FUKUVI福酷威机器人科(kē)技——SMT工艺流程与要求

来源：原创阅读量：436 发布时间：2020-09-19 17:10:34

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福酷威 FUKUVI福酷威机器人科(kē)技

1.1回流焊工艺流程

回流焊接是指通过融化预先印刷在PCB焊盘上的锡膏，实现表面组装元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和電(diàn)器连接的一种软钎焊工艺。其工艺流程為(wèi)：印刷锡膏--贴片--回流焊接，如下图所示。

1.1.1锡膏印刷

其目的是将适量的锡膏均匀的施加在PCB的焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘再回流焊接时，达到良好的電(diàn)器连接，并具有(yǒu)足够的机械强度。

怎么样保证焊膏均匀的施加在各焊盘上呢(ne)？我们需要制作钢网。锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀(dāo)的作用(yòng)下将锡均匀的涂覆在各焊盘上。钢网图实例如下图所示。

锡膏印刷示意图如下图所示。

印刷好锡膏的PCB如下图所示。

1.1.2贴片

本工序是用(yòng)贴装机将片式元器件准确的贴装到印好锡膏或贴片胶的PCB表面相应的位置。

贴片机按照功能(néng)可(kě)分(fēn)為(wèi)两种类型：

A高速机：适用(yòng)于贴装小(xiǎo)型大量的组件：如電(diàn)容，電(diàn)阻等，也可(kě)贴装一些IC组件，但精度收到限制。

B泛用(yòng)机：适用(yòng)于贴装异性的或精密度高的组件：如QFP，BGA，SOT，SOP，PLCC等。

贴片机设备图如下图所示。

贴片后的PCB如下图所示。

1.1.3回流焊接

回流焊是英文(wén)Reflow Soldring的直译，是通过熔化電(diàn)路板焊盘上的锡膏，实现表面组装元器件焊端与PCB焊盘之间机械与電(diàn)气连接，形成電(diàn)气回路。

回流焊作為(wèi)SMT生产中的关键工序，合理(lǐ)的温度曲線(xiàn)设置是保证回流焊质量的关键。不恰当的温度曲線(xiàn)会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多(duō)等焊接缺陷，影响产品质量。

回流焊接炉设备图如下图所示。

经过回流炉，回流焊接完成的PCB如下图所示。

1.2波峰焊工艺流程

波峰焊一般是针对于插件器件的一种焊接工艺。是将熔融的液态焊料，借助于泵的作用(yòng)，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB在传送链上经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程，如下图所示。

其一般工艺流程為(wèi)：器件插装--PCB上料--波峰焊--PCB下料--DIP引脚修剪--清洗，如下图所示。

1.2.1 THC插装技术

1.元器件引脚成型

DIP器件在插装之前需要对引脚进行整形

（1）手工加工的元器件整形：弯引脚可(kě)以借助镊子或小(xiǎo)螺丝刀(dāo)对引脚整形，如下图所示。

2）机器加工的元器件整形：元器件的机器整形是用(yòng)专用(yòng)的整形机械来完成，其工作原理(lǐ)是，送料器用(yòng)震动送料方式送物(wù)料，（比如说插件三极管）用(yòng)分(fēn)割器定位三极管，第一步先把左右两边的引脚折弯成型；第二步将中间引脚向后或向前折弯成型。如下图所示。

2.元器件插装

通孔插装技术分(fēn)為(wèi)手工插装和自动机械设备插装

（1）手工插装、焊接，应该先插装那些需要机械固定的元器件，如功率器件的散热架、支架、卡子等，然后再插装需焊接固定的元器件。插装时不要用(yòng)手直接碰元器件引脚和印刷板上的铜箔。

（2）机械自动插件（简称AI）是当代電(diàn)子产品装联中较先进的自动化生产技术。自动机械设备插装应该先插装那些高度较低的元器件，后安装那些高度较高的元器件，贵重的关键元器件应该放到最后插装，散热架、支架、卡子等的插装，要靠近焊接工序。PCB元器件装配顺序如下图所示。

1.2.2波峰焊

（1）波峰焊工作原理(lǐ)

波峰焊是种借助泵压作用(yòng)，使熔融的液态焊料表面形成特定形状的焊料波，当插装了元器件的装联组件以定角度通过焊料波时，在引脚焊區(qū)形成焊点的工艺技术。组件在由链式传送带传送的过程中，先在焊机预热區(qū)进行预热(组件预热及其所要达到的温度依然由预定的温度曲線(xiàn)控制)。实际焊接中，通常还要控制组件面的预热温度，因此许多(duō)设备都增加了相应的温度检测装置(如红外探测器)。预热后，组件进入铅槽进行焊接。锡槽盛有(yǒu)熔融的液态焊料，钢槽底部喷嘴将熔碰焊料喷出定形状的波峰，这样，在组件焊接面通过波时就被焊料波加热，同时焊料波也就润湿焊區(qū)并进行扩展填充，终实现焊接过程。其工作原理(lǐ)如下图所示。

波峰焊是采用(yòng)对流传热原理(lǐ)对焊區(qū)进行加热的。熔融的焊料波作為(wèi)热源，一方面流动以冲刷引脚焊區(qū)，另一方面也起到了热传导作用(yòng)，引脚焊區(qū)正是在此作用(yòng)下加热的。為(wèi)了保证焊區(qū)升温，焊料波通常具有(yǒu)一定的宽度，这样，当组件焊接面通过波时就有(yǒu)充分(fēn)的加热、润湿等时间。传统的波峰焊中，一般采用(yòng)单波，而且波比较平坦。随着铅焊料的使用(yòng)，目前多(duō)采取双波形式。如下图所示。

元器件的引脚為(wèi)固态，焊料浸入金属化通孔提供了条途径。当引脚接触到焊料波后，借助于表面张力的作用(yòng)，液态焊料沿引脚和孔壁向上爬升。金属化通孔的毛细管作用(yòng)进步促进了焊料的爬升。焊料到达PcB部焊盘后，在焊盘的表面张力作用(yòng)下铺展开来。上升中的焊料排出了通孔中的焊剂气體(tǐ)和空气，从而填充了通孔，在冷却后终形成了焊点。

（2）波峰焊机的主要部件构成

一台波峰焊机，主要由传送带、加热器、锡槽、泵、助焊剂发泡（或喷雾）装置等组成。主要分(fēn)為(wèi)助焊剂添加區(qū)、预热區(qū)、焊接區(qū)、冷却區(qū)，如下图所示。

1.2.3 波峰焊与回流焊的主要區(qū)别

波峰焊与回流焊的主要區(qū)别在于焊接中的加热源和焊料的供给方式不同。波峰焊中，焊料在槽中被预先加热熔化状态，泵起的焊料波起着热源和提供焊料的双重作用(yòng)。熔融的焊料波使PCB的通孔、焊盘和元器件引脚被加热，同时也為(wèi)形成焊点提供了所需的焊料。在回流焊中，焊料(焊锡膏)是被预先定量分(fēn)配到PCB的焊區(qū)上，回流时热源的作用(yòng)在于使焊料重新(xīn)被熔化。

1.3选择性波峰焊接工艺介绍

波峰焊设备发明至今已有(yǒu)50多(duō)年的历史了，在通孔元器件電(diàn)路板的制造中具有(yǒu)生产效率高和产量大等优点，因此曾经是電(diàn)子产品自动化大批量生产中最主要的焊接设备。但是，在其应用(yòng)中也存在有(yǒu)一定的局限性：

（1）焊接参数不同。

同一块線(xiàn)路板上的不同焊点因其特性不同(如热容量、引脚间距、透锡要求等），其所需的焊接参数可(kě)能(néng)大相径庭。但是，波峰焊的特点是使整块線(xiàn)路板上的所有(yǒu)焊点在同一设定参数下完成焊接，因而不同焊点间需要彼此“将就”，这使得波峰焊较难完全满足高品质線(xiàn)路板的焊接要求；

（2）运行成本较高。

在传统波峰焊的实际应用(yòng)中，助焊剂的全板喷涂和锡渣的产生都带来了较高的运行成本；尤其是无铅焊接时，因為(wèi)无铅焊料的价格是有(yǒu)铅焊料的3倍以上，锡渣产生所带来的运行成本增加是很(hěn)惊人的。此外，无铅焊料不断熔解焊盘上的铜，时间一長(cháng)便会使锡缸中的焊料成分(fēn)发生变化，这需要定期添加纯锡和昂贵的银来加以解决；