电子装联工艺的质量与靠得住性

1．概述

电子产品装联是指用规定的电子元器件和零、部（组）经由电子及机器的装置和连接，使电子产品知足设计任务书哀求的工艺技能。
因此，没有一整套较为前辈的、可操作性的电子装联工艺技能，是不可能担保电子装联的高质量和电子产品的可靠性。

1.1电子产品的分级

按IPVJ-STD-001“电子电气组装件焊接哀求”标准规定，根据产品终极利用条件进行分级。

1级（通用电子产品）：指组装完全，以知足利用功能紧张哀求的产品。

2级（专用做事类电子产品）：该产品具有持续的性能和持久的寿命。
须要不间断的做事，但不是紧张的。
常日在终极利用环境下利用不会失落效。

3级（高性能电子产品）：指具有持续的高性能或能严格按指令运行的设备和产品，不许可停歇，终极利用环境非常苛刻。
须要时产品必须有效，例如生产救治和其它关键的设备系统。

1.2电子装联工艺技能的紧张内容

电子装联涉及浩瀚的工艺技能，如下图所示。
随着电子技能的不断发展和新型元器件的不断涌现，电子装联技能也在不断变革和发展。

电子装联工艺的紧张内容；

2.装联前的准备工艺

元器件引线的可焊性检讨

可焊性是可锡焊性的简称，它是衡量元器件引线好不好焊接的主要特 性，是担保焊点质量，防止焊点毛病的主要条件。

可焊性检讨的主要方法：

（1）焊槽法（垂直浸渍法）：

（2）焊球法（润湿韶光法）：

（3）润湿称量法（GB2423、IPCJ-STD-002）

2.2元器件引线搪锡工艺

为担保焊接质量，提高引线可焊性，元器件引线在装联前一样平常需进行搪锡处理，特殊对3级电子产品。

锡和锡铅合金为最佳的可焊性镀层，其厚度为5～7m。

镀金引线的搪锡（除金）：

金镀层是抗氧化性很强的镀层，与SnPn焊料有很好的润湿性，但直接焊接金镀层时，SnPn合金对金镀层产生强烈的溶解浸染，金与焊估中的Sn金属结合天生AuSn合金，其性能变脆，机器强度低落。
为防止金脆征象涌现，镀金引线在焊接前必须经由搪锡除金处理。

IPC-J-STD-001D对镀金引线除金的规定：

（1）具有2.5m或更厚金层的通孔元件引线至少95%的被焊表面；

（2）不管金层厚度的表面安装元件所有95%的被焊表面；

（3）镀有2.5m或更厚金层的焊接端头表面经由二次搪锡工艺或波峰焊接，可用来去除金属。

（4）在印制板上化学浸镍金（ENIG）的表面镀层可以免除这一哀求。

2.3 元器件引成型工艺

元器件引线在安装前应根据产品技能哀求和安装位置，预先波折成形。
成型后的元器件既便于安装，又利于肃清应力，提高安装质量和效率，又能加强元器件安装后的抗震能力。

引线成形的工艺哀求

（1） 引线成形一样平常应有专用工具或设备完成。
SMD引线成形必须由专用工装完成；

（2） 保持一定的波折半径，以肃清应力影响；

（3） 保持元器件本体或熔接点到波折点的最小间隔至少为一倍的引线直径，但不得小于0.8mm。

（4）引线成形后的尺寸与PCB安装孔孔距相匹配；

（5）引线直径大于1.3mm时，一样平常不可波折成形，小于1.3mm的硬引线（回火处理），也不许可波折成形。

（6）成形不当或不符合哀求时，原波折半径在1～2倍引线直径内，可以矫直后在原处再波折一次。

2.4 PCB组装前的预处理

（1）PCB的复验

外不雅观质量基本尺寸金属化孔可焊性电路通断

（2）组装前哀求

贮存包装组装前预烘去湿

3印制电路板组装工艺

3.1元器件通孔插装（TH.T）

（1）安装原则

元器件在PCB上安装的形式多样，但都必须符合产品质量和可靠性哀求，必须遵守有关原则：

a．元器件安装应知足产品力学和气候环境条件的哀求；

b．疏密均匀、排列整洁、不许可立体交叉和重叠；

c．轴向引线元器件必须平行于板面安装，非轴向引线的元器件原则上不得水平安装；

d．元器件之间要保持合理的安全间隙或套套管；

e．大质量元器件的加固；

f．大功率元器件的散热和悬空安装；

g．热敏元器件安装，应阔别发热元件或隔热方法；

h．静电敏感元器件安装，采纳防静电方法；

i．元器件安装后，不得挡住其它元器件引线，以便于拆装、洗濯；

（2）安装次序

先低后高、先轻后重、先非敏感元器件后敏感元件、先表面安装后通孔插装、先分立元器件后集成电路。

（3）安装哀求

a．安装高度要符合产品防震、绝缘、散热等哀求及设计文件哀求；

b．元器件加固哀求：7g、3.5g及设计工艺文件的规定；

c．接线端子、铆钉不应作界面或层间连接用，导通孔（金属化孔）不能安装元器件；

d．一孔一线，孔径与引线直径的合理间隙

e．空心铆钉不能用于电气连接；

f．元器件之间有至少为1.6mm的安全间距；

g．如底面无袒露的电路(印制导线)；元件可贴板安装(玻璃二极管除外),如底面有袒露电路,至少有0.25mm间距,最大为1mm.

h．元器件安装应做到不妨碍焊料流向金属化孔另一壁；

i．跨接线应看作轴向引线元件,并符合轴向引线元件的安装哀求;

j．双列直插IC安装在导电电路上时,元器件底面离板面的间隙最大为1mm或肩高；

k．陶瓷封装的双列IC安装后,引线可以波折(30)每侧二根。

(4)安装形式

水平贴板安装,水平悬空安装,,立式安装(非轴向)

支架固定,嵌入式安装(圆壳封装IC,有高度限定的元器件)

(5)元器件插装方法:(1)手工插装(2)半自动插装(3)全自动插装

3.2元器件表面贴装(SMT)

(1)贴片胶的特色哀求

a.固化韶光短,固化温度低；

b.涂覆性能良好,稳定,不涌现塌边；

c.有一定的粘接强度；

d.可在液态下储存却不影相应用性能；

e.对任何材质的基板均可利用,没有堕落性；

f.具有稳定的物理特性和电气特性；

贴片胶身分:环氧树脂 63% 无机填料 30% 固化剂 4% 无机颜料 3%

(2)焊膏的特性哀求

a.具有精良的保存稳定性；

b.具有良好的印刷性(流动性、脱板性、连续印刷性等)；

c．在一定韶光内对SMC/SMD持有一定的粘合性；

d．焊接后，能得到良好的结合状态（焊点）；

e．焊剂身分，具有高绝缘性，低堕落性；

f．焊后焊剂残渣有良好的洗濯性。

焊膏身分：焊料合金（SnPb、SnPbAg等）

活化剂（松喷鼻香、三乙醇胺等）

增粘剂（松喷鼻香醇、聚乙烯等）

溶剂（丙三醇、乙二醇等）

摇溶性附加剂（石蜡软膏基剂）

（3）焊料的特性哀求

a．其熔点比母材的熔点低；

b．与被焊金属有良好的亲和性；

c．焊料具有良好的机器性能；

d．焊料和被焊金属经反应后不产生脆化相及脆性金属化合物；

e．有良好的导电性；

f．作为优柔合金能接管部分热应力；

g．适宜自动化生产。

（4）焊剂的特性哀求

a．具有一定的化学活性；

b．具有良好的热稳定性；

c．对焊料的扩展具有一定的促进浸染；

d．对焊料的和被焊金属润湿性良好；

e．焊剂残渣对元器件和基板堕落性小；

f．具有良好的洗濯性；

g．氯的含量在0.2wt%以下。

（5）焊膏印刷工艺哀求

a．印刷时膏量均匀，同等性好；

b．焊膏图形清晰，相邻图形之间不粘连，并与焊盘图形基本同等；

c．焊盘上单位面积上焊膏量一样平常为0.8mg/m㎡，厚度一样平常为0.2～0.25mm

，细间距为0.15mm旁边；

d．焊膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上，无明显塌落，错位不大于0.2mm，细间距不大于0.1mm；

（6）贴装工艺哀求

a．贴装位置准确，元器件引脚或焊端至少有75%在焊盘上；

b．贴片压力适当，对矩形片式元件应l力为450—1000Pa，对多引脚元器件，每根引脚承受的压力为10—40Pa；

c．严格掌握贴片胶或焊料膏的挤出量。
贴片胶不能沾污焊盘和元器件引脚或焊端，焊膏挤出焊盘应小于0.2mm，细间距应小于0.1mm。

3.3 元器件稠浊安装（MMT）

元器件稠浊安装是目前大多数电子产品采取的紧张组装工艺。
稠浊安装的关键是根据产品的特点和设备配制情形，安排合理可行的工艺流程，详细操作工艺按通孔插装和表面安装的工艺哀求进行。

4. 印制电路板组装件的焊接工艺

焊接是电子产品实现电气连接的基本手段，其焊接质量直接影响产品的可靠性。

4.1 焊接机理剖析

电子产品的焊接属软铅焊的一种，俗称锡焊。
它是利用比被焊金属熔点低的焊料，与被焊金属一同加热，在被焊金属不熔化的条件下，熔融焊料润湿金属表面，并在打仗界面上形成金属间化合物，从而达到可靠的电气连接。

焊料的润湿和润湿力

SnPb+Cu CubSn5/Cu3Sn+Pb

金属间化合物（合金层）天生的条件：

a．粘结力 > 表面张力 （润湿）；

a．润湿角（打仗角）< 90（20-30为良好润湿）；

b．金属间的相互扩散（湿度、韶光）；

c．被焊金属与焊料之间的亲和力；

d．有一个清洁的打仗表面

4.2焊接材料

a．焊料：HLSn60Pb HLSn63Pb（GB 3131）

无铅焊料（SnAg、SnAgCu、SnCu、SnZn等）

共晶焊料配比：Sn61.9%、Pb38.1%

b．焊剂：R、RMA、RA(GB 9491)\

焊剂的化学浸染：利用焊剂的活性，打消金属表面的氧化物。
在达到焊接温度前焊剂充分地使金属表面的氧化物还原或置换，形成新的金属盐类化合物。
以松喷鼻香为例，对焊剂的化学浸染进行剖析。

氧化铜 + 松喷鼻香酸 松喷鼻香酸铜

松喷鼻香酸铜 松喷鼻香酸 + Cu（活性铜）

松喷鼻香酸铜 + SnPb 松喷鼻香酸 + Cu - Sn -Pb（合金层）

焊剂的物理浸染：

降落焊料的表面张力，提高焊料润湿能力；

改进手工焊接的热传导；

c．IPC标准（焊料焊剂）：

IPC-J-004 焊接助焊剂的哀求

IPC-J-005 焊膏的技能哀求

IPC-J-006 电子焊策应用的电子级焊料合金和助焊剂及无助焊剂的固态焊料

电子产品的焊接紧张有手工焊接、波峰焊接和再流焊接三种方法。
下面紧张讲述SMT再流焊接的质量剖析。

4.3SMT再流焊接的质量剖析

（1）焊盘设计

a．对称性：两端焊盘必须对称，以担保焊料表面张力平衡；

b．焊盘间距：确保元件焊端或引脚与焊盘得当的塔接尺寸；

c．焊盘剩余尺寸：塔接后的剩余尺寸必须担保焊点能形成弯月面；

d．焊盘宽度：应与元件焊端或引脚的宽度基本同等；

e．导通孔：不能设计在焊盘上；

（2）焊膏质量及焊膏的精确利用

a．掌握金属微粉含量，以避免焊接时微粉随溶剂、气体蒸发而飞溅；

b．掌握金属粉末的含氧量，避免飞溅形成锡珠；

c．掌握粘度，粘度过低，焊膏图形会塌陷，乃至造成桥连；

（3）焊膏印制质量

a．模板质量：模板厚度和开口尺寸确定焊膏的印刷量；

b．焊膏质量：粘度、印刷性（转移性）、触变性（保形性）、常温下利用利用寿命；

c．印刷工艺参数：刮刀速率、刮刀压力、刮刀与网板的角度；

d．印刷精度：设备的精度要符合哀求；

e．对回收焊膏的利用和管理；

（4）贴装元器件质量

a．元器件精确；

b．位置精确：与焊盘只管即便对齐、居中；

c．压力得当：贴片压力哀求元器件焊端或引脚不小于1/2厚度要埋入焊膏；

（5）再流焊接曲线设置的依据

a．根据利用焊膏的温度曲线设置；

b．根据PCB板的材料、厚度、层数、尺寸大小设置；

c．根据组装元器件的密度、大小及有无BGA、CSP等分外元器件设置；

d．根据设备详细情形设置（加热区长度、炉子构造、热传导办法等）；

e．根据温度传感器的实际位置确定各温区的温度；

（6）再流焊设备的质量哀求

a．温控精度：0.1～0.2℃；

b．传送带横向温差哀求5℃以下；

c．传送带宽度要知足最大PCB尺寸哀求；

d．加热区长度越长，加热区数量越多，越随意马虎调度和掌握温度；

e．高下加热区应独立控温，以便调度和掌握；

f．最高加热温度一样平常为300～350℃；

g．传送带平稳（振动会造成位移、冷焊、立碑等毛病）；

h．应具备温度曲线测试功能；

5. 洗濯工艺

PCB组装焊接完成往后的洗濯是电子装联一项主要的工艺后处理技能。

5.1 洗濯剂

（1）表面张力：表面张力越小，其润湿能力越好；

（2）密度与沸点：密度越大的洗濯液不易挥发，对降落本钱，减轻对环境污染有好处。
沸点高的洗濯液完备性好，对提高洗濯效果有利。

（3）溶解能力：溶解能力（KB值）越大的洗濯剂溶解焊剂残留物的能力越大；

（4）最低限定值（TLV）：人体与洗濯剂打仗时能承受的最高限量值（安全指标），以PPM表示；

（5）臭氧层毁坏系数（ODP）；

（6）经济性、操作性和安全性；

5.2 洗濯方法

手工洗濯

超声波洗濯（限定利用）

气相洗濯（禁止利用）

水洗濯和半水洗濯

5.3 清洁度检测：

不同电子产品的清洁度哀求见下表：

电子产品清洁度等级

电子产品总类、范围

洗濯度标准

一级：军用及生命保障类

卫星、飞机仪表、潜艇通信、陆地通信设备、保障生命的医疗设备等

残留离子污染物含量：

≤1.5g/c㎡(NaCl)电导法测电阻率>2106 .Cm

二级：高等工业设备类

各种繁芜的工业设备、打算机、中低档通信设备等

残留离子污染物含量：

1.5～5.0g/c㎡(NaCl)电导法测电阻率>2106 .Cm

三级：工业及医疗设备类

工业设备、非保障生命的医疗设备、低本钱的外部设备

残留离子污染物含量：

5.0～10.0/c㎡(NaCl)

四级：办公设备类

低本钱仪器、仪表、办公设备、TV电路、音响等

残留离子污染物含量：

>100g/c㎡(NaCl)

五级：免洗濯类

消费类电子产品、娱乐用品等

5.4IPC有关洗濯标准

IPC-CH-65 印制板及组件洗濯指南

IPC-SC-60 焊接后溶剂洗濯手册

IPC-SA-61 焊接后半水溶剂洗濯手册

IPC-AC-62 焊接后水溶剂洗濯手册

IPC-TR-583 离子污染清洁度测试

6 压接工艺技能

压接是通过压力使导体间（压接端子和导线）形成永久性电气连接的一种工艺方法。

6.1 压接机理

6.2 压接件和压接工具

（1）压接件的品种多样，但任何压接端子都由压接部分（压线筒）和外接部分组成

导线 + 压接件 = 压接连接

（2）质量检讨的项目

来源：电子工艺与技能 ID：PE2880

视频加载中...

免责声明：本头条号所载文章为苏州精益诺自动化科技有限公司原创或根据网络搜集编辑整理，文章版权归原作者所有。
如涉及作品内容、版权和其它问题，请跟我们联系！
文章内容为作者个人不雅观点,并不代表本头条号赞许或支持其不雅观点。
本头条号拥有对此声明的终极阐明权。