SMT焊接工艺及其可靠性（辛春明）de

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4.2焊点寿命周期内焊点的失效形式 ........................................ 18 4.3焊接工艺引起的焊点失效机理 .......................................... 19 4.3.1热应力与热冲击 ................................................... 19 4.3.2金属的溶解 ....................................................... 19 4.3.3基板和元件的过热 ................................................. 20 4.3.4超声清洗的损害 ................................................... 20 4.3.5装卸和移动造成的焊点失效 ......................................... 20 4.3.6老化 ............................................................. 21 4.3.7焊接疲劳 ......................................................... 22 4.3.8 结论 ............................................................ 23 4.4焊接质量检测方法 .................................................... 23 4.4.1目视检测 ......................................................... 24 4.4.2AOI检测 .......................................................... 24 4.5返修工作站 .......................................................... 25 第5章 结论 .............................................................. 27

致 谢 .............................................................. 28 参考文献 .............................................................. 29

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ＳＭＴ焊接工艺及其可靠性

第1章 绪论

1.1 课题背景及国内外发展概况

表面组装技术（SMT）是电子先进制造技术的重要组成部分，SMT的迅速发展和普及，变革了传统电子电路组装的概念，为电子产品的微型化、轻量化创造了基础条件，对于推动当代信息产业发展起到了独特的作用，成为制造现代电子产品的必不可少的技术之一。目前，SMT已经广泛应用于各行各业的电子产品组件和器件的组装中。而且，随着半导体元器件技术、材料技术、电子与信息技术等相关技术的飞速进步，SMT的应用还在不断扩大，其技术也在不断完善和深化发展之总中。近年来，与SMT的这种发展现状与趋势相应，与信息产业和电子产品的飞速发展带来的对SMT的技术需求相应。SMT总的发展趋势是：元器件越来越小、组装密度越来越高、组装难度也越来越大。最近几年SMT又进入一个新的发展高潮。为了进一步适应电子设备向短、小、轻、薄方向发展，出现了0210（0.6mm＊0.3mm）的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、复合化片式元件等新型封装元器件。由于BGA等元器件技术的发展，非ODS清洗和无铅焊料的出现，引起了SMT设备、焊接材料、贴装和焊接工艺的变化，推动电子组装技术向更高阶段发展。SMT发展速度之快，的确令人惊讶，可以说，每年、每月、每天都有变化。

业界知名国际组织IPC为实现优良的电子组装焊接技术，制定了一系列相关标准。最直接的就是IPC—A—610与IPC/J—STD—001两大标准。我国颁布了电子行业标准SJ/T10666《表面组装件的焊点质量评定》，对表面组装件的焊点质量评定作了具体的规定和要求。IPC标准将电子产品分为： 1）1级:通用类电子产品 2）2级:专用服务类电子产品 3）3级:高性能电子产品

目前用于SMT焊接的方法有多种，既有传统波峰焊，又有适应超细元件和多引脚器件焊接而发展起来的红外再流焊、汽相焊、激光焊，并研究出与之相适应的各种再流焊炉（包括热板式、红外式、热风红外式再流焊炉），汽相焊炉（井式与再线式），激光焊机。

本论文主要是针对SMT生产中的焊接环节，详述焊接工艺流程。在深入分析SMT焊接工艺的基础上，着重讨论波峰焊、回流焊的焊接原理及主要特点，给出焊接缺陷分析及解决办法。通过本课题的研究来提升工业生产中SMT焊接工艺的可靠性。

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1.2 SMT焊接工艺

SMT包含表面组装元件、电路基板、组装材料、组装技术、组装工艺、组装设备、组装质量检测和测试、组装系统控制与管理等多项技术，是一门新型的先进制照技术和综合型工程科学技术。

而在一系列的SMT工艺中，焊接是表面组装工艺技术中的主要工艺技术。在SMT中采用软钎焊技术主要有波峰焊和再流焊。一般情况，波峰焊用于混合组装方式，再流焊用于全表面组装方式。波峰焊是通孔插装技术中使用的传统焊接工艺技术，根据波峰的形状不同有单波峰焊、双波峰焊、三波峰、复合波峰等形式之分。根据提供热源的方式不同，再流焊有传导、对流、红外、激光、气相等方式。

波峰焊与再流焊之间的基础区别在于热源与钎料的供给方式不同。在波峰焊中，钎料波峰有俩个作用：一是供热，二是供钎料。再流焊中，热是由再流焊炉自身的加热机理决定的，焊膏首先是由专用的的设备加以确定的量涂覆的。

波峰焊技术与再流焊技术是印制电路板上进行大批量焊接元器件的主要方式。就目前而言，再流焊技术与装备是SMT组装厂商组装SMD/SMC的主选技术与设备，但波峰焊任然是一种高效自动化、高产量、可在生产线上串联的焊接技术。因此，在今后相当长的一段时间内，波峰焊技术与再流焊技术仍然是电子组装的首选技术。

1.3 SMT焊接特点

1、元器件本身受热冲击大； 2、要求形成微细化的焊接连接；

3、由于表面组装元器件的电极或引线的形状、结构和材料种类繁多，因此要求能对各种类型的电极或引线都能进行焊接；

4、要求表面组装元器件与PCB上焊盘图形的接合强度和可靠性高。

1.4课题的建立以及本文完成的主要工作

本文主要包括以下内容：

1．主要介绍波峰焊、再流焊、焊接缺陷、焊点可靠性研究。

2．以焊接为核心，考虑SMT生产中的焊接工艺流程；优化程序结构提高焊点可靠性。 3．根据生产要求，完成焊接的标准化流程。

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第2章 波峰焊

2.1 波峰焊的概念

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,亦可通过向焊料池注入氮气来形成，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。按波型个数又分成单波峰、双波峰、三波峰和复合波峰4种。

2.2 波峰焊机

波峰焊机wave soldering unit--- 能产生焊锡波峰并能自动完成印制板组件焊接工艺过程的工艺装备。

图2—1

波峰焊设备发明至今已有50多年的历史了，在通孔元件电路板的焊接中具有生产效率高，自动化程度高等优点，因此曾经是电子产品自动化大批量生产中最主要的焊接设备。包括视觉对中系统、擦板系统、二维、三维测量系统等。

2.3 波峰焊工作原理

用于表面贴装元器件的波峰焊设备一般都是双波峰或电磁泵波峰焊机，下面以双波峰机为例来说明波峰焊原理。

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