電子產(chǎn)品創(chuàng)造過(guò)程

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電子產(chǎn)品差不多融入到人們?nèi)兆拥母鱾€(gè)角降，不管是我們平時(shí)用的手機(jī)、計(jì)算機(jī)；依然供我們平時(shí)娛樂(lè)看的電視、玩的游戲機(jī)；以及我們學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)所需的一些高級(jí)設(shè)備都屬于電子產(chǎn)品。能夠講，電子產(chǎn)品給我們的日子和工作帶來(lái)了巨大的便利。而這些電子產(chǎn)品是怎么樣經(jīng)過(guò)一具個(gè)弱小的元器件創(chuàng)造出來(lái)的呢，本文就將對(duì)這些電子產(chǎn)品的創(chuàng)造過(guò)程舉行簡(jiǎn)介。

一.印制電路板的裝配與焊接

一臺(tái)電子設(shè)備的可靠性要緊取決于電路設(shè)計(jì)，元器件的質(zhì)量和裝配時(shí)的電路焊接質(zhì)量。電子設(shè)備大都采納印制電路板，把電阻、電容、晶體管、集成電路等元器件按預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路在印制電路板上焊接起來(lái)就成為具有一定電氣性能的產(chǎn)品核心部件。

1.印制電路板

印制線路板，英文簡(jiǎn)稱PCB(printedcircuitboard)或PWB(printedwiringboard)，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，由于它是采納電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。[1]

印制電路板分為單面印制電路板、雙面印制電路板和多層印制電路板。單面板由基板、導(dǎo)線、焊盤(pán)和阻焊層組成，單面板惟獨(dú)一面有銅箔，一面為焊接面，另一面為元件面，要緊應(yīng)用于低檔電子產(chǎn)品。而雙面板兩面都有銅箔導(dǎo)線，應(yīng)用也較為廣泛。電子技術(shù)的進(jìn)展要求電路集成度和裝配密度別斷提高，連接復(fù)雜的電路就需要使用多層印制電路板。

2.印制電路板的裝配

（1）把各種元器件按照產(chǎn)品裝配的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)舉行復(fù)檢和裝配前的預(yù)處理，別合格的器件別能使用。

（2）對(duì)元器件舉行整形，使之符合電路板上的位置要求。元器件整形應(yīng)符合以下要求：所有元器件引足均別得從根部彎曲，普通應(yīng)留1.5mm以上。因?yàn)閯?chuàng)造工藝上的緣故，根部容易折斷；手工組裝的元器件能夠彎成直角，但機(jī)器組裝的元器件彎曲普通別要成死角，圓弧半徑應(yīng)大于引足直徑的1～2倍；要盡可能將

有字符的元器件面置于容易觀看的位置。

（3）將元器件插裝到印制電路板上。要求如下：手工插裝、焊接，應(yīng)該先插裝那些需要機(jī)械固定的元器件，如功率器件的散熱器、支架、卡子等，然后再插裝需焊接固定的元器件。插裝時(shí)別要用手直截了當(dāng)碰元器件引足和印制板上銅箔；自動(dòng)機(jī)械設(shè)備插裝、焊接，就應(yīng)該先插裝那些高度較低的元器件，后安裝那些高度較高的元器件，貴重的關(guān)鍵元器件應(yīng)該放到最終插裝，散熱器、支架、卡子等的插裝，要靠近焊接工序。

（4）檢查：確保插裝好的元器件位置正確，符合要求。

3.印制電路板的焊接

在電子產(chǎn)品大批量的生產(chǎn)企業(yè)里，印制電路板的焊接要緊采納波峰焊接、浸焊。

（1）波峰焊

波峰焊是指將熔化的軟釬焊料（鉛錫合金），經(jīng)電動(dòng)泵或電磁泵噴流成設(shè)計(jì)要求的焊料波峰,亦可經(jīng)過(guò)向焊料池注入氮?dú)鈦?lái)形成，使預(yù)先裝有元器件的印制板經(jīng)過(guò)焊料波峰，實(shí)現(xiàn)元器件焊端或引足與印制板焊盤(pán)之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。[1]

波峰焊要緊由波峰焊接機(jī)（如圖1）完成，它要緊包括：操縱系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、助焊劑噴霧裝置、預(yù)熱裝置、錫槽和排風(fēng)冷卻系統(tǒng)組成。波峰焊工藝流程圖如2所示。

圖1波峰焊接機(jī)

圖2波峰焊工藝流程圖

波峰焊焊點(diǎn)成形的原理如圖3所示，當(dāng)印制電路板進(jìn)入焊料波峰面前端A時(shí)，電路板與元器件引足被加熱，并在未離開(kāi)波峰面B之前，整個(gè)印制電路板浸在焊料中，即被焊料所橋連，但在離開(kāi)波峰尾端B1~B2某個(gè)眨眼，少量的焊料由于潤(rùn)濕力的作用，粘附在焊盤(pán)上﹐并由于表面張力的緣故﹐會(huì)浮現(xiàn)以元器件引足為中心收縮至最小狀態(tài)，此刻焊料與焊盤(pán)之間的潤(rùn)濕力大于兩焊盤(pán)之間焊料的內(nèi)聚力。所以會(huì)形成飽滿﹐圓整的焊點(diǎn)﹐離開(kāi)波峰尾部時(shí)印制電路板各焊盤(pán)之間的多余焊料﹐由于重力的緣故﹐回降到錫鍋中。[2]

圖3波峰焊焊點(diǎn)成形原理

（2）浸焊

浸焊分為手工浸焊和自動(dòng)浸焊。

手工浸焊是由專業(yè)操作人員手持夾具，夾住已插裝好元器件的印制電路板，以一定的角度浸入焊錫槽內(nèi)來(lái)完成的焊接工藝，它能一次完成印制電路板眾多焊接點(diǎn)的焊接。

自動(dòng)浸焊是利用自動(dòng)浸焊機(jī)完成，將已插有元器件的待焊印制電路板由傳送帶送到工位時(shí)，焊料槽自動(dòng)上升，待焊板上的元器件引足與印制電路板焊盤(pán)徹底浸入焊料槽，保持腳夠的時(shí)刻后，焊料槽下落，脫離焊料，冷卻形成焊點(diǎn)完成焊接。由于印制電路板延續(xù)傳輸，在浸入焊料槽的并且，拖拉一段時(shí)刻與距離，這種引足焊盤(pán)與焊料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有利于排除空氣與助焊劑揮發(fā)氣體，增加濕潤(rùn)作用。[2]

另外，手工焊接工藝也是電子產(chǎn)品創(chuàng)造必別可少的一門(mén)技術(shù)。在一些小批量生產(chǎn)和檢測(cè)機(jī)器焊接產(chǎn)品的質(zhì)量時(shí)，都需要用到手工焊接。

手工焊接的要緊工具是電烙鐵，它是依照電流經(jīng)過(guò)加熱器件產(chǎn)生熱量的原理而制成的。

電烙鐵要緊有一般電烙鐵和恒溫電烙鐵兩種。一般電烙鐵有內(nèi)熱式和外熱式，一般電烙鐵只適合焊接要求別高的場(chǎng)合使用。功率普通為20-50W。內(nèi)熱式電烙鐵的發(fā)熱元器件裝在烙鐵頭的內(nèi)部，從烙鐵頭內(nèi)部向外傳熱，因此被稱為內(nèi)熱式電烙鐵。它具有發(fā)熱快，熱效率達(dá)到85～90%以上，體積小、分量輕和耗電低等特點(diǎn)。恒溫電烙鐵的重要特點(diǎn)是有一具恒溫操縱裝置，使得焊接溫度穩(wěn)定，變化極小恒溫電烙鐵能夠用來(lái)焊接較精細(xì)的印制電路板，如手機(jī)電路板等。

手工焊接的工藝流程如下：

①預(yù)備焊接。清潔焊接部位的積塵及油污、元器件的插裝、導(dǎo)線與接線端鉤連，為焊接做好前期的準(zhǔn)備工作。

②加熱焊接。將沾有少許焊錫的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下印刷板上的元器件，則待烙鐵頭加熱后，用手或鑷子輕輕拉動(dòng)元器件，看是否能夠取下。

③清理焊接面。若所焊部位焊錫過(guò)多，可將烙鐵額頭的焊錫甩掉(注意別要燙傷皮膚,也別要甩到印刷電路板上!)，然后用烙鐵頭“沾”些焊錫出來(lái)。若焊

點(diǎn)焊錫過(guò)少、別圓滑時(shí)，能夠用電烙鐵頭“蘸”些焊錫對(duì)焊點(diǎn)舉行補(bǔ)焊。

④檢查焊點(diǎn)。看焊點(diǎn)是否圓潤(rùn)、光亮、堅(jiān)固，是否有與身邊元器件連焊的現(xiàn)象。

二.表面裝配技術(shù)

1.簡(jiǎn)介

表面裝配技術(shù)（SurfaceMountedTechnology），簡(jiǎn)稱SMT。是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。[1]

表面裝配技術(shù)有非常多優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)微型化；電氣性能大大提高；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、大批量、高效率生產(chǎn)；材料成本、生產(chǎn)成本普遍落低；產(chǎn)品質(zhì)量提高。

2.封裝方式

貼片式集成電路按照封裝方式能夠分為SO封裝、QFP封裝、PLCC封裝等等，如圖4。

SO（ShortOut-line）封裝——引線比較少的小規(guī)模集成電路大多采納這種小型封裝。SO封裝又分為幾種，芯片寬度小于0.15in、電極引足數(shù)目少于18足的，叫做SOP（ShortOut-linePackage）封裝，常用于多路模擬電子開(kāi)關(guān)。其中薄形封裝的叫作TSOP封裝；0.25in寬的、電極引足數(shù)目在20～44以上的，叫做SOL封裝；SO封裝的引足大部分采納翼形電極，引足間距有1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm和0.5mm；但SOJ型封裝的引足兩邊向內(nèi)鉤回，叫做鉤形（J形）電極，引足數(shù)目在12～48足。[2]

QFP（QuadFlatPackage）封裝——矩形四邊都有電極引足的SMT集成電路叫做QFP封裝，其中PQFP（PlasticQFP）封裝的芯片四角有突出（角耳）。薄形TQFP封裝的厚度差不多落到1.0mm或0.5mm。QFP封裝的芯片普通基本上大規(guī)模集成電路，在商品化的QFP芯片中，電極引足數(shù)目最少的有20足，最多也許達(dá)到300足以上，引足間距最小的是0.4mm（最小極限是0.3mm），最大的是1.27mm。[2]

PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）封裝——這也是一種集成電路的矩形封裝，它的引足四邊向內(nèi)鉤回，呈鉤形（J形）電極，電極引足數(shù)目為16～84個(gè)，間距為1.27mm。[2]

圖4封裝方式

此外，近十年來(lái)又浮現(xiàn)一種新興的封裝方式：BGA封裝如圖5，BGA的全稱是BallGridArray（球柵陣列結(jié)構(gòu)的PCB）。BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面，BGA技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是I/O引足數(shù)盡管增加了，但引足間距并沒(méi)有減小反而增加了，從而提高了組裝成品率；盡管它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片法焊接，從而能夠改善它的電熱性能；厚度和分量都較往常的封裝技術(shù)有所減少；寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高；組裝可用共面焊接，可靠性高。

圖5BGA封裝

3.工藝流程

SMT生產(chǎn)電子設(shè)備要緊包括錫膏印刷機(jī)、元器件貼片機(jī)、再流焊機(jī)和自動(dòng)焊接質(zhì)量檢測(cè)裝置。

（1）涂膏工藝：涂膏工序位于SMT生產(chǎn)線的最前端，利用錫膏印刷機(jī)舉行涂膏，其作用是將焊膏涂在SMT電路板的焊盤(pán)上，為元器件的裝貼和焊接做預(yù)備。

（2）貼裝：用貼片機(jī)將表面組裝元器件準(zhǔn)確安裝到SMT電路板的固定位置上。

（3）固化：其作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與電路板堅(jiān)固粘接在一起。

（4）再流焊接：利用再流焊機(jī)舉行焊接其作用是將焊膏融化，使表面組裝元器件與PCB板堅(jiān)固粘接在一起。[3]

（5）清洗：利用乙醇、去離子水或其他有機(jī)溶劑舉行清洗，其作用是將組裝好的電路板上面的對(duì)人體有害的焊接殘留物（如助焊劑等）除去。

（6）檢測(cè)：其作用是對(duì)組裝好的電路板舉行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測(cè)。

（7）返修：其作用是對(duì)檢測(cè)浮現(xiàn)故障的電路板舉行返工。

三.結(jié)語(yǔ)

以上介紹的算是當(dāng)今電子產(chǎn)品創(chuàng)造過(guò)程的要緊工藝，隨著時(shí)代的進(jìn)展，科技的進(jìn)步，電子產(chǎn)品創(chuàng)造工藝必將有廣大的前景和進(jìn)展空間，它將為人們提供更大的便利，制造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

1./

2.陳振源，《電子產(chǎn)品創(chuàng)造技術(shù)》，人民郵電出版社，2007

3.鮮飛，《表面組裝技術(shù)的進(jìn)展》，烽火通信科技股份有限公司，湖北武漢430074

4.ToruIshida,AdvancedSubstrateandPackagingTechnology,DeviceEngineeringDevelopmentCen