自動焊接技術電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第1頁!焊接的物理基礎是“潤濕”，潤濕也叫做“浸潤”。潤濕是指液體在與固體的接觸面上攤開，充分鋪展接觸，這種現象就叫做潤濕。錫焊的過程，就是通過加熱，讓鉛錫焊料在焊接面上熔化、流動、潤濕，使鉛錫原子滲透到銅母材(導線、焊盤)的表面內，并在兩者的接觸面上形成Cu6—Sn5的脆性合金層。在焊接過程中，焊料和母材接觸所形成的夾角叫做潤濕角，當θ＜900時，焊料與母材沒有潤濕，不能形成良好的焊點；當θ＞900時，焊料與母材潤濕，能夠形成良好的焊點。觀察焊點的潤濕角，就能判斷焊點的質量。如果焊接面上有阻隔潤濕的污垢或氧化層，不能生成兩種金屬材料的合金層，或者溫度不夠高使焊料沒有充分熔化，都不能使焊料潤濕。潤濕的概念電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第2頁!

潤濕與潤濕角不潤濕的實例潤濕的概念電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第3頁!

自動焊接技術在工業化生產過程中，THT工藝常用的自動焊接設備是浸焊機和波峰焊機，從焊接技術上說，這類焊接屬于流動焊接，是熔融流動的液態焊料和焊件對象做相對運動，實現濕潤而完成焊接。再流焊接是SMT時代的焊接方法。它使用膏狀焊料，通過模板漏印或點滴的方法涂敷在電路板的焊盤上，貼上元器件后經過加熱，焊料熔化再次流動，潤濕焊接對象，冷卻后形成焊點。焊接SMT電路板，也可以使用波峰焊。采用波峰焊所用的貼片膠和采用再流焊所用的焊錫膏是SMT特有的工藝材料。SMT焊接工藝的典型設備是再流焊爐以及焊膏印刷機、貼片機等組成的焊接流水線。自動焊接還要用到助焊劑自動涂敷設備、清洗設備等其他輔助裝置，SMT自動焊接的一般工藝流程包括：PCB、SMC/SMD準備→元器件安裝→涂敷助焊劑→預熱→焊接→冷卻→清洗。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第4頁!波峰焊原理

PCB移動方向電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第5頁!波峰焊機2電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第6頁!

助焊劑噴嘴既可以實現連續噴涂，也可以被設置成檢測到有電路板通過時才進行噴涂的經濟模式；預熱裝置由熱管組成，電路板在焊接前被預熱，可以減小溫差、避免熱沖擊。預熱溫度在90℃～120℃之間，預熱時間必須控制得當、預熱使助焊劑干燥(蒸發掉其中的水分)并處于活化狀態。焊料熔液在錫槽內始終處于流動狀態，使噴涌的焊料波峰表面無氧化層，由于印制板和波峰之間處于相對運動狀態，所以助焊劑容易揮發，焊點內不會出現氣泡。波峰焊原理電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第7頁!再流焊再流焊，也稱為回流焊，是英文Re-flowSoldering的直譯，再流焊工藝是通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏裝軟釬焊料，實現表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。再流焊是伴隨微型化電子產品的出現而發展起來的錫焊技術，主要應用于各類表面組裝元器件的焊接。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第8頁!再流焊再流焊操作方法簡單，效率高、質量好、一致性好，節省焊料(僅在元器件的引腳下有很薄的一層焊料)，是一種適合自動化生產的電子產品裝配技術。再流焊工藝目前已經成為

SMT電路板組裝技術的主流。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第9頁!再流焊方式可貼裝各種SMD焊盤焊膏再流焊典型工藝電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第10頁!再流焊機b

電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第11頁!焊接質量檢測___焊接通用技術要求表面組裝焊點的質量要求表面潤濕程度良好：熔融的焊料在被焊金屬表面上應平坦鋪展，并形成完整、連續、均勻的焊料覆蓋層。焊料量適中：焊料量應避免過多或過少；焊接表面平整，焊接表面應完整、連續和平滑（不要求光亮的外觀）；焊點位置準確：元器件的焊端或引腳在PCB焊盤上的位置偏差，應在規定的范圍內。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第12頁!焊接質量檢測___焊接質量檢測方法自動檢測

常見自動光學檢測（AOI）與自動X光檢測（AXI）。

優點：①速度快②一致性高③AXI不僅可以檢測外部缺陷，還可檢測內部缺陷。不足：一次設備投資大。AOIAXI

電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第13頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析1.預熱階段

完成PCB的溫度從室溫提升到助焊劑所需的活化溫度；使焊膏中的助焊劑溶劑揮發掉；※在此階段需注意升溫速度不能太快，一般應控制在30C/s以內，以避免焊膏“爆炸”飛濺和元件熱應力損傷。2.保溫階段激活焊膏中的助焊劑；使PCB、元器件和焊料升溫到一個均勻的溫度；※保溫階段一般溫度控制在90~1700C，時間控制在90~120s。時間過長，會使焊膏再度氧化，提前使助焊劑失效。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第14頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析溫度曲線的設定

合適的溫度曲線是根據所焊接PCBA的特點（PCB的厚度、元件密度、元件種類）確定的，要通過試驗設定。一般把升溫速率、預熱結束溫度、預熱時間、再流焊峰值溫度、再流時間、板上溫度的均勻性作為溫度曲線的關鍵因素。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第15頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析有鉛焊接，一般溫度曲線的設置應注意：升溫速率：≤30C/s，一般設置為1.5~2.50C/s,判斷的依據是焊接后有沒有錫球。預熱結束溫度：150~1700C，溫度高利于減少焊接時產溫度沖擊，降低峰值溫度。預熱時間：90~120s，以整個PCBA上各類元件焊點處的溫度趨向一致為宜。再流焊峰值溫度：2100C±50C。再流時間：30~50s，以形成良好的潤濕和金屬間化合物為宜。板上溫度的均勻性：≤100C。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第16頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析無鉛焊接，一般溫度曲線的設置應注意：

升溫速率：≤30C/s，一般設置為1.5~2.50C/s,判斷的依據是焊接后有沒有錫球。預熱結束溫度：1800C。預熱時間：90~120s，以整個PCBA上各類元件焊點處的溫度趨向一致為宜。再流焊峰值溫度：2300C~2350C。再流時間：2200C以上，30~50s；2300C以上，25~35s，。板上溫度的均勻性：≤50C。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第17頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析活性區溫度太高或太低電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第18頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析冷卻過快或不夠電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第19頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析(2)立碑（Tombstoming)定義：元件一端翹起的缺陷，此缺陷只發生在片式阻容類（只有兩個焊端）元件上。立碑也稱吊橋、立片。特征：元件一端翹起，與焊盤分離。形成原因：

元件的一焊端比另一端先熔化和潤濕，產生的表面張力把元件拉起。如果元件兩個焊盤大小不同，或印刷的焊膏量不同、或兩端可焊性不同，都會引起此缺陷，元件越小，越容易產生。改進措施：從焊盤設計、焊膏印刷方面，盡可能使兩面熱容量一樣，確保再流焊時兩邊同時熔化和潤濕。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第20頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析(4)開路(Open)定義：

引腳與焊盤沒有形成焊錫連接，存在肉眼可見的明顯間隙，多發生在QFP器件、連接器等多引腳的器件上。又稱翹腳。特征：

引腳或焊球與焊盤焊錫面有間隙。形成原因：

器件引腳共面性差、或個別焊盤或引腳氧化嚴重。改進措施：

對細間距的QFP操作要特別小心，避免造成引腳變形，同時嚴格控制引腳的共面性；嚴格控制物料的可焊性。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第21頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析(6)錫珠（SolderBeading)

定義：

在元件體周圍黏附的焊球。特征：

分布在元件體周圍非焊點處，尺寸比較大并黏附在元件體周圍。形成原因：

此缺陷形成于非常小的低部間隙元件周圍，如片式電阻、片式電容。再流焊接時，預熱過程的熱氣使部分焊膏擠到元件體底部，再流時孤立的焊膏熔化從元件底部“跑出來”，凝結成焊珠。改進措施：

改進設計，減少焊膏跑到元件底部的可能；降低預熱升溫速率；使用高金屬含量的焊膏等。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第22頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析（9）芯吸（Wicking)定義：

熔融焊料潤濕元件引腳時，焊料從焊點爬上引腳，留下少錫或開路的焊點，又稱繩吸。特征：

元器件引腳出現焊料鼓出現象。形成原因：

元件引腳熱容量小，再流焊接時，與引腳接觸的焊膏先熔化并被吸收到元件引腳上。改進措施：

改進工藝和設計，如使用較慢的加熱速率等措施。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第23頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析（11）空洞（Void)定義：

焊點中存在空洞現象。空洞的出現將影響到焊點的機械性能，使其強度、延展性、蠕變和疲勞壽命惡化，也可造成局部過熱。特征：

焊點內分布有空洞。形成原因：

不同焊點中的空洞形成原因也不完全一樣。一般而言，隨著焊膏中溶劑沸點的降低，空洞含量不斷增加；再流焊接峰值溫度越高，越容易形成空洞；焊膏中的金屬含量、焊粉顆粒尺寸都對開空洞形成有影響。改進措施：

減少焊點中析氣，創造排氣通道。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第24頁!焊點缺陷連焊

焊錫不足（未正常潤濕）

焊錫接觸元件體最小末端焊點寬度太小電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第25頁!波峰焊與波峰焊機

1.波峰焊機結構及其工作原理波峰焊機是在浸焊機的基礎上發展起來的自動焊接設備，兩者最主要的區別在于設備的焊錫槽。波峰焊是利用焊錫槽內的機械式或電磁式離心泵，將熔融焊料壓向噴嘴，形成一股向上平穩噴涌的焊料波峰并源源不斷地從噴嘴中溢出。裝有元器件的印制電路板以平面直線勻速運動的方式通過焊料波峰，在焊接面上形成潤濕焊點而完成焊接。波峰焊機的焊錫槽示意圖電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第26頁!

波峰焊機1

裝板－涂助焊劑－預熱－焊接－熱風刀－冷卻－卸板電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第27頁!

在波峰焊機內部，焊錫槽被加熱使焊錫熔融，機械泵根據焊接要求工作，使液態焊錫從噴口涌出，形成特定形態的、連續不斷的錫波；已經完成插件工序的電路板放在導軌上，以勻速直線運動的形式向前移動，順序經過涂敷助焊劑和預熱工序，進入焊錫槽上部，電路板的焊接面在通過焊錫波峰時進行焊接。然后，焊接面經冷卻后完成焊接過程，被送出焊接區。冷卻方式大都為強迫風冷，正確的冷卻溫度與時間，有利于改進焊點的外觀與可靠性。

波峰焊原理電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第28頁!幾種波峰焊機的特點a斜坡式波峰焊b高波峰焊c電磁泵噴射波峰焊電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第29頁!再流焊再流焊接技術的焊料是焊錫膏。

預先在電路板的焊盤上涂敷適量和適當形式的焊錫膏，再把SMT元器件貼放到相應的位置；焊錫膏具有一定粘性，使元器件固定；然后讓貼裝好元器件的電路板進入再流焊設備。傳送系統帶動電路板通過設備里各個設定的溫度區域，焊錫膏經過干燥、預熱、熔化、潤濕、冷卻，將元器件焊接到印制板上。再流焊的核心環節是利用外部熱源加熱，使焊料熔化而再次流動潤濕，完成電路板的焊接過程電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第30頁!

與波峰焊技術相比，再流焊工藝具有以下技術特點： ①元件不直接浸漬在熔融的焊料中，所以元件受到的熱沖擊小。 ②能在前導工序里控制焊料的施加量，減少了虛焊、橋接等焊接缺陷，所以焊接質量好，焊點的一致性好，可靠性高。 ③假如前導工序在PCB上施放焊料的位置正確而貼放元器件的位置有一定偏離，在再流焊過程中，當元器件的全部焊端、引腳及其相應的焊盤同時潤濕時，由于熔融焊料表面張力的作用，產生自定位效應，能夠自動校正偏差，把元器件拉回到近似準確的位置。 ④再流焊的焊料是商品化的焊錫膏，能夠保證正確的組分，一般不會混入雜質。⑤可以采用局部加熱的熱源，因此能在同一基板上采用不同的焊接方法進行焊接。⑥工藝簡單，返修的工作量很小。再流焊工藝的特點電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第31頁!再流焊機a

主要技術參數加熱方式管式/板式紅外/熱風/氣相溫區3-9

溫度控制±5℃～±2℃電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第32頁!焊接質量及其檢測焊接是SMT的核心；SMT組裝中絕大多數的工藝，是為了獲得良好的焊接質量而要求的；PCBA組裝質量有缺陷，必須從焊接的角度著手解決。SMT組裝焊接工藝主要是波峰焊與回流焊，回流焊工藝占主導地位。回流焊主要作用是對PCB板加熱，讓錫膏把貼片元件美觀地固定在PCB板上。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第33頁!焊接質量檢測___焊接質量檢測方法焊點檢測原則①全檢原則：采用目視或儀器檢驗，檢驗率應達到100%；②非破壞性原則：抽檢。目視檢測優點：檢測方便、成本低；不足：①速度慢②主觀性強③一致性不高，不確定因素大④對操作員個人技能、經驗要求較高⑤僅能檢測焊點外在缺陷電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第34頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析回流焊溫度曲線電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第35頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析3.再流階段其作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。焊膏熔化、潤濕、擴散，形成焊點。※允許的峰值最高溫度由焊膏、元器件、PCB的特性決定，通常使用的最高峰值溫度的范圍是230~2500C，太高的峰值溫度會引起PCB材料變色、劣化、印制電路板和元器件的電氣性能變壞等。4.冷卻階段組件從焊料熔點開始固化冷卻至到溫的過程。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第36頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析傳統錫鉛焊膏的再流焊溫度曲線電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第37頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析某無鉛焊膏的再流焊溫度曲線電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第38頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析預熱不足或過多的回流曲線電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第39頁!焊接質量檢測___再流焊工藝質量分析回流太多或不夠電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第40頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析（1）虛焊定義：

焊接后，焊端/引腳與焊盤之間有時出現電隔離現象。特征：

焊料與PCB焊盤或元件引腳/焊端界面沒有形成足夠厚度的合金層，導電性能差，連接強度低，使用過程中焊點失效特征焊料與焊接面開裂。形成原因：

主要有焊盤/元器件表面氧化、或被污染、或焊接溫度過低。事實上，PCB制造工藝、焊膏、元器件焊端或表面鍍層及氧化情況都會產生虛焊。改進措施

嚴格控制元器件、PCB的來料質量，確保可焊性良好；改進工藝條件。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第41頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析(3)橋連（SolderShort/Bridge)定義：相臨引腳或焊端焊錫連通的缺陷。特征：相臨引腳或焊端焊錫連通。形成原因：

元件貼放偏移超過焊接工藝間距或焊膏量過多。改進措施：

減少焊膏量；調整貼放位置。電子產品制造工藝表面組裝焊接技術共47頁，您現在瀏覽的是第42頁!焊接質量檢測___再流焊缺陷分析(5)錫球（SolderBall)定義：

分布在焊盤周圍的微小錫球缺陷。

（注意：中文中球比珠大，在英文里卻是錫球小而多，錫珠少而大）特征：

錫球尺寸很小（大多數錫球就是焊粉顆粒），數量較多，分布在焊盤周圍。形成原因：

焊膏印刷時焊膏污染PCB；焊膏氧化；再流焊接時預熱升溫速度太快。改