电子装联工艺技术课件

3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.1 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要求，遵守有关原则：

元器件安装应满足产品力学和气候环境条件的要求； 疏密均匀、排列整齐、不允许立体交叉和重叠； 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； 金属壳体元器件应能与相邻印制导线和导体元器件绝缘。 元器件之间要保持合理的安全间隙或套套管； 大质量元器件的加固； 大功率元器件的散热和悬空安装； 热敏元器件安装，应远离发热元件或隔热措施； 静电敏感元器件安装，采取防静电措施； 元器件安装后，不得挡住其它元器件引线，以便于拆装、清洗；
小型，超小型器件的出现和推广应用，促进了高密度组装技术的发展，也模糊了一 级封
装和二级组装之间的界限。同时对电子产品的设计、组装工艺、组装设备等提出了更新 更高的要求。
1.2 电子产品的分级

按IPC-STD-001“电子电气组装件焊接要求”标准规定，根据产品最终使用条 件进行分级。
1级（通用电子产品）：指组装完整，以满足使用功能主要要求的产品。 2级（专用服务类电子产品）：该产品具有持续的性能和持久的寿命。需要不 间断的服务，但不是主要的。通常在最终使用环境下使用不会失效。 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，不允许停歇，最终使用环境异常苛刻。需要时产品必须有效，例如生 命救治和其它关键的设备系统。

配合的唯一性。

热剥工艺造成的绝缘层变色是允许的，但不应烧焦发黑。 化学剥除绝缘层仅适用于单股实芯导线的端头处理，处理后应立即进行中和、 清洗；

屏蔽导线屏蔽层的处理应符合产品技术要求，处理方法应符合有关标准的要求。
2.6 PCB组装前的预处理

PCB的复验

组装前要求
3 印制电路板组装工艺
3.2 元器件表面安装（SMT）
3.2.4 焊膏 焊膏的技术要求

焊膏的成分符合国家标准的要求（GJB3243 5.3.2.2条） 在储存期内焊膏的性能保持不变 焊膏中金属颗粒与焊剂不分层 室温下连续印刷时，焊膏不易干燥，印刷性好 焊膏粘度要保证印刷时具有良好的脱模性，又要保证良好的触变性，印刷后焊膏 不产生塌陷 严格控制金属微粉和金属氧化物焊料，避免焊接时随溶剂、气体挥发而飞溅，形 成锡珠 焊接时润湿性良好
3.2 元器件表面安装（SMT）
SMC 元器件 SMD 有铅焊膏 焊膏 贴装材料 贴片胶 基板材料 印制电路板 表 面 安 装 技 术 电路图形设 计 焊膏印刷 网板设计、制作 表面贴装 贴装工艺 表面贴装和通孔插装混合安装 波峰焊接 焊接工艺 手工焊接 再流焊接（红外再流焊，热风再流焊，汽相再流焊，激光再流焊等） 清洗技术 清洗剂 清洗工艺 检测技术：焊点质量检测，在线测试，功能测试 设备：印刷机，贴片机，再流焊炉，清洗设备，检测设备，维修设备 SMT设计 SMT管理：质量，生产，设备，工艺等 无铅焊膏
电子管时代 晶体管时代
表面安装
集成电路时代
微组装
表面安装时代
微组装时代

装联工艺技术的三次革命 通孔插装 器件封装技术的发展

电子产品的装联工艺是建立在器件封装形式变化的基础上，即一种新型器件的出现， 必
然会创新出一种新的装联技术和工艺，从而促进装联工艺技术的进步。 QFP BGA CSP（μBGA） DCA MCM ……


3.2 元器件表面安装（SMT）
焊膏的管理和使用

焊膏应储存在5～10℃的环境条件下 使用前必须经回温处理，常温下会温2 ～4h 使用前应充分搅拌 印刷后应及时完成焊接，根据焊膏厂商推荐参数，
一般情况下应在4h内完成焊接
3.2 元器件表面安装（SMT）
焊膏的成分

选购要求：


根据设计和工艺要求，选择元器件种类、尺寸和封装形式；
元器件包装形式适合贴装机自动贴装； 元器件焊端（引脚）应涂镀厚度不小于7.5μm的锡铅合金（Sn含量58～68%）； 包装开封后在25±5℃，HR55～70%条件下，在存放48小时内焊接仍能满足焊接技 术要求； 元器件在40℃的清洗溶剂中，至少能承受4min的浸泡时间； 元器件能承受10个再流焊周期，每个周期为215℃，时间为60s，并能承受在 260 ℃ 的熔融焊料中10s的浸泡时间； 元器件引线歪斜度误差不大于0.8mm； 元器件引线共平面度误差不大于0.1mm。 无铅元器件镀层识别（IPC-1066） 湿敏器件的处理规定（IPC-020、IPC-033）
表面组装元器件
电路基板 组装设计
组装工艺
组装材料：粘接剂、焊料、焊剂、清洗剂等； 组装工艺：组装方式、组装工艺流程、焊接技术、检测技术等； 组装技术：涂覆技术、贴装技术、焊接技术、清洗技术、检测技术等； 组装设备：涂覆设备、贴装机、焊接机、清洗机、测试设备等； 组装生产线或系统组成、控制与管理等；
组装系统控制与管理


1.3 电子装联工艺的组成

随着电子技术的不断发展和新型元器件的不断出现，电子装联技术也在不断 变化和发展。

电子装联工艺的组成

电子装联工艺的质量控制
电子装联工艺的组成
电子装联质量控制
2 装联前的准备工艺
2.1 元器件引线的可焊性检查

可焊性是衡量元器件和PCB焊接部位是否可以顺利发生焊接过程的重要特征之一，是保证
印刷工艺 装联工艺
3.2 元器件表面安装（SMT）
3.2.2元器件（SMC/SMD）
基本要求：

外形适合自动化贴装要求； 尺寸、形状标准化，并具有良好的互换性； 元器件焊端和引脚的可焊性符合要求； 符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接条件；

可承受有机溶剂的清洗；
3.2 元器件表面安装（SMT）
2.2 元器件引线搪锡工艺
锡和锡铅合金为最佳的可焊性镀层，其厚度 为5～7μm。
Cu


镀金引线的搪锡（除金）： 金镀层是抗氧化性很强的镀层，与SnPb焊料 有很好的润湿性，但直接焊接金镀层时， SnPb合金对金镀层产生强烈的溶解作用，金 与焊料中的Sn金属结合生成AuSn4合金，枝晶
μm/s Ag Au 7 6 5 4 3 2 1 ℃ 0 200 300 400 500 Pt Ni 过直径10%的变形。 扁平封装器件（如QFP等）应先搪锡后成形。 成形不当或不符合要求时，原弯曲半径在1～2倍引线直径内，可以矫直后在原处再弯曲 一次。
2.5 导线端头处理工艺要求

导线端头绝缘层剥除应使用热控型剥线工具，限制使用机械（冷）剥 线工具。 采用机械剥线工具，应采用不可调钳口的精密剥线钳，并做到钳口与导线规格
状结构，其性能变脆，机械强度下降。为防
止金脆现象出现，镀金引线在焊接前必须经 过搪锡除金处理。
Sn-Pb焊料中各种金属的溶解速度
2.3 IPC-J-STD-001D对镀金引线除金的规定

对于具有2.5μm或更厚金层的通孔元件引线，在焊接前，应去除至少95%被 焊表面的金层； 对于表面贴装元器件，不管金层厚度为多少，在焊接前，应去除至少95% 被焊表面的金层； 针对镀金层厚度大于或等于有2.5μm的元器件，可采用二次搪锡工艺或波峰 焊接工艺去除焊接端头表面的金层。 针对采用化学浸镍金（ENIG）工艺的印制板，印制板表面镀金层可免除除 金要求。
1 概述
电子产品装联工艺是指用规定的电子元器件和零、部（组）经过电子 及机械的装配和连接，使电子产品满足设计任务书要求的工艺技术。 因此，没有一整套较为先进成熟的、可操作性的电子装联工艺技术， 是不可能保证电子装联的高质量和电子产品的可靠性。
1.1 电子装联工艺技术的发展概况

装联工艺的发展阶段


3.2 元器件表面安装（SMT）
3.2.3印制电路板（PCB）

PCB基材一般选用FR4环氧玻璃纤维板，或FR4改性、FR5板； 板面平整度好，翘曲度≤0.75%，安装陶瓷基板器件的PCB翘曲度≤0.5%； 焊盘镀层光滑平整，一般不采用贵金属为可焊性保护层； 阻焊膜的厚度不大于焊盘的厚度； 安装焊盘可焊性优良，表面的润湿性应大于95%； 焊盘图形符合元器件安装要求，不允许采用共用焊盘； PCB能进行再流焊和波峰焊 PCB生产后，72小时内应进行真空包装。
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.4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，有高度限制的元器件)
3.1.5元器件插装方法
手工插装 半自动插装 全自动插装
3.2 元器件表面安装（SMT）
3.2.1 SMT的主要内容： 设计：结构尺寸、端子形式、耐焊接热等； 制造：各种元器件的制作技术； 包装：编带式、棒式、托盘、散装等； 单（多）层印刷电路板、陶瓷、瓷釉金属板、夹层板等； 电设计、热设计、元器件布局、基板图形布线设计等；
焊点质量，防止焊点缺陷的重要条件。

可焊性检查主要有以下三种方法
焊槽法（垂直浸渍法） 焊球法（润湿时间法）
润湿称量法（GB/T2423.32-2008）

IEC60068-2-58试验Td：表面安装元器件的可焊性、金属化层耐熔蚀和耐焊接热 标准试验条件：可焊性试验温度235℃ 耐焊接热试验温度260℃
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.2 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。
3.1 元器件通孔插装（THT）
3.1.3安装要求 安装高度要符合产品防震、绝缘、散热等要求及设计文件要求； 元器件加固要求：7g、3.5g及设计工艺文件的规定； 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； 一孔一线，孔径与引线直径的合理间隙（0.2～0.4mm） 空心铆钉不能用于电气连接； 元器件之间有至少为1.6mm的安全间距； 元器件安装后，引线伸出板面的长度应为1.5±0.8mm； 元器件安装后，引线端头采用弯曲连接时，引线弯曲长度为3.5 ～5.5d； 如底面无裸露的电路(印制导线)；元件可贴板安装(玻璃二极管除外),如底面有裸露电路, 至少有0.25mm间距,最大为1mm； 元器件安装应做到不妨碍焊料流向金属化孔另一面； 跨接线应看作轴向引线元件,并符合轴向引线元件的安装要求; 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； 陶瓷封装的双列IC安装后,引线可以弯曲30°，每侧二根。