張洪飛

摘要：隨著信息化的快速發(fā)展，對(duì)電子產(chǎn)品的制造技術(shù)要求越來越高，特別是以表面組裝技術(shù)（SMT）作為新一代的電子裝聯(lián)技術(shù)，已經(jīng)浸透到各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。本文主要介紹表面組裝技術(shù)的工序、以及表面組裝工藝常見問題的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：電子元器件；表面組裝技術(shù)；工藝質(zhì)量；改進(jìn)措施

表面組裝技術(shù)（SMT）在現(xiàn)代電子元器件裝配工藝中已經(jīng)成為主流，并且正在飛速發(fā)展，元器件變得越來越小，集成化程度越來越高，工藝設(shè)備越來越先進(jìn)。由于SMT生產(chǎn)工序較多，很難保證不出差錯(cuò)，實(shí)際生產(chǎn)過程中，人員、機(jī)器、物料、方法、甚至環(huán)境的變化都會(huì)導(dǎo)致工藝質(zhì)量的不穩(wěn)定。

一、電子元器件表面組裝技術(shù)的主要工序

SMT工藝主要包括有備料、印刷焊膏、表面貼裝、回流焊接、清洗、下料檢測等六個(gè)步驟，其中印刷焊膏、表面貼裝和回流焊接是三個(gè)最主要的工序步驟，接下來將重點(diǎn)介紹這三個(gè)主要工序。

（一）印刷焊膏

焊膏是助焊劑和焊粉的膏狀混合物，它是由質(zhì)量百分比為8-10%助焊劑和90%左右的合金焊粉組成的。焊膏一般冷藏在冰箱中，使用前將其從冰箱中拿出后不應(yīng)立即開蓋，而應(yīng)在使用環(huán)境下回溫，待溫度穩(wěn)定后再開蓋使用，焊膏與焊盤的覆蓋率要達(dá)到75%以上。當(dāng)焊膏加熱回流時(shí)，焊膏內(nèi)的焊粉與印制電路板上的引線焊盤發(fā)生冶金反應(yīng)，形成焊點(diǎn)，導(dǎo)通電路。焊膏印刷性能不良帶來的問題將直接影響到隨后的SMT工藝及最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

（二）表面貼裝

表面組裝這個(gè)過程需要貼片機(jī)進(jìn)行貼片，表貼機(jī)器有很多，但一般都需要經(jīng)過以下幾個(gè)步驟進(jìn)行自動(dòng)貼片：

1.將PCB進(jìn)行定位裝載，需要自動(dòng)傳輸帶與傳感器共同完成

2.元器件拾取定心與貼放，這個(gè)需要運(yùn)用吸嘴把元器件拾取起來，在通過定心對(duì)準(zhǔn)元器件的中心，最后將元器件通過機(jī)械手轉(zhuǎn)載到指定位置。

3.通過傳輸帶把裝載好的PCB板傳送到卸載裝置。這些過程需要智能化、高精度的軟件和硬件系統(tǒng)共同完成，所以說這是整個(gè)表面組裝技術(shù)中的關(guān)鍵步驟。

（三）回流焊接

從溫度曲線如下圖1分析回流焊的原理：當(dāng)PCB進(jìn)入升溫區(qū)時(shí)，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤，將焊盤、元件焊端與氧氣隔離；PCB進(jìn)入保溫區(qū)時(shí)，使PCB和元器件得到充分的預(yù)熱，以防PCB突然進(jìn)入焊接高溫區(qū)而損壞PCB和元器件；在助焊劑活化區(qū)，焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元件焊端，并清洗氧化層；當(dāng)PCB進(jìn)入焊接區(qū)時(shí)，溫度迅速上升使焊膏達(dá)到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫潤濕PCB的焊盤、元件焊端，同時(shí)發(fā)生擴(kuò)散、溶解、冶金結(jié)合，漫流或回流混合形成焊錫接點(diǎn)；PCB進(jìn)入冷卻區(qū)，使焊點(diǎn)凝固，此時(shí)完成了再流焊。

二、影響焊接質(zhì)量的主要因素

基于表面組裝技術(shù)就電子元器件表面組裝工藝出現(xiàn)缺陷的原因進(jìn)行分析，在眾多因素中，影響表面組裝工藝質(zhì)量的主要原因包含以下幾個(gè)方面：焊錫膏的溫度與濕度、PCB設(shè)計(jì)、印刷機(jī)功能、鋼網(wǎng)的開孔工藝、元器件的擺放高度以及焊錫膏污染。

三、提高電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量的相應(yīng)措施

（一）PCB焊盤設(shè)計(jì)對(duì)再流焊質(zhì)量的影響

SMT的組裝質(zhì)量與PCB焊盤設(shè)計(jì)有直接的、十分重要的關(guān)系。如果PCB焊盤設(shè)計(jì)正確，貼裝時(shí)少量的歪斜可以在回流焊時(shí)，由于熔融焊錫表面張力的作用而得到糾正（稱為自定位或自校正效應(yīng)）；相反，如果PCB焊盤設(shè)計(jì)不正確，即使貼裝位置十分準(zhǔn)確，再流焊后反而會(huì)出現(xiàn)元件位置偏移、吊橋等焊接缺陷。

（二）控制好焊錫膏額濕度與溫度

焊錫膏印刷時(shí)最理想的溫度是18到27攝氏度，相對(duì)濕度在30%到60%之間。溫度太高，會(huì)使焊錫膏的黏度降低，印刷后容易產(chǎn)生焊錫膏“塌陷”的現(xiàn)象；而濕度太高，焊錫膏容易吸收水分，在回流焊的時(shí)候容易發(fā)生飛濺，這也是引起焊錫球的原因。因此，在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中，我們通過安裝溫濕度控制器來進(jìn)行控制工廠的溫濕度環(huán)境以及焊錫膏印刷到回流焊的時(shí)間。

（三）元器件的置件高度

在焊錫膏印刷之后，通過貼片機(jī)將元器件組裝到印制板上，貼片過程中貼裝壓力切記過大，否則可能就有一部分焊錫膏被擠在元件下面的阻焊層上，在回流焊時(shí)，這部分焊錫膏熔化跑到元器件的周圍形成焊料球，因此，在貼裝時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)馁N裝壓力，設(shè)置合理的元器件的擺放高度，精確元器件尺寸，避免發(fā)生這類現(xiàn)象。

（四）改進(jìn)鋼網(wǎng)的開孔工藝和印刷機(jī)功能

一般來說，鋼網(wǎng)是根據(jù)印制板上的焊盤來開口的。但實(shí)際操作印刷焊膏時(shí)，容易把焊膏印刷到阻焊層上，從而在回流焊時(shí)產(chǎn)生焊錫球。因此，我們把鋼板的開口比焊盤的實(shí)際尺寸減小10%，才能確保焊接時(shí)不會(huì)產(chǎn)生焊錫球現(xiàn)象。

鋼網(wǎng)在底面上進(jìn)行焊接后難免會(huì)造成印刷線路板的污染，因此需要經(jīng)常對(duì)鋼網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)清理。鋼網(wǎng)是通過人工收工清洗來完成的，有時(shí)員工操作不當(dāng)，無法保正鋼網(wǎng)的清潔效果，因此，在定期檢查和保養(yǎng)設(shè)備，提高人員的技能。

四、結(jié)束語

電子元器件的表面組裝工藝是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，其實(shí)際操作過程中產(chǎn)生焊料球缺陷的原因很多，應(yīng)當(dāng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)各5個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，不斷研究改進(jìn)方法，來達(dá)到減少缺陷的目的，從而不斷提高電子元器件表面組裝工藝的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐永泉.對(duì)電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量改進(jìn)及應(yīng)用研究[J].信息通信，2017（03）：276-277.

[2]徐向榮.電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量改進(jìn)研究[D].蘇州大學(xué)，2010.

[3]陳華林.電子元器件組裝工藝質(zhì)量的改進(jìn)方法探析[J].硅谷，2014，16：141-142.