PCB 元件器装备的三种工艺比较分析

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PCB生产制作出来之后，还需要把元器件装配上去，才能进一步交付使用。目前最常见的装配方法，有波峰焊、回流焊及二者的混装技术。而PCB的质量问题对三种工艺的装配质量有着极大的影响，下面我们分别来探讨。 1.波峰焊 1. 1波峰焊工艺简介： 波峰焊是指将熔化的软钎焊料（铅锡合金），经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。 1.2波峰焊流程介绍 将元件插入相应的元件孔中 → 预涂助焊剂 → 预烘（温度90-1000C，长度1-1.2m) → 波峰焊（220-2400C） → 切除多余插件脚 → 检查。 1.3PCB质量对波峰焊工艺的影响 1.3.1元件孔内有绿油，导致孔内上锡不良。 需要插装元件的PTH，孔内不允许有环状绿油，否则过锡炉时锡铅不能沿孔壁顺利浸上，导致孔内上锡不饱满，所以PCB元件孔内绿油不应超过该孔壁面积的10％。且全板含有绿油的孔数不应超过5％。 1.3.2孔壁镀层厚度不够，导致孔内上锡不良。 元件孔孔壁镀层厚度不够，如铜厚、锡厚、金厚、ENTEK厚度偏薄，都将导致上锡不饱满（有客户称为"肚脐眼"的现象）或气泡。所以一般情况下孔壁铜厚应在18μm以上。锡厚应在100μ''以上。 1.3.3孔壁粗糙度大，导致上锡不良或虚焊。 孔壁粗糙度大，镀层也就相应不均匀，出现有的区域镀层偏薄，影响上锡效果。所以孔壁粗糙度应＜38μm。 1.3.4孔内潮湿，造成虚焊或气泡。 PCB在包装前未烘干，或烘干后未冷却即包装，以及拆包后放置时间太长，都有将导致孔内潮湿，造成虚焊或气泡。对于烘板，我们的经验是：110-1200C条件下，锡板烘4h,金板、ENTEK板烘2h。且真空包装后也不应超过1年的使用期限。 1.3.5孔焊盘偏小，造成焊接不良。 元件孔孔焊盘破盘、缺口。引起焊盘尺寸偏小，造成焊接不良，焊盘应4＞mil. 1.3.6孔内脏，引起上锡不良。 PCB清洗不充分，如金板未过酸洗等，造成孔及焊盘上脏物残留，影响上锡效果。 1.3.7孔径偏小，元件插不进去，无法焊接。 孔内镀层偏厚、聚锡、绿油堆积等，引起孔径偏小，元件无法插进去，也就无法焊接。 1.3.8定位孔偏移，元件插不进去，无法焊接。 定位孔偏位超标。自动插装元件时无法准确定位，元件插不进去。也将无法焊接。 1.3. 9翘板超标，导致过波峰焊时元件面浸上锡。 对于翘曲度，应控制在1％以内；有SMI焊盘的板翘曲度应控制在0.7％以内。 2，回流焊 2.1回流焊工艺简介 通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。 2.2回流焊流程介绍 回流焊加工的为表面贴装的板，其流程比较复杂，可分为两种：单面贴装、双面贴装。 A，单面贴装：预涂锡膏 → 贴片（分为手工贴装和机器自动贴装） → 回流焊 → 检查及电测试。 B，双面贴装：A面预涂锡膏 → 贴片（分为手工贴装和机器自动贴装） → 回流焊 →B面预涂锡膏 →贴片（分为手工贴装和机器自动贴装）→ 回流焊 → 检查及电测试。 2.3PCB质量对回流焊工艺的影响 2.3.1焊盘镀层厚度不够，导致焊接不良。 需贴装元件的焊盘表面镀层厚度不够，如锡厚不够，将导致高温下熔融时锡不够，元件与焊盘不能很好地焊接。对于焊盘表面锡厚我们的经验是应＞100μ''。 2.3.2焊盘表面脏，造成锡层不浸润。 板面清洗不干净，如金板未过清洗线等，将造成焊盘表面杂质残留。焊接不良。 2.3.3湿膜偏位上焊盘，引起焊接不良。 湿膜偏位上需贴装元件的焊盘，也将引起焊接不良。 2.3.4焊盘残缺，引起元件焊不上或焊不牢。 2.3.5BGA焊盘显影不净，有湿膜或杂质残留，引起贴装时不上锡而发生虚焊。 2.3.6BGA处塞孔突出，造成BGA元件与焊盘接触不充分，易开路。 2.3.7BGA处阻焊套得过大，导致焊盘连接的线路露铜，BGA贴片的发生短路。 2.3.8定位孔与图形间距不符合要求，造成印锡膏偏位而短路。 2.3.9IC脚较密的IC焊盘间绿油桥断，造成印锡膏不良而短路。 2.3.10IC旁的过孔塞孔突出，引起IC贴装不上。 2.3.11单元之间的邮票孔断裂，无法印锡膏。 2.3.12钻错打叉板对应的识别光点，自动贴件时贴错，造成浪费。 2.3.13NPTH孔二次钻，引起定位孔偏差较大，导致印锡膏偏。 2.3.14光点（IC或BGA旁），需平整、哑光、无缺口。否则机器无法顺利识别，不能自动贴件。 2.3.15手机板不允许返沉镍金，否则镍厚严重不均。影响信号。 3，混合装配 在混合装配的工艺中，一块电路板要经过回流焊、波峰焊两种焊接工艺，如在电路板元件面上同时有贴装元件和插装元件，那么这种电路板则需先经过回流焊后，再过波峰焊。 3.1PCB质量对混合装配工艺的影响 PCB质量对混合装配工艺的影响，同前介绍的1.1及2.1.但混合装配中存在一种复杂的情况，即对于一款板其元件面有贴装元件和插装元件，焊接面上有贴装元件，其贴装流程为：元件面回流焊 焊接面点红胶 烘板固化红胶 元件面波峰焊。 在此流程中出现的问题已在前叙述，但有一点要求较为特殊：如果是喷锡板，焊接面不可以聚锡，因为如果聚锡，就会使焊接面被红胶粘上的元件在过锡炉时脱落。因此，焊接面的锡厚要严格控制，在确保锡厚的情况下尽量平整一致。