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1、SMT混装时用再流焊替代波峰焊的调研和初步试验摘要： SMT混装工艺中采用再流焊替代波峰焊是当前 SMT工艺技术发展动态之一。本文叙述了对该工艺的调研和初步试验的情况，并做了工艺试验小结。由于该工艺刚刚开始研究，还不成熟，在这次研讨会上提出来与同行们研讨。关键词 SMT、再流焊、波峰焊二、用纯再流焊工艺流程的特点 1.这种工艺流程用一次或两次再流焊（再流焊 2和再流焊 3）替代波峰焊。 2.优点（与波峰焊相比）：（1）可靠性高，焊接质量好。（2）虚焊、桥接等焊接缺陷少，修板的工作量减少。（3） PCB板面干净，外观明显比波峰焊好。（4）简化了工序。省去了点（或印刷）贴片胶工序、波峰焊工序、清洗
2、工序。由于省去了以上工序，使操作和管理都简化了。在同一产品中使用的材料和设备越少越好管理。而且再流焊炉的操作比波峰机的操作简便得多。（5）降低成本，增加效益。采用此工艺后，免去了波峰焊设备和清洗设备、波峰焊清洗厂房、波峰焊和清洗工作人员以及大量的波峰焊标材料和清洗剂材料。虽免清洗焊膏的价格略高于非免清洗焊膏的价格，总起来看可大大降低成本，增加效益。二、 SMT混装时用再流焊替代波峰焊的应用清况 1.此技术目前主要应用在彩电高频头（电子调谐器）的生产中。 2.目前在日本 ALPS、SONY等公司已获得成功并已在电调行业中广泛推广。改革后焊接质量和可靠性都明显提高。 3.我国上海现代科技开发公司仿
3、造了 SONY的立体针管式印刷机。此工艺已经应用在国内以下几个调谐器生产厂：（也获得了很好的效益）。无锡无线电六厂。上海金陵无线电厂。8800厂。重庆测试仪器厂。（5）深圳东莞调谐器厂。三、 SMT混装时用再流焊替代波峰焊的工艺试验情况 1.试样和材料：1：在 80mmX236mm的印制板上有 20个插座、 70个电阻器、 42个陶瓷电容器、 1个电阻排、 4个钽电容、 32个涤纶电容。2：在 63mmX190mm的印制板上有 3 个插座、 6个国产塑封组件、 5个三极管、 2 个二极管、 12个电阻器、 5个陶瓷电容器、 2个二极管、 4个铝电解电容器。采用北京有色金属加工厂的 55-206
4、3Sn/Pb焊点。 2.试验方法：（1）首先试验分立元器件能否经得起再流焊炉的温度冲击；试验时把再流焊炉焊接区下面的温度尽量调低，把焊接区下面的温度尽量调高。干燥和预热区温度也要适当调低上些。找出一个既能使 THC的引脚与 PCB焊盘分焊接，又能保证不损坏 THC本身质量的最佳温度曲线。（2）施加焊膏（用三种方法做试验）： a.在THC元件面（ A面）印刷焊膏。（采用 0.5mm厚的铜模版） b.在焊接面（ B面）印刷焊膏。（采用 0.5mm厚的铜模版） c.在THC元件面用点焊膏机施加焊膏。（采用手动点胶机）焊膏量分析：装元件（ THC）除了有 PCB上、下焊盘外，还有 PCB厚度方向的过孔
5、需要填满焊锡，而且元件引脚与 PCB两面焊盘的交接处还要形成半月形的焊点，因此需要的焊膏量比表面贴装的 SMC/SMD要多许多。估计大约是 SMC/SMD的3-4倍左右（焊膏量与 PCB插孔直径、插孔的焊盘大小有关 -成正比关系）上分析，采用印刷工艺时，需要加工 0.50.8mm厚的模板。由于加工厚模版有困难，因此我们加工了 0.5mm厚的铜模版作为试验板。焊膏工艺时，也要掌握好适当多的焊膏量。（3）插装成形好的 THC（短插）将试样 1分为两种密度进行插装：a把所有的 THC都插满。b只插 1/4的THC元件。（4）再流焊（用 K6025红外再流炉）分析用再流焊炉焊接 THC与SMC/SMD
6、的不同要求：a SMC/SMD再流焊时，元件面和焊接面都在炉子上面，由于 SMC/SMD设计时已经考虑到元件面和焊接面在同一面，外封装材料都能经得住再流焊热冲击。因此炉子上面需要高温，需要把炉子下面的温度调低（特别是双面焊时）。b THC再流焊时的情况与 SMC/SMD不同 元件面在上面，焊接面在下面，由于 THC设计时是按照传统手工焊和波峰焊考虑的，元件面和焊接面在 PCB的两面，有些元器件的外封装材料不经受高温冲击，因此炉子下面（焊接面）的温度调低。根据以上分析，调整再流焊温度曲线。找出既能保证 PCB下面焊点质量，又能使 PCB上面的分立元器件不变色、不变形的最佳温度和速度。 3.试验结
7、果：设定温度实际温度 1区温度： 2000C 2000C+50C 2区温度： 2800C 2800C+50C 3区温度： 3000C 2920C+50C 4区温度： 5500C 5500C+50C传送带速度： 35cm/min注：设定温度和实际温度均为红外再流焊炉发热板的温度。（1）焊点检查结果（用 5倍放大镜检查）：a对于粗引线的钽电容和粗引线的电阻器，焊点完全合格。由于引线与插孔的间隙小， PCB焊接面的焊点不饱满，焊锡没有从通孔爬到 PCB上面的焊盘上。b对于细引线的电阻器、电阻排和插座的焊点不饱满。由于引线与插孔的间隙大，插孔中需要填充的焊锡量多，因此 PCB焊接面的焊点不饱满，焊锡没
8、有从通孔爬到 PCB上面的焊盘上。c插满 THC的试样 1：在 PCB四周和元件稀疏的部位焊膏已融化，焊点光亮；元件体较大的钽电容焊接面的焊膏已熔化，而在元件面插孔上面焊盘上的焊膏还没有充分融化，而在元件面插孔上面焊膏还没有充分融化；在 PCB中间元件密集处，焊接面和元件面焊盘上的焊膏都没有融化。d只插 1/4THC的试样 1：在 PCB上、下两面所有的 THC焊盘上的焊膏完全融化，焊点光亮。（2） PCB元件面（ A面）分立元器件的情况 a.试样 1上所有的分立元器件（有电阻器、电阻排、陶瓷电容器和插座），包括所有插座都没有变形和明显的变色现象。其中有一个钽电容器表面颜色变深。根据分析，电容
9、外表面涂敷层是绝缘清漆，绝缘清漆在不同的温度下烘烤，其颜色就不同，估计不会影响其性能。 b.试样 2上4个铝电解电容经过两次再流焊炉，其中一个脱落、一个开裂。说明铝电解电容不能进行再流焊工艺。在 PCB上的 3个国产塑封器件经过两次再流焊，顶部变形、起泡。说明某些国产塑料封器件也不能进行再流焊工艺。四、 SMT混装时采用再流焊替代波峰焊工艺试验小结 1. SMT混装时采用再流替代波峰焊工艺的适用范围经初步调研和试验，此工艺确实有很多优点，但不是所的 SMT混装形式都能采用此工艺。此工艺只适合贴装为主、插装为辅（大部分 SMC/SMD,少量 THC）的产品。因为此工艺中的 THC需短插，这样元件
10、成形、插装的工作量就增加了。THC的外包封装材料能经受再流焊的冲击（因传统 THC是根据手工焊和波峰焊的工艺要求设计的，对元器件的外封装材料没有特殊要求）。经试验证明：以下情况元器件不能采用此工艺：铝电解电容、国产塑料封器件等。 2.设备方面的特殊要求（1）印刷设备：双面混装时，因为在 THC元件面已经有焊接好的 SMC/SMD，因此不能用平面模版印刷焊膏，需要用特殊的立体式管状印刷机或点焊膏机施加焊膏。（2）再流焊设备：由于我所现有的 K6025红外再流焊炉 1区和 2区的温度控制不能上、下分别控制。虽然焊接区 3区在上面， 4区在下面，可以把 3区温度尽量调低，但 1区、 2区上面的温度调
11、不下来。炉子已调到极限温度，但仍然有个别元件封装材料的颜色变深。另外从插满 THC的试样 1的焊接结果充分证明了红外炉的温度很不均匀。根据以上试验证明： a.焊接 THC时，再流焊炉必须具备整个炉子的各温区都能上、下独立控制温度的功能。这是由于用再流焊炉焊接THC与焊接 SMC/SMD时的不同情况而决定的。 b.必须选择炉温比较均匀的热风炉或热风 +远红外炉。 3.工艺方面的特殊要求（1）焊接 THC的焊膏量比 SMC/SMD的焊膏量多 3-4倍。（见四 .2(2)焊膏量分析）（2）施加焊膏的方法：a单面混装时可采用模版印刷、管状印刷机印刷或点焊膏机滴涂。b双面混装时，因为在 THC元件面已经
12、有焊接好的 SMC/SMD，因此不能用平面模版印刷焊膏，需要用特殊的立体式管状印刷或点焊膏机施加焊膏。（3）对THC的焊盘设计的特殊要求： THC插孔直径和插孔两面盘的大小直接关系到焊盘的需求量。因此焊盘设计时要对每个元件的引出脚进行测量。 a.需要根据引出脚的直径设计插孔直径，孔径不能太大。 b.插孔两面的焊盘也不能太大。（4）必须采用短插，元件成形时引脚不能过长。由于焊膏融化时表面张力作用，元件引脚周围也要被镀上一层焊锡。（5）再流焊炉的温度曲线要根据 THC的具体情况进行调整。炉子上面的温度要尽量调低，炉子下面的温度应适上面的分立元器件不被损坏的最佳温度和速度。（6）如果 PCB上有铝电解电容、国产塑封器件应采用后附的方法来解决。
SMT混装时用再流焊替代波峰焊的调研和初步试验
