SM工程師必備基礎(chǔ)

SMT工程師必備基礎(chǔ)SMT基礎(chǔ)課一、傳統(tǒng)制程簡(jiǎn)介傳統(tǒng)穿孔式電子組裝流程乃是將組件之引腳插入PCB的導(dǎo)孔固定之后，利用波峰焊(WaveSoldering)的制程，如圖一所示，經(jīng)過(guò)助焊劑涂布、預(yù)熱、焊錫涂布、檢測(cè)與清潔等步驟而完成整個(gè)焊接流程。圖一.波峰焊制程之流程二、表面黏著技術(shù)簡(jiǎn)介由于電子工業(yè)之產(chǎn)品隨著時(shí)間和潮流不斷的將其產(chǎn)品設(shè)計(jì)成短小輕便，相對(duì)地促使各種零組件的體積及重量愈來(lái)愈小，其功能密度也相對(duì)提高，以符合時(shí)代潮流及客戶需求，在此變遷影響下，表面黏著組件即成為PCB上之主要組件，其主要特性是可大幅節(jié)省空間，以取代傳統(tǒng)浸焊式組件(DualInLinePackage；DIP).表面黏著組裝制程主要包括以下幾個(gè)主要步驟:錫膏印刷、組件置放、回流焊接.其各步驟概述如下：錫膏印刷(StencilPrinting)：錫膏為表面黏著組件與PCB相互連接導(dǎo)通的接著材料，首先將鋼板透過(guò)蝕刻或雷射切割后，由印刷機(jī)的刮刀(squeegee)將錫膏經(jīng)鋼板上之開(kāi)孔印至PCB的焊墊上，以便進(jìn)入下一步驟。組件置放(ComponentPlacement)：組件置放是整個(gè)SMT制程的主要關(guān)鍵技術(shù)及工作重心，其過(guò)程使用高精密的自動(dòng)化置放設(shè)備，經(jīng)由計(jì)算機(jī)編程將表面黏著組件準(zhǔn)確的置放在已印好錫膏的PCB的焊墊上。由于表面黏著組件之設(shè)計(jì)日趨精密，其接腳的間距也隨之變小，因此置放作業(yè)的技術(shù)層次之困難度也與日俱增。回流焊接(ReflowSoldering)：回流焊接是將已置放表面黏著組件的PCB，經(jīng)過(guò)回流爐先行預(yù)熱以活化助焊劑，再提升其溫度至183℃使錫膏熔化，組件腳與PCB的焊墊相連結(jié)，再經(jīng)過(guò)降溫冷卻，使焊錫固化，即完成表面黏著組件與PCB的接合。三.SMT設(shè)備簡(jiǎn)介1.

StencilPrinting:

MPM3000/MPM2000/PVⅡ2.

ComponentPlacement:

FUJI(CP643E/CP742ME&QP242E/QP341E)

3.

ReflowSoldering:

FURUKAWA(XN-425PHG/XN-445PZ/XNⅡ-651PZ)

ETC410,ETC411.四.SMT常用名稱解釋SMT:surfacemountedtechnology(表面貼裝技術(shù)):直接將表面黏著元器件貼裝,焊接到印刷電路板表面規(guī)定位置上的組裝技術(shù).SMD:surfacemounteddevices(表面貼裝組件):外形為矩形片狀,圓柱行狀或異形,其焊端或引腳制作在同一平面內(nèi),并適用于表面黏著的電子組件.Reflowsoldering(回流焊接):通過(guò)重新熔化預(yù)先分配到印刷電路板焊墊上的膏狀錫膏,實(shí)現(xiàn)表面黏著組件端子或引腳與印刷電路板焊墊之間機(jī)械與電氣連接.Chip:rectangularchipcomponent(矩形片狀元件):兩端無(wú)引線,有焊端,外形為薄片矩形的表面黏著元器件.SOP:smalloutlinepackage(小外形封裝):小型模壓塑料封裝,兩側(cè)具有翼形或J形短引腳的一種表面組裝元器件.QFP:quadflatpack(四邊扁平封裝):四邊具有翼形短引腳,引腳間距:1.00,0.80,0.65,0.50,0.40,0.30mm等的塑料封裝薄形表面組裝集體電路.BGA:Ballgridarray(球柵列陣):集成電路的包裝形式，其輸入輸出點(diǎn)是在組件底面上按柵格樣式排列的錫球。五.組件包裝方式.料條(magazine/stick)(裝運(yùn)管)-主要的組件容器：料條由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料構(gòu)成，擠壓成滿足現(xiàn)在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的可應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)外形。料條尺寸為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)裝配設(shè)備提供適當(dāng)?shù)慕M件定位與方向。料條以單個(gè)料條的數(shù)量組合形式包裝和運(yùn)輸。托盤(tray)-主要的組件容器：托盤由碳粉或纖維材料制成，這些材料基于專用托盤的最高溫度率來(lái)選擇的。設(shè)計(jì)用于要求暴露在高溫下的組件(潮濕敏感組件)的托盤具有通常150°C或更高的耐溫。托盤鑄塑成矩形標(biāo)準(zhǔn)外形，包含統(tǒng)一相間的凹穴矩陣。凹穴托住組件，提供運(yùn)輸和處理期間對(duì)組件的保護(hù)。間隔為在電路板裝配過(guò)程中用于貼裝的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)自動(dòng)化裝配設(shè)備提供準(zhǔn)確的組件位置。托盤的包裝與運(yùn)輸是以單個(gè)托盤的組合形式，然后堆迭和捆綁在一起，具有一定剛性。一個(gè)空蓋托盤放在已裝組件和堆迭在一起的托盤上。帶卷(tape-and-reel)-主要組件容器：典型的帶卷結(jié)構(gòu)都是設(shè)計(jì)來(lái)滿足現(xiàn)代工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。有兩個(gè)一般接受的覆蓋帶卷包裝結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。EIA-481應(yīng)用于壓紋結(jié)構(gòu)(embossed)，而EIA-468應(yīng)用于徑向引線(radialleaded)的組件。到目前為止，對(duì)于有源(active)IC的最流行的結(jié)構(gòu)是壓紋帶(embossedtape).六.為什幺在表面貼裝技術(shù)中應(yīng)用免清洗流程？1.

生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水，帶來(lái)水質(zhì)、大地以至動(dòng)植物的污染。2.

除了水清洗外，應(yīng)用含有氯氟氫的有機(jī)溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對(duì)空氣、大氣層進(jìn)行污染、破壞。3.

清洗劑殘留在機(jī)板上帶來(lái)腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)素。4.

減低清洗工序操作及機(jī)器保養(yǎng)成本。5.

免清洗可減少組板(PCBA)在移動(dòng)與清洗過(guò)程中造成的傷害。仍有部分組件不堪清洗。6.

助焊劑殘留量已受控制，能配合產(chǎn)品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態(tài)的問(wèn)題。7.

殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產(chǎn)生漏電，導(dǎo)致任何傷害。8.

免洗流程已通過(guò)國(guó)際上多項(xiàng)安全測(cè)試，證明助焊劑中的化學(xué)物質(zhì)是穩(wěn)定的、無(wú)腐蝕性的"正確的溫度曲線將保證高品質(zhì)的焊接錫點(diǎn)。"

在使用表面貼裝元件的印刷電路板(PCB)裝配中，要得到優(yōu)質(zhì)的焊點(diǎn)，一條優(yōu)化的回流溫度曲線是最重要的因素之一。溫度曲線是施加于電路裝配上的溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)，當(dāng)在笛卡爾平面作圖時(shí)，回流過(guò)程中在任何給定的時(shí)間上，代表PCB上一個(gè)特定點(diǎn)上的溫度形成一條曲線。

幾個(gè)參數(shù)影響曲線的形狀，其中最關(guān)鍵的是傳送帶速度和每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定。帶速?zèng)Q定機(jī)板暴露在每個(gè)區(qū)所設(shè)定的溫度下的持續(xù)時(shí)間，增加持續(xù)時(shí)間可以允許更多時(shí)間使電路裝配接近該區(qū)的溫度設(shè)定。每個(gè)區(qū)所花的持續(xù)時(shí)間總和決定總共的處理時(shí)間。

每個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定影響PCB的溫度上升速度，高溫在PCB與區(qū)的溫度之間產(chǎn)生一個(gè)較大的溫差。增加區(qū)的設(shè)定溫度允許機(jī)板更快地達(dá)到給定溫度。因此，必須作出一個(gè)圖形來(lái)決定PCB的溫度曲線。接下來(lái)是這個(gè)步驟的輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。

在開(kāi)始作曲線步驟之前，需要下列設(shè)備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于PCB的工具和錫膏參數(shù)表?？蓮拇蠖鄶?shù)主要的電子工具供應(yīng)商買到溫度曲線附件工具箱，這工具箱使得作曲線方便，因?yàn)樗克璧母郊?除了曲線儀本身)。

現(xiàn)在許多回流焊機(jī)器包括了一個(gè)板上測(cè)溫儀，甚至一些較小的、便宜的臺(tái)面式爐子。測(cè)溫儀一般分為兩類：實(shí)時(shí)測(cè)溫儀，即時(shí)傳送溫度/時(shí)間數(shù)據(jù)和作出圖形；而另一種測(cè)溫儀采樣儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然后上載到計(jì)算機(jī)。

熱電偶必須長(zhǎng)度足夠，并可經(jīng)受典型的爐膛溫度。一般較小直徑的熱電偶，熱質(zhì)量小響應(yīng)快，得到的結(jié)果精確。

有幾種方法將熱電偶附著于PCB，較好的方法是使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點(diǎn)盡量最小。另一種可接受的方法，快速、容易和對(duì)大多數(shù)應(yīng)用足夠準(zhǔn)確，少量的熱化合物(也叫熱導(dǎo)膏或熱油脂)斑點(diǎn)覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶(如Kapton)粘住。

還有一種方法來(lái)附著熱電偶，就是用高溫膠，如氰基丙烯酸鹽粘合劑，此方法通常沒(méi)有其它方法可靠。附著的位置也要選擇，通常最好是將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間。(圖一、將熱電偶尖附著在PCB焊盤和相應(yīng)的元件引腳或金屬端之間)

錫膏特性參數(shù)表也是必要的，其包含的信息對(duì)溫度曲線是至關(guān)重要的，如：所希望的溫度曲線持續(xù)時(shí)間、錫膏活性溫度、合金熔點(diǎn)和所希望的回流最高溫度。

開(kāi)始之前，必須理想的溫度曲線有個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。理論上理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。爐的溫區(qū)越多，越能使溫度曲線的輪廓達(dá)到更準(zhǔn)確和接近設(shè)定。大多數(shù)錫膏都能用四個(gè)基本溫區(qū)成功回流。

(圖二、理論上理想的回流曲線由四個(gè)區(qū)組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻)

預(yù)熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來(lái)將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過(guò)每秒2~5°C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過(guò)度，沒(méi)有足夠的時(shí)間使PCB達(dá)到活性溫度。爐的預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的25~33%。

活性區(qū)，有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū)，這個(gè)區(qū)一般占加熱通道的33~50%，有兩個(gè)功用，第一是，將PCB在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫，允許不同質(zhì)量的元件在溫度上同質(zhì)，減少它們的相當(dāng)溫差。第二個(gè)功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是120~150°C，如果活性區(qū)的溫度設(shè)定太高，助焊劑沒(méi)有足夠的時(shí)間活性化，溫度曲線的斜率是一個(gè)向上遞增的斜率。雖然有的錫膏制造商允許活性化期間一些溫度的增加，但是理想的曲線要求相當(dāng)平穩(wěn)的溫度，這樣使得PCB的溫度在活性區(qū)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)是相等的。市面上有的爐子不能維持平坦的活性溫度曲線，選擇能維持平坦的活性溫度曲線的爐子，將提高可焊接性能，使用者有一個(gè)較大的處理窗口。回流區(qū)，有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。這個(gè)區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點(diǎn)溫度低一點(diǎn)，而峰值溫度總是在熔點(diǎn)上。典型的峰值溫度范圍是205~230°C，這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)使其溫升斜率超過(guò)每秒2~5°C，或達(dá)到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起PCB的過(guò)分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性。

今天，最普遍使用的合金是Sn63/Pb37，這種比例的錫和鉛使得該合金共晶。共晶合金是在一個(gè)特定溫度下熔化的合金，非共晶合金有一個(gè)熔化的范圍，而不是熔點(diǎn)，有時(shí)叫做塑性裝態(tài)。本文所述的所有例子都是指共晶錫/鉛，因?yàn)槠涫褂脧V泛，該合金的熔點(diǎn)為183°C。

理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系。越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點(diǎn)達(dá)到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。

作溫度曲線的第一個(gè)考慮參數(shù)是傳輸帶的速度設(shè)定，該設(shè)定將決定PCB在加熱通道所花的時(shí)間。典型的錫膏制造廠參數(shù)要求3~4分鐘的加熱曲線，用總的加熱通道長(zhǎng)度除以總的加熱感溫時(shí)間，即為準(zhǔn)確的傳輸帶速度，例如，當(dāng)錫膏要求四分鐘的加熱時(shí)間，使用六英尺加熱通道長(zhǎng)度，計(jì)算為：6英尺÷4分鐘=每分鐘1.5英尺=每分鐘18英寸。

接下來(lái)必須決定各個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定，重要的是要了解實(shí)際的區(qū)間溫度不一定就是該區(qū)的顯示溫度。顯示溫度只是代表區(qū)內(nèi)熱敏電偶的溫度，如果熱電偶越靠近加熱源，顯示的溫度將相對(duì)比區(qū)間溫度較高，熱電偶越靠近PCB的直接通道，顯示的溫度將越能反應(yīng)區(qū)間溫度。明智的是向爐子制造商咨詢了解清楚顯示溫度和實(shí)際區(qū)間溫度的關(guān)系。本文中將考慮的是區(qū)間溫度而不是顯示溫度。表一列出的是用于典型PCB裝配回流的區(qū)間溫度設(shè)定。表一、典型PCB回流區(qū)間溫度設(shè)定區(qū)間

區(qū)間溫度設(shè)定

區(qū)間末實(shí)際板溫預(yù)熱

210°C(410°F)

140°C(284°F)活性

177°C(350°F)

150°C(302°F)回流

250°C(482°C)

210°C(482°F)

速度和溫度確定后，必須輸入到爐的控制器?？纯词謨?cè)上其它需要調(diào)整的參數(shù)，這些參數(shù)包括冷卻風(fēng)扇速度、強(qiáng)制空氣沖擊和惰性氣體流量。一旦所有參數(shù)輸入后，啟動(dòng)機(jī)器，爐子穩(wěn)定后(即，所有實(shí)際顯示溫度接近符合設(shè)定參數(shù))可以開(kāi)始作曲線。下一部將PCB放入傳送帶，觸發(fā)測(cè)溫儀開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)。為了方便，有些測(cè)溫儀包括觸發(fā)功能，在一個(gè)相對(duì)低的溫度自動(dòng)啟動(dòng)測(cè)溫儀，典型的這個(gè)溫度比人體溫度37°C(98.6°F)稍微高一點(diǎn)。例如，38°C(100°F)的自動(dòng)觸發(fā)器，允許測(cè)溫儀幾乎在PCB剛放入傳送帶進(jìn)入爐時(shí)開(kāi)始工作，不至于熱電偶在人手上處理時(shí)產(chǎn)生誤觸發(fā)。

一旦最初的溫度曲線圖產(chǎn)生，可以和錫膏制造商推薦的曲線或圖二所示的曲線進(jìn)行比較。首先，必須證實(shí)從環(huán)境溫度到回流峰值溫度的總時(shí)間和所希望的加熱曲線居留時(shí)間相協(xié)調(diào)，如果太長(zhǎng)，按比例地增加傳送帶速度，如果太短，則相反。

下一步，圖形曲線的形狀必須和所希望的相比較(圖二)，如果形狀不協(xié)調(diào)，則同下面的圖形(圖三~六)進(jìn)行比較。選擇與實(shí)際圖形形狀最相協(xié)調(diào)的曲線。應(yīng)該考慮從左道右(流程順序)的偏差，例如，如果預(yù)熱和回流區(qū)中存在差異，首先將預(yù)熱區(qū)的差異調(diào)正確，一般最好每次調(diào)一個(gè)參數(shù)，在作進(jìn)一步調(diào)整之前運(yùn)行這個(gè)曲線設(shè)定。這是因?yàn)橐粋€(gè)給定區(qū)的改變也將影響隨后區(qū)的結(jié)果。我們也建議新手所作的調(diào)整幅度相當(dāng)較小一點(diǎn)。一旦在特定的爐上取得經(jīng)驗(yàn)，則會(huì)有較好的"感覺(jué)"來(lái)作多大幅度的調(diào)整。

圖三、預(yù)熱不足或過(guò)多的回流曲線

圖四、活性區(qū)溫度太高或太低

圖五、回流太多或不夠

圖六、冷卻過(guò)快或不夠

當(dāng)最后的曲線圖盡可能的與所希望的圖形相吻合，應(yīng)該把爐的參數(shù)記錄或儲(chǔ)存以備后用。雖然這個(gè)過(guò)程開(kāi)始很慢和費(fèi)力，但最終可以取得熟練和速度，結(jié)果得到高品質(zhì)的PCB的高效率的生產(chǎn)。理解錫膏的回流過(guò)程當(dāng)錫膏至于一個(gè)加熱的環(huán)境中，錫膏回流分為五個(gè)階段，1.首先，用于達(dá)到所需粘度和絲印性能的溶劑開(kāi)始蒸發(fā)，溫度上升必需慢(大約每秒2-3°C)，以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些組件對(duì)內(nèi)部應(yīng)力比較敏感，如果組件外部溫度上升太快，會(huì)造成斷裂。2.助焊劑活躍，化學(xué)清洗行動(dòng)開(kāi)始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會(huì)發(fā)生同樣的清洗行動(dòng)，只不過(guò)溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點(diǎn)要求"清潔"的表面。3.當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨(dú)熔化，并開(kāi)始液化和表面吸錫的過(guò)程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開(kāi)始形成錫焊點(diǎn)。4.這個(gè)階段最為重要，當(dāng)單個(gè)的焊錫顆粒全部熔化后，結(jié)合一起形成液態(tài)錫，這時(shí)表面張力作用開(kāi)始形成焊腳表面，如果組件引腳與PCB焊盤的間隙超過(guò)4mil，則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開(kāi)，即造成錫點(diǎn)開(kāi)路。5.冷卻階段，如果冷卻快，錫點(diǎn)強(qiáng)度會(huì)稍微大一點(diǎn)，但不可以太快而引起組件內(nèi)部的溫度應(yīng)力。

回流焊接要求總結(jié)：重要的是有充分的緩慢加熱來(lái)安全地蒸發(fā)溶劑，防止錫珠形成和限制由于溫度膨脹引起的組件內(nèi)部應(yīng)力，造成斷裂痕可靠性問(wèn)題。其次，助焊劑活躍階段必須有適當(dāng)?shù)臅r(shí)間和溫度，允許清潔階段在焊錫顆粒剛剛開(kāi)始熔化時(shí)完成。時(shí)間溫度曲線中焊錫熔化的階段是最重要的，必須充分地讓焊錫顆粒完全熔化，液化形成冶金焊接，剩余溶劑和助焊劑殘余的蒸發(fā)，形成焊腳表面。此階段如果太熱或太長(zhǎng)，可能對(duì)組件和PCB造成傷害。錫膏回流溫度曲線的設(shè)定，最好是根據(jù)錫膏供貨商提供的資料進(jìn)行，同時(shí)把握組件內(nèi)部溫度應(yīng)力變化原則，即加熱溫升速度小于每秒2-3°C，和冷卻溫降速度小于5°C。PCB裝配如果尺寸和重量很相似的話，可用同一個(gè)溫度曲線。重要的是要經(jīng)常甚至每天檢測(cè)溫度曲線是否正確。SMT焊膏印刷的質(zhì)量控制

摘要：表面安裝工藝流程的關(guān)鍵工序之一就是焊膏印刷。其控制直接影響著組裝板的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)焊膏的特性、模板設(shè)計(jì)制造、以及印刷設(shè)備工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)定等方面，對(duì)焊膏印刷質(zhì)量的控制作初步探討。關(guān)鍵詞：焊膏模板印刷機(jī)刮刀焊膏印刷工藝是SMT的關(guān)鍵工藝，其印刷質(zhì)量直接影響印制板組裝件的質(zhì)量，尤其是對(duì)含有0.65mm以下引腳細(xì)微間距的IC器件貼裝工藝，對(duì)焊膏印刷的要求更高。而這些都要受到焊膏印刷機(jī)的功能、模板設(shè)計(jì)和選用、焊膏的選擇以及由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所設(shè)定的參數(shù)的控制。本文就這些方面論述一下如何控制焊膏印刷質(zhì)量。1、焊膏要求

1、1良好的印刷性焊膏的粘度與顆粒大小是其主要性能。焊膏的粘度過(guò)大，易造成焊膏不容易印刷到模板開(kāi)孔的底部，而且還會(huì)粘到刮刀上。焊膏的粘度過(guò)代，則不容易控制焊膏的沉積形狀，印刷后會(huì)塌陷，這樣較易產(chǎn)生橋接，同時(shí)粘度過(guò)代在使用軟刮刀或刮刀壓力較大時(shí)，會(huì)使焊膏從模板開(kāi)孔被刮走，從而形成凹型焊膏沉積，使焊料不足而造成虛焊。焊膏粘度過(guò)大一般是由于配方原因。粘度過(guò)低則可以通過(guò)改變印刷溫度和刮刀速度來(lái)調(diào)節(jié)，溫度和刮刀速度降低會(huì)使焊膏粒度增大。通常認(rèn)為對(duì)細(xì)間距印刷焊膏最佳粘度范圍是800pa·s─1300pa·s，而普通間距常用的粘度范圍是500pa·s─900pa·s。焊膏的顆粒形狀，直徑大小及其均勻性也影響其印刷性能。一般焊膏顆粒為圓球形，直徑約為模板開(kāi)口尺寸的1/5，而且顆粒的直徑應(yīng)均勻一致，其最大尺寸與最小尺寸的顆粒數(shù)不應(yīng)超過(guò)10%，這樣才能提高印刷的均勻性和分辨率。我們可以從表1中了解焊膏的選擇與器件間距的相應(yīng)關(guān)系。表1焊膏的選擇與器件間距的關(guān)系焊膏尺寸范圍（um）目數(shù)器件間距35-25-400/+5000.20-0.40<20-500<0.2

1、2良好的粘結(jié)性焊膏的粘結(jié)性除與焊膏顆粒、直徑大小有關(guān)外，主要取決于焊膏中助焊劑系統(tǒng)的成分以及其它的添加劑的配比量。焊膏良好的粘結(jié)性使其印刷時(shí)對(duì)焊盤的粘附力大于模板開(kāi)口側(cè)面的粘附力，使焊膏牢固的粘附在焊盤上，改善脫模性，粘接性好且能保持足夠的時(shí)間，可使元件貼裝時(shí)減少飛片或掉片。

1、3良好的焊接性用于印刷的焊膏，典型金屬含量為90%。焊膏的焊球必須符合無(wú)氧化物等級(jí)，即氧化物含量<0.1%，包括表面吸附氧在內(nèi)的氧化物總含理=<0.04%。焊膏印后保存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，印刷周期過(guò)長(zhǎng)都會(huì)因熔劑等物質(zhì)揮發(fā)而增加氧化程度，影響焊料的潤(rùn)濕性。焊膏應(yīng)在5-10℃保存，在22-25℃時(shí)使用。根據(jù)焊膏的性能和使用要求，可參考以下幾點(diǎn)選用適宜的焊膏：

1）焊膏的活性可根據(jù)PCB表面清潔程度來(lái)決定，一般采用RMA級(jí)，必要時(shí)采用RA級(jí)；

2）根據(jù)不同的涂覆方法選用不同粘度的焊膏；

3）精細(xì)間距印刷時(shí)選用球形細(xì)顆粒焊膏；

4）雙面焊接時(shí)，第一面采用高熔點(diǎn)焊膏，第二面采用低熔點(diǎn)焊膏，保證兩者相差30-40℃，以防止

第一面已焊元器件脫落；

5）當(dāng)焊接熱敏元件時(shí)，應(yīng)采用含鉍的低熔點(diǎn)焊膏；

6）采用免清洗工藝時(shí)，要用不含氯離子或其他強(qiáng)腐蝕性化合物焊膏。

7）還要求焊膏回流焊后有良好的清潔性，極少產(chǎn)生焊料球，有足夠的焊接強(qiáng)度。2、模板模板是焊膏印刷的基本工具。可分為三種主要類型：絲網(wǎng)模板、全金屬模板和柔性金屬模板。絲網(wǎng)模板制作簡(jiǎn)單，適合于小批量的產(chǎn)品，缺點(diǎn)是孔眼通過(guò)絲網(wǎng)不容易看到焊盤，定位困難，而通過(guò)絲網(wǎng)的焊膏只有孔眼的60%左右，容易堵塞。模板的開(kāi)口尺寸與模板厚度密切相關(guān)，過(guò)厚，會(huì)導(dǎo)致焊膏的脫模不良，且易造成焊點(diǎn)橋接；過(guò)薄，則很難滿足粗細(xì)間距混裝的組裝板的要求。選用參見(jiàn)表2

器件類型引線間距（mm）焊盤寬度（mm）模板開(kāi)口尺寸（mm）模板厚度（mm）通用SMT器件（注）BGA1.27

0.64

0.58

0.20-0.25

0.65

0.35

0.30-0.33

0.15-0.18

0.50

0.30

0.22-0.25

0.12-0.15

0.40

0.22

0.18-0.20

0.10-0.12

0.30

0.18

0.12-0.15

0.10

1.27

0.80

0.76

0.20-0.25

1.00

0.63

0.56

0.15-0.20

0.50

0.25

0.23

0.12-0.19

FlipＣhip

注：包括SOIC、PLCC、TSOP、QFP等通用器件模板開(kāi)口一般通過(guò)化學(xué)蝕刻，激光束切割以及電鑄等方法制造。在制造過(guò)程中均以取得光滑一致的開(kāi)口側(cè)壁為目標(biāo)。模板可采用有焊盤孔眼的錫青銅、鈹青銅、不銹鋼、箔片等材料制作。不銹鋼是激光切割來(lái)制造模板最常用的材料，經(jīng)激光束切割后獲得的模板開(kāi)口可以自然形成錐形內(nèi)壁，有助于焊膏的釋放這一特點(diǎn)對(duì)于細(xì)間距印刷尤為重要。另外，還可以通過(guò)電拋光或鍍鎳的方法使開(kāi)口內(nèi)壁更光滑致。柔性金屬模板是非曲直絲網(wǎng)模板與全金屬模板的結(jié)合，將蝕刻后的金屬模板四周打孔，尺寸范圍控制在15-20mm之間，用于小接固定在絲網(wǎng)上，周圍用膠帶固定。這種制做工藝簡(jiǎn)單，成本低，能滿足中小批量的生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)外采用這類模板的最多。金屬模板四周距鋁框架的距離不能太大，保證纖維拉緊超過(guò)彈性點(diǎn)，具有一定柔性，一般將距離控制在50-75mm。3、印刷機(jī)的選擇焊膏印刷機(jī)主要執(zhí)行兩大功能，模板與PCB的精確定位及刮刀的參數(shù)控制。目前，印刷機(jī)發(fā)展迅速，大多數(shù)采用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)PCB上的基準(zhǔn)點(diǎn)的自動(dòng)定位來(lái)完成印刷前的快速調(diào)整。MPM公司的Utraprint2000焊膏印刷機(jī)采用先進(jìn)的上下照視及光學(xué)技術(shù)，為快速準(zhǔn)確的定位提供了精巧的閉路反蝕系統(tǒng)，并且有3D高度探測(cè)系統(tǒng)以每秒12-14個(gè)焊盤的速度精確測(cè)量焊膏高度，可印刷的PCB為0.381-12.7mm最小間距0.3mm。適合于生產(chǎn)規(guī)模較大，產(chǎn)品要求較高的用戶。對(duì)于批量較小，品種較多的用戶來(lái)說(shuō)，選擇半自動(dòng)/手動(dòng)印刷機(jī)靈活性好，價(jià)格比較經(jīng)濟(jì)，操作過(guò)程簡(jiǎn)單。4、印刷工藝參數(shù)的設(shè)定

4、1刮刀的類型不同廠家使用的刮刀類型不同，同時(shí)焊膏的差異也會(huì)要求使用不同的刮刀。刮刀的類型有三種。

4、2刮刀的調(diào)整a）刮刀運(yùn)行角度θ一般為60-65o時(shí)焊膏印刷的品質(zhì)最佳。焊膏的傳統(tǒng)印刷方法是刮刀沿模板的X或Y方向以90o角運(yùn)行，這往往導(dǎo)致于器件在開(kāi)口不同走向上焊訓(xùn)量的不同。我們經(jīng)多次印刷試驗(yàn)證明，刮刀以45o的方向進(jìn)行印刷可明顯改善焊膏不同模板開(kāi)口走向上的失衡現(xiàn)象，同時(shí)還可以減少對(duì)細(xì)間距的模板開(kāi)口的損壞。b）刮刀壓力并非只取決于氣壓缸行程要調(diào)整到最佳刮刀壓力，還必須注意刮刀平行度。壓力一般為30N/mm2。

4、3印刷速度焊膏在刮刀的推動(dòng)下會(huì)在模板上向前滾動(dòng)。印刷速度快有利于模板的回彈，但同時(shí)會(huì)阻礙焊膏向PCB的焊盤上傳遞，而速度過(guò)慢，焊膏在模板上將不會(huì)滾動(dòng)，引起焊盤上所印的焊膏分辨率不良，通常對(duì)于細(xì)間距的印刷速度范圍為25-30mm/s，對(duì)于粗間距的印刷速度為25-50mm/s。

4、4印刷方式目前最普遍的印刷方式分為接觸式印刷和非接觸式印刷。模板與PCB之間存在間隙的印刷方式為非接觸式印刷。一般間隙值為0.5-1.5mm，其優(yōu)點(diǎn)是適合不同粘度焊膏。焊膏是被刮刀推入模板開(kāi)孔與PCB焊盤接觸，在刮刀慢慢移開(kāi)之后，模板即會(huì)與PCB自動(dòng)分離，這樣可以減少由于真空漏氣而造成模板污染的困擾。模板與PCB之間沒(méi)有間隙的印刷方式稱之為接觸式印刷。它要求整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，適用于印刷高精度的焊膏，模板與PCB保持非常平坦的接觸，在印刷守后才與PCB脫離，因而該方式達(dá)到的印刷精度，尤適用于細(xì)間距、超細(xì)間距的焊膏印刷。隨著鋼板的廣泛應(yīng)用，以及元器件向小而密方向的發(fā)展，接觸式印刷因其高的印刷精度而普遍采用。

4、5印刷效果的評(píng)定理想的印刷效果為下圖所示狀態(tài)。因素印刷結(jié)果

刮刀硬度

好

略硬

太硬

軟刮刀速度

好

略快

太快

略慢印刷壓力好

好太大太小PCB的安規(guī)要求交流電源進(jìn)線，保險(xiǎn)絲之前兩線最小安全距離不小于6MM，兩線與機(jī)殼或機(jī)內(nèi)接地最小安全距離不小于8MM。（2）保險(xiǎn)絲后的走線要求：零、火線最小爬電距離不小于3MM。（3）高壓區(qū)與低壓區(qū)的最小爬電距離不小于8MM，不足8MM或等于8MM的。須開(kāi)2MM的安全槽。（4）高壓區(qū)須有高壓示警標(biāo)識(shí)的絲印，即有感嘆號(hào)在內(nèi)的三角形符號(hào)；高壓區(qū)須用絲印框住，框條絲印須不小于3MM寬。（5）高壓整流濾波的正負(fù)之間的最小安全距離不小于2MMPCB設(shè)計(jì)技巧FAQ（1）以下是《電子工程專輯》網(wǎng)站論壇PCB設(shè)計(jì)技巧所有FAQ，飛越無(wú)限版主整理并共享。Q:請(qǐng)問(wèn)就你個(gè)人觀點(diǎn)而言：針對(duì)模擬電路（微波、高頻、低頻）、數(shù)字電路（微波、高頻、低頻）、模擬和數(shù)字混合電路（微波、高頻、低頻），目前PCB設(shè)計(jì)哪一種EDA工具有較好的性能價(jià)格比（含仿真）？可否分別說(shuō)明。A:限于本人應(yīng)用的了解，無(wú)法深入地比較EDA工具的性能價(jià)格比，選擇軟件要按照所應(yīng)用范疇來(lái)講，我主張的原則是夠用就好。常規(guī)的電路設(shè)計(jì)，INNOVEDA的PADS就非常不錯(cuò)，且有配合用的仿真軟件，而這類設(shè)計(jì)往往占據(jù)了70%的應(yīng)用場(chǎng)合。在做高速電路設(shè)計(jì)，模擬和數(shù)字混合電路，采用Cadence的解決方案應(yīng)該屬于性能價(jià)格比較好的軟件，當(dāng)然Mentor的性能還是非常不錯(cuò)的，特別是它的設(shè)計(jì)流程管理方面應(yīng)該是最為優(yōu)秀的。以上觀點(diǎn)純屬個(gè)人觀點(diǎn)！Q:當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中既存在有RF小信號(hào)，又有高速時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，通常我們采用數(shù)/模分開(kāi)布局，通過(guò)物理隔離、濾波等方式減少電磁干擾，但是這樣對(duì)于小型化、高集成以及減小結(jié)構(gòu)加工成本來(lái)說(shuō)當(dāng)然不利，而且效果仍然不一定滿意，因?yàn)椴还苁菙?shù)字接地還是模擬接地點(diǎn)，最后都會(huì)接到機(jī)殼地上去，從而使得干擾通過(guò)接地耦合到前端，這是我們非常頭痛的問(wèn)題，想請(qǐng)教專家這方面的措施。A:既有RF小信號(hào)，又有高速時(shí)鐘信號(hào)的情況較為復(fù)雜，干擾的原因需要做仔細(xì)的分析，并相應(yīng)的嘗試用不同的方法來(lái)解決。要按照具體的應(yīng)用來(lái)看，可以嘗試一下以下的方法。0：存在RF小信號(hào)，高速時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，首先是要將電源的供應(yīng)分開(kāi)，不宜采用開(kāi)關(guān)電源，可以選用線性電源。1：選擇RF小信號(hào)，高速時(shí)鐘信號(hào)其中的一種信號(hào)，連接采用屏蔽電纜的方式，應(yīng)該可以。2：將數(shù)字的接地點(diǎn)與電源的地相連（要求電源的隔離度較好）,模擬接地點(diǎn)接到機(jī)殼地上。3：嘗試采用濾波的方式去除干擾。Q:線路板設(shè)計(jì)如果考慮EMC，必定提高不少成本。請(qǐng)問(wèn)如何盡可能的答道EMC要求，又不致帶太大的成本壓力？謝謝。A:在實(shí)際應(yīng)用中僅僅依靠印制板設(shè)計(jì)是無(wú)法從根本上解決問(wèn)題的，但是我們可以通過(guò)印制板來(lái)改善它：合理的器件布局，主要是感性的器件的放置，盡可能的短的布線連接，同時(shí)合理的接地分配，在可能的情況下將板上所有器件的Chassisground用專門的一層連接在一起，設(shè)計(jì)專門的并與設(shè)備的外殼緊密相連的結(jié)合點(diǎn)。在選擇器件時(shí)，應(yīng)就低不就高，用慢不用快的原則。層Q:譯我希爽望P杠CB獅方面批：潮1.柏做P溪CB握的自續(xù)動(dòng)布祖線。父2.哪（1更）+執(zhí)熱分端析欠3.利（1飾）+腿時(shí)序架分析毫4.心（1事）+腥阻抗煉分析款5.碧（1宣）+民（2第）+黃（3均）饅6.雅（1餃）+貴（3類）+書(shū)（4慕）瘦7.糾（1塵）+須（2糾）+春（3舒）+傷（4慧）稿我應(yīng)化當(dāng)如及何選羨擇，粱才能蘇得到丘最好批的性略價(jià)比午。我系希望辭PL備D方飛面：榜V余HD宰L編咽程-妖-》府仿真扔--煎》綜儀合-余-》抖下載暑等步逼驟，舒我是腸分別欠用獨(dú)鼻立的鑄工具燒好？改還是絨用P犬LD避芯片賢廠家盛提供醫(yī)的集湯成環(huán)框境好侄？株A:朝殊目前述的p蹲cb脈設(shè)計(jì)摸軟件剪中，忍熱分勒析都日不是沾強(qiáng)項(xiàng)擠，所宗以并或不建販議選紐用，揭其它俘的功軍能慨1.四3.餅4刑可以稼選擇財(cái)PA戒DS禿或C貫ad昂en永ce所性能責(zé)價(jià)格晶比都繭不錯(cuò)效。板PL瞎D的早設(shè)計(jì)各的初挖學(xué)者架可以狗采用宮PL趴D芯鋤片廠施家提仇供的給集成注環(huán)境挪，在欺做到語(yǔ)百萬(wàn)災(zāi)門以廟上的貝設(shè)計(jì)該時(shí)可鮮以選證用單邪點(diǎn)工堆具。劣Q:立pc幸b設(shè)移計(jì)中術(shù)需要仗注意史哪些捎問(wèn)題片？旗A:繼PC潤(rùn)B設(shè)辦計(jì)時(shí)旺所要茄注意歌的問(wèn)斤題隨量著應(yīng)慶用產(chǎn)氣品的貸不同諷而不稈同。乖就象錄數(shù)字境電路幕與仿升真電蒸路要燭注意憂的地圖方不帳盡相寺同那隙樣。肢以下禽僅概山略的上幾個(gè)萬(wàn)要注壓意的豎原則豆。怖1、奧PC滿B層鐘疊的疏決定牛；包魄括電初源層侍、地肚層、用走線積層的臂安排鑰，各嶼走線得層的占走線用方向抄等。仇這些凍都會(huì)輪影響修信號(hào)姥品質(zhì)誘，甚她至電佳磁輻強(qiáng)射問(wèn)喪題。舟2、揮電源百和地永相關(guān)羊的走勤線與度過(guò)孔當(dāng)(v糠ia題)要告盡量灘寬，籮盡量疼大。榆3、鋤不同誰(shuí)特性月電路彈的區(qū)冤域配妻置。旬良好蕩的區(qū)近域配荷置對(duì)誕走線龜?shù)碾y槍易，仍甚至貴信號(hào)喂質(zhì)量牢都有曾相當(dāng)抖大的久關(guān)系而。溜4、序要配升合生圍產(chǎn)工焦廠的世制造聽(tīng)工藝誦來(lái)設(shè)品定D臭RC梳(倡De渡si柴gn藝R土ul宰e桑Ch絡(luò)ec莊k)真及與中測(cè)試狐相關(guān)殼的設(shè)匯計(jì)(析如測(cè)批試點(diǎn)來(lái))?？∑渌蹬c電叛氣相射關(guān)所體要注聾意的炊問(wèn)題萍就與勻電路該特性歐有絕縫對(duì)的非關(guān)系貝，例尿如，薯即便剖都是憑數(shù)字陶電路禿，是第否注阻意走廳線的暢特性屬阻抗鄰就要濕視該附電路嘴的速仙度與袖走線自長(zhǎng)短衡而定眠。麗Q:放在高突速P兵CB久設(shè)計(jì)保時(shí)我羅們使屋用的北軟件鞠都只魯不過(guò)娃是對(duì)陸設(shè)置防好的滋EM層C、秋EM扮I規(guī)送則進(jìn)插行檢缸查，袍而設(shè)展計(jì)者殿應(yīng)該皆從那表些方閑面去虹考慮號(hào)EM救C、樣EM服I的系規(guī)則俊呢怎慈樣設(shè)記置規(guī)蒙則呢暴我使工用的防是C歷AD伍EN繁CE井公司勝的軟蠢件。周勒A:容帳一般供EM青I/哪EM尋C設(shè)徐計(jì)時(shí)存需要胞同時(shí)炕考慮找輻射么(r救ad忽ia略te擊d)小與傳范導(dǎo)(險(xiǎn)co菊nd躲uc侮te除d)礙兩個(gè)洞方面勺.德前者召歸屬蜓于頻衣率較納高的域部分擇(>辯30雹MH暫z)維后者逐則是偏較低善頻的異部分惠(<鉛30性MH艇z)洽.遠(yuǎn)所以翻不能免只注殖意高媽頻而堡忽略堵低頻做的部誼分.濁一個(gè)僅好的頁(yè)EM疊I/紀(jì)EM元C設(shè)懲計(jì)必愿須一母開(kāi)始牌布局中時(shí)就誘要考障慮到貧器件辨的位鼓置,形P歲CB極迭層泥的安絨排,屯重?cái)酪?lián)干機(jī)的撓走法壩,穗器件腐的選停擇等詞,共如果籠這些跨沒(méi)有舅事前我有較喜佳的借安排喝,鑒事后書(shū)解決賄則會(huì)奮事倍唐功半億,番增加鏡成本承.糕例如紀(jì)時(shí)鐘狹產(chǎn)生侮器的騾位置廟盡量殊不要勇靠近廚對(duì)外策的連慘接器蛇,占高速叫信號(hào)降盡量徹走內(nèi)蛋層并然注意塘特性閣阻抗蘋匹配釣與參州考層凱的連啄續(xù)以叢減少脂反射大,臺(tái)器件儲(chǔ)所推注的信寄號(hào)之歲斜率窮(s石le呼w霞ra訂te飄)盡捉量小刻以減搶低高倍頻成影分,糕選勝擇去膛耦合菜(d造ec歪ou柿pl衫in逝g/耳by做pa斗ss班)電便容時(shí)姻注意數(shù)其頻潮率響警應(yīng)是欺否符沿合需博求以毫降低折電源幣層噪惹聲.牛另臉外,抓注呆意高駛頻信煙號(hào)電氏流之建回流驚路徑蒙使其低回路燥面積監(jiān)盡量嚷小(腿也就芬是回齊路阻罰抗l知oo杯p緣im郊pe甜da角nc陣e盡丈量小欠)以坐減少仇輻射啄.窗還可揭以用影分割憂地層鈴的方旺式以探控制慮高頻以噪聲種的范六圍.群最躺后,扶適痛當(dāng)?shù)墓线x擇醒PC僅B與斤外殼帶的接趴地點(diǎn)哲(c蹈ha籍ss撲is拳g叮ro謹(jǐn)un窗d)適。壞Q:雞滅線路鐮板設(shè)塌計(jì)如幫果考予慮E深MC劫，必紋定提省高不隙少成丙本。飼請(qǐng)問(wèn)川如何奮盡可咽能的飲答道供EM杯C要檢求，花又不刊致帶嚼太大跟的成總本壓工力？醒謝謝尸。括A:鞏幻PC香B板巾上會(huì)旋因E塘MC殿而增況加的密成本鍬通常雞是因的增加遼地層掌數(shù)目劇以增昏強(qiáng)屏帆蔽效受應(yīng)及逝增加分了f慰er哨ri宏te移b祥ea蕉d、血ch糕ok龜e等鉆抑制鳴高頻刮諧波圾器件杰的緣它故。塵除此醫(yī)之外坑，通惹常還桐是需備搭配帶其它蛾機(jī)構(gòu)請(qǐng)上的風(fēng)屏蔽幟結(jié)構(gòu)冰才能蒼使整雕個(gè)系吸統(tǒng)通灰過(guò)E羅MC賣的要軌求。棒以下蘆僅就紀(jì)PC貓B板芳的設(shè)彎計(jì)技城巧提譯供幾夠個(gè)降逢低電逗路產(chǎn)昂生的粘電磁沈輻射夫效應(yīng)遞?；?、沙盡可淡能選遭用信州號(hào)斜慣率(焰sl貸ew指r數(shù)at耍e)圓較慢療的器露件，步以降鞋低信脖號(hào)所榆產(chǎn)生拿的高朽頻成敞分。欺盆2、閣注意鬼高頻壺器件觀擺放唯的位任置，竿不要但太靠剖近對(duì)溫外的兵連接吸器。依3、紡注意節(jié)高速工信號(hào)沿的阻明抗匹魔配，逃走線盜層及升其回翠流電跨流路裹徑(賣re慚tu搏rn露c饅ur搖re縫nt探p容at巴h)穗，忙以減件少高宅頻的段反射橡與輻狼射。律4、誦在各遷器件裹的電桂源管戚腳放獲置足榆夠與怠適當(dā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