面進(jìn)行波峰焊接。所用設(shè)備為點(diǎn)膠機(jī)（型號(hào)為TDS9821），針筒，位于SMT生產(chǎn)線的最前端或檢驗(yàn)設(shè)備的后面。固化：其作用是將貼片膠受熱固化，從而使表面貼裝元器件與PCB牢固粘接在一起。所用設(shè)備為固化爐（我公司的回流焊爐也可用于膠的固化以與元器件和PCB的熱老化試驗(yàn)），位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。第二章SMT設(shè)備 第一節(jié) 印刷機(jī)印刷機(jī)：將錫膏放在鋼板上，用刮刀將錫膏漏印到PCB的焊盤上，為貼片做準(zhǔn)備. 印刷機(jī)的型號(hào)：

13、DEK、MPM。 （以下主介紹DEK） DEK的外觀介紹：觸屏顯示器：可用手指觸摸屏幕上的相關(guān)處以執(zhí)行相應(yīng)的功能。JOG BUTTON：用以手動(dòng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，當(dāng)用此兩鍵執(zhí)行動(dòng)作時(shí)，請(qǐng)注意屏幕上的提示。鼠標(biāo)觸屏：用手在屏幕上移動(dòng)來(lái)移動(dòng)鼠標(biāo)。系統(tǒng)鍵：在機(jī)器開(kāi)機(jī)或機(jī)器的急停鍵被解除后（此時(shí)屏幕上會(huì)顯示SYSTEM POWER DOWN），按下此鍵執(zhí)行機(jī)器初始化。急停開(kāi)關(guān)：當(dāng)機(jī)器發(fā)生嚴(yán)重故障或遇到緊急情況時(shí)，按下此鍵以保護(hù)機(jī)器免受破壞。靜電接口主電源開(kāi)關(guān)機(jī)器前蓋錫膏滾動(dòng)燈開(kāi)關(guān)燈塔：用三種顏色標(biāo)示機(jī)器當(dāng)前的工作狀態(tài)。.DEK的常用參數(shù)表參數(shù)說(shuō)明規(guī)格1：Product Name設(shè)定所生產(chǎn)機(jī)種的名稱最

14、多可由8個(gè)字母符號(hào)或數(shù)字組成。例如：850T-0042：BoardWidth設(shè)定所印的PCB板的寬度min=40mm，max=510，板寬如重新設(shè)定則下列參數(shù)會(huì)自動(dòng)改變：印刷圍鋼板清潔圍Board stop在Y軸的位置與自動(dòng)頂pin Y軸圍（選配）3：Board Length設(shè)定所印的PCB板的長(zhǎng)度min=50mm，max=510 mm，板長(zhǎng)如重新設(shè)定則下列參數(shù)會(huì)自動(dòng)改變： Board stop在X軸的位置與自動(dòng)頂pin X軸圍（選配）自動(dòng)添加錫膏圍（選配）。4:Board Thickness設(shè)定板厚min=0.2mm，max=6 mm。板厚如被重新設(shè)定，則自動(dòng)調(diào)整Vision Height

15、與Print Height 。5:Print Front Limit前刮刀沖程起點(diǎn)之調(diào)整機(jī)器自定為0mm，可調(diào)整其起始點(diǎn)位置。min=0，max視PCB大小而定。6：Print Rear Limit后刮刀沖程起點(diǎn)之調(diào)整機(jī)器自定為0mm，可調(diào)整其起始點(diǎn)位置。min=0，max視PCB大小而定。7：Print Front Speed設(shè)定前刮刀速度Min=2mm/sec,max=150mm/sec8：Print Rear Speed設(shè)定后刮刀速度Min=2mm/sec,max=150mm/sec9:Front Pressure設(shè)定前刮刀壓力min=0kg，max=20kg10:Rear Pressu

16、re設(shè)定后刮刀壓力min=0kg，max=20kg11:Print Gap設(shè)定印刷間隙設(shè)定PCB板與鋼板在印刷時(shí)的間隙min=0mm，max=6 mm12:Seperation Speed設(shè)定脫模時(shí)的分離速度設(shè)定PCB板與鋼板在分離距離時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度Min=0.1mm/s, Max=20mm/s,13:Seperation Distance設(shè)定脫模分離距離設(shè)定PCB板與鋼板的分離距離min=0mm，max=3mm14:Print Mode設(shè)定印刷模式可設(shè)定印刷方式，例如：Print/ Print，F(xiàn)lood / Print 等等。15:Print Deposits設(shè)定印刷行程的次數(shù)min=0，m

17、ax=316:Screen Clean Mode1設(shè)定鋼版擦拭模式為1可選擇干擦濕擦與真空擦等組合模式，最多至六次17:Screen Clean Rate1設(shè)定鋼版擦拭模式1的頻率min=0表示不擦，max=20018:Screen Clean Mode2設(shè)定鋼版擦拭模式為2可選擇干擦濕擦真空擦等組合，最多至六次19:Screen Clean Rate2設(shè)定鋼版擦拭模式2的頻率min=0表示不擦，max=20020:Dry clean speed設(shè)定干擦速度Min=10mm/s, Max=120mm/s21:Wet clean speed設(shè)定濕擦速度Min=10mm/s, Max=100mm/

18、s22:Vac clean speed設(shè)定真空擦速度Min=10mm/s, Max=100mm/s23:Front start offset設(shè)定前方擦拭起始點(diǎn)Min=0mm, Max視PCB板大小而定。24:Rear start offset設(shè)定后方擦拭起始點(diǎn)Min=0mm, Max視PCB板大小而定。25:Board1 fiducial type設(shè)定PCB板上第一個(gè)Mark點(diǎn)的形狀可選擇的類型有；圓形方形三角形十字菱形與影像模組等26:Board2 fiducial type設(shè)定PCB板上第二個(gè)Mark點(diǎn)的形狀可選擇的類型有；圓形方形三角形十字菱形與影像模組等27:Board3 fiduci

19、al type設(shè)定PCB板上第三個(gè)Mark點(diǎn)的形狀可選擇的類型有；圓形方形三角形十字菱形與影像模組等28:Screen1 fiducial type設(shè)定鋼版上第一個(gè)Mark點(diǎn)的形狀可選擇的類型有；圓形方形三角形十字菱形與影像模組等29:Screen2 fiducial type設(shè)定鋼版上第二個(gè)Mark點(diǎn)的形狀可選擇的類型有；圓形方形三角形十字菱形與影像模組等30:Screen3 fiducial type設(shè)定鋼版上第三個(gè)Mark點(diǎn)的形狀可選擇的類型有；圓形方形三角形十字菱形與影像模組等31:Fiducial 1 X Coordinate設(shè)定第一個(gè)Mark點(diǎn)的X軸坐標(biāo)Min=0mm, Max=5

20、08mm32:Fiducial 1 Y Coordinate設(shè)定第一個(gè)Mark點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)Min=0mm, Max=508mm33:Fiducial 2 X Coordinate設(shè)定第二個(gè)Mark點(diǎn)的X軸坐標(biāo)Min=0mm, Max=508mm34:Fiducial 2 Y Coordinate設(shè)定第二個(gè)Mark點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)Min=0mm, Max=508mm35:Fiducial 3 X Coordinate設(shè)定第三個(gè)Mark點(diǎn)的X軸坐標(biāo)Min=0mm, Max=508mm36:Fiducial 3 Y Coordinate設(shè)定第三個(gè)Mark點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)Min=0mm, Max=508mm3

21、7:Forward X offset補(bǔ)償前行程的X方向視覺(jué)差刮刀由后向前運(yùn)動(dòng)時(shí),調(diào)整在X方向的印刷偏位(Max=1mm)38:Forward Y offset補(bǔ)償前行程的Y方向視覺(jué)差刮刀由后向前運(yùn)動(dòng)時(shí),調(diào)整在Y方向的印刷偏位(Max=1mm)39:Forward offset補(bǔ)償前行程的角度視覺(jué)差刮刀由后向前運(yùn)動(dòng)時(shí),調(diào)整在角度的印刷偏位40:Reverse X offset補(bǔ)償后行程的X方向視覺(jué)差刮刀由前向后運(yùn)動(dòng)時(shí),調(diào)整在X方向的印刷偏位(Max=1mm)41: Reverse Y offset補(bǔ)償后行程的Y方向視覺(jué)差刮刀由前向后前運(yùn)動(dòng)時(shí),調(diào)整在Y方向的印刷偏位(Max=1mm) 42: Re

22、verse offset補(bǔ)償前行程的角度視覺(jué)差刮刀由前向后運(yùn)動(dòng)時(shí),調(diào)整在角度的印刷偏位43:Screen X forward調(diào)整鋼板X軸前方的Actuator此參數(shù)為編寫程式Learn Fiducial后,電腦自動(dòng)計(jì)算出的值,在編寫程式前請(qǐng)先歸零44: Screen X rear調(diào)整鋼板X軸后方的Actuator此參數(shù)為編寫程式Learn Fiducial后,電腦自動(dòng)計(jì)算出的值,在編寫程式前請(qǐng)先歸零45:Screen Y axis調(diào)整鋼版Y軸 Actuator此參數(shù)為編寫程式Learn Fiducial后,電腦自動(dòng)計(jì)算出的值,在編寫程式前請(qǐng)先歸零46:Alignment mode選擇對(duì)位模式可

23、設(shè)定由2個(gè)或3個(gè)Mark點(diǎn)對(duì)位47:Tooling type設(shè)定PCB板的支撐方式可選擇:Autoflex自動(dòng)頂板Vacuum真空支撐Magnetic磁鐵式支撐方式48:Right feed delay右側(cè)進(jìn)板遲滯時(shí)間在右側(cè)進(jìn)板時(shí)必須設(shè)定,一般為0.20.3sec第二節(jié) 貼片機(jī) 貼片機(jī)： 貼片部分為SMT重要一環(huán)，置件頭快速把元件從料槍取出高速準(zhǔn)確放置在印錫的PCB上。 1.貼片機(jī)的型號(hào)：本公司為：FUJI（左圖） 、SANYO(右圖) FUJI 與SANYO 的參數(shù)對(duì)比 1）.置件頭（Head ） Fuji Sanyo2).吸嘴（ Nozzles / Station）: Fuji 6 noz

24、zles 16 stations= 96 nozzlesSanyo 5 nozzles 12 stations=60 nozzles 3）. Main SpecificationsFujiSanyoHighest Tact (sec)0.0680.075XY Movement Within14.2 mmZ Movement Withinunder 1 mmApplicable Component0603 to 190603 to 26Parts Collation Functionfrom the worker who carry power code leaderSIF (IPC)Place

25、ment Accuracy0.066 mm / 30.060 mm / 3PCB Size457 x 356330 x 250PCB Max. Height0.34.0No. Component Input (8mm)70 + 7030 + 30Body Size4700 x 1800 x 17142400 x 1963x 16953.貼片機(jī)類型目前貼片機(jī)大致可分為四種類型：動(dòng)臂式、復(fù)合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)。不同種類的貼片機(jī)各有優(yōu)劣，通常取決于應(yīng)用或工藝對(duì)系統(tǒng)的要求，在其速度和精度之間也存在一定的平衡。動(dòng)臂式機(jī)器具有較好的靈活性和精度，適用于大部分元件，高精度機(jī)器一般都是這種類型，但其速度

26、無(wú)法與復(fù)合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)相比。不過(guò)元件排列越來(lái)越集中在有源部件上，比如有引線的QFP和BGA陣列元件，安裝精度對(duì)高產(chǎn)量有至關(guān)重要的作用。復(fù)合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)一般不適用于這種類型的元件安裝。動(dòng)臂式機(jī)器分為單臂式和多臂式，單臂式是最早先發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)在仍然使用的多功能貼片機(jī)。在單臂式基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多臂式貼片機(jī)可將工作效率成倍提高，如YAMAHA公司的YV112就含有兩個(gè)帶有12個(gè)吸嘴的動(dòng)臂安裝頭，可同時(shí)對(duì)兩塊電路板進(jìn)行安裝。復(fù)合式機(jī)器是從動(dòng)臂式機(jī)器發(fā)展而來(lái)，它集合了轉(zhuǎn)盤式和動(dòng)臂式的特點(diǎn)，在動(dòng)臂上安裝有轉(zhuǎn)盤，像Simens的Siplace80S系列貼片機(jī)，有兩個(gè)帶有12個(gè)吸嘴的轉(zhuǎn)盤

27、。由于復(fù)合式機(jī)器可通過(guò)增加動(dòng)臂數(shù)量來(lái)提高速度，具有較大靈活性，因此它的發(fā)展前景被看好，如Simens最新推出的HS50機(jī)器就安裝有4個(gè)這樣的旋轉(zhuǎn)頭，貼裝速度可達(dá)每小時(shí)5萬(wàn)片。轉(zhuǎn)盤式機(jī)器由于拾取元件和貼片動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，使得貼片速度大幅度提高，這種結(jié)構(gòu)的高速貼片機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用最為普遍，不但速度較高，而且性能非常的穩(wěn)定，如松下公司的MSH3機(jī)器貼裝速度可達(dá)到0.075秒片。但是這種機(jī)器由于機(jī)械結(jié)構(gòu)所限，其貼裝速度已達(dá)到一個(gè)極限值，不可能再大幅度提高。大型平行系統(tǒng)由一系列的小型獨(dú)立組裝機(jī)組成。各自有絲杠定位系統(tǒng)機(jī)械手，機(jī)械手帶有攝像機(jī)和安裝頭。各安裝頭都從幾個(gè)帶式送料器拾取元件，并能為多塊電路板的多塊

28、分區(qū)進(jìn)行安裝，這些板通過(guò)機(jī)器定時(shí)轉(zhuǎn)換角度對(duì)準(zhǔn)位置。如PHILIPS公司的FCM機(jī)器有16個(gè)安裝頭，實(shí)現(xiàn)了0.0375秒片的貼裝速度，但就每個(gè)安裝頭而言，貼裝速度在0.6秒片左右，仍有大幅度提高的可能。 4.視覺(jué)系統(tǒng) 成像通過(guò)使用視像系統(tǒng)完成。視像系統(tǒng)一般分為俯視、仰視、頭部或激光對(duì)齊，視位置或攝像機(jī)的類型而定。（1）俯視攝像機(jī)在電路板上搜尋目標(biāo)（稱作基準(zhǔn)），以便在組裝前將電路板置于正確位置；（2）仰視攝像機(jī)用于在固定位置檢測(cè)元件，一般采用CCD技術(shù)，在安裝之前，元件必須移過(guò)攝像機(jī)上方，以便做視像處理。粗看起來(lái)，好象有些耗時(shí)。但是，由于安裝頭必須移至送料器收集元件，如果攝像機(jī)安裝在拾取位置（從送

29、料處）和安裝位置（板上）之間，視像的獲取和處理便可在安裝頭移動(dòng)的過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行，從而縮短貼裝時(shí)間；（3）頭部攝像機(jī)直接安裝在貼片頭上，一般采用Line-senso r技術(shù)，在拾取元件移到指定位置的過(guò)程中完成對(duì)元件的檢測(cè)，這種技術(shù)又稱為飛行對(duì)術(shù)，它可以大幅度提高貼裝效率；（4）激光對(duì)齊是指從光源產(chǎn)生一適中的光束，照射在元件上，來(lái)測(cè)量元件投射的影響。這種方法可以測(cè)量元件的尺寸、形狀以與吸嘴中心軸的偏差。但對(duì)于有引腳的元件，如：SOIC、QFP和BGA則需要第三維的攝像機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。這樣每個(gè)元件的對(duì)中又需要增加數(shù)秒的時(shí)間。很顯然，這對(duì)整個(gè)貼片機(jī)系統(tǒng)的速度將產(chǎn)生很大影響。在三種元件對(duì)中方式（CCD、Li

30、ne-sensor、激光）中，以CCD技術(shù)為最佳，目前的CCD硬件性能都具備相當(dāng)?shù)乃?。在CCD硬件開(kāi)發(fā)方面前些時(shí)候開(kāi)發(fā)了背光（Back-Lighting）與反射光（Front-Lighting）技術(shù)，以與可編程的照明控制，以更好應(yīng)付各種不同元件貼裝需要 5.送料系統(tǒng)過(guò)頂拱架型機(jī)器可支持不同的送料器類型，包括散裝(bulk)、帶料(tape-and-real)、管料(tube)、異型(odd-form)和其它客戶設(shè)計(jì)。相反，高速轉(zhuǎn)塔和大規(guī)模平行系統(tǒng)完全由散裝料盒或帶料包裝來(lái)供料。當(dāng)元件包裝形式不是散裝或帶狀料，那么過(guò)頂拱架型機(jī)器可能是唯一的選擇：高速機(jī)被排除在考慮之外，因?yàn)槠洳荒茏詣?dòng)地供這些料

31、。從一個(gè)邏輯的角度看，制造商應(yīng)該尋找那些可以擴(kuò)大其現(xiàn)有貼裝選擇的元件貼裝設(shè)備。例如，有些制造商的設(shè)備可能要求為特定機(jī)器專門設(shè)計(jì)的送料器，限制了送料器的使用。這個(gè)送料器限制要求使用資源來(lái)跟蹤和記錄哪些送料器可以處理哪些元件。因?yàn)橛刑囟C(jī)器的送料器，更換或閑置的送料器的儲(chǔ)存可占據(jù)很大的地面空間。在一個(gè)以度量來(lái)測(cè)定運(yùn)作的時(shí)代，如每單位地面空間的產(chǎn)量，用于容納元件貼裝或其它基板關(guān)鍵功能的周圍設(shè)備的潛在制造空間可以看作是浪費(fèi)。這就是為什么模塊系統(tǒng)正得到流行。當(dāng)象送料器這樣的東西可以在類似的機(jī)器上使用時(shí)，元件貼裝和生產(chǎn)制造的一個(gè)更有效的方法得到提高,盡管如此，全面檢查和理解可能用于一個(gè)給定PCB設(shè)計(jì)的元件

32、數(shù)量與類型也是有益的。在電子產(chǎn)品制造商轉(zhuǎn)向模塊裝配線的時(shí)候，重要的是記住傳統(tǒng)的配置 - 高速貼片機(jī)跟隨密間距貼片機(jī) - 還是一些高片狀數(shù)量應(yīng)用的一個(gè)選擇，如蜂窩和計(jì)算機(jī)主板附Freedert圖 FujiSanyo 第三節(jié) 回焊爐回焊爐：將焊膏熔化，使表面貼裝元器件與PCB牢固釬焊在一起1.流焊的設(shè)備結(jié)構(gòu) 1.1 總體結(jié)構(gòu) 熱風(fēng)回流焊爐總體結(jié)構(gòu)主要分為加熱區(qū)，冷卻區(qū)，爐氣體循環(huán)裝置，廢氣排放裝置以與PCB傳送等五大主體部分。見(jiàn)圖3： 爐體分為上下兩個(gè)密封箱體，中間為傳送帶。部分爐體的長(zhǎng)短主要根據(jù)加熱區(qū)和冷卻區(qū)的多少而不同，目前的回流爐的加熱區(qū)有410個(gè)區(qū)不等，冷卻區(qū)有12個(gè)區(qū)不等，也有的爐不帶冷

33、卻區(qū)，讓PCB板出爐后在空氣中自然冷卻。每個(gè)溫區(qū)的溫度可編程設(shè)定，一般可設(shè)溫度圍從室溫到275度左右（視廠家設(shè)定），回流焊爐另一個(gè)重要的區(qū)別在于它是否具備進(jìn)行充氮?dú)夂附拥哪芰?，或是只能在空氣環(huán)境下焊接。用戶一般可根據(jù)自己的用途來(lái)選擇爐體的長(zhǎng)短和爐子的氣體環(huán)境要求。 1.2 加熱區(qū)結(jié)構(gòu)1.2.1 加熱區(qū)結(jié)構(gòu) 爐體每一個(gè)加熱區(qū)的結(jié)構(gòu)都是一樣的。在上下加熱區(qū)各有一個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生空氣或氮?dú)獾拇盗?。氣體經(jīng)加熱絲或其它材料加熱后，從多孔板里吹出，打到PCB板上。有的回流爐的馬達(dá)轉(zhuǎn)速是可編程調(diào)節(jié)的，如VITRONICS，可從10003000RPM，而有的爐是廠家出廠時(shí)已固定的，如BTU爐廠家出

34、廠時(shí)已定為最高轉(zhuǎn)速約3000RPM。馬達(dá)轉(zhuǎn)速越快，風(fēng)力越大，熱交換能力越強(qiáng)。通過(guò)測(cè)量氣體吹出的風(fēng)壓，可以監(jiān)控馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。由于回流過(guò)程中錫膏中助焊劑的揮發(fā)，可能凝結(jié)在葉輪上，降低風(fēng)的效率，導(dǎo)致溫度回流曲線的減低。因此有必要定期檢查和清潔葉輪。 1.2.2 溫度控制 回流爐的每一個(gè)加熱區(qū)的溫度控制都是獨(dú)立的閉環(huán)控制系統(tǒng)。溫度控制器通過(guò)PID控制把溫度保持在設(shè)定值。溫度傳感器采用的熱偶線裝在多孔板的下面，感應(yīng)氣流的溫度。見(jiàn)圖5。 如果加熱區(qū)的溫度出現(xiàn)異常，例如不加溫，或加溫緩慢，一般需要檢查固態(tài)繼電器是否正常，加熱區(qū)的加熱器是否老化需要更換（一般使用多年的回流爐容易出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題）。若出現(xiàn)溫度

35、顯示錯(cuò)誤，一般是熱偶線已損壞。1.3 冷卻區(qū)結(jié)構(gòu) PCB板經(jīng)過(guò)回流焊接后，必須立即進(jìn)行冷卻，才能得到很好的焊接效果。因此在回流焊爐的最后都是有一個(gè)冷卻區(qū)。冷卻區(qū)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)水循環(huán)的熱交換器。冷卻風(fēng)扇把熱氣吹到循環(huán)水換熱器后，經(jīng)降溫的氣體再打到PCB板上。熱交換器的熱量經(jīng)循環(huán)水帶走，循環(huán)水經(jīng)降溫后再流回?fù)Q熱器。見(jiàn)圖6。 由于在冷卻系統(tǒng)中，助焊劑（Flux）容易凝結(jié)，因此必須定期檢查和清潔助焊劑過(guò)濾器上的助焊劑，否則熱循環(huán)效率的下降會(huì)減低冷卻系統(tǒng)的效率，使冷卻變差，導(dǎo)致產(chǎn)品的焊接質(zhì)量下降。過(guò)熱焊接的PCB板的長(zhǎng)期穩(wěn)定性會(huì)下降。 雖然不同廠家的回流爐的冷卻區(qū)的結(jié)構(gòu)不盡一樣,但基本的原理是一樣的。冷卻

36、區(qū)一般有雙面冷卻和單面冷卻兩種結(jié)構(gòu)。單面冷卻是指只在傳送帶的上面裝有冷卻系統(tǒng)，而雙面冷卻在傳送帶上下兩面都有冷卻系統(tǒng)。圖7.1和7.2 是BTU爐的結(jié)構(gòu)。由圖中可以看出冷卻區(qū)由熱交換器和冷卻風(fēng)扇組成。一般來(lái)講，用單面的冷卻就可以滿足普通電子產(chǎn)品的冷卻需要。圖7.1 冷卻區(qū)的雙面冷卻結(jié)構(gòu)圖7.2 冷卻區(qū)的單面冷卻結(jié)構(gòu) 1.4 氣體控制 氣體控制包括兩個(gè)方面，一個(gè)是回流焊接需要?dú)怏w的加入和爐廢氣的排放。氣體注入分為兩種一種是氮?dú)猓∟2），另一種是壓縮空氣。氮?dú)鉅t一般密封極嚴(yán)，以防止?fàn)t外的氧氣進(jìn)入爐體。氧氣含量是氮?dú)鉅t的關(guān)鍵，它的大小影響到元件焊接質(zhì)量。通過(guò)爐體采樣氣口連接氧氣含量測(cè)試儀可以精確測(cè)量

37、爐區(qū)氧氣含量。一般好的爐的氧含量能低于50PPM6。當(dāng)不需要使用氮?dú)鈺r(shí)，爐應(yīng)注入壓縮空氣保持爐的氣體需要。爐廢氣（包括助焊劑的揮發(fā)物，回流焊接產(chǎn)生的廢煙）應(yīng)不斷地排出爐外以維護(hù)爐的正常氣體環(huán)境和保護(hù)操作工的健康。爐體的排氣管應(yīng)與整個(gè)工廠的排氣裝置相連。1.5 傳送帶結(jié)構(gòu) 回流爐的產(chǎn)品傳送裝置一般有兩類，一種是網(wǎng)式傳送帶，一種是軌道式傳送帶。根據(jù)產(chǎn)品需要用戶可自己選擇。一般的回流爐同時(shí)帶有這兩種傳送帶，為方便用戶使用。傳送帶的轉(zhuǎn)速是可編程確定的。由于帶速直接影響回流焊接的溫度曲線。因此帶速的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的?；亓骱附訝t的帶速控制也是閉環(huán)控制系統(tǒng)。見(jiàn)圖8。通過(guò)控制傳送帶的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制帶速

38、。 除了帶速的穩(wěn)定性外，傳送帶的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性也很重要。因?yàn)樵诨亓骱刚谌诨^(guò)程時(shí)，傳送帶的振動(dòng)都會(huì)帶來(lái)焊接缺陷，如元件偏位，焊接虛焊，掉件等問(wèn)題。保證機(jī)械平穩(wěn)的關(guān)鍵在于傳送機(jī)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)的好壞。如鏈條和齒輪的清潔、潤(rùn)滑，直流電機(jī)的電刷的保養(yǎng)等都非常重要。傳送帶一般還配有不間斷電源（UPS），它可以在整個(gè)爐子電源意外中斷時(shí)，維持傳送帶運(yùn)行510分鐘，直到把爐的所有的PCB板送出，避免發(fā)生燒板事故。 2.熱風(fēng)回流焊接的原理 2.1 回流焊接的過(guò)程 回流焊的基本原理比較簡(jiǎn)單，它首先對(duì)PCB板的表面貼裝元件（SMD）焊盤印刷錫膏，然后通過(guò)自動(dòng)貼片機(jī)把SMD貼放到預(yù)先印制好錫膏的焊盤上。最后，通過(guò)回

39、流焊接爐，在回流焊爐中逐漸加熱，把錫膏融化，稱為回流（Reflow），接著，把 PCB板冷卻，焊錫凝固，把元件和焊盤牢固地焊接到一起（見(jiàn)圖9）。在回流焊中，焊盤和元件管腳都不融化。這是回流焊（Reflow Soldering）與金屬融焊（Welding）的不同。 深入的了解回流焊就必須從焊錫膏的作用原理和焊接過(guò)程中發(fā)生的物理化學(xué)變化入手。錫膏的成分主要錫鉛合金的粉末和助焊劑混合而成。在受熱的條件下，融化的焊錫材料中的錫原子和焊盤或焊接元件（主要成分是銅原子）的接觸界面原子相互擴(kuò)散，形成金屬間化合物（IMC），首先形成的Cu6Sn5，稱n-phase，它是形成焊接力的關(guān)鍵連接層， 只有形成了 n

40、-phase，才表示有真正的可靠焊接。隨著時(shí)間的推移，在n-phase和銅層之間中會(huì)繼續(xù)生成Cu3Sn，稱為-phase，它將減弱焊接力量和減低長(zhǎng)期可靠性。金屬間化合物是焊點(diǎn)強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，因此許多人員專門研究金屬間化合物的變化對(duì)焊點(diǎn)的長(zhǎng)期可靠性帶來(lái)的影響 410。為了保護(hù)焊盤或元件管腳的可焊性，一般它們表面都鍍有錫鉛合金層或有機(jī)保護(hù)層。對(duì)非銅的金屬材料的管腳一般在管腳鍍層和金屬之間加有鍍鎳層作為阻斷層防止金屬擴(kuò)散。這個(gè)鎳鍍層還用來(lái)阻擋與焊錫不可焊或不相容的金屬與焊錫層的接觸5。另一個(gè)有關(guān)鍍層的問(wèn)題是關(guān)于鍍金層的問(wèn)題，有文章5指出如果焊點(diǎn)中金的成分達(dá)到34%以上，焊點(diǎn)有潛在的脆性增大的危險(xiǎn)。

41、2.2 回流焊溫度曲線要得到好的回流焊接效果必須有一個(gè)好的回流溫度曲線（Profile）。那么什么是一個(gè)好的回流曲線呢？一個(gè)好的回流曲線應(yīng)該是對(duì)所要焊接的PCB板上的各種表面貼裝元件都能夠達(dá)到良好的焊接，且焊點(diǎn)不僅具有良好的外觀品質(zhì)而且有良好的在品質(zhì)的溫度曲線。 2.2.1 回流爐的參數(shù)設(shè)定 要得到一個(gè)爐溫曲線首先應(yīng)給回流爐一個(gè)參數(shù)設(shè)定?；亓鳡t的參數(shù)設(shè)定一般稱為Recipe。Recipe一般包括爐子每區(qū)的溫度設(shè)定，傳送帶帶速設(shè)定，以與是使用空氣還是氮?dú)?。下表是BTU爐的一個(gè)Recipe的設(shè)定。 溫度設(shè)定：（單位：）1T2T3T4T5T6T7T1901701501501752352551B2B3

42、B4B5B6B7B190170150150175235255帶速設(shè)定：（單位：cm/分） 傳送帶帶速75氣體設(shè)定：氮?dú)釵ff空氣On表中1T7T，1B7B分別表示回流爐上下溫區(qū)的溫度設(shè)定，傳送帶帶速為75 cm/分，焊接環(huán)境使用空氣，不使用氮?dú)狻?設(shè)定一個(gè)回流曲線要考慮的因素有很多，一般包括： 所使用的錫膏特性，PCB板的特性，回流爐的特點(diǎn)等。下面分別討論。 2.2.2 錫膏特性與回流曲線的重要關(guān)系 錫膏特性決定回流曲線的基本特性。不同的錫膏由于助焊劑（Flux）有不同的化學(xué)組分，因此它的化學(xué)變化有不同的溫度要求，對(duì)回流溫度曲線也有不同的要求。一般錫膏供應(yīng)商都能提供一個(gè)參考回流曲線，用戶可在此

43、基礎(chǔ)上根據(jù)自己的產(chǎn)品特性優(yōu)化。 圖11是一個(gè)典型的Sn63/Pb37錫膏的溫度回流曲線6（P3-7）。 以此圖為例，來(lái)分析回流焊曲線。它可分為4個(gè)主要階段： 1）把PCB板加熱到150左右，上升斜率為1-3 /秒。 稱預(yù)熱（Preheat）階段； 2）把整個(gè)板子慢慢加熱到183 。稱均熱（Soak或Equilibrium）階段。時(shí)間一般為60-90秒。 3）把板子加熱到融化區(qū)（183 以上），使錫膏融化。稱回流（Reflow Spike）階段。在回流階段板子達(dá)到最高溫度，一般是215 +/-10 。回流時(shí)間以45-60秒為宜，最大不超過(guò)90秒。 4）曲線由最高溫度點(diǎn)下降的過(guò)程。稱冷卻（Cool

44、ing）階段。一般要求冷卻的斜率為2 -4/秒。預(yù)熱階段的目的是把錫膏中較低熔點(diǎn)的溶劑揮發(fā)走。錫膏中助焊劑的主要成分包括松香，活性劑，黏度改善劑，和溶劑。溶劑的作用主要作為松香的載體和保證錫膏的儲(chǔ)藏時(shí)間。預(yù)熱階段需把過(guò)多的溶劑揮發(fā)掉，但是一定要控制升溫斜率，太高的升溫速度會(huì)造成元件的熱應(yīng)力沖擊，損傷元件或減低元件性能和壽命，后者帶來(lái)的危害更大，因?yàn)楫a(chǎn)品已流到了客戶手里。另一個(gè)原因是太高的升溫速度會(huì)造成錫膏的塌陷，引起短路的危險(xiǎn)，尤其對(duì)助焊劑含量較高（達(dá)10%）的錫膏5。均熱階段的設(shè)定主要應(yīng)參考焊錫膏供應(yīng)商的建議和PCB板熱容的大小。因?yàn)榫鶡?階段有兩個(gè)作用，一個(gè)是使整個(gè)PCB板都能達(dá)到均勻的溫

45、度（175左右），均熱的目的是為了減少進(jìn)入回流區(qū)的熱應(yīng)力沖擊，以與其它焊接缺陷如元件翹起，某些大體積元件冷焊等。均熱階段另一個(gè)重要作用就是焊錫膏中的助焊劑開(kāi)始發(fā)生活性反應(yīng)，增大焊件表面潤(rùn)濕性能（與表面能），使得融化的焊錫能夠很好地潤(rùn)濕焊件表面。由于均熱段的重要性，因此均熱時(shí)間和溫度必須很好地控制，既要保證助焊劑能很好地清潔焊面，又要保證助焊劑到達(dá)回流之前沒(méi)有完全消耗掉。助焊劑要保留到回流焊階段是必需的，它能促進(jìn)焊錫潤(rùn)濕過(guò)程和防止焊接表面的再氧化。尤其是目前使用低殘留，免清洗（no-clean）的焊錫膏技術(shù)越來(lái)越多的情況下，焊膏的活性不是很強(qiáng)，且回流焊接的也多為空氣回流焊，更應(yīng)注意不能在均熱階段

46、把助焊劑消耗光。 回流階段，溫度繼續(xù)升高越過(guò)回流線（183），錫膏融化并發(fā)生潤(rùn)濕反應(yīng)，開(kāi)始生成金屬間化合物層。到達(dá)最高溫度（215 左右），然后開(kāi)始降溫，落到回流線以下，焊錫凝固?；亓鲄^(qū)同樣應(yīng)考慮溫度的上升和下降斜率不能使元件受到熱沖擊?；亓鲄^(qū)的最高溫度是由PCB板上的溫度敏感元件的耐溫能力決定的。在回流區(qū)的時(shí)間應(yīng)該在保證元件完成良好焊接的前提下越短越好，一般為30-60秒最好，過(guò)長(zhǎng)的回流時(shí)間和較高溫度，如回流時(shí)間大于90秒，最高溫度大于230度，會(huì)造成金屬間化合物層增厚，影響焊點(diǎn)的長(zhǎng)期可靠性4。冷卻階段的重要性往往被忽視。好的冷卻過(guò)程對(duì)焊接的最后結(jié)果也起著關(guān)鍵作用。好的焊點(diǎn)應(yīng)該是光亮的，平滑

47、的。而如果冷卻效果不好，會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題諸如元件翹起，焊點(diǎn)發(fā)暗，焊點(diǎn)表面不光滑，以與會(huì)造成金屬間化合物層增厚等問(wèn)題。因此回流焊接必須提供良好的冷卻曲線，既不能過(guò)慢造成冷卻不良，又不能太快，造成元件的熱沖擊。 2.2.3 PCB板的特性與回流曲線的關(guān)系 回流曲線的設(shè)定，與要焊接的PCB板的特性也有重要關(guān)系。板子的厚薄，元件的大小，元件周圍有無(wú)大的吸熱部件，如金屬屏蔽材料，大面積的地線焊盤等，都對(duì)板子的溫度變化有影響。因此籠統(tǒng)地說(shuō)一個(gè)回流曲線的好壞是無(wú)意義的。一個(gè)回流曲線必須是針對(duì)某一個(gè)或某一類產(chǎn)品而測(cè)量得到的。因此如何準(zhǔn)確測(cè)量回流曲線，來(lái)反映真實(shí)的回流焊接過(guò)程是非常重要的。常用的測(cè)量回流焊曲線的方

48、法有三種： 1）用回流爐本身配備的長(zhǎng)熱偶線（一般常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是K型熱偶線），熱偶線的一端焊接到PCB板上，另一端插到設(shè)備的預(yù)設(shè)熱偶插口上。把板放進(jìn)爐，當(dāng)板子從爐另一端出來(lái)時(shí)，用熱偶線把板子從出口端拉回來(lái)。在測(cè)量的同時(shí)溫度曲線就可顯示到設(shè)備的顯示器上。一般回流爐 都帶有多個(gè)K型熱偶插口，因此可連接多根熱偶線，同時(shí)測(cè)量PCB板幾個(gè)點(diǎn)的溫度曲線。 2）用一個(gè)小的溫度跟蹤記錄器。它能夠跟隨待測(cè)PCB板進(jìn)入回流爐。記錄器上也有多個(gè)熱偶插口，可因此可連接多根熱偶線。記錄器里存放的溫度數(shù)據(jù)，只有在出爐后，才可輸?shù)诫娔X里分析或從打印機(jī)中輸出。 3）帶無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏囟雀櫽涗浧?。與第2種方法一樣，只是多了一

49、個(gè)無(wú)線傳輸功能。當(dāng)它在爐測(cè)溫時(shí)，在存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)的同時(shí)把數(shù)據(jù)用無(wú)線方式傳到外面的接受器上，接受器與電腦相連。 三種方法本質(zhì)都是一樣的，用戶可根據(jù)習(xí)慣來(lái)選擇采用那種方法。熱偶線的安裝有一般兩種，一是高溫焊錫絲，溫度在300以上（高于回流最高溫度）。 另一種方法是用膠或是高溫膠帶把它粘住。這樣熱偶線就不會(huì)在回流區(qū)脫落。焊點(diǎn)的位置一般為選取元件的焊腳和焊盤接觸的地方。焊點(diǎn)不能太大，以焊牢為準(zhǔn)。焊點(diǎn)大，溫度反應(yīng)遲后，不能準(zhǔn)確反映溫度變化，尤其是對(duì)QFP等細(xì)間距焊腳。對(duì)特殊的器件如BGA還需要在PCB板下鉆孔，把熱偶線穿到BGA下面。圖12說(shuō)明了QFP和BGA元件的熱偶線焊接方法。熱偶線的安裝位置一般根據(jù)

50、PCB板的工藝特點(diǎn)來(lái)選取，如雙面板應(yīng)在板上下都安裝熱偶線，大的IC芯片腳要安裝，BGA元件要安裝，某些易造成冷焊的元件（如金屬屏蔽罩周圍，散熱器周圍元件）一定要放置。還有就是你認(rèn)為要研究的焊接出了問(wèn)題的元件。 2.2.4 回流爐設(shè)備的特點(diǎn)與回流曲線的關(guān)系 因?yàn)榛亓髑€的實(shí)現(xiàn)是在回流爐中完成的，因此它與回流爐的具體特點(diǎn)有關(guān)。不同的爐因加熱區(qū)的數(shù)目和長(zhǎng)短不同，氣流的大小不同，爐溫的容量不同，對(duì)回流曲線都會(huì)造成影響。設(shè)備對(duì)回流曲線的影響可歸納為下面幾點(diǎn)： 1）加熱區(qū)數(shù)目的因素。 對(duì)加熱區(qū)多的回流爐（8個(gè)加熱區(qū)），由于每一個(gè)爐區(qū)都能單獨(dú)設(shè)定爐溫，因此調(diào)整回流溫度曲線比較容易。對(duì)要求較復(fù)雜的回流曲線同樣

51、可以做到。但短爐子（4個(gè)加熱區(qū)），因?yàn)樗挥兴膫€(gè)可調(diào)溫區(qū)，要想得到復(fù)雜的曲線比較難，但對(duì)于沒(méi)有特別要求的SMT焊接，短爐子也能滿足要求，而且價(jià)錢便宜。另一個(gè)方面，長(zhǎng)爐子的優(yōu)點(diǎn)是傳送帶的帶速可以比短爐子提高至少1倍以上，這樣長(zhǎng)爐的產(chǎn)量至少能達(dá)到短爐的1倍以上。當(dāng)大批量生產(chǎn)線追求產(chǎn)能時(shí)，這一點(diǎn)是至關(guān)重要的。 2）熱風(fēng)氣流的因素。 由于目前大多數(shù)回流爐以風(fēng)扇強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)熱風(fēng)循環(huán)為主，因此風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了風(fēng)量的大小。在一樣的帶速和一樣的溫度設(shè)定下，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速越高，回流曲線的溫度越高。當(dāng)風(fēng)扇馬達(dá)出現(xiàn)故障時(shí)，如停轉(zhuǎn)，即使?fàn)t溫顯示正常，爐溫的曲線測(cè)量也會(huì)比正常曲線低很多，若故障馬達(dá)在回流區(qū)，則PCB板極易產(chǎn)生冷

52、焊，若故障馬達(dá)在冷卻區(qū)，則PCB板的冷卻效果就下降。因此對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)速是可編程調(diào)節(jié)的回流焊接爐，如VITRONICS，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也是需要經(jīng)常檢查的參數(shù)之一。3）爐溫的容量的因素。 回流焊接有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，當(dāng)焊接一塊小尺寸的PCB板時(shí)，焊接結(jié)果非常好，而焊接一塊大尺寸的PCB板時(shí)，某些溫區(qū)爐溫會(huì)出現(xiàn)稍微下降的現(xiàn)象。這就是由于大板子吸熱較多，爐子的熱容量不足引起的。一般可以通過(guò)加大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。但是爐溫的容量主要是由爐體結(jié)構(gòu)，加熱器功率等設(shè)計(jì)因素決定的，因此是爐子廠家設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)固定了的。用戶在選擇回流爐時(shí)必須考慮這個(gè)因素。熱容量越大越好，當(dāng)然爐子消耗的功率也越多。 2.3 氮?dú)饣亓骱概c空氣回流

53、焊 氮?dú)饣亓骱傅氖褂弥饕菫榱嗽鰪?qiáng)焊接質(zhì)量，使焊接發(fā)生在氧含量極少（100PPM）以下的環(huán)境下，可避免元件的氧化問(wèn)題。因此氮?dú)饣亓骱傅闹饕獑?wèn)題是保證氧氣含量越低越好。氧含量的控制對(duì)用戶來(lái)講主要是保證氮?dú)鈿庠吹募兌?，一般工業(yè)用氮?dú)饧兌瓤蛇_(dá)5PPM，爐氧含量主要跟爐子的密封設(shè)計(jì)的好壞有關(guān)。爐體由于兩邊的進(jìn)出板口會(huì)漏空氣進(jìn)入，因此兩邊的氧含量會(huì)比爐體中間區(qū)高。許多文章都專門討論過(guò)對(duì)氧含量對(duì)焊接的影響。 但隨著焊錫膏技術(shù)和元件焊腳鍍層技術(shù)的不斷更新，空氣中回流的焊接已經(jīng)占據(jù)了主流。因?yàn)榭諝夂附佑性S多優(yōu)點(diǎn)例如取消氮?dú)?，降低成本；氣體控制無(wú)需再考慮氧含量的控制；爐子的造價(jià)下降。因此目前多數(shù)的回流焊接都在使

54、用空氣回流焊，只有個(gè)別的特別怕氧化的元件才考慮用氮?dú)夂附??；亓骱负蟮馁|(zhì)量檢驗(yàn)方法 回流焊的焊接質(zhì)量的方法目前常用的有目檢法，自動(dòng)光學(xué)檢查法（AOI），電測(cè)試法（ICT），X-光檢查法，以與超聲波檢測(cè)法。 1.目檢法 簡(jiǎn)單，低成本。但效率低，漏檢率高，還與人員的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)真程度有關(guān)。 2.自動(dòng)光學(xué)檢查法（AOI） 自動(dòng)化。避免人為因素的干擾。無(wú)須模具?？蓹z查大多數(shù)的缺陷，但對(duì)BGA，DCA等焊點(diǎn)不能看到的元件無(wú)法檢查。 3.電測(cè)試法（ICT） 自動(dòng)化?？梢詸z查各種電氣元件的正確連接。但需要復(fù)雜的針床模具，價(jià)格高，維護(hù)復(fù)雜。對(duì)焊接的工藝性能，例如焊點(diǎn)光亮程度，焊點(diǎn)質(zhì)量等無(wú)法檢驗(yàn)。另外，隨著電子產(chǎn)品裝

55、連越來(lái)越向微型化，高密度以與BGA，CSP方向發(fā)展，ICT的測(cè)針?lè)椒ㄊ艿皆絹?lái)越多的局限。 4.X-光檢查法 自動(dòng)化。可以檢查幾乎全部的工藝缺陷。通過(guò)X-Ray的透視特點(diǎn)，檢查焊點(diǎn)的形狀，和電腦庫(kù)里標(biāo)準(zhǔn)的形狀比較，來(lái)判斷焊點(diǎn)的質(zhì)量。尤其對(duì)BGA，DCA元件的焊點(diǎn)檢查，作用不可替代。無(wú)須測(cè)試模具。但對(duì)錯(cuò)件的情況不能判別。缺點(diǎn)價(jià)格目前相當(dāng)昂貴。 5.超聲波檢測(cè)法 自動(dòng)化。通過(guò)超聲波的反射信號(hào)可以探測(cè)元件尤其時(shí)QFP，BGA等IC芯片封裝部發(fā)生的空洞，分層等缺陷。它的缺點(diǎn)是要把PCB板放到一種液體介質(zhì)才能運(yùn)用超聲波檢驗(yàn)法。較適合于實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用。 對(duì)于各種檢查方法，既各有特色，又相互覆蓋，它們的相互關(guān)系可

56、用圖13 來(lái)說(shuō)明。 由圖中可以看出，BGA，元件外觀，與元件值的檢驗(yàn)分別為X光，自動(dòng)光學(xué)，與ICT檢測(cè)法特有的檢查手段，其余的功能都相互有交叉。例如，用光學(xué)檢查方法解決表面可見(jiàn)的焊盤焊點(diǎn)和元件對(duì)錯(cuò)識(shí)別，用X-Ray檢查不可見(jiàn)的元件焊點(diǎn)如BGA，DCA，插件過(guò)孔的焊錫情況，但如果不用ICT，元件值錯(cuò)無(wú)法檢查；又例如，用ICT檢查開(kāi)路，短路等電性能，用X-Ray檢查所有元件的焊點(diǎn)質(zhì)量，但如果不用光學(xué)檢查儀對(duì)外觀破損的元件亦無(wú)法檢驗(yàn)。 因此，只有綜合使用或根據(jù)產(chǎn)品具體情況來(lái)安排檢查方法才能得到滿意的檢查結(jié)果。 第四節(jié) 輔助設(shè)備輔助設(shè)備主要包含： 吸板機(jī)送板機(jī)收板機(jī)第三章靜電防護(hù)技術(shù)ESD介紹：靜電放電(ESD)是在電子裝配中電路板與元件損害的一個(gè)熟悉而低估的根源。它影響每一個(gè)制造商，無(wú)任其大小。雖然許多人認(rèn)為他們是在ESD安全的環(huán)境中生產(chǎn)產(chǎn)品，但事實(shí)上，ESD有關(guān)的損害繼續(xù)給世界的電子制造工業(yè)帶來(lái)每年數(shù)十億美元的代價(jià)。靜電放電(ESD)定義為，給或者從原先已經(jīng)有靜電(固定的)的電荷(電子不足或過(guò)剩)放電(電子流)。電荷在兩種條件下是穩(wěn)定的：當(dāng)它“陷入”導(dǎo)電性的但是電氣絕緣的物