表面組裝技術(shù)基礎(chǔ)第4章

表面組裝生產(chǎn)工藝與設(shè)備4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備4.2貼片膠涂敷工藝與設(shè)備4.3貼片工藝與設(shè)備4.4再流焊工藝與設(shè)備4.5波峰焊工藝與設(shè)備4.6檢測工藝與設(shè)備4.7返修工藝與設(shè)備4.8清洗工藝與設(shè)備4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備錫膏印刷工藝是表面組裝生產(chǎn)中重要工序之一，是影響整個表面組裝生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。據(jù)統(tǒng)計，電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中有60%~70%的缺陷直接或間接來自于錫膏印刷工藝，因此，要提高錫膏印刷質(zhì)量，降低錫膏印刷產(chǎn)生的缺陷。錫膏印刷是采用一定的工藝將制好的金屬模板與印制電路板直接接觸，在刮刀作用下，使錫膏在模板上均勻流動，經(jīng)過模板窗口時，將錫膏準確涂覆到印制電路板指定的焊盤上。由于焊錫膏是一種觸變流體，具有一定的黏性。當(dāng)刮刀以一定的速度和角度向前移動時，對錫膏產(chǎn)生一定的壓力，推動錫膏在模板向前移動，并產(chǎn)生將錫膏注入模板窗口的壓力。由于錫膏的黏度隨著刮刀與模板交接處產(chǎn)生的切變力逐漸下降，從而將錫膏順利地注入模板的網(wǎng)孔，準確涂敷在印制電路板指定的焊盤上。1.

錫膏印刷工藝概述

4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備表面組裝印刷過程如圖所示，具體可以分為四個步驟：定位、填充、刮平、釋放、擦網(wǎng)。1.

錫膏印刷工藝概述

4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備（1）模板

模板（stencil)，又稱為網(wǎng)板、漏板、鋼網(wǎng)，它是用來定量分配焊錫膏，保證焊膏印刷質(zhì)量的關(guān)鍵治具之一。模板是在一塊金屬片上，用化學(xué)方式或激光刻板機刻出漏孔，用鋁合金作為邊框，做成尺寸合適的金屬模板。模板的結(jié)構(gòu)這里以應(yīng)用最為廣泛的柔性金屬模板為例，其結(jié)構(gòu)如圖所示，其外框是鑄鋁框架（或鋁方管焊接而成），中心是金屬模板，框架與模板之間依靠張緊的絲網(wǎng)相連接，呈“鋼一柔一鋼”的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)確保金屬模板既平整又有彈性，使用時能緊貼PCB表面。通常模板上的圖形離模板的外邊約50mm，絲網(wǎng)的寬度為30～40mm，以保證模板在使用中有一定的彈性。2.

錫膏印刷治具4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備②模板的制造方法模板的制造方法可分為化學(xué)蝕刻法、激光切割法和電鑄法。（1）模板

4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備③模板的設(shè)計參數(shù)開口率、厚度比、面積比開口率＝模板開口面積/焊盤面積×100%。開口率還與焊盤尺寸有關(guān)，同樣焊盤尺寸的元器件和同樣的開口率，會由于焊盤設(shè)尺寸的不同得到不同尺寸的模板開口。寬厚比＝窗口的寬度／模板的厚度。寬厚比參數(shù)主要用來驗證細長形窗口模板的漏印性。印刷有鉛焊錫膏模板的寬厚比大于1.5，無鉛焊錫膏模板的寬厚比大于1.6。面積比＝窗口的面積／窗口孔壁的面積。在印刷無鉛焊錫膏時，當(dāng)寬厚比≥1.6，面積比≥0.66時，模板具有良好的漏印性；印刷無鉛焊焊膏時，當(dāng)寬厚比≥1.7，面積比≥0.7時，模板才有良好的漏印性，這是因為無鉛焊焊錫膏潤濕性較差。②開口形狀模板開口形狀直接影響著印刷質(zhì)量，其開口形狀可為長方形、方形和圓形，其中長方.形開口比方形和圓形開口具有更好的脫模性。（1）模板

4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備③模板的設(shè)計參數(shù)開口尺寸模板開口尺寸及厚度直接影響錫膏印刷的質(zhì)量。對于有鉛焊錫膏，模板的開口寬度約為0.92*焊盤的寬度；對于無鉛焊錫膏，模板的開口寬度約等于焊盤的寬度，這是因為無鉛焊錫膏的比重小于有鉛焊錫膏，表面張力大于有鉛焊錫膏，另外無鉛焊錫膏潤濕性差，所以無鉛焊錫膏的模板開口寬度要大些。模板厚度模板厚度是決定錫膏量的關(guān)鍵參數(shù)。模板厚度應(yīng)根據(jù)印制電路板組裝密度、元器件大小、引腳之間的間距進行確定，通常情況下，使用厚度為0.1~0.3mm的模板，高密度組裝時，可選擇0.1mm以下的厚度的模板。但隨著電子產(chǎn)品小型化，細間距元器件如BGA、CSP、FC等器件的出現(xiàn)，模板的厚度也在不斷變化。要求錫膏量懸殊比較大時，可以對窄間距元器件處的模板進行局部減薄處理。（1）模板

4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備（2）刮刀刮刀是印刷過程中，協(xié)助錫膏滾動的工具。按照制作形狀可分為菱形刮刀和拖尾刮刀；按照制作材料可分為金屬刮刀和聚氨酯刮刀。菱形刮刀菱形刮刀由一塊方形聚氨酯材料及支架組成，方形聚氨酯夾在支架中間，前后成45°。這類刮刀可雙向刮動焊錫膏，在每個行程末端刮刀可跳過焊錫膏邊緣，所以只需要一把刮刀就可以完成雙向印刷。但是采用菱形刮刀印刷錫膏時，錫膏量較難控制，并且容易弄臟刮刀頭，給清洗帶來困難。此外，使用這種刮刀印刷時，應(yīng)將PCB邊緣墊平整，防止刮刀將模板邊緣壓壞。拖尾刮刀拖尾刮刀最為常見，它是由矩形聚氨酯與固定支架組成，聚氨酯固定在支架上，每個行程方形各需一把刮刀，整個過程需要兩把刮刀。刮刀由微型氣缸控制上下，這要不需要跳過錫膏就可以先后推動錫膏運行，因此刮刀接觸錫膏部位相對較少。金屬刮刀用聚氨酯制作的刮刀，當(dāng)刮刀壓力太大或材料硬度不足時，易嵌入金屬模板的孔中，并將孔中錫膏擠出，從而造成印刷圖形的凹陷，印刷效果不良。金屬刮刀由高硬度合金制成，非常耐疲勞，耐磨，耐彎折，并在刀刃上涂覆潤滑膜。2.

錫膏印刷治具4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備錫膏印刷機的分類：3.

錫膏印刷機的組成及分類

（1）手動印刷機手動印刷機的各種參數(shù)和操作均需要人工調(diào)節(jié)與控制，主要用于小批量生產(chǎn)和難度不高的產(chǎn)品中。（2）半自動印刷機半自動印刷除了PCB裝夾過程是人工放置意外，其余操作機器可連續(xù)完成，但第一塊PCB與模板窗口位置是通過人工來對準的。通常PCB是通過印刷機臺面上的定位銷來實現(xiàn)對準的，因此PCB板面上應(yīng)設(shè)有高精度的定位孔，以供裝夾使用。（3）全自動印刷機全自動印刷機通常裝有光學(xué)對中系統(tǒng)，通過對PCB和模板上對中標志的識別，可以自動實現(xiàn)模板窗口和PCB焊盤的自動對中，在PCB自動裝載后，能實現(xiàn)全自動運行。印刷機一般的重復(fù)精度可達±0.025mm，但印刷機的多種工藝參數(shù)，如刮刀速度、刮刀壓力、模板和PCB之間的間隙仍需要人工來設(shè)定。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備錫膏印刷機的組成：3.

錫膏印刷機的組成及分類

錫膏印刷機主要由機架、基板夾持機構(gòu)（工作臺）、刮刀系統(tǒng)、PCB定位系統(tǒng)、模板的固定機構(gòu)以及清洗洗系統(tǒng)組成。（1）機架機架用于支撐其他系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)，它是印刷機保持長期穩(wěn)定、滿足精度和重復(fù)性要求的重要保證。（2）基板夾持機構(gòu)（工作臺）基板夾持機構(gòu)用來夾持PCB，使之處于適當(dāng)?shù)挠≈莆恢?。包括工作臺面、夾持機構(gòu)、傳送導(dǎo)軌、磁性鐵針、工作臺傳輸控制機構(gòu)等。（3）刮刀系統(tǒng)刮刀系統(tǒng)是印刷機上最復(fù)雜的運動機構(gòu)，主要包括刮刀、刮刀固定機構(gòu)、刮刀的傳輸控制等。刮刀系統(tǒng)的功能是使焊膏在整個模板面積上擴展成為均勻的一層。刮刀按壓網(wǎng)板，使模板與PCB接觸，同時刮刀推動模板上的焊膏向前滾動，使焊膏填充模板開口。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備錫膏印刷機的組成：3.

錫膏印刷機的組成及分類

（4）視覺定位系統(tǒng)視覺定位系統(tǒng)用于印刷機的標志點識別、工作平臺移動與定位、刮刀移動、刮刀運行速度及精度、PCB寬度調(diào)節(jié)等。為了保證印刷質(zhì)量的一致性。每一塊PCB的焊盤圖形都要與模板開口相對應(yīng)，每一塊PCB印刷前都要使用視覺定位系統(tǒng)。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備錫膏印刷機的組成：3.

錫膏印刷機的組成及分類

（5）模板固定裝置如圖所示是一個滑動式模板固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。松開鎖緊桿，調(diào)整模板安裝框，可以安裝或取出不同尺寸的模板。安裝模板時，將模板放入安裝框中，抬起一點，輕輕向前滑動，然后鎖緊，每種印刷設(shè)備都有安裝模板允許的最大和最小尺寸。超過最大尺寸則不能安裝，小于最小尺寸可通過模板適配器來配合安裝。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備錫膏印刷機的組成：3.

錫膏印刷機的組成及分類

（6）模板清潔裝置錫膏印刷機的滾筒式卷紙模板清潔裝置，能有效的清潔模板背面和開孔上的焊膏微粒和助焊劑。裝在機器前方的卷紙可以更換、維護。內(nèi)部設(shè)有溶劑噴灑裝置，清潔溶劑的噴灑量可以通過控制旋鈕進行調(diào)整。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備4.

錫膏印刷的工藝參數(shù)

（1）印刷行程印刷行程指的是印刷時刮刀在模板上移動的距離，一般設(shè)置有前極限和后極限，前極限一般在模板圖形前20mm處，后極限一般在模板圖形后20mm處。（2）印刷速度印刷速度一般設(shè)置為15～100mm/s。速度過快，刮刀經(jīng)過模板開口時間太短，錫膏來不及充分滲入開開口處，容易造成焊膏圖形的漏印或缺焊錫膏的印刷缺陷。速度過慢，錫膏黏度大，不易漏印，影響印刷效率。最大的印刷速度應(yīng)保證焊盤焊錫膏印刷縱橫方向均勻、飽滿，通常當(dāng)刮刀速度控制在20～40mm/s時，印刷效果較好。有的印刷機具有刮刀旋轉(zhuǎn)45度的功能，以保證細間距元器件印刷時四面錫膏量均勻。（3）刮刀壓力刮刀的壓力即通常所說的印刷壓力，印刷壓力不足會引起錫膏刮不干凈，導(dǎo)致PCB上錫膏量不足，如果印刷壓力過大則會導(dǎo)致模板的滲漏，同時引起模板不必要的磨損。理想的刮刀與壓力應(yīng)該是恰好把錫膏從模板表面刮干凈，一般設(shè)置為2～6kg/cm2。

（4）刮刀角度刮刀角度影響刮刀對焊錫膏垂直方向力的大小，通過改變刮刀角度可以改變所產(chǎn)生的壓力。刮刀角度的最佳設(shè)定應(yīng)在45～60°，此時錫膏有良好的滾動性。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備4.

錫膏印刷的工藝參數(shù)

5、刮刀寬度刮刀長度選擇不宜過長，如果刮刀相對于PCB過寬，那么就需要更大的壓力和更多的錫膏，因而會造成錫膏的浪費。一般以PCB寬度加上50mm左右為最佳。6、印刷間隙印刷間隙是指模板裝夾后模板底面與PCB表面之間的距離。根據(jù)印刷間隙的存在與否，模板印刷方式可分為接觸式和非接觸式印刷兩種。模板與PCB之間存在間隙的印刷稱為非接觸印刷，一般間隙為0～1.27mm。7、分離速度當(dāng)刮刀完成一個錫膏印刷行程后，模板離開PCB的瞬時速度稱為分離速度。分離速度也是影響印刷質(zhì)量的重要因素。脫模時間過長，易在模板底部殘留錫膏，脫模時間過短，不利于錫膏的直立，影響印刷圖形的清晰性。8、印刷厚度錫膏印刷厚度由模板厚度決定，與機器設(shè)定和焊錫膏的特性也有一定的關(guān)系。通常模板的厚度有0.2mm、0.18mm、0.15mm、0.12mm、0.10mm、0.08mm等，模板厚度與元器件間距密切相關(guān)，引腳間距越小選擇模板厚度越薄。9、清洗模式在印刷過程中對模板底部進行清洗，可消除其底部的附著物，以防止對PCB污染，因此清洗模板也是保證印刷質(zhì)量的重要因素。清洗的模式有人工和機器擦拭兩種，清洗的頻率一般為印刷8～10塊清洗一次。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備5.

錫膏印刷的質(zhì)量分析錫膏對錫膏印刷質(zhì)量的影響（1）錫膏的黏度錫膏的黏度是影響錫膏印刷質(zhì)量的重要因素，黏度大，錫膏不容易穿過模板的開口，印出的圖形殘缺不全；黏度小，容易流淌和塌邊，影響印刷的分辨率和圖形的平整性。錫膏黏度可用黏度儀進行測量。（2）錫膏的黏性錫膏的黏度是影響錫膏印刷質(zhì)量的重要因素之一，黏性大會使錫膏掛在模板孔壁上，不能完全漏印在焊盤上；黏性不夠則印刷時錫膏在模板上不會滾動，錫膏不能完全填滿模板開口。（3）錫膏顆粒的均勻性與大小焊錫膏中的焊料顆粒形狀、直徑大小和均勻性也影響其印刷性能。一般焊料顆粒直接約為模板開口尺寸的1/5，即滿足三球五球定律。對細間距0.5mm的焊盤來說，其模板開口尺寸為0.25mm，其焊料顆粒的最大直徑不超過0.05mm，否則容易造成印刷時的堵塞。（4）錫膏金屬含量

錫膏中金屬的含量決定著焊接后錫膏的厚度。隨著金屬百分含量的增加，錫膏厚度也增加，但在給定的黏度下，隨著金屬含量的增加，焊料橋連的傾向也相應(yīng)增大，再流焊后，要求器件引腳焊接牢固，焊點飽滿、光澤，并在焊端高度方向上有1/3～2/3高度的爬升。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備5.

錫膏印刷的質(zhì)量分析模板對錫膏印刷質(zhì)量的影響（1）模板開口的形狀模板開口形狀影響錫膏印刷脫膜質(zhì)量，有矩形、長方形和圓形等，其中矩形開口優(yōu)于方形和圓形開口。（2）模板開口的尺寸模板上的開口只要由PCB上相對應(yīng)焊盤的尺寸來決定，模板上開口的尺寸與相對應(yīng)焊盤之比一般為0.9～1.0。（3）模板的厚度一般情況下，對于0.5mm的引腳間距，模板厚度選用0.12～0.15mm；對于0.3～0.4mm的引腳間距，模板厚度選用0.1mm。3、工藝參數(shù)對錫膏印刷質(zhì)量的影響錫膏印刷工藝參數(shù)對于錫膏印刷質(zhì)量有很大的影響，主要包括印刷行程、印刷速度、刮刀壓力、刮刀角度、刮刀寬度、分離速度、印刷間隙、錫膏印刷厚度以及清洗模式等。4.1錫膏印刷工藝與設(shè)備5.

錫膏印刷的質(zhì)量分析4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備1.

貼片膠涂敷工藝概述貼片膠涂敷工藝是利用點膠設(shè)備或印刷設(shè)備將貼片膠涂敷到PCB指定的位置，它是片式元件與通孔插裝元件混裝時常用的工藝。貼片膠是一種粘結(jié)劑，其作用是將元器件牢牢粘結(jié)在PCB板上，防止在焊接過程中元件脫落。涂敷貼片膠工藝要求如下：（1）采用光固型貼片膠，元器件下面的貼片膠至少有一半的量處于被照射狀態(tài)；采用熱固型貼片膠，貼片膠滴可完全被元器件覆蓋。（2）膠滴的尺寸與高度取決于元器件的類型。膠滴的高度應(yīng)達到元器件貼裝后膠滴能充分接觸到元器件底部的高度，膠滴尺寸大小應(yīng)根據(jù)元器件的尺寸和重量而定，尺寸和重量大的元器件膠滴量應(yīng)大一些。膠滴的尺寸和量也不宜過大，以保證足夠的粘結(jié)強度為準。（3）為保證焊接質(zhì)量，要求貼片膠在貼裝前和貼裝后都不能污染元器件端頭和焊盤。（4）貼片膠波峰焊工藝對焊盤設(shè)計有一定的要求，為了防止貼片膠污染焊盤，片式元件的焊盤間距應(yīng)比再流焊增大20%～30%。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備2.

貼片膠涂敷方法（1）分配器點涂方法分配器點涂是涂敷貼片膠工藝中最常采用的方法。它是預(yù)先將貼片膠灌入分配器中，點涂時，從分配器上容腔口施加壓縮空氣或用旋轉(zhuǎn)機械泵加壓，迫使貼片膠從分配器下方空心針頭排出并脫落針頭，滴到PCB要求的位置上，從而實現(xiàn)貼片膠的涂敷，如圖所示。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備2.

貼片膠涂敷方法（2）針式轉(zhuǎn)印方法針式轉(zhuǎn)印技術(shù)又叫針印法，它是將用于膠液轉(zhuǎn)移的針頭定位在貼片膠窗口容器上面，而后將針頭部浸入貼片膠中，當(dāng)把針頭從貼片膠中提起時，由于表面張力的作用，使貼片膠粘附在針頭上，然后將粘有貼片膠的針頭在PCB上方對準焊盤圖形定位，再將針向下移動直至貼片膠接觸焊盤，針頭與焊盤保持一定距離，當(dāng)提起鋼針時，膠液就會因毛細作用和表面張力效應(yīng)轉(zhuǎn)移到PCB上焊盤。如圖所示。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備2.

貼片膠涂敷方法（3）印刷技術(shù)印刷貼片膠的原理、過程和設(shè)備與錫膏印刷相同，它是通過鏤空圖形的漏印模板，將貼片膠印到PCB的指定區(qū)域，如圖所示。印刷方法的特點是一次印刷即可完成所有膠點的分配，適合大批量生產(chǎn)；更換產(chǎn)品品種方便，生產(chǎn)效率高；涂敷精度比針式轉(zhuǎn)印法要高，印刷機的利用率增高，不需添加點膠裝置，節(jié)約成本。缺點是貼片膠暴露在空氣中，對生產(chǎn)環(huán)境要求較高；膠點高度不理想，只適合平面印刷。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備3.

貼片膠涂敷工藝流程貼片膠涂敷工藝主要用于混裝工藝的電路板裝配生產(chǎn)，其工藝流程可分為先插裝后貼裝工藝和先貼裝后插裝工藝，如圖所示。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備4.

貼片膠涂敷設(shè)備采用分配器點涂方法進行貼片膠涂敷的設(shè)備通常稱為點膠機或滴液機，其工作原理是將貼片膠裝入膠瓶（又稱為注射器）中，通過壓縮空氣將貼片膠從針管中滴出，點在PCB電路板指定的位置上。按照自動化程度，點膠機可分為手動、半自動、全自動和非標點膠機，其中手動點膠機主要分為針筒型和膠閥型，主要用于試驗和小批量生產(chǎn)。半自動點涂機分為桌上型和落地式，這種點膠機由一個腳踏開關(guān)和一個點膠控制器構(gòu)成，往往手動來控制點膠控制器的開關(guān)，主要用在產(chǎn)品的特殊部位點膠。全自動式點膠機可分為在線式和無接觸式點膠機，全自動點膠機可以編寫程序，實現(xiàn)各類型的復(fù)雜、精準的點膠，有時還具備點膠和貼片兩種功能，主要用于大批量生產(chǎn)。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備4.

貼片膠涂敷設(shè)備點膠機的組成點膠機一般由點膠系統(tǒng)、機械系統(tǒng)以及微機控制系統(tǒng)等部分組成。（1）點膠系統(tǒng)點膠系統(tǒng)主要包括膠槍、氣壓源及其管路以及定時控制器等。根據(jù)點涂方法技術(shù)的不同，可以將點膠機中點膠泵分為活塞泵、螺旋泵和噴射泵。（2）機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)是一個三自由度的傳動機構(gòu)平臺，膠頭可以通過機械的移動定位到空間的任意一個(X，Y，Z)坐標。目前有很多專業(yè)點膠機中都采用直角三坐標機械手配點膠控制器，并配置檢測功能或配有影像系統(tǒng)。（3）微機控制系統(tǒng)為了精確控制點膠的精度，點膠機還采用微機控制，按程序自動進行點膠操作。膠頭的運動的軌跡、運動速度、加速度、高精度定位及膠槍的膠量控制等都是由點膠控制軟件協(xié)調(diào)機械系統(tǒng)，并通過編程器輸入相應(yīng)的參數(shù)來實現(xiàn)的。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備5.

貼片膠涂敷的工藝參數(shù)（1）黏度貼片膠的黏度影響點涂的均勻性和一致性，黏度的選用范圍通常在100~150Pa?s。（2）溫度溫度是影響貼片膠黏度的重要因素，溫度升高，貼片膠黏度會下降，一般要求點膠的生產(chǎn)環(huán)境溫度控制在23℃±3℃之間。（3）點膠壓力點膠壓力影響點膠的出膠量，壓力過大會使點膠量增多；壓力過小則會出現(xiàn)點膠斷續(xù)的現(xiàn)象。點膠壓力通常設(shè)在3.0~3.5bar之間。（4）針頭內(nèi)徑、膠點直徑、膠點高度之間關(guān)系由于片式元器件的大小不一樣，與PCB之間所需要的粘接強度也就不—樣，即元件與PCB之間涂敷的膠量不—樣，因此在點膠時需要配置不同內(nèi)徑的針頭。如圖給出了針頭內(nèi)徑、膠點直徑、膠點高度三者之間關(guān)系，其中ID表示針頭內(nèi)徑，ND表示針頭離PCB高度，W表示膠點直徑，H表示膠點高度。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備5.

貼片膠涂敷的工藝參數(shù)（5）膠點高度膠點高度如圖所示，從圖中可以看出，A是PCB上焊盤層的厚度，一般為0.05mm，B是元件端焊頭包封金屬厚度，一般為0.1mm～0.3mm。因此，要達到元件底面與PCB良好的粘合，貼片膠高度應(yīng)有H＞A+B，以達到元器件貼裝后膠點能充分接觸到元器件底部的高度。（6）壓力、時間與止動高度的關(guān)系。影響貼片膠涂敷質(zhì)量的另一個重要因素是點涂時針頭與PCB之間的距離，即止動高度（ND），如圖所示。當(dāng)ND過小、壓力與時間設(shè)定偏大時，由于針頭與PCB之間空間太小，貼片膠會受壓并向四周漫流，甚至?xí)鞯蕉ㄎ豁斸樃浇菀孜廴踞橆^和頂針；反之，ND過大，壓力和時間設(shè)定偏小時，膠點直徑（W）變小，膠點的高度（H）增大，當(dāng)點膠頭移動的一剎那，會出現(xiàn)拉絲、拖尾現(xiàn)象。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備5.

貼片膠涂敷的工藝參數(shù)（7）Z軸回復(fù)高度Z軸回復(fù)高度指的是膠頭在膠點之間移動所需回復(fù)的高度。合理的Z軸回復(fù)高度應(yīng)確保點膠后點膠頭有正確的脫離膠點效果。如果Z軸回復(fù)高度過高，浪費時間而降低點膠的工作效率。相反如果Z軸回復(fù)高度不夠，則針頭移動時會拖動膠點，造成拉絲現(xiàn)象。（8）膠點數(shù)量根據(jù)元器件的大小不同，點涂合適的膠點數(shù)量。片式元件一般設(shè)置1~2個膠點，SOT設(shè)置1~2個膠點，SOC設(shè)置3~4個，PLCC、QFP設(shè)置4~8個。對于質(zhì)量較大的IC器件，增加膠點數(shù)量，起到抗震作用，也可防止元件移滑。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備6.

貼片膠涂敷工藝質(zhì)量分析（1）拉絲、拖尾拉絲、拖尾是涂敷工藝中常見的現(xiàn)象，當(dāng)針頭移開時，在膠點的頂部產(chǎn)生細線或尾巴。產(chǎn)生拉絲、拖尾的原因是點膠機的工藝參數(shù)調(diào)整不到位。如針頭內(nèi)徑太小，點膠壓力太大，針頭離PCB的距離太大等。（2）衛(wèi)星點衛(wèi)星點是指在高速點膠時產(chǎn)生的細小無關(guān)的膠點，它是由于拖尾和針嘴斷開引起的。在非接觸的點膠中，它是由于不正確的點膠高度產(chǎn)生的。（3）爆米花、空洞爆米花、空洞是由于空氣或潮濕的氣體進入貼片膠內(nèi)，在固化期間突然爆出或形成空洞，爆米花和空洞會降低黏結(jié)強度，并為焊錫打開通路，滲入元件下面，導(dǎo)致橋連和短路。（4）空打、膠量偏少如果點膠時只有點膠動作，卻無出膠量或針頭出膠量偏少，一般是貼片膠中混入氣泡、針頭被堵塞、生產(chǎn)線的氣壓不夠等。4.2

貼片膠涂敷工藝與設(shè)備6.

貼片膠涂敷工藝質(zhì)量分析（5）不連續(xù)的膠點發(fā)生不連續(xù)的膠點的原因有：針頭的頂針落在焊盤上，換一種不同的針頭可以解決這個問題?；謴?fù)時間不夠，增加延時可解決恢復(fù)問題；也可通過增加壓力和周期時間的比，來糾正膠點大小不連續(xù)的問題。（6）元件位移固化后元件產(chǎn)生位移，嚴重時造成短路。其原因是膠量太小，貼片膠初黏力低，點膠后PCB放置時間太長，造成貼裝時元件發(fā)生位移，另外膠量太多，也會引起元件移位。（7）固化、波峰焊后元件掉片焊后元件掉片主要原因：固化溫度低，膠量不夠，元件或PCB有污染也會引起掉片。（8）固化后元件引腳上浮/位移固化后元件引腳上浮，波峰焊后焊料會進入焊盤，嚴重時會出現(xiàn)短路和開路。主要原因是貼片膠量過多，貼片時元件浮起。4.3

貼片工藝與設(shè)備1.

貼片工藝概述貼片工藝指的是貼片機按照一定的貼裝程序，將表面組裝元器件準確地貼裝到印有焊錫膏的PCB指定焊盤上，它包括元器件的拾取和放置兩個動作，因此這個過程又稱為“PickandPlace”。貼片的工藝流程如圖所示，其中貼片編程是影響貼裝速度和精度的重要因素。4.3

貼片工藝與設(shè)備2.

貼片工藝要求（1）元器件的類型、型號、標稱值和極性等特征標記，都應(yīng)該符合產(chǎn)品裝配圖和明細表的要求。（2）貼裝元器件的焊端或引腳不小于1/2厚度浸入焊錫膏。對于一般元器件，貼片時焊錫膏擠出量應(yīng)小于0.2mm；對于窄間距元器件，焊錫膏擠出量應(yīng)小于0.1mm。（3）元器件的焊端或引腳要和焊盤圖形對齊、居中。由于再流焊時熔融的焊料使元器件具有自定位效應(yīng)，允許元器件貼裝位置偏差要求如下：①矩形元件：在PCB焊盤設(shè)計正確的條件下，元件的寬度方向焊端寬度1/2以上在焊盤上；元件的長度方向，元件焊端與焊盤交疊后，焊盤伸出部分要大于焊端高度的1/3；有旋轉(zhuǎn)偏差時，元件焊端寬度的1/2以上必須在焊盤上，特別注意，元件焊端必須接觸焊錫膏圖形。②小外形晶體管（SOT）：允許有旋轉(zhuǎn)偏差，但引腳必須全部處于焊盤上。③小外形集成電路（SOIC）：允許有旋轉(zhuǎn)偏差，但必須保證引腳寬度的3/4處于焊盤上。④四方扁平集成電路（QFP）：允許有旋轉(zhuǎn)偏差，要保證引腳寬度3/4處于焊盤上；允許引腳的少量部分伸出焊盤，但必須有3/4引腳長度在焊盤上；引腳的底部必須在焊盤上。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)貼片機是由計算機控制，并集光、電氣、機械于一體的高精度自動化設(shè)備，它通過拾取、位移、對位等操作，將表面組裝元器件快速準確貼放到PCB指定的位置上。貼片機主要由設(shè)備底座、貼片頭系統(tǒng)、供料器、定位系統(tǒng)、光學(xué)對中系統(tǒng)、傳感器和計算機控制系統(tǒng)等。底座底座是用來安裝和支撐貼片機的部件，主要有鋼板燒焊式和整體鑄造式兩種結(jié)構(gòu)。貼片機的高速度、高精度，要求貼片機的底座具有重、穩(wěn)、振動小等特性，因此一般采用質(zhì)量大、耐振動，有利于保證設(shè)備精度的鑄鐵件機構(gòu)。

貼片頭系統(tǒng)貼片頭系統(tǒng)主要有貼片頭和吸嘴組成。其中貼片頭是貼片機中最復(fù)雜、最關(guān)鍵的部件。它通過程序控制，自動校正位置，按要求拾取元器件，精確地貼放到指定的焊盤上，從而實現(xiàn)從供料系統(tǒng)取料后移動到PCB的指定位置上的操作。貼片頭中還裝有真空控制的貼裝工具，通常稱為吸嘴，不同形狀、不同大小的元器件要采用不同的吸嘴拾取。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）貼片頭貼片頭的發(fā)展反映了貼片機發(fā)展水平。貼片頭已由早期的單頭、機械對中發(fā)展到目前的多頭、光學(xué)對中，下圖是為片頭的種類形式。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）吸嘴吸嘴是貼片頭上進行拾取和貼放的貼裝工具，它是貼片頭的心臟。不同形狀、不同大小的元器件要采用不同的吸嘴拾放。吸嘴是用真空泵來控制的貼裝工具，當(dāng)換向閥門打開時，吸嘴的負壓把元器件從供料器中吸上來；當(dāng)換向閥門關(guān)閉時，吸嘴把元器件釋放到PCB上。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)供料器供料器也稱為送料器、喂料器，是貼片機的主要選配件之一，其作用是將片式表面組裝元器件按照一定的規(guī)律和順序提供給貼片頭，以便貼片頭吸嘴準確拾取。根據(jù)表面組裝元器件包裝形式的不同，供料器可分為帶狀供料器、管狀供料器、托盤供料器和散裝供料器。（1）帶狀供料器（TapeFeeder）帶狀供料器用于編帶包裝的各種元器件。由于編帶包裝適用于大多數(shù)表面組裝元器件，一個編帶可以容納元件的數(shù)量比較大，需要操作量少，而且對每個元器件提供單獨保護，所以帶狀供料器使用最為廣泛。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（2）管狀供料器（StickFeeder）管狀供料器又稱為桿式供料器、振動供料器，管狀供料器主要有振動臺、定位板等部件構(gòu)成，它是通過加電產(chǎn)生機械振動來驅(qū)動管內(nèi)元器件，使得元器件緩慢移動到管子開口處，從而將管式包裝內(nèi)的元器件按順序送到貼片機吸取位置上，主要用于SOP、SOJ、PLCC以及異形元器件等。由于管狀供料器裝載元件較少，需要人工操作較多，所以一般只適用于小批量生產(chǎn)。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）托盤供料器（TrayFeeder）托盤供料器，也稱為華夫盤供料器、盤狀供料器，主要用于QFP、PLCC、BGA等大型集成電路元器件的貼裝。這種供料器便于運輸，而且不容易損壞細間距元器件的引腳共面性。（4）散裝供料器（BulkFeeder）散裝供料器帶有一套線性的振動軌道，隨著軌道振動，元件在軌道上排隊向前，以此送到貼片頭吸取的指定位置。這種供料器適用于矩形和圓柱形的片式元件，但不適合極性元件。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光學(xué)對中系統(tǒng)貼片機光學(xué)對中系統(tǒng)是影響元件貼裝精度的主要因素，它主要作用包括PCB精確定位和元器件中心精確定位。貼片機光學(xué)對中系統(tǒng)一般有兩個部分組成，如圖所示，一是安裝在貼裝頭上并隨之做X-Y方向移動的基準點標志攝像機，它通過拍攝PCB上基準標志點來確定PCB在機器系統(tǒng)坐標系的坐標；二是元器件檢測對中系統(tǒng)，用來獲取元器件中心對于吸嘴中心的偏差值和元器件相對于應(yīng)貼裝位置的轉(zhuǎn)角，最后通過兩個部分之間坐標變換獲取元器件與貼裝位置之間的精確差值，完成貼裝工序。4.3

貼片工藝與設(shè)備3.

貼片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定位系統(tǒng)貼片機定位系統(tǒng)是決定貼片機貼裝精度的關(guān)鍵機構(gòu)，主要包括X-Y傳動機構(gòu)、X-Y定位控制系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）、Z軸定位系統(tǒng)和θ旋轉(zhuǎn)角度傳動定位系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)為了使貼片機各機構(gòu)協(xié)同工作，貼片機安裝有多種形式的傳感器，它們像貼片機的眼睛一樣，時刻監(jiān)視貼片機的每一個動作，并能有效地協(xié)調(diào)貼片機的運行狀態(tài)。貼片機中的傳感器主要包括壓力傳感器、負壓傳感器、位置傳感器、圖像傳感器、激光傳感器和區(qū)域傳感器等。計算機控制系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)是指揮貼片機進行準確有序操作的核心，它可以在線或離線編制計算機程序，并能自動進行優(yōu)化，控制貼片機的自動工作。4.3

貼片工藝與設(shè)備4.

貼片機的分類依據(jù)不同的分類標準，貼片機有以下幾種不同的分類方式：（1）按照自動化程度，貼片機可分為手動式、半自動式和全自動式貼片機；（2）按照貼片速度，貼片機可分為低速（小于3千點/小時）、中速（3千點/小時～9千點/小時）、高速（9千點/小時～4萬點/小時）和超高速（4萬點/小時以上）貼片機；（3）按照貼裝元器件不同和貼片機通用程度不同，可分為專用型和泛用型貼片機。專用型貼片機又分為元件專用型和IC專用型，一般是高速貼片機。泛用型貼片機又稱為多功能貼片機，主要貼裝高精度、窄間距、大尺寸和不規(guī)則元器件，廣泛用于中等產(chǎn)量的連續(xù)生產(chǎn)貼裝生產(chǎn)線中。（4）按照貼裝元器件的工作方式，貼片機可分為順序式、同時式、流水作業(yè)式和順序—同時式。（5）按照貼片頭系統(tǒng)、PCB運載系統(tǒng)及供料器系統(tǒng)的運動方式，貼片機可分為拱架式、轉(zhuǎn)塔式、復(fù)合式、大型平行系統(tǒng)。4.3

貼片工藝與設(shè)備5.

貼片機的技術(shù)參數(shù)衡量貼片機的三個重要技術(shù)參數(shù)是精度、速度和適應(yīng)性。其中精度決定貼片機能貼裝元器件的種類和適用的領(lǐng)域，速度決定貼片機的生產(chǎn)效率和能力，而適應(yīng)性決定貼片機能貼裝元器件的類型和滿足各種不同的貼裝要求。（1）精度貼片精度是表征貼片機性能的一項重要指標，它是指貼片機X、Y方向?qū)к夁\行的機械精度和Z軸的旋轉(zhuǎn)精度，主要由定位精度、重復(fù)精度和分辨率來表示。（2）速度貼片機速度決定貼片機和生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，是整個生產(chǎn)線產(chǎn)能的重要限制因素。一般用貼裝周期、貼片率和生產(chǎn)量來描述。（3）適應(yīng)性貼片機的適應(yīng)性是貼片機適應(yīng)不同貼裝要求的能力，主要從可貼裝元器件的類型、供料器的數(shù)量、貼裝面積以及貼片機的調(diào)整等幾個方面來描述。4.3

貼片工藝與設(shè)備6.

貼片工藝的質(zhì)量分析影響貼片工藝質(zhì)量主要來自于程序編寫、設(shè)備操作、工藝參數(shù)設(shè)置等諸多因素，容易漏貼、錯貼、元器件偏移、拋料、隨機性不貼片等缺陷，針對這些缺陷的產(chǎn)生原因的分析和解決辦法如表所示。4.4再流焊工藝與設(shè)備1.

再流焊工藝概述再流焊又稱回流焊，簡稱

ReflowSoldering，它是通過加熱熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釬焊料，實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制電路板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊工藝。這里的釬焊指的是在金屬母材之間，溶入比金屬母材熔點低的焊料，依靠毛細管作用，并通過潤濕和擴散使金屬母材與焊料結(jié)合為一體的焊接技術(shù)。4.4再流焊工藝與設(shè)備2.

再流焊工藝流程再流焊基本工藝流程如圖4-40所示，主要包括焊接準備、參數(shù)設(shè)置、測試優(yōu)化溫度、再流焊接、檢驗返修、缺陷分析等六個階段。4.4再流焊工藝與設(shè)備3.

再流焊溫度曲線溫度曲線是指表面組裝電路板通過再流焊機時，電路板器件上某一點的溫度隨時間變化的曲線，其本質(zhì)是表面組裝電路板在某一位置的熱容狀態(tài)。再流焊溫度曲線表示的是再流焊機內(nèi)焊接對象在加熱過程中時間與溫度的參數(shù)關(guān)系，是決定再流焊效果與質(zhì)量的關(guān)鍵。溫度曲線中預(yù)熱、保溫、回流、冷卻不同的四個區(qū)域組成，再流焊的溫度變化過程中，這個四個區(qū)域的溫度要求以及停留時間各不相同，下面做具體分析。4.4再流焊工藝與設(shè)備3.

再流焊溫度曲線（1）預(yù)熱區(qū)

預(yù)熱區(qū)是將PCB組件的溫度盡快從室溫提升到預(yù)熱溫度，隨著溫度升高，焊錫膏黏度下降，焊錫膏覆蓋焊盤，焊料中溶劑受熱蒸發(fā)，為防止熱沖擊對元件的損傷，一般規(guī)定最大升溫速率不超過4℃/s，通常設(shè)為1-3℃/s。（2）保溫區(qū)

保溫區(qū)的主要目的是確保PCB組件上各種元器件的溫度達到均勻一致。在這個區(qū)域里升溫緩慢，給予足夠的時間使較大元件的溫度趕上較小元件，降低大小元件之間的溫差，并保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發(fā)。保溫區(qū)的持續(xù)時間以一般為80~90s。（3）回流區(qū)

回流區(qū)也稱為焊接區(qū)，在這個區(qū)域，PCB組件溫度快速上升至峰值溫度，焊料被充分熔化，潤濕焊盤和元器件引腳，形成合金層。峰值溫度一般比焊料熔點高15.5~71℃，Sn-Pb合金在液相線之上30~40℃為最佳焊接溫度，如焊錫膏Sn63Pb37的熔點為183℃，峰值溫度一般設(shè)定為210~230℃。（4）冷卻區(qū)冷卻區(qū)內(nèi)焊料溫度冷卻到固相溫度以下，焊點凝固，形成焊點。冷卻速率是關(guān)鍵因素，將對焊點的強度產(chǎn)生重要影響。降溫速率一般設(shè)置在3~5℃/s左右。4.4再流焊工藝與設(shè)備3.

再流焊溫度曲線溫度曲線類型再流焊接溫度曲線類型與焊料的特性、PCB組件特征、生產(chǎn)工藝要求等方面都有者密切的關(guān)系，從形狀上來看，可以分為馬鞍型和帳篷型溫度曲線。4.4再流焊工藝與設(shè)備3.

再流焊溫度曲線溫度曲線設(shè)置原則①根據(jù)使用焊錫膏的溫度曲線進行設(shè)置。不同金屬合金含量的焊膏有不同的溫度曲線，即使相同的合金成分，由于助焊劑成分不同，其溫度曲線也不一樣。因此，應(yīng)按照焊錫膏供應(yīng)商提供的溫度曲線進行設(shè)置。②根據(jù)PCB的材料、厚度、是否多層板、尺寸大小等進行參數(shù)設(shè)置。③根據(jù)元器件組裝密度、元器件的類型和大小、有無BGA、CSP等特殊元器件進行設(shè)置。既要保證焊點質(zhì)量又不會損壞元器件。④根據(jù)設(shè)備的具體情況，例如加熱區(qū)長度、加熱源材料、發(fā)熱功率、熱傳導(dǎo)方式以及傳熱效率等因素進行設(shè)置。⑤根據(jù)溫度傳感器的實際位置來確定各溫區(qū)的設(shè)置溫度。若溫度傳感器位置在發(fā)熱體內(nèi)部，設(shè)置溫度比實際溫度高近一倍左右；若傳感器位置在機器內(nèi)腔的頂部或底部，設(shè)置溫度比實際溫度高30℃左右即可。⑥根據(jù)排風(fēng)量的大小進行設(shè)置。一般再流焊機對排風(fēng)量都有具體要求，但實際排風(fēng)量因各種原因有時會有所變化，確定一個產(chǎn)品的溫度曲線時，應(yīng)考慮排風(fēng)量，并定時測量。⑦環(huán)境溫度對再流焊機溫度的影響。特別是加熱溫區(qū)較短、機體寬度較窄的再流焊機，其溫度受環(huán)境溫度影響較大，因此在再流焊機進出口處要避免對流風(fēng)。4.4再流焊工藝與設(shè)備4.

再流焊機結(jié)構(gòu)再流焊機主要由加熱系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、抽風(fēng)系統(tǒng)、助焊劑回收系統(tǒng)、頂蓋升起系統(tǒng)、氮氣保護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾個部分組成。（1）加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是再流焊機的核心部分，其中全熱風(fēng)與紅外線加熱是目前應(yīng)用最為廣泛的兩種加熱系統(tǒng)。①全熱風(fēng)加熱系統(tǒng)全熱風(fēng)加熱系統(tǒng)是利用加熱器和風(fēng)扇，使?fàn)t腔內(nèi)空氣不斷升溫并循環(huán)，待被焊的PCB組件在爐內(nèi)收到熾熱氣體的加熱，實現(xiàn)焊接。其加熱系統(tǒng)主要由熱風(fēng)馬達、加熱管、熱電偶、固態(tài)繼電器、溫控模塊等部分組成，如圖所示。4.4再流焊工藝與設(shè)備4.

再流焊機結(jié)構(gòu)②紅外線加熱系統(tǒng)紅外線加熱系統(tǒng)的原理是熱能通常有80%的能量以電磁波的形式——紅外線向外發(fā)射，焊點受到紅外線照射后溫度升高，從而完成焊接過程。紅外再流焊機的加熱系統(tǒng)如圖所示。在紅外再流焊機內(nèi)的每個溫區(qū)均有上、下兩個加熱器，每個加熱器都是紅外輻射體，而被焊接的對象，如PCB基板、焊錫膏以及其中的助焊劑、元件本體等，均具有吸收紅外線的能力，這些物質(zhì)受到加熱器熱輻射后，其分子產(chǎn)生激烈振動，迅速升溫到焊錫膏的熔化溫度之上，從而完成焊接過程。4.4再流焊工藝與設(shè)備4.

再流焊機結(jié)構(gòu)（2）傳送系統(tǒng)傳送系統(tǒng)是將印制電路板從再流焊機入口按一定速度傳送到再流焊機出口的傳動裝置，主要包括導(dǎo)軌、網(wǎng)帶、鏈條、運輸馬達、軌道寬度調(diào)整機構(gòu)、運輸速度控制機構(gòu)等部分。傳送系統(tǒng)采用的傳送方式主要有：鏈傳動、網(wǎng)帶傳動、鏈傳動+網(wǎng)帶傳動、雙導(dǎo)軌運輸?shù)?，一般的再流焊機采用的是鏈條+網(wǎng)帶的傳送方式，即鏈條和網(wǎng)帶同時傳動，如圖所示。4.4再流焊工藝與設(shè)備4.

再流焊機結(jié)構(gòu)（3）冷卻系統(tǒng)PCB經(jīng)過再流焊接后，必須立刻進行冷卻，才能得到良好的焊接質(zhì)量，因此在再流焊機的加熱系統(tǒng)后部都裝配有冷卻系統(tǒng)，以方便對加熱完成的PCB進行快速冷卻。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是一個水循環(huán)的熱交換器，冷卻風(fēng)扇把熱氣吹到循環(huán)水換熱器，經(jīng)過降溫后的冷氣再吹到PCB組件上。（4）助焊劑回收系統(tǒng)助焊劑回收系統(tǒng)的作用是防止助焊劑揮發(fā)物直接排到大氣中，污染環(huán)境。該系統(tǒng)一般設(shè)有蒸發(fā)器，通過蒸發(fā)器將助焊劑揮發(fā)物加溫到450℃以上，使助焊劑揮發(fā)物氣化，然后冷水機把水冷卻后循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器，助焊劑通過上層風(fēng)機排出，通過蒸發(fā)器冷卻形成的液體流到回收罐中。（5）抽風(fēng)系統(tǒng)抽風(fēng)系統(tǒng)是將再流焊接時產(chǎn)生的助焊劑揮發(fā)物和廢氣及時排放，以確保機器內(nèi)部正常的氣體環(huán)境和工作環(huán)境的空氣清潔。4.4再流焊工藝與設(shè)備4.

再流焊機結(jié)構(gòu)（6）氮氣保護系統(tǒng)氮氣保護系統(tǒng)用于充氮氣焊接，在預(yù)熱區(qū)、焊接區(qū)及冷卻區(qū)進行全程氮氣保護，可以減少高溫氧化，增強熔化釬料的潤濕能力，減少內(nèi)部空洞，提高焊點質(zhì)量，主要用于高可靠產(chǎn)品和無鉛產(chǎn)品焊接。（7）頂蓋升起系統(tǒng)再流焊機的上爐體可整體開啟，以便于內(nèi)部清潔。撥動上爐體的升降開關(guān)，即可由馬達驅(qū)動升降桿完成上爐體的升起。在上升過程中，蜂鳴器響起，提醒人們注意安全。（8）控制系統(tǒng)（計算機）控制系統(tǒng)是再流焊機的中樞。早期的再流焊機主要以儀表控制方式為主，但隨著計算機應(yīng)用的普及和發(fā)展，先進的再流焊機已經(jīng)全部采用了計算機或PLC控制方式。4.4再流焊工藝與設(shè)備5.

再流焊技術(shù)分類再流焊的種類有很多，按照加熱區(qū)域不同，可分為對PCB組件整體加熱和對PCB組件局部加熱兩大類。在整體加熱中可分為熱板再流焊、紅外再流焊、熱風(fēng)再流焊、紅外熱風(fēng)再流焊和氣相再流焊等；在局部加熱中可分為激光再流焊、聚焦紅外再流焊、光束再流焊、熱氣流再流焊等。（1）熱板再流焊熱板再流焊是利用熱板傳導(dǎo)加熱的焊接方法，其工作原理如圖所示。4.4再流焊工藝與設(shè)備5.

再流焊技術(shù)分類（2）紅外再流焊技術(shù)紅外再流焊是利用陶瓷發(fā)熱板或石英發(fā)熱管輻射紅外線加熱來實現(xiàn)元器件與PCB之間的焊接方法。其工作原理是紅外線輻射能直接穿透焊料合金內(nèi)部被其分子機構(gòu)所吸收，吸收的能量會使局部溫度升高，導(dǎo)致焊料合金熔化，完成焊接。紅外線輻射加熱法是最早、最廣泛使用的SMT焊接方法之一。（3）熱風(fēng)再流焊技術(shù)熱風(fēng)再流焊是通過耐熱風(fēng)機與對流噴口結(jié)構(gòu)來迫使氣流循環(huán)流動，能夠保持在一定范圍內(nèi)溫度分布的均勻性，從而實現(xiàn)對PCB組件進行均勻加熱的焊接方法。此種加熱方式能夠使得被焊接的PCB和元器件的溫度接近加熱區(qū)內(nèi)的氣體溫度，克服了紅外再流焊接的溫差和陰影效應(yīng)，這種技術(shù)比較適用窄間距元器件QFP、BGA，以及雙面貼裝工藝的焊接。（4）紅外熱風(fēng)再流焊技術(shù)紅外熱風(fēng)再流焊技術(shù)是將熱風(fēng)對流和紅外加熱結(jié)合在一起的加熱方式，它是以遠紅外輻射對流傳熱為基礎(chǔ)，通過強制熱風(fēng)對流進行加熱，充分結(jié)合兩者的長處，充分利用紅外輻射穿透力強、熱效率高的特點，彌補強制熱風(fēng)對氣體流速要求過快而影響焊接質(zhì)量的缺點，同時有效克服了紅外輻射的陰影效應(yīng)和色感敏感性。4.4再流焊工藝與設(shè)備5.

再流焊技術(shù)分類（5）氣相再流焊技術(shù)氣相再流焊接（VaporPhaseSoldering,VPS）也稱飽和蒸汽再流焊接，是將氟惰性液體加熱至沸點，產(chǎn)生飽和蒸汽，以此作為傳熱介質(zhì)，用汽化潛熱來進行加熱，從而實現(xiàn)PCB組件焊接的方法，其工作原理如圖所示。（6）激光再流焊激光焊接是利用激光束良好的方向性及功率密度高的特點，通過光學(xué)系統(tǒng)將CO2或YAG激光束直接照射焊接部位，焊點吸收激光能并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使得焊點溫度升高，導(dǎo)致焊料熔化，激光照射停止后，焊接部位迅速冷卻，焊料凝固，形成牢固焊點，其工作原理如圖所示。4.4再流焊工藝與設(shè)備6.

再流焊工藝質(zhì)量分析影響再流焊工藝焊接質(zhì)量的因素主要包括生產(chǎn)材料、生產(chǎn)設(shè)備、工藝規(guī)范、生產(chǎn)環(huán)境以及操作者技能水平等等，其中溫度曲線設(shè)定是否合理對焊接質(zhì)量起著決定性作用。（1）元器件的影響當(dāng)元器件焊端和引腳被氧化或污染，再流焊時會產(chǎn)生潤濕不良、虛焊、焊錫球和空洞等焊接缺陷。另外如果元器件引腳共面性不好，也會導(dǎo)致焊接時出現(xiàn)虛焊的缺陷。（2）PCB的影響①PCB焊盤設(shè)計。PCB焊盤設(shè)計要保證焊接后能夠形成主焊點的位置，同時還要滿足印刷、貼裝的要求。如果焊盤設(shè)計間隙過大、過小或焊盤尺寸不對稱，或兩個元件的端頭在同一個焊盤上時，由于焊接時所受表面張力不一致，就會產(chǎn)生立碑、移位等缺陷。②焊盤可焊性及表面平整度。如果焊盤被氧化、污染、焊盤、或焊盤表面平整度不好，再流焊時會產(chǎn)生潤濕不良、虛焊、焊錫球和空洞等焊接缺陷。（3）焊錫膏的影響焊錫膏自身的特性如金屬合金與助焊劑的比例、顆粒度及分布、金屬合金的氧化度、助焊劑和添加劑的性能、焊膏的黏度、觸變性、塌落度、粘結(jié)性等都會影響再流焊質(zhì)量。（4）設(shè)備對焊接質(zhì)量的影響表面組裝生產(chǎn)設(shè)備如印刷機、貼片機、再流焊機以及相關(guān)治具都會對焊接質(zhì)量造成一定的影響。4.4再流焊工藝與設(shè)備6.

再流焊工藝質(zhì)量分析常見再流焊缺陷分析及解決辦法在再流焊過程中，由于生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)物料等方面因素，會出現(xiàn)立碑、橋連、移位、冷焊、空洞、錫珠、虛焊、冷焊等常見的焊接缺陷。4.5波峰焊工藝與設(shè)備1.

波峰焊工藝概述波峰焊是將熔融的液體焊料，借助泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波峰，插裝和貼裝了元器件的印制電路板以某一特定的角度、速度以及一定的浸入深度通過焊料波峰，從而實現(xiàn)焊點焊接的過程，也稱群焊或流動焊。4.5波峰焊工藝與設(shè)備2.

波峰焊工藝流程波峰焊就是利用熔融焊料循環(huán)流動的波峰面與裝有元器件的PCB焊接面相接觸，使熔融焊料不斷給PCB和元器件的焊接面而進行的一種成組焊接工藝。典型的波峰焊接工作流程如圖所示。4.5波峰焊工藝與設(shè)備3.

波峰焊工藝的工藝參數(shù)（1）助焊劑涂覆量助焊劑涂覆要求涂覆量要適當(dāng)，即在PCB底面涂覆薄薄的一層助焊焊劑，要均勻，不能太厚，對于免清洗工藝特別要求不能過量。焊劑涂覆量要根據(jù)波峰焊機的焊劑涂覆系統(tǒng)，以及采用助焊劑的類型來進行設(shè)置。在生產(chǎn)中，通常助焊劑的密度在0.8~0.84g/cm3之間，固含量在1.5%~10%之間，這樣助焊劑能夠均勻涂布在PCB上。根據(jù)助焊劑的類型，焊接需要的固態(tài)焊劑量在0.5~3g/m2之間，相當(dāng)于濕焊機層的厚度為3~20μm。（2）焊接時間焊接時間值PCB上某一個焊點從接觸波峰面到離開波峰面的時間，也稱為焊接時間。因為熱量、溫度是時間的函數(shù)，在一定溫度下，焊點和元器件的受熱隨時間邊長而增加。波峰焊的焊接時間可以通過調(diào)整傳送速度來控制，焊接時間與預(yù)熱溫度、焊料波峰的溫度、導(dǎo)軌的傾角和傳送速度都有關(guān)系。對于有鉛焊接，焊接時間一般設(shè)置在2s~4s之間；對于無鉛焊接，焊接時間一般設(shè)置在4.5~5.5s之間。（3）預(yù)熱溫度和時間預(yù)熱必須確保PCB和元器件達到最適宜的溫度，以激發(fā)助焊劑的活性。預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前所達到的溫度。預(yù)熱時間是由傳送速度來控制。如果預(yù)熱溫度和時間不夠，將導(dǎo)致在焊接過程中，因大量氣體放出造成錫珠，以及當(dāng)液體溶劑到達波峰時產(chǎn)生焊料飛濺。如果預(yù)熱溫度過大，則將降低助焊劑在進入焊料波峰之前的活化性和作用在最佳溫度下焊接。4.5波峰焊工藝與設(shè)備3.

波峰焊工藝的工藝參數(shù)（4）焊接溫度焊接溫度通常高于焊料熔點50~60℃，大多數(shù)情況，焊接溫度是指焊錫槽溫度。適當(dāng)?shù)暮噶蠝囟瓤杀ＷC焊料有較好的流動性，焊接溫度在波峰焊機啟動后應(yīng)定期定時檢查，尤其是焊接缺陷增多時，首先應(yīng)當(dāng)檢查焊錫膏溫度。在實際運行時，焊接的PCB焊點溫度要低于焊錫槽溫度，這是由于PCB吸熱的原因。（5）波峰高度波峰高度是指波峰焊接中PCB的吃錫深度。適當(dāng)?shù)牟ǚ甯叨瓤稍黾雍噶喜▽噶系膲毫土魉?，有利于焊料潤濕金屬表面，流入插裝孔和通孔中。波峰高度一般設(shè)置在PCB板厚的1/2~2/3之間，無鉛焊接可以提高到4/5左右。波峰高度過高會導(dǎo)致熔融焊料流到PCB的表面，造成橋連。（6）傳送傾角傳送傾角是指傳送裝置相對于水平位置的傾角，通常設(shè)置在3°~7°之間。適當(dāng)?shù)膫魉蛢A角有利于排除殘留的焊點和元器件周圍由焊劑產(chǎn)生的氣體，當(dāng)進行表面組裝和通孔插裝元件的混裝工藝時，與由于通孔比較少，應(yīng)適當(dāng)增大傳送傾角。（7）傳送速度PCB浸入和退出焊料波峰的速度，對潤濕質(zhì)量、焊料層的均勻性額厚度有很大影響，傳送速度一般為0.8m/min~1.92m/min之間。傳送速度主要根據(jù)波峰焊機預(yù)熱區(qū)長度、波峰的寬度、PCB組裝情況、助焊劑和焊料的特性來設(shè)定。4.5波峰焊工藝與設(shè)備3.

波峰焊工藝的工藝參數(shù)（8）熱風(fēng)刀所謂熱風(fēng)刀，是SMA剛離開焊接波峰后，在SMA下方放置一個窄長的帶開口的腔體，腔體開后處能吹出（4~20）×0.068個標準大氣壓和500℃~525℃的氣流，猶如刀狀，故稱為熱風(fēng)刀。熱風(fēng)刀的高溫高壓氣流吹向SMA上尚處于熔融狀態(tài)的焊點，過熱的風(fēng)可以吹掉多余的焊錫，也可以填補金屬化孔內(nèi)焊錫的不足，對有橋接的焊點可以得到修復(fù)，同時由于可使焊點的熔化時間得以延長，所以原來帶有氣孔的焊點也得到修復(fù)，因此，熱風(fēng)刀可以使焊接缺陷大大降低，提高焊接質(zhì)量，已在SMA焊接中廣泛適用。熱風(fēng)刀的溫度和壓力應(yīng)根據(jù)SMA上的元器件密度、元器件類型以及在PCB上方向而設(shè)定。（9）焊料合金組分配比與雜質(zhì)對焊接質(zhì)量額影響焊料成分的變化會影響焊接溫度和液體焊料的黏度、流動性、表面張力、浸潤性，對焊料槽的管理維護也會引起焊料熔點、黏度、表面張力的變化，造成波峰焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。（10）工藝參數(shù)的綜合調(diào)整波峰焊的工藝參數(shù)比較多，這些參數(shù)之間相互影響，相當(dāng)復(fù)雜。例如，改變預(yù)熱溫度和時間，就會影響焊接溫度，預(yù)熱溫度低，PCB接觸波峰時吸熱多，就會起到降低焊接溫度的作用；如果調(diào)整了傳送速度，會對所有有關(guān)溫度和時間的參數(shù)產(chǎn)生影響。因此，無論調(diào)整哪一個參數(shù)，都會對其他參數(shù)產(chǎn)生不同的影響。4.5波峰焊工藝與設(shè)備4.

波峰焊溫度曲線理想的雙波峰焊接溫度曲線如圖所示。從圖中可以看出，整個焊接過程被分為3個溫度區(qū)域，即預(yù)熱、焊接、冷卻。實際的焊接溫度曲線可以通過對設(shè)備的控制系統(tǒng)編程進行調(diào)整。4.5波峰焊工藝與設(shè)備5.

波峰焊機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)波峰焊機一般是由焊料波峰發(fā)生器、助焊劑涂覆系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。4.5波峰焊工藝與設(shè)備5.

波峰焊機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）焊料波峰發(fā)生器焊料波峰發(fā)生器是產(chǎn)生波峰焊所需的特定焊料波峰，它決定波峰焊接質(zhì)量的核心，也是整個系統(tǒng)最具特征的核心部件。它的技術(shù)要求是有優(yōu)良的焊料波峰動力特征；產(chǎn)生的波峰平穩(wěn)、高度可調(diào)；具備一定的抑制高溫液態(tài)焊料氧化的能力。焊料波峰發(fā)生器可分為機器泵式和液態(tài)金屬電磁泵式。（2）助焊劑涂覆系統(tǒng)助焊劑涂覆系統(tǒng)是保證波峰焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，其主要作用是在PCB上均勻地涂敷助焊劑，去除PCB及元器件表面的氧化層以及防止焊接過程中被再次氧化。助焊劑的涂覆系統(tǒng)的技術(shù)要求是涂覆層應(yīng)均勻一致，覆蓋性好；涂覆的厚度適宜，無多余的助焊劑流淌；涂覆效率高。助焊劑的涂覆方法主要有發(fā)泡式、噴流式和噴霧式。（3）預(yù)熱系統(tǒng)預(yù)熱系統(tǒng)是波峰焊機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中重要部分，主要由熱電偶、鑄鋁發(fā)熱板、石英燈、箱體、溫控系統(tǒng)等組成。它要求溫度調(diào)節(jié)范圍寬，一般應(yīng)在室溫至250℃范圍內(nèi)可調(diào)；有一定的預(yù)熱長度，確保PCB在激活溫度下保持足夠的時間；對助焊劑涂覆系統(tǒng)正常工作的干擾及造成的熱影響最小。4.5波峰焊工藝與設(shè)備5.

波峰焊機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（4）傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)的作用是使PCB能以某一較佳的傾角和速度平穩(wěn)進入和退出焊料波峰，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為爪式夾送系統(tǒng)、機械手夾持系統(tǒng)和框架式夾送系統(tǒng)，其中爪式夾送系統(tǒng)和機械手夾持系統(tǒng)是將PCB置于夾持爪上，夾持爪直接安裝在驅(qū)動鏈條上，并在傳輸導(dǎo)軌上運行。（5）冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)的作用是迅速驅(qū)散經(jīng)過焊料波峰區(qū)積累在PCB生的余熱，常見的結(jié)構(gòu)有風(fēng)冷式和水冷式。對冷卻系統(tǒng)的技術(shù)要求有：風(fēng)壓適當(dāng)，過猛易產(chǎn)生擾動焊點；氣流定向，不導(dǎo)致焊料槽表面的劇烈散熱；最好能提供先溫風(fēng)后冷風(fēng)的逐漸冷卻模式。急劇冷卻會導(dǎo)致產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力而損害元件，如陶瓷元件等，而且易在焊點內(nèi)形成空洞。（6）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的作用是利用計算機對波峰焊機各工位、各組件之間的信息進行綜合處理，對系統(tǒng)的工藝協(xié)調(diào)和控制。對控制系統(tǒng)的基本要求是控制動作準確可靠；能充分體現(xiàn)波峰焊工藝的規(guī)范要求；可操作性和維修性好；人機界面友好，便于操作等。4.5波峰焊工藝與設(shè)備6.

波峰焊工藝的質(zhì)量分析（1）生產(chǎn)物料影響因素元器件：焊端和引腳是否被污染或氧化會影響焊料的浸潤性。印制電路板：焊盤大小、金屬化孔與阻焊膜的質(zhì)量、PCB的平整度、焊盤設(shè)計與排布方向、插裝孔的孔徑和焊盤設(shè)計，這些都會影響焊接的質(zhì)量。焊錫膏、助焊劑：焊錫膏是形成焊點的材料，直接決定焊點的質(zhì)量；助焊劑能凈化焊接表面，直接決定焊接的浸潤性。（2）生產(chǎn)設(shè)備影響因素主要包括助焊劑噴涂系統(tǒng)的可控制性，預(yù)熱和焊接溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，波峰高度的穩(wěn)定性和可調(diào)整性，傳送系統(tǒng)的平穩(wěn)性以及是否配置熱風(fēng)刀、氮氣系統(tǒng)等等。（3）生產(chǎn)工藝影響因素主要包括助焊劑噴涂量、預(yù)熱和焊接溫度、傳送傾角度、傳送速度、波峰高度等參數(shù)以及這些參數(shù)之間的配合關(guān)系，都將直接影響波峰焊接的質(zhì)量。4.5波峰焊工藝與設(shè)備6.

波峰焊工藝的質(zhì)量分析（4）波峰焊接缺陷分析波峰焊中可能出現(xiàn)的缺陷主要是焊點、元件和PCB缺陷，具體分析如表所示。4.6檢測工藝與設(shè)備1.

檢測工藝概述表面組裝檢測工藝是SMT生產(chǎn)制造的重要工序之一，也是提高SMT產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。采用先進的檢測技術(shù)加強對生產(chǎn)過程的監(jiān)管，有助于將問題缺陷消除在萌芽狀態(tài)，降低故障率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。表面組裝檢測工藝內(nèi)容主要包括組裝前來料檢測、工序檢測（工藝過程檢測）和組裝后組件檢測，如圖所示。4.6檢測工藝與設(shè)備1.

檢測工藝概述表面目前，SMT檢測技術(shù)主要有視覺檢查和電氣測試兩大類。其中視覺檢測可分為目視檢驗、自動光學(xué)檢測（AOI）、自動X射線檢測（X-Ray或AXI），電氣測試則可分為在線檢測（ICT）和功能檢測（FCT），如圖所示。4.6檢測工藝與設(shè)備2.

來料檢測元器件檢驗內(nèi)容與方法元器件檢測主要包括元器件的型號、規(guī)格、包裝、標識、元件的可焊性、引線的共面性以及使用功能測試。如表所示為元器件檢測的主要項目、方法和內(nèi)容。4.6檢測工藝與設(shè)備2.

來料檢測PCB檢測內(nèi)容與方法PCB檢測主要包括材質(zhì)、型號規(guī)格、外形尺寸、絲印、翹曲度、可焊性、阻焊膜的完整性等。下表所示為PCB檢測的主要項目、方法和內(nèi)容。4.6檢測工藝與設(shè)備2.

來料檢測工藝材料檢測內(nèi)容與方法工藝材料檢測主要包括焊錫膏、助焊劑、粘結(jié)劑、清洗劑的檢測。下表所示為工藝材料檢測的主要項目、方法和內(nèi)容。4.6檢測工藝與設(shè)備3.

自動光學(xué)檢測自動光學(xué)檢測（AutomaticOpticalInspection，AOI）運用高速、高精度視覺處理技術(shù)，能自動檢測PCB組件上各種錯誤和缺陷。（1）自動光學(xué)檢測工作原理AOI通過光源對PCB板進行照射，用光學(xué)鏡頭將PCB的反射光采集進計算機，通過計算機軟件對包含PCB信息的色彩差異或灰度比進行分析處理，從而判斷PCB板上焊錫膏印刷、元件放置、焊點焊接質(zhì)量等情況，如圖所示。4.6檢測工藝與設(shè)備3.

自動光學(xué)檢測（2）自動光學(xué)檢測特點自動光學(xué)檢測的優(yōu)點是檢測速度快，編程時間較短，可以放置在生產(chǎn)線中不同位置，便于及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的缺陷和問題，及時解決產(chǎn)生缺陷的原因，使生產(chǎn)和檢測緊密結(jié)合，提高生產(chǎn)效率，此外自動光學(xué)檢測性能穩(wěn)定、結(jié)果可靠、可提供檢測數(shù)據(jù)分析和反饋、檢測效率高。因此使目前在SMT生產(chǎn)中應(yīng)用比較多的檢測技術(shù)。但自動光學(xué)檢測也存在以下問題，如只能做元件外觀檢測，不能檢測電路錯誤、無法對BGA、FC等不可見的焊點進行檢測。（3）自動光學(xué)檢測設(shè)備自動光學(xué)檢測設(shè)備又稱為自動光學(xué)檢測儀，根據(jù)檢測原理不同，可分為激光式AOI和CCD鏡片式AOI，其中激光式屬于三維檢測，可準確檢測焊錫高度、元件高度等，但編程復(fù)雜、檢測速度慢；CCD鏡片式則較為簡單，而且低噪聲、靈敏度高，目前使用較為廣泛。按照使用光源的不同，可分為彩色鏡頭和黑白鏡頭，其中彩色鏡頭使用紅、綠、藍三色光源；黑白鏡頭的光源使用單色光源。從應(yīng)用的角度可分為臺式和在線式兩種，一般來說，臺式大多是半自動的，在線式是全自動的。4.6檢測工藝與設(shè)備4.

自動X射線檢測自動X射線檢測（AutomaticX-rayInspection，AXI）是由計算機圖像識別系統(tǒng)對微焦X射線透過SMT組件所得的焊點圖像，經(jīng)過灰度處理來檢測各種缺陷的技術(shù)。（1）自動X射線檢測工作原理自動X射線檢測工作原理圖如圖所示。當(dāng)組裝好的電路板沿導(dǎo)軌進入機器內(nèi)部后，位于線路板下方有一個X射線發(fā)射管，其發(fā)射的X射線穿過線路板后，被置于上方的探測器（CCD攝像機）接收，由于各種材料對X射線的吸收率或透射率不同，X射線穿透電路板組件留下不同強度的X射線投散在影像增強器上，影像增強器將X射線轉(zhuǎn)變成灰階不同的模擬信號，經(jīng)CCD相機轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號經(jīng)影像卡采集計算優(yōu)化處理，變成肉眼可見的各種黑白灰度影相，從而可自動且可靠地檢驗焊點的各種缺陷。4.6檢測工藝與設(shè)備4.

自動X射線檢測（2）自動X射線檢測特點自動光學(xué)檢測技術(shù)為SMT生產(chǎn)檢測帶來新的變革，最先的3D檢測法采用分層技術(shù)，除了可以檢測雙面貼裝的電路板，還可以對不可見焊點如BGA進行多層圖像的

“切片”檢測，利用此方法還可測通孔焊點，檢查通孔中焊料是否充實，從而極大地提高焊點連接質(zhì)量。（3）自動X射線檢測設(shè)備自動X射線檢測設(shè)備也稱為自動X射線檢測儀。按照自動化程度，自動X射線檢測儀可分為人工手動和自動X射線檢測儀；根據(jù)X射線技術(shù)，可分為投射式和截面式X射線檢測儀。其中投射式適用于單面貼裝的電路板檢測，檢測雙面板和多層板時比較困難；透射式可以進行分層斷面檢測，可準確顯示焊點內(nèi)部狀況，適用于單面、雙面電路板檢測。自動X射線檢測儀主要由光機系統(tǒng)單元、軟件系統(tǒng)單元、控制電路單元組成。其中光機系統(tǒng)單元由X射線管、圖像增強器、X射線CCD成像器、移動平臺等組成，主要完成圖像采集、工作臺三維空間移動等功能；軟件系統(tǒng)單元是整個檢測儀的神經(jīng)中樞，實現(xiàn)圖像分析處理、操作控制等功能；控制電路單元則是檢測儀的執(zhí)行單元，它根據(jù)計算機指令來完成工作臺的移動控制、X射線的強度控制以及信息采集等功能。4.6檢測工藝與設(shè)備4.

在線檢測技術(shù)（1）針床式在線測試針床式在線測試屬于接觸式測試技術(shù)，它使用專門的針床與已焊接好的線路板上的元器件焊點接觸，并用數(shù)百毫伏電壓和10mA以內(nèi)電流進行分立隔離測試，從而精確地測量所裝電阻、電感、電容、二極管、晶閘管、場效應(yīng)管、集成電路等通用和特殊元器件的漏裝、錯裝、參數(shù)值偏差、焊點連接、線路板開、短路等故障。（2）飛針式在線測試飛針式測試是對針床式在線測試的一種改進，它用探針來代替針床，在X、Y運動機構(gòu)上裝有可分別高速移動的4~8個獨立控制的測試探針，如圖所示。工作時PCB組件通過傳送系統(tǒng)傳送到測試機內(nèi)，測試探針根據(jù)預(yù)先編排的程序移動并接觸測試焊盤和通路孔，從而測試PCB組件上的元件。當(dāng)一個元件正在測試時，PCB組件上的其他元件通過探針器在電氣上屏蔽以防干擾測量。4.6檢測工藝與設(shè)備5.

功能測試技術(shù)功能測試（FunctionalTest，F(xiàn)T）用于表面組裝電路板的電功能測試。它將表面組裝電路板或表面組裝電路板上的被測單元作為一個功能體，對其提供輸入電信號，按照功能體的設(shè)計要求檢測輸出信號，這種測試是為了確保電路板能按照設(shè)計要求正常工作，因此，功能測試是檢測和保證產(chǎn)品最終功能質(zhì)量的主要方法。功能測試一般是將通過被測電路板的對外接口對它進行測試，測試工作原理如圖所示。測試裝備本身提供各種激勵信號源，通過接口激勵被測電路板，同時測試裝備接收被測電路板的響應(yīng)信號，并將響應(yīng)信號和預(yù)期結(jié)果進行比較，從而判斷被測電路板功能好壞。功能測試設(shè)備比較昂貴，最簡單的功能測試是將表面組裝電路板連接到該設(shè)備相應(yīng)的電路上加電，測試設(shè)備能否正常工作，這是方法操作簡單、成本低，但不能自動故障診斷。4.6檢測工藝與設(shè)備6.

幾種檢測技術(shù)比較4.7返修工藝與設(shè)備1.

返修工藝概述在SMA焊接完成后，特別是新產(chǎn)品的開發(fā)，或多或少會出現(xiàn)一些元器件的移位、橋接和虛焊等各種缺陷。這些缺陷會嚴重影響產(chǎn)品的使用功能和壽命，因此必須進行返工或返修。返工和返修是不同的概念。返工是為使不合格產(chǎn)品符合要求而對其采取的措施，即使用原來的或者相近的工藝重新處理PCB，其產(chǎn)品的使用壽命和正常生產(chǎn)的產(chǎn)品是一樣的。而返修是為使不合格產(chǎn)品滿足預(yù)期用途而對其所采取的措施，即不能保持原有的工藝，只是一種簡單的維修。在SMT應(yīng)用中要特別注意兩種修理過程的不同意義。4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料SMT常用的返修材料和工具如表所示4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料

電烙鐵（1）電烙鐵的結(jié)構(gòu)電烙鐵主要由以下幾部分組成：

①發(fā)熱元件：俗稱烙鐵芯。它是將鎳鉻發(fā)熱電阻絲纏在云母、陶瓷等耐熱、絕緣材料上構(gòu)成的。內(nèi)熱式與外熱式主要區(qū)別在于外熱式發(fā)熱元件在傳熱體的外部，而內(nèi)熱式的發(fā)熱元件在傳熱體的內(nèi)部。②烙鐵頭：作為熱量存儲和傳遞的烙鐵頭，一般用紫銅制成。③手柄：一般用實木或膠木制成，手柄設(shè)計要合理，否則因溫升過高而影響操作。④接線柱：是發(fā)熱元件同電源線的連接處。必須注意：一般烙鐵有三個接線柱，其中一個是接金屬外殼的，接線時應(yīng)用三芯線將外殼接保護零線。（2）電烙鐵的分類根據(jù)傳熱方式可分為內(nèi)熱式電烙鐵、外熱式電烙鐵。根據(jù)用途可分為恒溫電烙鐵、吸錫電烙鐵、自動送錫電烙鐵。4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料

電烙鐵（3）電烙鐵的使用步驟1：準備施焊。左手拿焊絲，右手握烙鐵，進入備焊狀態(tài)。要求烙鐵頭保持干凈，無焊渣等氧化物，并在表面鍍有一層焊錫。元器件成型，引腳處于筆直狀態(tài)，印制電路板要處于水平狀態(tài)。步驟2：加熱焊件。烙鐵頭靠在兩焊件的連接處，加熱整個焊件全體，時間大約為1～2秒鐘。對于在印制板上焊接元器件來說，要注意使烙鐵頭同時接觸兩個被焊接物。步驟3：送入焊絲。焊件的焊接面被加熱到一定溫度時，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。步驟4：移開焊絲。當(dāng)焊絲熔化一定量后，立即向左上或45°方向移開焊絲。步驟5：移開烙鐵

。移開焊絲后再加熱1秒，等焊錫浸潤焊盤和焊件的施焊部位以后，沿著元器件引腳迅速向上移開電烙鐵。

4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料

熱風(fēng)槍（1）熱風(fēng)槍的結(jié)構(gòu)熱風(fēng)槍是一種貼片元件和貼片集成電路的拆焊、焊接工具，熱風(fēng)槍主要由氣泵、線性電路、氣流穩(wěn)定器、外殼、手柄組件組成。熱風(fēng)槍可以分為手持式熱分區(qū)和臺式熱風(fēng)槍，如圖所示。4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料

熱風(fēng)槍（1）熱風(fēng)槍的使用①

正確調(diào)節(jié)熱風(fēng)槍的溫度。拆卸焊內(nèi)聯(lián)座需要280~300℃的溫度，溫度高會導(dǎo)致變形座，溫度低則拆卸不下來。拆卸軟封裝集成電路需要300~320℃的溫度，溫度高容易損壞集成電路，溫度低則拆卸不下來，且容易損壞焊盤，造成不能修復(fù)的故障。②

正確調(diào)節(jié)風(fēng)速。使用熱風(fēng)槍時，應(yīng)該把送風(fēng)量旋鈕都置于中間的位置。③

使用時應(yīng)垂直于元器件且在距離元器件1~2cm的位置均勻移動吹焊，不能直接接觸元器件引腳，也不要過遠。待元器件完全松動后方可取下元器件。④

焊接或拆除元件時，一次不要連續(xù)吹熱風(fēng)超過20s，同一位置使用熱風(fēng)不要超過3次，以免損壞元器件或引腳。⑤

使用完或不用時，將溫度調(diào)到最低，風(fēng)速調(diào)到最大。這樣既方便散熱又能很快升溫使用，延長使用壽命。4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料返修工作系統(tǒng)在新產(chǎn)品的開發(fā)中，經(jīng)常會遇到印制電路板焊接后QFP、PLCC、BGA等元器件出現(xiàn)移位、橋連和虛焊等各種缺陷，這類元器件的返修設(shè)備是返修工作系統(tǒng)。返修工作系統(tǒng)是利用熱風(fēng)將芯片引腳焊錫熔化，拆裝或焊接QFP、PLCC、BGA等大型器件。其優(yōu)點是受熱均勻，不會損傷印制電路板和芯片，適合于多層電路板的快速返工。常見的返修工作臺如圖所示。4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料返修工作系統(tǒng)（1）返修工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)①返修工作臺返修工作臺主要用于夾緊要返修的印制電路板，調(diào)整工作臺的X，Y旋鈕，可以是器件底部圖像與印制電路板焊盤圖像完全吻合。②光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)主要包括高倍攝像頭或顯微鏡、監(jiān)視器及光學(xué)對中系統(tǒng)。如果沒有光學(xué)對中系統(tǒng)，將難以完成貼裝工序。③加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)用于對頂、底部元件及電路板局部加熱，加熱溫度曲線可根據(jù)需要自行設(shè)置，通過編程來實現(xiàn)控制。④

熱風(fēng)控制系統(tǒng)熱風(fēng)控制系統(tǒng)主要用于控制加熱時的熱風(fēng)流量。⑤

真空系統(tǒng)通過外置或內(nèi)置真空泵提供氣源，拆裝QFP、PLCC、BGA等器件。⑥

計算機控制系統(tǒng)該系統(tǒng)有控制光學(xué)系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、熱風(fēng)控制系和操作系統(tǒng)。4.7返修工藝與設(shè)備2.

返修工具與材料返修工作系統(tǒng)（2）返修工作系統(tǒng)技術(shù)指標①可焊接和返修的整機尺寸：應(yīng)根據(jù)返修PCB最大尺寸確定。②光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)精度：一般為±0.025mm。③溫度控制方式：根據(jù)熱電偶的不同分為K型熱電偶控制和外接熱電偶控制。④底部預(yù)熱最高溫度:一般為100~300℃。⑤噴嘴加熱最高溫度：一般為100~500℃。⑥返修PCB厚度：常見在0.8-3.2mm以內(nèi)。⑦返修PCB尺寸：常見為400mm×500mm。⑧芯片返修尺寸：常見為50mm×50mm。⑨圖像放大倍數(shù)：根據(jù)鏡頭的不同，常見放大倍數(shù)為10~50倍。4.7返修工藝與設(shè)備3.

返修工藝的基本要求（1）手工焊接使用的電烙鐵必須帶防靜電接地線，焊接時接地線必須可靠接地；（2）烙鐵頭始終保持無鉤、無刺，烙鐵頭不得重復(fù)接觸焊盤，不得劃破焊盤及導(dǎo)線；（3）焊接時不允許直接加熱片式元件的焊端和元器件引腳的腳跟以上部位，焊接時間不超過3秒，同一焊點焊接次數(shù)不能超過兩次；（4）電烙鐵不用時要上錫保護，長時間不用時必須關(guān)閉電源以防止空燒；（5）拆卸SMD器件時，應(yīng)等到全部引腳完全熔化時再取下元器件，以防破壞元器件引腳的共面性；（6）防靜電手腕必須檢測合格，手腕帶松緊