如何不破坏表面形状焊接-Parent Palace

大家好，如何不破坏表面形状焊接相信很多的网友都不是很明白，包括如何修补一排焊盘也是一样，不过没有关系，接下来就来为大家分享关于如何不破坏表面形状焊接和如何修补一排焊盘的一些知识点，大家可以关注收藏，免得下次来找不到哦，下面我们开始吧！

本文目录

1. 如何不破坏表面形状焊接
2. 过了波峰的单面板有锡珠如何处理

一、如何不破坏表面形状焊接

随着手机的体积越来越小，内部的集成程度也越来越高，而且现在的手机中几乎都采用了球栅阵列封装模块，也就是我们通常所说的BGA。这种模块是以贴片形式焊接在主板上的。对维修人员来说，熟练的掌握热风枪，成为修复这种模块的必修课程。

1。BGA模块的耐热程度以及热风枪温度的调节技巧， BGA模块利用封装的整个底部来与电路板连接。不是通过管脚焊接，而是利用焊锡球来焊接。模块缩小了体积，手机也就相对的缩小了体积，但这种模块的封装形式也决定了比较容易虚焊的特性，手机厂家为了加固这种模块，往往采用滴胶方法。这就增加了维修的难度。对付这种胶封模块，我们要用热风枪吹很长时间才能取下模块，往往在吹焊过程中，拆焊的温度掌握不好，模块拆下来也因为温度太高而损坏了。那么怎样有效的调节风枪温度。即能拆掉模块又损坏不了呢！跟大家说几种机型中常用的BGA模块的耐热温度和焊接时要注意的事项。摩托罗拉V998的CPU,大家肯定很熟悉吧，这种模块大多数是用胶封装的。这种模块的耐热程度比较高，风枪温度一般不超过400度不会损坏它，我们对其拆焊时可以调节风枪温度到350-400度，均匀的对其表面进行加热，等CPU下有锡球冒出的时候，说明底下的焊锡已经全部融化，这时就可以用镊子轻轻的撬动它，从而安全的取下。跟这种模块的焊接方法差不多的模块还用诺基亚8210/3310系列的CPU,不过这种CPU封装用的胶不太一样，大家要注意拆焊时封胶对主板上引脚的损害。西门子3508音频模块和1118的CPU。这两种模块是直接焊接在主板上的，但它们的耐热程度很差，一般很难承受350度以上的高温，尤其是1118的cpu.焊接时一般不要超过300度。我们焊接时可以在好CPU上放一块坏掉的CPU.从而减少直接吹焊模块引起的损害。吹焊时间可能要长一些，但成功率会高一些。 2，主板上面掉点后的补救方法。刚开始维修的朋友，在拆用胶封装的模块时，肯定会碰到主板上掉点。如过掉的焊点不是很多，我们可以用连线做点的方法来修复，在修复这种掉点的故障中，我用天目公司出的绿油做为固定连线的固化剂。

主板上掉的点基本上有两种，一种是在主板上能看到引脚，这样的比较好处理一些，直接用线焊接在引脚上，保留一段合适的线做成一个圆型放在掉点位置上即可，另一种是过孔式焊点，这种比较难处理一些，先用小刀将下面的引脚挖出来，再用铜线做成焊点大小的圈，放在掉点的位置。再加上一个焊锡球，用风枪加热。从而使圈和引脚连在一起。接下来就是用绿油固化了，涂在处理好的焊盘上，用放大镜在太阳下聚光照上几秒钟，固化程度比用热风枪加热一天的还要好。主板上掉了焊点，我们用线连好，清理干净后。在需要固定或绝缘的地方涂上绿油，

拿到外面，用放大镜照太阳聚光照绿油。几秒钟就固化。

3.焊盘上掉点时的焊接方法。焊盘上掉点后，先清理好焊盘，在植好球的模块上吹上一点松香，然后放在焊盘上，注意不要放的太正，要故意放的歪一点，但不要歪的太厉害，然后加热，等模块下面的锡球融化后，模块会自动调正到焊盘上，焊接时要注意不要摆动模块。另外，在植锡时，如果锡浆太薄，可以取出一点放在餐巾纸，把助焊剂吸到纸上，这样的锡浆比较好用！

回答者：fly_lau-见习魔法师三级 1-11 14:27

焊接是维修电子产品很重要的一个环节。电子产品的故障检测出来以后，紧接着的就是焊接。

焊接电子产品常用的几种加热方式：烙铁，热空气，锡浆，红外线，激光等，很多大型的焊接设备都是采用其中的一种或几种的组合加热方式。

常用的焊接工具有：电烙铁，热风焊台，锡炉，bga焊机

焊接辅料：焊锡丝，松香，吸锡枪，焊膏，编织线等。

电烙铁主要用于焊接模拟电路的分立元件，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等，也可用于焊接尺寸较小的qfp封装的集成块，当然我们也可以用它来焊接cpu断针，还可以给pcb板补线，如果显卡或内存的金手指坏了，也可以用电烙铁修补。电烙铁的加热芯实际上是绕了很多圈的电阻丝，电阻的长度或它所选用的材料不同，功率也就不同，普通的维修电子产品的烙铁一般选用20w-50w。有些高档烙铁作成了恒温烙铁，且温度可以调节，内部有自动温度控制电路，以保持温度恒定，这种烙铁的使用性能要更好些，但价格一般较贵，是普通烙铁的十几甚至几十倍。纯净锡的熔点是230度，但我们维修用的焊锡往往含有一定比例的铅，导致它的熔点低于230度，最低的一般是180度。

新买的烙铁首先要上锡，上锡指的是让烙铁头粘上焊锡，这样才能使烙铁正常使用，如果烙铁用得时间太久，表面可能会因温度太高而氧化，氧化了的烙铁是不粘锡的，这样的烙铁也要经过上锡处理才能正常使用。

拆除或焊接电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管时，可以在元件的引脚上涂一些焊锡，这样可以更好地使热量传递过去，等元件的所有引脚都熔化时就可以取下来或焊上去了。焊时注意温度较高时，熔化后迅速抬起烙铁头，则焊点光滑，但如温度太高，则易损坏焊盘或元件。

pcb板断线的情况时有发生，显示器、开关电源等的线较粗，断的线容易补上，至于主板、显卡、笔记本的线很细，线距也很小，要想补上就要麻烦一些。要想补这些断线，先要准备一个很窄的扁口刮刀，刮刀可以自已动手用小螺丝刀在磨刀石上磨，使得刮刀口的宽度与pcb板布线的宽度差不多。补线时要先用刮刀把pcb板断线表面的绝缘漆刮掉，注意不要用力太大以免把线刮断，另外还要注意不要把相临的pcb布线表面的绝缘漆刮掉，为的是避免焊锡粘到相临的线上，表面处理好以后就要在上面均匀地涂上一层焊膏，然后用烙铁在刮掉漆的线上加热涂锡，然后找报废的鼠标，抽出里面的细铜丝，把单根铜丝涂上焊膏，再用烙铁涂上焊锡，然后用烙铁小心地把细铜丝焊在断线的两端。

焊接完成后要用万用表检测焊接的可*性，先要量线的两端确认线是否已经连上，然后还要检测一下补的线与相临的线是否有粘连短路的现象。

光驱激光头排线、打印机的打印头的连线经常也有断裂的现象，焊接的方式与pcb板补线差不多，需要注意的是因普通塑料能耐受的温度很低，用烙铁焊接时温度要把握好，速度要尽量快些，尽量避免塑料被烫坏，另外，为防止受热变形，可用小的夹子把线夹住定位。

cpu断针的情况很常见，370结构的赛扬一代cpu和p4的cpu针的根部比较结实，断针一般都是从中间折断，比较容易焊接，只要在针和焊盘相对应的地方涂上焊膏，上了焊锡后用烙铁加热就可以焊上了，对于位置特殊，不便用烙铁的情况可以用热风焊台加热。

赛扬二代的cpu的针受外力太大时往往连根拔起，且拔起以后的下面的焊盘很小，直接焊接成功率很低且焊好以后，针也不易固定，很容易又会被碰掉下来，对于这种情况一般有如下几种处理方式：第一种方式：用鼠标里剥出来的细铜丝一端的其中一根与cpu的焊盘焊在一起，然后用502胶水把线粘到cpu上，另一端与主板cpu座上相对应的焊盘焊在一起，从电气连接关系上说，与接插在主板上没有什么两样，维一的缺点是取下cpu不方便。第二种方式：在cpu断针处的焊盘上置一个锡球（锡球可以用bga焊接用的锡球，当然也可以自已动手作），然后自已动手作一个稍长一点的针（，插入断针对应的cpu座内，上面固定一小块固化后的导电胶（导电胶有一定的弹性），然后再把cpu插入cpu座内，压紧锁死，这样处理后的cpu可能就可以正常工作了。

显卡或内存如果多次反复从主板上拔下来或插上去，可能会导致金手指脱落，供电或接地的引脚也常会因电流太大导致金手指烧坏，为使它们能够正常使用，就要把金手指修补好，金手指的修补较简单，可以从别的报废的卡上用壁纸刀刮下同样的金手指，表面处理干净后，用502胶水小心地把它对齐粘在损坏的卡上，胶水凝固以后，再用壁纸刀把新粘上去的金手指的上端的氧化物刮掉，涂上焊膏，再用细铜丝将它与断线连起来即可。

在没有热风焊台的情况下，也可考虑用烙铁配合焊锡来拆除或焊接集成块，它的方法是用烙铁在芯片的各个引脚都堆满焊锡，然后用烙铁循环把焊锡加热，直到所有的引脚焊锡都同时熔化，就可以把芯片取下来了。把芯片从电路板上取下来，可以考虑用细铜丝从芯片的引脚下穿过，然后从上面用手提起。

热风焊台是通过热空气加热焊锡来实现焊接功能的，黑盒子里面是一个气泵，性能好的气泵噪声较小，气泵的作用是不间断地吹出空气，气流顺着橡皮管流向前面的手柄，手柄里面是焊台的加热芯，通电后会发热，里面的气流顺着风嘴出来时就会把热量带出来。

每个焊台都会配有多个风嘴，不同的风嘴配合不同的芯片来使用，事实上，现在大多数的技术人员只用其中的一个或两个风嘴就可以完成大多数的焊接工作了，也就是这种圆孔的用得最多。根据我们的使用情况，热风焊台一般选用850型号的，它的最大功耗一般是450w，前面有两个旋钮，其中的一个是负责调节风速的，另一个是调节温度的。使用之前必须除去机身底部的泵螺丝，否则会引起严重问题。使用后，要记得冷却机身，关电后，发热管会自动短暂喷出凉气，在这个冷却的时段，请不要拔去电源插头。否则会影响发热芯的使用寿命。注意，工作时850的风嘴及它喷出的热空气温度很高，能够把人烫伤，切勿触摸，替换风嘴时要等它的温度降下来后才可操作。

首先把电源打开，调节气流和温控旋钮，使温度保持在250-350度之间，将起拔器置于集成电路块之下，让喷嘴对准所要熔化的芯片的引脚加热，待所有的引脚都熔化时，就可以抬起拔器，把芯片取下来。取下芯片后，可以涂适量焊膏在电路板的焊盘上，用风嘴加热使焊盘尽量平齐，然后再在焊盘上涂适量焊膏，将要更换的芯片对齐固定在电路板上，再用风嘴向引脚均匀地吹出热气，等所有的引脚都熔化后，焊接就完成了。最后，要注意检查一下焊接元件是否不短路虚焊的情况。

要用到bag芯片贴装机，不同的机器的使用方法有所不同，附带的说明书有详细的描述。

插槽（座）的尺寸较大，在生产线上一般用波峰焊来焊接，波峰焊机可以使焊锡熔化成为锡浆并使锡浆形成波浪，波浪的顶峰与pcb板的下表面接触，使得插槽（座）与焊盘焊在一起，对于小批量的生产或维修，往往用锡炉来更换插槽（座），锡炉的原理与波峰焊差不多，都是用锡浆来拆除或焊接插槽，只要让焊接面与插槽（座）吻合即可。

贴片式元器件的拆卸、焊接宜选用200～280℃调温式尖头烙铁。贴片式电阻器、电容器的基片大多采用陶瓷材料制作，这种材料受碰撞易破裂，因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧。控温是指焊接温度应控制在200～250℃左右。预热指将待焊接的元件先放在100℃左右的环境里预热1～2分钟，防止元件突然受热膨胀损坏。轻触是指操作时烙铁头应先对印制板的焊点或导带加热，尽量不要碰到元件。另外还要控制每次焊接时间在3秒钟左右，焊接完毕后让电路板在常温下自然冷却。以上方法和技巧同样适用于贴片式晶体二、三极管的焊接。

贴片式集成电路的引脚数量多、间距窄、硬度小，如果焊接温度不当，极易造成引脚焊锡短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。拆卸贴片式集成电路时，可将调温烙铁温度调至260℃左右，用烙铁头配合吸锡器将集成电路引脚焊锡全部吸除后，用尖嘴镊子轻轻插入集成电路底部，一边用烙铁加热，一边用镊子逐个轻轻提起集成电路引脚，使集成电路引脚逐渐与印制板脱离。用镊子提起集成电路时一定要随烙铁加热的部位同步进行，防止操之过急将线路板损坏。

换入新集成电路前要将原集成电路留下的焊锡全部清除，保证焊盘的平整清洁。然后将待焊集成电路引脚用细砂纸打磨清洁，均匀搪锡，再将待焊集成电路脚位对准印制板相应焊点，焊接时用手轻压在集成电路表面，防止集成电路移动，另一只手操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定后，再次检查确认集成电路型号与方向，正确后正式焊接，将烙铁温度调节在250℃左右，一只手持烙铁给集成电路引脚加热，另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接，直至全部引脚加热焊接完毕，最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊，待焊点自然冷却后，用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点，防止遗留焊渣。

检修模块电路板故障前，宜先用毛刷蘸无水酒精清理印制板，清除板上灰尘、焊渣等杂物，并观察原电路板是否存在虚焊或焊渣短路等现象，以及早发现故障点，节省检修时间。

bga作为一种大容量封装的smd促进了smt的发展，生产商和制造商都认识到：在大容量引脚封装上bga有着极强的生命力和竞争力，然而bga单个器件价格不菲，对于预研产品往往存在多次试验的现象，往往需要把bga从基板上取下并希望重新利用该器件。由于bga取下后它的焊球就被破坏了，不能直接再焊在基板上，必须重新置球，如何对焊球进行再生的技术难题就摆在我们工艺技术人员的面前。在indium公司可以购买到bga专用焊球，但是对bga每个焊球逐个进行修复的工艺显然不可取，本文介绍一种solderquick的预成型坏对bga进行焊球再生的工艺技术。

预成型坏\夹具\助焊剂\去离子水\清洗盘\清洗刷\ 6英寸平镊子\耐酸刷子\回流焊炉和热风系统\显微镜\指套(部分工具视具体情况可选用)

确认bga的夹具是清洁的。把再流焊炉加热至温度曲线所需温度。

把预成型坏放入夹具中，标有solderquik的面朝下面对夹具。保证预成型坏与夹具是松配合。如果预成型坏需要弯曲才能装入夹具，则不能进入后道工序的操作。预成型坏不能放入夹具主要是由于夹具上有脏东西或对柔性夹具调整不当造成的。

用装有助焊剂的注射针筒在需返修的bga焊接面涂少许助焊剂。注意：确认在涂助焊剂以前bga焊接面是清洁的。

3.2.3把助焊剂涂均匀,用耐酸刷子把助焊剂均匀地刷在bga封装的整个焊接面，保证每个焊盘都盖有一层薄薄的助焊剂。确保每个焊盘都有焊剂。薄的助焊剂的焊接效果比厚的好。

3.2.4把需返修的bga放入夹具中,把需返修的bga放入夹具中，涂有助焊剂的一面对着预成型坏。

3.2.5放平bag,轻轻地压一下bga，使预成型坏和bga进入夹具中定位，确认bga平放在预成型坏上。

把夹具放入热风对流炉或热风再流站中并开始回流加热过程。所有使用的再流站曲线必须设为已开发出来的bga焊球再生工艺专用的曲线。

用镊子把夹具从炉子或再流站中取出并放在导热盘上，冷却2分钟。

当bga冷却以后，把它从夹具中取出把它的焊球面朝上放在清洗盘中。

用去离子水浸泡bga，过30秒钟，直到纸载体浸透后再进行下一步操作。

用专用的镊子把焊球从bga上去掉。剥离的方法最好是从一个角开始剥离。剥离下来的纸应是完整的。如果在剥离过程中纸撕烂了则立即停下，再加一些去离子水，等15至30秒钟再继续。

3.2.11去除bga上的纸屑,在剥掉载体后，偶尔会留下少量的纸屑，用镊子把纸屑夹走。当用镊子夹纸屑时，镊子在焊球之间要轻轻地移动。小心：镊子的头部很尖锐，如果你不小心就会把易碎的阻焊膜刮坏。

把纸载体去掉后立即把bga放在去离子水中清洗。用大量的去离子水冲洗并刷子用功刷bga。

小心：用刷子刷洗时要支撑住bga以避免机械应力。

注意：为获得最好的清洗效果，沿一个方向刷洗，然后转90度，再沿一个方向刷洗，再转90度，沿相同方向刷洗，直到转360度。

在去离子水中漂洗bga，这会去掉残留的少量的助焊剂和在前面清洗步聚中残留的纸屑。然后风干，不能用干的纸巾把它擦干。

用显微镜检查封装是否有污染，焊球未置上以及助焊剂残留。如需要进行清洗则重复3.2.11-3.2.13。

注意：由于此工艺使用的助焊剂不是免清洗助焊剂，所以仔细清洗防止腐蚀和防止长期可*性失效是必需的。

确定封装是否清洗干净的最好的方法是用电离图或效设备对离子污染进行测试。所有的工艺的测试结果要符合污染低于0.75mg naaci/cm2的标准。另，3.2.9-3.2.13的清洗步聚可以用水槽清洗或喷淋清洗工艺代替。

由于bga上器件十分昂贵，所以bga的返修变得十分必要，其中关键的焊球再生是一个技术难点。本工艺实用、可*，仅需购买预成型坏和夹具即可进行bga的焊再生，该工艺解决了bga返修中的关键技术难题

焊膏的回流焊接是用在smt装配工艺中的主要板级互连方法，这种焊接方法把所需要的焊接特性极好地结合在一起，这些特性包括易于加工、对各种smt设计有广泛的兼容性，具有高的焊接可*性以及成本低等；然而，在回流焊接被用作为最重要的smt元件级和板级互连方法的时候，它也受到要求进一步改进焊接性能的挑战，事实上，回流焊接技术能否经受住这一挑战将决定焊膏能否继续作为首要的smt焊接材料，尤其是在超细微间距技术不断取得进展的情况之下。下面我们将探讨影响改进回流焊接性能的几个主要问题，为发激发工业界研究出解决这一课题的新方法，我们分别对每个问题简要介绍。

双面回流焊接已采用多年，在此，先对第一面进行印刷布线，安装元件和软熔，然后翻过来对电路板的另一面进行加工处理，为了更加节省起见，某些工艺省去了对第一面的软熔，而是同时软熔顶面和底面，典型的例子是电路板底面上仅装有小的元件，如芯片电容器和芯片电阻器，由于印刷电路板（pcb）的设计越来越复杂，装在底面上的元件也越来越大，结果软熔时元件脱落成为一个重要的问题。显然，元件脱落现象是由于软熔时熔化了的焊料对元件的垂直固定力不足，而垂直固定力不足可归因于元件重量增加，元件的可焊性差，焊剂的润湿性或焊料量不足等。其中，第一个因素是最根本的原因。如果在对后面的三个因素加以改进后仍有元件脱落现象存在，就必须使用smt粘结剂。显然，使用粘结剂将会使软熔时元件自对准的效果变差。

未焊满是在相邻的引线之间形成焊桥。通常，所有能引起焊膏坍落的因素都会导致未焊满，这些因素包括：1，升温速度太快；2，焊膏的触变性能太差或是焊膏的粘度在剪切后恢复太慢；3，金属负荷或固体含量太低；4，粉料粒度分布太广；5；焊剂表面张力太小。但是，坍落并非必然引起未焊满，在软熔时，熔化了的未焊满焊料在表面张力的推动下有断开的可能，焊料流失现象将使未焊满问题变得更加严重。在此情况下，由于焊料流失而聚集在某一区域的过量的焊料将会使熔融焊料变得过多而不易断开。

除了引起焊膏坍落的因素而外，下面的因素也引起未满焊的常见原因：1，相对于焊点之间的空间而言，焊膏熔敷太多；2，加热温度过高；3，焊膏受热速度比电路板更快；4，焊剂润湿速度太快；5，焊剂蒸气压太低；6；焊剂的溶剂成分太高；7，焊剂树脂软化点太低。

焊料膜的断续润湿是指有水出现在光滑的表面上（1.4.5.），这是由于焊料能粘附在大多数的固体金属表面上，并且在熔化了的焊料覆盖层下隐藏着某些未被润湿的点，因此，在最初用熔化的焊料来覆盖表面时，会有断续润湿现象出现。亚稳态的熔融焊料覆盖层在最小表面能驱动力的作用下会发生收缩，不一会儿之后就聚集成分离的小球和脊状秃起物。断续润湿也能由部件与熔化的焊料相接触时放出的气体而引起。由于有机物的热分解或无机物的水合作用而释放的水分都会产生气体。水蒸气是这些有关气体的最常见的成份，在焊接温度下，水蒸气具极强的氧化作用，能够氧化熔融焊料膜的表面或某些表面下的界面（典型的例子是在熔融焊料交界上的金属氧化物表面）。常见的情况是较高的焊接温度和较长的停留时间会导致更为严重的断续润湿现象，尤其是在基体金属之中，反应速度的增加会导致更加猛烈的气体释放。与此同时，较长的停留时间也会延长气体释放的时间。以上两方面都会增加释放出的气体量，消除断续润湿现象的方法是：1，降低焊接温度；2，缩短软熔的停留时间；3，采用流动的惰性气氛；4，降低污染程度。

对不用清理的软熔工艺而言，为了获得装饰上或功能上的效果，常常要求低残留物，对功能要求方面的例子包括“通过在电路中测试的焊剂残留物来探查测试堆焊层以及在插入接头与堆焊层之间或在插入接头与软熔焊接点附近的通孔之间实行电接触”，较多的焊剂残渣常会导致在要实行电接触的金属表层上有过多的残留物覆盖，这会妨碍电连接的建立，在电路密度日益增加的情况下，这个问题越发受到人们的关注。

显然，不用清理的低残留物焊膏是满足这个要求的一个理想的解决办法。然而，与此相关的软熔必要条件却使这个问题变得更加复杂化了。为了预测在不同级别的惰性软熔气氛中低残留物焊膏的焊接性能，提出一个半经验的模型，这个模型预示，随着氧含量的降低，焊接性能会迅速地改进，然后逐渐趋于平稳，实验结果表明，随着氧浓度的降低，焊接强度和焊膏的润湿能力会有所增加，此外，焊接强度也随焊剂中固体含量的增加而增加。实验数据所提出的模型是可比较的，并强有力地证明了模型是有效的，能够用以预测焊膏与材料的焊接性能，因此，可以断言，为了在焊接工艺中成功地采用不用清理的低残留物焊料，应当使用惰性的软熔气氛。

间隙是指在元件引线与电路板焊点之间没有形成焊接点。一般来说，这可归因于以下四方面的原因：1，焊料熔敷不足；2，引线共面性差；3，润湿不够；4，焊料损耗枣这是由预镀锡的印刷电路板上焊膏坍落，引线的芯吸作用（2.3.4）或焊点附近的通孔引起的,引线共面性问题是新的重量较轻的12密耳（μm）间距的四芯线扁平集成电路(qfp枣quad flat packs)的一个特别令人关注的问题,为了解决这个问题,提出了在装配之前用焊料来预涂覆焊点的方法(9),此法是扩大局部焊点的尺寸并沿着鼓起的焊料预覆盖区形成一个可控制的局部焊接区,并由此来抵偿引线共面性的变化和防止间隙,引线的芯吸作用可以通过减慢加热速度以及让底面比顶面受热更多来加以解决,此外,使用润湿速度较慢的焊剂,较高的活化温度或能延缓熔化的焊膏(如混有锡粉和铅粉的焊膏)也能最大限度地减少芯吸作用.在用锡铅覆盖层光整电路板之前,用焊料掩膜来覆盖连接路径也能防止由附近的通孔引起的芯吸作用。

焊料成球是最常见的也是最棘手的问题，这指软熔工序中焊料在离主焊料熔池不远的地方凝固成大小不等的球粒；大多数的情况下,这些球粒是由焊膏中的焊料粉组成的，焊料成球使人们耽心会有电路短路、漏电和焊接点上焊料不足等问题发生，随着细微间距技术和不用清理的焊接方法的进展，人们越来越迫切地要求使用无焊料成球现象的smt工艺。

引起焊料成球（1,2,4,10）的原因包括：1,由于电路印制工艺不当而造成的油渍;2,焊膏过多地暴露在具有氧化作用的环境中;3,焊膏过多地暴露在潮湿环境中;4,不适当的加热方法;5,加热速度太快;6,预热断面太长;7,焊料掩膜和焊膏间的相互作用;8,焊剂活性不够;9,焊粉氧化物或污染过多;10,尘粒太多;11,在特定的软熔处理中,焊剂里混入了不适当的挥发物;12,由于焊膏配方不当而引起的焊料坍落；13、焊膏使用前没有充分恢复至室温就打开包装使用；14、印刷厚度过厚导致“塌落”形成锡球；15、焊膏中金属含量偏低。

焊料结珠是在使用焊膏和smt工艺时焊料成球的一个特殊现象.，简单地说,焊珠是指那些非常大的焊球,其上粘带有(或没有)细小的焊料球(11).它们形成在具有极低的托脚的元件如芯片电容器的周围。焊料结珠是由焊剂排气而引起,在预热阶段这种排气作用超过了焊膏的内聚力,排气促进了焊膏在低间隙元件下形成孤立的团粒,在软熔时,熔化了的孤立焊膏再次从元件下冒出来,并聚结起。

焊接结珠的原因包括：1,印刷电路的厚度太高;2,焊点和元件重叠太多;3,在元件下涂了过多的锡膏;4,安置元件的压力太大;5,预热时温度上升速度太快;6,预热温度太高;7,在湿气从元件和阻焊料中释放出来;8,焊剂的活性太高;9,所用的粉料太细;10,金属负荷太低;11,焊膏坍落太多;12,焊粉氧化物太多;13,溶剂蒸气压不足。消除焊料结珠的最简易的方法也许是改变模版孔隙形状,以使在低托脚元件和焊点之间夹有较少的焊膏

二、过了波峰的单面板有锡珠如何处理

考虑到环境和健康的因素，欧盟已通过立法将在2008年停止使用含铅钎料，美国和日本也正积极考虑通过立法来减少和禁止铅等有害元素的使用。铅的毒害目前全球电子行业用钎料每年消耗的铅约为20000t，大约占世界铅年总产量的5%。铅和铅的化合物已被环境保护机构(EPA)列入前17种对人体和环境危害最大的化学物质之一。无铅钎料目前常用的含铅合金焊料粉末有锡一铅（Sn-Pb）、锡一铅一银（Sn-Pb-Ag）、锡一铅一铋（Sn-Pb-Bi）等，常用的合金成分为63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化温度。对于标准的Sn63和Sn62焊料合金来说，回流温度曲线的峰值温度在203到230度之间。然而，大部分的无铅焊膏的熔点比Sn63合金高出30至45度，因此，无铅钎料的基本要求目前国际上公认的无铅钎料定义是:以Sn为基体，添加了Ag、Cu、Sb、In其它合金元素，而Pb的质量分数在0.2%以下的主要用于电子组装的软钎料合金。无铅钎料不是新技术，但今天的无铅钎料研究是要寻求年使用量为5～6万吨的Sn-Pb钎料的替代产品。因此，替代合金应该满足以下要求:

(1)其全球储量足够满足市场需求。某些元素，如铟和铋，储量较小，因此只能作为无铅钎料中的微量添加成分;

(2)无毒性。某些在考虑范围内的替代元素，如镉、碲是有毒的。而某些元素，如锑，如果改变毒性标准的话，也可以认为是有毒的;

(3)能被加工成需要的所有形式，包括用于手工焊和修补的焊丝;用于钎料膏的焊料粉;用于波峰焊的焊料棒等。不是所有的合金能够被加工成所有形式，如铋的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状;

(4)相变温度(固/液相线温度)与Sn-Pb钎料相近;

(5)合适的物理性能，特别是电导率、热导率、热膨胀系数;

(6)与现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容;

(7)足够的力学性能:剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热机疲劳抗力、金属学组织的稳定性;

新型无铅钎料的成本应低于 22.2/kg，因此其中In的质量分数应小于1.5%，Bi含量应小于2.0%。早期的研发计划集中于确定新型合金成分、多元相图研究和润湿性、强度等基本性能考察。后期的研发计划主要集中于五种合金系列:SnCu、SnAg、SnAgCu、SnAgCuSb和SnAgBi。并深入探讨其疲劳性能、生产行为和工艺优化。表2.3 NCMS美国国家制造科学中心提出的无铅钎料性能评价标准 IPC也于2000年6月发布了研究报告“A guide line for assembly of lead-free electronics”。

目前国际上关于无铅钎料的主要结论如下:现在已经有很多种无铅钎料面世没有一种能够为SnPb钎料的直接替代提供全面的解决方案。

(1)对于某些特殊的工艺过程，某些特定的无铅钎料可以实现直接替代;

(2)目前而言，最吸引人的无铅钎料是Sn-Ag-Cu系列。其他有潜力的组合包括Sn-0.7Cu、Sn-3.5Ag和Sn-Ag-Bi;

(3)目前还没有合适的高铅高熔点钎料的无铅替代品;

(4)目前看来，钎剂的化学系统不需要进行大的变动;

(5)无铅钎料形成焊点的可靠性优于SnPb合金。

(1)SnCu:价格最便宜;熔点最高;力学性能最差。

(2)SnAg:力学性能良好，可焊性良好，热疲劳可靠性良好，共晶成分时熔点为221℃。SnAg和SnAgCu组合之间的差异很小，其选择主要取决于价格、供货等其他因素。

(3)SnAgCu(Sb):直到最近几年才知道Sn-Ag-Cu之间存在三元共晶，且其熔点低于Sn-Ag共晶，当然该三元共晶的准确成分还存在争议。与Sn-Ag和Sn-Cu相比，该组合的可靠性和可焊性更好。而且加入0.5%Sb后还可以进一步提高其高温可靠性。

(4)SnAgBi(Cu)(Ge):熔点较低，200～210℃;可靠性良好;在所有无铅钎料中可焊性最好，已得到Matsushita确认;加入Cu或Ge可进一步提高强度;缺点是含Bi带来润湿角上升缺陷的问题。

(5)SnZnBi:熔点最接近于Sn-Pb共晶;但含Zn带来很多问题，如钎料膏保存期限、大量活性钎剂残渣、氧化问题、潜在腐蚀性问题。目前不推荐使用。 2.2选择合金由上，本次回流工艺设计焊料合金采用Sn/Ag/Cu合金（Sn/Ag3.0/Cu0.5），因为该合金被认为是国际工业中的首选并且得到了工业和研究公会成员的推荐。因为虽然一些公会还提议并且研究了另一种合金Sn/0.7Cu（质量百分比），一些企业在生产中也有采用这种合金。但是相对Sn/Cu合金的可靠性和可湿性，另外考虑到在回流焊和波峰焊中采用同种合金，Sn/Ag/Cu合金便成为工艺发展试验最好的选择。 Sn/Ag3.0/Cu0.5合金性能：溶解温度：固相线217℃/液相线220℃；成本：0.10美元/cm3与Sn/Cu焊料价格比：2.7机械强度：48kg/mm2延伸率：75％湿润性：良由Sn/Ag/Cu合金性能可知：焊料合金熔融温度比原Sn/Pb合金高出36℃，形成商品化后的价格也比原来提高。工艺焊接温度采用日本对此合金焊料的推荐工艺曲线，见图2.1。

日本推荐的无铅回流焊典型工艺曲线说明：推荐的工艺曲线上有三个重要点：

（1）预热区升温速度要尽量慢一些（选择数值2～3℃/s），以便控制由焊膏的塌边而造成焊点的桥接、焊锡球等。

（2）预热要求必须在（45～90sec、120～160℃）范围内，以控制由PCB基板的温差及焊剂性能变化等因素而发生回流焊时的不良。

（3）焊接的最高温度在230℃以上，保持20～30sec，以保证焊接的湿润性。冷却速度选择-4℃/s 6回流焊中出现的缺陷及其解决方案焊接缺陷可以分为主要缺陷、次要缺陷和表面缺陷。凡使SMA功能失效的缺陷称为主要缺陷；次要缺陷是指焊点之间润湿尚好，不会引起SMA功能丧失，但有影响产品寿命的可能的缺陷；表面缺陷是指不影响产品的功能和寿命。它受许多参数的影响，如焊膏、基板、元器件可焊性、印刷、贴装精度以及焊接工艺等。我们在进行SMT工艺研究和生产中，深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT生产质量中起着至关重要的作用。

(1)回流焊中锡珠形成的机理回流焊中出现的锡珠（或称焊料球），常常藏于矩形片式元件两焊端之间的侧面或细间距引脚之间，如图6.1、6.2。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊料会因收缩而使焊缝填充不充分，所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊料会从焊缝流出，形成锡珠。因此，焊料与焊盘和器件引脚的润湿性差是导致锡珠形成的根本原因。图6.1片式元件一例有粒度稍大的锡球图6.2比引脚四周有分散的锡球锡膏在印刷工艺中，由于模板与焊盘对中偏移，若偏移过大则会导致锅膏漫流到焊盘外，加热后容易出现锡珠。贴片过程中Z轴的压力是引起锡珠的一项重要原因，往往不被人们历注意，部分贴片机由于Z铀头是依据元件的厚度来定位．故会引起元件贴到PCB上一瞬间将锡蕾挤压到焊盘外的现象，这部分组喜明显会引起锡珠。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大，通常只要重新调节Z铀高度，就能防止锡珠的产生。

(2)原因分析与控制方法造成焊料润湿性差的原因很多，以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施:

(1)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流与温度和时间有关，如果未到达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，时间过短，使焊膏内部的水分和溶剂未完全挥发出来，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出锡珠。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在1～4℃/s是较理想的。

(2)如果总在同一位置上出现锡珠，就有必要检查金属模板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求，焊盘尺寸偏大，以及表面材质较软(如铜模板)，会造成印刷焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥接，这种情况多出现在对细间距器件的焊盘印刷时，回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。

(3)如果从贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，产生锡珠。选用工作寿命长一些的焊膏(我们认为至少4h)，则会减轻这种影响。

(4)另外，焊膏错印的印制板清洗不充分，会使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，贴放元器件时，使印刷焊膏变形。这些也是造成锡珠的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程中的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程进行生产，加强工艺过程的质量控制。 6.2立片问题(曼哈顿现象)形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为曼哈顿现象，见图6.5。引起这种现象的主要原因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后所致。在以下情况会造成元件两端受热不均匀:图6.5立片现象图6.6元件偏离焊盘故两侧受力不平衡产生立片现象。

(1)元件排列方向设计不正确。我们设想在回流焊炉中有一条横跨炉子宽度的回流焊限线，一旦焊膏通过它就会立即熔化，如图6.7所示。片式矩形元件的一个端头先通过回流焊限线，焊膏先熔化，完全浸润元件端头的金属表面，具有液态表面张力;而另一端未达到183℃液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于回流焊焊膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，应保持元件两端同时进入回流焊限线，使两端焊盘上的焊膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。图6.7焊盘一侧锡青末熔化．两焊盘张力不平衡就会出现立碑。

(2)在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时，释放出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区，在饱和蒸汽区焊接温度高达217℃，在生产过程中我们发现，如果被焊组件预热不充分，经受100℃以上的温差变化，汽相焊的汽化力很容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起，从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低温箱内145～150℃的温度下预热1～2min，然后在汽相焊的平衡区内再预热1min左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接，消除了立片现象。

(3)焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘尺寸不同或不对称，也会引起印刷的焊膏量不一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所以，当小焊盘上的焊膏熔化后，在焊膏表面张力作用下，将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也都可能出现立片现象。严格按标准规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。 6.3桥接桥接也是SMT生产中常见的缺陷之一，它会引起元件之间的短路，遇到桥接必须返修。桥接这发生的过程。

(1)焊膏质量问题锡膏中金属含量偏高，特别是印刷时间过久后．易出现金属含量增高；焊膏黏度低，预热后漫流到焊盘外；焊膏塌落度差，预热后汉漫到焊盘外，均会导致IC引脚桥接。解决办法是调整锡膏。

(2)印刷系统印刷机重复精度差，对位不齐，锡膏印刷到银条外，这种情况多见于细间距QFP生产；钢板对位不好和PCB对位不好以及钢板窗口尺寸／厚度设计不对与PCB焊盘设计合金镀层不均匀，导致的锡膏量偏多，均会造成桥接。解决方法是调整印刷机，改善PCB焊盘涂覆层。

(3)贴放贴放压力过大，锡膏受压后浸沉是生产中多见的原因，应调整Z轴高度。若有贴片精度不够，元件出现移位及IC引脚变形，则应针对原因改进。

(4)预热升温速度过快，锡膏中溶剂来不及挥发。 6.4吸料／芯吸现象芯吸现象又称抽芯现象是常见焊接缺陷之一如图6.8，多见于汽相回流焊中。芯吸现象是焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间，会形成严重的虚焊现象。图6.8芯吸现象产生的原因通常认为是元件引脚的导热率大．升温迅速，以致焊料优先润湿引脚，焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力，引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。在红外回流焊中，PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线的优良吸收介质，而引脚却能部分反射红外线，相比而言，焊料优先熔化，它与焊盘的润湿力大于它与引脚之间的润湿力，故焊料不会沿引脚上升，发生芯吸现象的概率就小很多。解决办法是：在汽相回流焊时应首先将SMA充分预热后再放入汽相炉中；应认真检查和保证PCB板焊盘的可焊性，可焊性不好的PCB不应用于生产；元件的共面性不可忽视，对共面性不良的器件不应用于生产。 6.5焊接后印制板阻焊膜起泡印制板组件在焊接后，会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡，严重时还会出现指甲盖大小的泡状物，不仅影响外观质量，严重时还会影响性能，是焊接工艺中经常出现的问题之一。阻焊膜起泡的根本原因，在于阻焊膜与阳基材之间存在气体/水蒸气。微量的气体/水蒸气会夹带到不同的工艺过程，当遇到高温时，气体膨胀，导致阻焊膜与阳基材的分层。焊接，焊盘温度相对较高，故气泡首先出现在焊盘周围。现在加工过程经常需要清洗，干燥后再做下道工序，如腐刻后，应干燥后再贴阻焊膜，此时若干燥温度不够，就会夹带水汽进入下道工序。PCB加工前存放环境不好，湿度过高，焊接时又没有及时干燥处理；在波峰焊工艺中，经常使用含水的助焊剂，若PCB预热温度不够，助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基板的内部，焊盘周围首先进入水汽，遇到焊接高温后这些情况都会产生气泡。解决办法是；(1)应严格控制各个环节，购进的PCB应检验后入库．通常标准情况下，不应出现起泡现象；(2)PCB应存放在通风干燥环境下，存放期不超过6个月；(3)PCB在焊接前应放在烘箱中预烘105℃／4h～6h； 6.6 PCB扭曲 PCB扭曲问题是SMT大生产中经常出现的问题，它会对装配及测试带来相当大的影响，因此在生产中应尽量避免这个问题的出现，PCB扭曲的原因有如下几种：(1) PCB本身原材料选用不当，PCB的Tg低，特别是纸基PCB，其加工温度过高，会使PCB变弯曲。(2) PCB设计不合理，元件分布不均会造成PCB热应力过大，外形较大的连接器和插座也会影响PCB的膨胀和收缩，乃至出现永久性的扭曲。(3)双面PCB，若一面的铜箔保留过大(如地线)，而另一面铜箔过少，会造成两面收缩不均匀而出现变形。(4)回流焊中温度过高也会造成PCB的扭曲。针对上述原因，其解决办法如下：在价格和空间容许的情况下，选用Tg高的PCB或增加PCB的厚度，以取得最佳长宽比；合理设计PCB，双面的钢箔面积应均衡，在没有电路的地方布满钢层，并以网络形式出现，以增加PCB的刚度，在贴片前对PCB进行预热，其条件是105℃／4h；调整夹具或夹持距离，保证PCB受热膨胀的空间；焊接工艺温度尽可能调低；已经出现轻度扭曲时，可以放在定位夹具中，升温复位，以释放应力，一般会取得满意的效果。 6.7 IC引脚焊接后引脚开路/虚焊 IC引脚焊接后出现部分引脚虚焊，是常见的焊接缺陷，产生的原因很多，主要原因，一是共面性差，特别是QFP器件．由于保管不当，造成引脚变形，有时不易被发现(部分贴片机没有检查共面性的功能)，产生的过程如图6.9所示。图6.9共面性差的元件焊接后出现需焊因此应注意器件的保管，不要随便拿取元件或打开包装。二是引脚可焊性不好。IC存放时间长，引脚发黄，可焊性不好也会引起虚焊，生产中应检查元器件的可焊性，特别注意比存放期不应过长(制造日期起一年内)，保管时应不受高温、高湿，不随便打开包装袋。三是锡膏质量差，金属含量低，可焊性差，通常用于QFP器件的焊接用锡膏，金属含量应不低于90％。四是预热温度过高，易引起IC引脚氧化，使可焊性变差。五是模板窗口尺寸小，以致锡膏量不够。通常在模板制造后，应仔细检查模板窗口尺寸，不应太大也不应太小，并且注意与PCB焊盘尺寸相配套。 6.8片式元器件开裂在SMC生产中，片式元件的开裂常见于多层片式电容器(MLCC)，其原因主要是效应力与机械应力所致。(1)对于MLCC类电容来讲，其结构上存在着很大的脆弱性，通常MLCC是由多层陶瓷电容叠加而成，强度低，极不耐受热与机械力的冲击。(2)贴片过程中，贴片机z轴的吸放高度，特别是一些不具备z轴软着陆功能的贴片机，吸放高度由片式元件的厚度而不是由压力传感器来决定，故元件厚度的公差会造成开裂。(3)PCB的曲翘应力，特别是焊接后，曲翘应力容易造成元件的开裂。(4)一些拼板的PCB在分割时，会损坏元件。预防办法是：认真调节焊接工艺曲线，特别是预热区温度不能过低；贴片时应认真调节贴片机z轴的吸放高度；应注意拼板的刮刀形状；PCB的曲翘度．特别是焊接后的曲翘度，应有针对性的校正，如是PCB板材质量问题，需另重点考虑。 6.9其他常见焊接缺陷（1）差的润湿性差的润湿性，表现在PCB焊盘吃锡不好或元件引脚吃锡不好。产生的原因：元件引脚PCB焊盘已氧化/污染；过高的回流焊温度；锡膏的质量差。均会导致润湿性差，严重时会出现虚焊。（2）锡量很少锡量很少，表现在焊点不饱满，IC引脚根弯月面小。产生原因：印刷模板窗口小；灯芯现象(温度曲线差)；锡膏金属含量低。这些均会导致锡量小，焊点强度不够。（3）引脚受损引脚受损，表现在器件引脚共面性不好或弯曲，直接影响焊接质量。产生原因：运输／取放时碰坏。为此应小心地保管元器件，特别是FQFP。（4）污染物覆盖了焊盘污染物覆盖了焊盘，生产中时有发生。产生原因：来自现场的纸片；来自卷带的异物；人手触摸PCB焊盘或元器件；字符图位置不对。因而生产时应注意生产现场的清洁，工艺应规范。（5）锡膏量不足锡膏量不足，生产中经常发生的现象。产生原因：第一块PCB印刷/机器停止后的印刷；印刷工艺参数改变；钢板窗口堵塞；锡膏品质变坏。上述原因之一，均会引起锡音量不足，应针对性解决问题。（6）锡膏呈角状锡膏呈角状，生产中经常发生，且不易发现、严重时会连焊。产生原因：印刷机的抬网速度过快；模板孔壁不光滑，易使锡膏呈元宝状。 7总结目前国内外已经对无铅焊接技术进行了大量的研究，对提出的多种无铅焊料包括Sn-Cu系列、Sn-Ag-Cu系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Bi系列、Sn-Sb系列等都有较为深入的研究。国际工业研究会等电子行业协会对典型的合金材料例如Sn-Ag-Cu系列的几种合金比例也有推荐的工艺参数；一些有实力的企业更是在此研究成果的基础上进行反复试验研究对工艺参数不断优化，尽可能取得最大程度上的效益。本课题参照国内外文献资料和有关期刊，选择适当参数；并选定SMT相关网站中登出市场上符合工艺要求的回流焊设备组成无铅回流焊的工艺过程。最后对焊接过程中可能出现的焊接缺陷作出理论分析，并提出相对的解决方案。本课题是工艺的理论研究，由于设备欠缺、更因为本人SMT方面知识的浅薄不全面，出现谬误在所难免。望各位批评指正，不胜感激。

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