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2 0 1 0 年 6 月 IPC - 7 3 5 1 B C N 根 据 整 个 阵 列 的 设 计 及 给 定 的 适 当 金 属 厚 度 的 选 择 ， 化 学 蚀 刻 网 板 可 用 于 0 , 5 m m [ ( I 0 1 9 7 i n ] 间 距 。 可 通 过 性 能 改 善 工 艺 如 电 抛 光 和 / 或 梯 形 剖 面 开 口 提 高 这 种 模 板 的 效 率 。 关 于 具 体 焊 接 要 求 的 网 板 …
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带有通孔元器件的表面贴装再流焊接工艺顺序如
图 7 -2 如示。点胶、贴装表面贴装元器件，然后
固化胶、翻转板子、 自动插装或人工插装通孔元
器件。折 弯 引 线 （如要求）后 ，由于通孔元器件
在顶部，表面贴装元器件底下，通常是波峰焊接。
可选的顺序是返回到第一步，即在表面贴装元器
件 焊 接 之 前 插 入 （及折弯 ）通孔元器件，然后进
行波峰焊。
最后，可能还要清洗、检验、维 修 （如果必要)、
测试，尽管这些工序并不是必要的。
7 . 2 基板准备
7 . 2 . 1 点 胶 波峰焊接表面贴装元器件时，胶 的 图 7 - 1 单 面 SM T 的典型工艺流程
选择和涂敷起着非常重要的作用。如果胶太多，
胶就会流到连接盘上，导致焊料填充不良。胶太
少 ，在底面 波峰焊期 间 就不能 实 现 其固定 元 器
件的目标。
7 . 2 . 2 导 电 胶 一 些 SM T贴装应用中釆用了导
电胶作为连接材料。不像焊膏是在再流焊时再分
布 ，而导电胶则必须适当控制，以确保连接强度。
而且为了防止过多的胶被挤出以及可能与相邻焊
盘形成短路，必须控制元器件的贴装。
7 . 2 . 3 焊 膏 涂 敷 再流焊接中焊膏起着重要的作
用。焊膏在再流焊之前粘附元器件。它含有助焊
剂、溶剂、悬浮剂及所要求成份合金。在贴装元件之前，可通过丝网印刷、网板或注射器将焊膏涂敷在
焊盘上。丝网是由不锈钢或聚酯纤维丝网制成的，网板是蚀刻的不锈钢、黄铜或其他的稳定合金。网板
最适合用于大批量生产。与丝网相比，网板更耐用、更易对准，另外，要求很窄、很小的开口时，例如
对于细间距焊盘，网板可用来涂敷更厚的焊膏。对于非常小的元器件，如 0 2 0 1 电容和电阻，可能要求釆
用电铸模板。
用以制作网板的技术目标是确保焊膏转移尽可能有效和彻底。有几种工艺可改善网板的性能，包括电抛
光和由激光切割技术制作的梯形剖面开口。
7 . 2 . 3 . 1 激 光 切 割 网 板 的 开 发 激光 切 割 网板是直接通过用户的原始G erber文 件 或 IPC-2581数据制成
的。免去了做底片的需求，就减少了了潜在性重合不良。由于没有了成像工序，就能够制作出定位精度
高及重复性高的网板。开口尺寸可达7|um[276|LLin]，印刷间距可达0.3mm[0.0118in]。这种工艺可以最大化
释放焊膏，从而尽可能少清洗网板，因而提高了印刷效率。另外，激光切割工艺还可制成梯形剖面开口，
促进焊膏的彻底释放。
梯 形 剖 面 开 口 是 网 板 （与印制板）接触面上的开口大于刮刀面上的开口。接触面上的开口的每侧通常比
刮刀面上的开口的每侧大5|iim[197|Liin] ，这取决于用户的要求。通过电抛光进一步改善开口壁的几何形状
时，可在印刷工艺期间更好地释放焊膏。对于细间距元器件，这种结果更显著。
双面 自动 组装
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图 7 - 2 有 T H T 的 双 面 SM T 组装工艺流程
基本组装工艺
要求清洗时
测试可包括功能测试、在线测试、老化测试以及组装后的程式测试
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根据整个阵列的设计及给定的适当金属厚度的选择，化学蚀刻网板可用于0,5mm[(I0197in] 间距。可通过
性能改善工艺如电抛光和/ 或梯形剖面开口提高这种模板的效率。关于具体焊接要求的网板工程详细要
求 ，见 IPC-7525。
7 . 2 . 4 预 置 焊 料预 置 焊 料 有 时 用 于 通 孔 插 装 器 件 以 及 SM T返工或打样板。他们有特定的形状和成份，
助焊剂或在预置焊料内部或作为涂层，或不釆用助焊剂。如果板上仅有一些有引线的元器件，预置焊料
的成本很划算，可免去波峰焊接工艺。
7 3 元器件贴装元器件贴装的精度要求使得釆用自动控制设备贴装表面贴装器件更有效。贴装设备的
选择依据被贴装的元器件类型及组装生产速度决定。贴装设备通常釆用软件控制X -Y 移动台系统来控制
贴装顺序。元器件被逐个顺序地贴装到印制板上。典型的贴装时间随元器件尺寸及复杂性而变。
7 . 3 . 1 元 器 件 数 据 传 递 在 通 过 C A D 系统设计印制板之前，都是以数字形式构建每一个元器件，生成一
个电子数据库。C A D 数据最常用于准备底片照相底图、印制板制作信息及组装指引等，而且如果数据开
发格式正确，还能够用于生产工艺。直接传 递 C A D 数据到自动组装系统将加速生产进程，减少整个组装
系统的编程时间。
准备好元器件的C A D 数据库后，每个元器件的具体物理数据都能辅助组装设备编程，确定元器件X Y 坐
标和极性标识。为 了 简 化 X -Y 坐标信息，必须在印制板表面建立基准位置。X 和 Y 坐标信息基于印制板
基准位置。推荐的“ 0 ” 基准位置可以是印制板单板或印制板拼板左下角或右下角的其中一个全局光学点。
表面贴装器件是以卷带式以及管状式喂料器提供的，以 适应高 速 组 装 系统 （托盘式容器更常用于细间距
元器件）。
釆用器件体的中心和起始方向作为参考对准每个元器件。“ 0 ” 度是器件的基本朝向。
必须以 逆时 针 方 向 从“ 0 ” 度规定元器件的方向数据。元 器 件 的 “ 0 ” 度起始位置很重要。例如 ，卷带式
及 JED EC 托盘封装器件已建立了极性标准。
卷带式封装器件有预先确定的方向，该朝向与在模压带一边上的穿孔图形有关。但是标准极性会随具体
的元器件系列而变。
主动及无源元器件以卷带式供给。装在模压袋中固定和保护。每个器件系列或封装类型都有标准的朝向，
朝向与带边缘的穿孔索引图形有关。
如果想要传递到组装系统的输出是可靠的，则必须在C A D 数据库中规定元器件的朝向及极性。电阻和电
容元器件的朝向相同且没有规定极性。当设计工程师开发了元器件数据库时，通常在元器件的每一端子
线路布线，维护数值标记或极性。例如，钽电容、二极管、1C及其他有极性的元器件有特殊的朝向，其
与喂料系统有关。兀件方向和兀器件朝向与料带边的孔有关系。
7 . 4 焊 接 工 艺 与 自 动 贴 装 设 备 的 选 择 一 样 ，焊接工艺选择取决于待焊接的元器件类型，及表面贴装元
器件是否与有引线元器件同时釆用。例如 ，如果所有元器件都是表面贴装类型，则 再 流 （汽相、热风再
流或红外）焊接方法就是理想的。但是，对于在混装技术中通孔元器件和表面贴装元器件组合使用，就
可能需要釆用波峰焊接和再流焊接的组合。没有一种工艺对于所有的焊接任务是最好的。下文详细完整
地讨论了一些焊接工艺。
7 . 4 . 1 波峰焊接波峰焊接是焊接批量端子的经济 方 法 。在波峰焊接工艺中必须控制5 到 6 项工艺变量：
助焊剂涂敷、预热、传送带速度、传送带倾斜、焊料温度、和可能的冷却速率。
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为了防止板翘曲，在预热及焊接期间必须控制传送系统从而控制印制板的热膨胀。
涂敷助焊剂时，必须严密控制助焊剂密度、活性及助焊剂发泡/ 助焊剂喷雾及波峰高度。必须有一个实时
监控系统，以确定助焊剂活性何时退化，何时必须更换助焊剂，以及添加新助焊剂。
速度是焊接中所有步骤的时序及持续时间。通过控制速度，可以形成更均匀更漂亮的焊点。在控制传送
带速度时，在二或三个阶段预热封装和再流组装焊接时，可使组件的热冲击损伤最小化，并可提高它的
使用寿命。通过开发规定了每种类型印制板预热设置及传送带速度的焊接计划，可实现均匀预热。
焊料波是一个重要的变量。波的几何形状对于防止拉尖和桥接以及较好地焊接表面贴装元器件非常重要。
波的几何形状包括单向和双向；单波和双波；汹涌的、平滑和死区；热油、干燥和发泡，是否有热风刀。
也可釆用只适用于表面贴装元器件的特殊焊料波。
与波峰焊接表面贴装元器件有关的问题通常是：当元器件通过260°C [500°F]的焊接波时，会对其造成损
伤 。电阻电容的公差的最大偏移是0 2 % 。考虑到通常釆用的元器件的部件公差是5 % 到 20%，0 2 % 的偏
移量是可忽略的。通常元器件通过波的时间为3 秒 ，但在设计元器件时，他们可承受260°C[500°F] 的焊
接 温 度 达 1 0 秒 。
在波峰焊接时，气泡和漏焊是另外两个主要问题。气泡或气体放出发生在片式电阻电容的端子上。这被
证实是由于助焊剂干燥不充分引起的，可通过提高密封性及贴装组件的预热湿度或延长其预热时间进行
改善。另外一个问题是漏焊，漏焊是由于元件本身对端子的阴影效应引起的。确定元器件的排列朝向时，
要使其两个端子可同时焊接，即可解决多数阴影效应问题。一些制造商为有源元器件设计了偷锡连接盘
来解决这个问题。
解决气泡和阴影效应的最常用方法是将波峰焊设备转换为双波系统即第一个波为紊流波，第二个波为平
滑波。紊流波可提供足量的焊料通过封装和互连结构的表面，以帮助消除气泡和漏焊。平滑波用于帮助
消除拉尖和桥接。
7 . 4 . 2 汽 相 焊 接 汽 相 焊 接 也 称 为 冷 凝 焊 接 ，釆用了惰性液体的蒸发潜热进行焊接。当蒸汽凝结在要焊
接的器件上时，潜热就会释放出来。焊接温度是恒定的，由液体类型控制。
不像波峰、红外、对流及激光焊接一样，汽相焊接不要求控制对焊点或对印制板的热量输入。无论元器
件形状如何，都可均匀加热，但不会超过液体的沸点温度。这种工艺还适合于焊接异型元器件、挠性电路、
插针和连接器以及锡铅电板和表面贴装器件的再流焊接。由于是通过冷凝加热，温度升高率取决于元器
件的质量。因而，封装上的引线接触封装与互连结构热起来比元器件本体快。这就会导致焊料芯吸到引
线上。在组装后的组件暴露到气相焊接工艺之前，强烈建议预热组件，以避免热冲击元器件和印制板。
7.4.3 IR 红 外 再 流 焊 接 红 外 再 流 焊 接 (IR )是利用辐射能或对流能加热组件。有两种基本的[R 再流方法：
聚 焦 （辐射）或非聚 焦 （对流）。已证明后一种方法对于SM T更理想。聚 焦 I R 可将热直接辐射在器件上，
可均匀加热组件。输入在元器件上的热还与颜色有关。在 非 聚 焦 或散 射 服 中 ，加热介质可以是空气或惰
性气体或简单的对流能。逐渐加热组件是必需的，以驱散焊膏中的挥发物。预热适当时间后，组件升到
再流温度进行焊接，然后冷却。
7 . 4 . 4 热 风 / 气 体 对 流 焊 接 该 再 流 工 艺 通 过 将 板 子 传 送 到 加 热 气 体 （空气、氮气）流进行焊接。通过气
体传导将热传递到元器件和印制板。因为板子不会收到来自热源的大量直接辐射，对流焊接可避免红外
再流焊接设备会发生的阴影问题，特 别 是 短 波 长 （灯 ）设备更易发生阴影问题。与其他批量再流焊接方
法相比，该再流工艺能够更均匀地加热，板上的元器件密度可更高。气体温度可控制组装时用到的最高
温度。
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