通用工藝規(guī)范

IE培訓(xùn)教材擬制:審準(zhǔn):工藝常識&通用工藝規(guī)范1工藝常識1.1焊接(軟釬焊接)用軟纖焊料(SN63PB37)作填充,實現(xiàn)PCB焊盤和元器件焊端與元器件引腳之間的電氣或機(jī)械連接.1.2焊接原理焊接過程是一種化合反應(yīng),焊接時,軟纖焊料(SN63PB37)中的PB不參與反應(yīng),而是其中SN與焊盤基體的CU之間發(fā)生化合反應(yīng),反應(yīng)主要生成CU6SN5(在靠近釬料的一側(cè)),CU3SN(在靠近銅的一側(cè)),還有更多的化合物生成,我們把這些化合物稱為金屬間化合物(IMC),正是IMC實現(xiàn)了這兩種金屬之間的連接.1.3焊接的時間及溫度要求從焊接原理我們知道,焊接反應(yīng)的結(jié)果是生成IMC(金屬間化合物),它的厚度隨著焊接時間和溫度的升高而增加,IMC是一種脆性的金屬化合物,如果太厚,則使焊點的機(jī)械強(qiáng)度降低,如果太薄,又無法保證焊料與引腳充分反應(yīng),該厚度一般在1.3-3.5UM之間為宜.為保證該IMC合金層的厚度滿足要求,必須對焊接的時間和溫度進(jìn)行控制,如:我們對波峰焊接的時間要求是3~5S,溫度是243~253℃.手工焊接的時間控制在2~3S,溫度設(shè)定不超過360℃.控制溫度可以避免器件因溫度過高受熱沖擊損壞.1.4潤濕角(接觸角)釬料液相表面和基體金屬固相表面所形成的角度.即焊點邊緣切線與焊盤之間的夾角,它是表征焊點焊接質(zhì)量的一個重要參數(shù).通常我們所說的包焊,就是指釬料沒有充分潤濕被焊基體表面,沒有形成適量的合金層,從外觀看焊點的形狀呈球狀,此時的潤濕角大于90.一種特殊情況:當(dāng)在有限的焊盤空間施加過時的焊錫時,焊接形成的潤濕角會大于90,如UT電源的后焊電晶體焊盤太小,焊接后潤濕角均在臨界90或大于90,這種焊接情況不能按照小于90的標(biāo)準(zhǔn)檢驗,該焊點是可接收的.1.5焊接相關(guān)術(shù)語虛焊:是指在被焊基體和焊料之間沒有形成適量的金屬間化合物(IMC),一般虛焊焊點的焊接界面是CUO等氧化物.少錫:,少錫是指所形成的焊點焊料過少,無法保證焊接的機(jī)械強(qiáng)度.我們習(xí)慣上將少錫和漏焊也歸為虛焊,這是對概念的錯誤理解,請注意區(qū)分.空洞:焊點貫穿通孔,一般有以下形成原因:焊孔排氣通道受阻,如電容氣囊效應(yīng)所產(chǎn)生的孔穴孔-線徑配合嚴(yán)重失調(diào);插件孔偏移焊盤中心或元件引腳沒有居于插件孔的中央;插件孔過大;孔和引線氧化.針孔(爆孔):焊點表面氣孔,為非貫穿孔,注意與空洞的區(qū)別.一般有以下成因:PCB板孔內(nèi)有水分或者其他不易揮發(fā)物質(zhì)，在過錫時受熱汽化，形成氣孔;被焊器件的熱容量很大,焊接結(jié)束后，焊點的外層開始凝固收縮，但內(nèi)部的氣泡仍在膨脹，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后產(chǎn)生爆裂,形成爆孔.拉尖:在引線末端形成的錫尖.錫尖對高壓焊點影響很大,對低電勢點極易產(chǎn)生尖端放電.PCB板上有大銅皮和大熱容量器件等散熱快的結(jié)構(gòu)件;助焊劑活性差;助焊劑量少;鏈速與后回流速度沒有良好匹配,沒有以相對0點的速度分離.連錫:相鄰焊點或?qū)Ь€之間形成焊錫短路.如果短路點為等勢點(其銅箔相連),可以不作維修.1.6常用器件的方向性和極性有方向性或極性的器件所有的IC,二極管,三極管,IGBT管,橋堆,保險管夾,電解電容,4PIN晶振,互感器,電位器,繼電器,變壓器,數(shù)碼管,液晶顯示模塊,DC-DC模塊,AC-DC模塊等無方向性或極性的器件普通電阻,水泥電阻,分流器,壓敏電阻,熱敏電阻,焊片,電流引出座,工字型電感,共模電感,保險管,瓷介電容,獨石電容,金膜電容,氣體放電管,溫度繼電器,2PIN晶振,插針,插針短路器等1.7工藝輔料選擇：見《輔料選擇規(guī)范》1.8機(jī)械裝配螺紋緊固的通用要求:螺紋連接必須有防松措施.,如使用彈墊,緊固漆,螺絲膠等;如在軟脆材料,或在有油漆和鍍層的表面上安裝,必須加平墊片;如螺絲裝配不使用彈墊,則必須加緊固漆或螺絲膠防松.彈平墊的裝配順序:螺絲裝配的直觀檢驗方法:彈墊必須打平成組螺釘?shù)臄Q入方法:交叉,對稱,逐步擰緊(先擰緊1/3,再續(xù)擰2/3).扭矩(力矩):國際單位:N.M,工程單位:KGF.CM.螺絲打花:是指裝配造成螺釘頭部有毛刺或磨損現(xiàn)象.裝配時應(yīng)根據(jù)不同的螺紋選擇不同P值的批頭,以避免螺絲打花.常用的批頭P值有00號,0號,1號,2號等.1.9硅脂作用:填充金屬表面的凹凸,增大器件與散熱器有效的接觸面積,減小傳導(dǎo)熱阻.存儲:存放于冰箱中(冰箱不通電),內(nèi)置無水硅酸干燥劑.涂摸:硅脂應(yīng)朝同一方向涂摸,不得來回涂刮,造成硅脂堆積.1.10絕緣膜,絕緣粒,陶瓷基片2.1.10常用螺釘螺紋緊固力矩：M3-----5.5kgf.cmM4-----12kgf.cmM5-----20kgf.cmST2.6(45系列的UPS上有用到)—4.5kgf.cmST2.9(45系列的UPS上有用到)---7kgf.cm2.1.11立式插裝成型的保險管,必須在長端的管腳上加套熱縮套管,避免該管腳與本體金屬端頭相碰.熱縮套管2.1.12電晶體成型電晶體成型應(yīng)滿足3MM的安全間距,即引腳折彎處距離本體的長度.原則上不允許電晶體手工成型,特殊情況下,如需對電晶體進(jìn)行手工成型,必須通知PE,QE確認(rèn),成型時應(yīng)注意讓本體懸空,不得用手固定本體進(jìn)行成型,防止電晶體受應(yīng)力損傷.用沖壓機(jī)成型電晶體,應(yīng)滿足下圖的要求:沖壓速度:為避免速度過快造成電晶體管腳露銅,成型速度應(yīng)控制在22PCS/MIN以內(nèi).2.1.13成型后必須進(jìn)行試插,試插時應(yīng)考慮到器件在實際插裝時的要求,如需加裝瓷柱,磁珠,IC座,絕緣套管,LED燈座等.2.1.14需和散熱器組裝的電晶體必須先裝配上散熱器,確定管腳的準(zhǔn)確尺寸后才能進(jìn)行批量加工.2.1.15電感器,變壓器成型時必須考慮到板底的STANDOFF的高度,不能以底板為起點確定管腳長度.2.2插機(jī)2.2.1任何器件插裝，其本體均不得超出PCB絲印框，也不得超出PCB板邊(工藝邊不算有效板邊).2.2.2所有保險管都必須和保險管座組裝后進(jìn)行波峰焊接,不允許在波峰后進(jìn)行組裝,這樣不能保證保險管和保險管座緊密接觸,增大接觸電阻.2.2.3插機(jī)前,必須將PCB的金屬化安裝孔,接地孔及后焊器件的安裝孔用膠紙保護(hù).2.2.4無極性及無方向性的器件插裝時,必須將器件的絲印標(biāo)識朝向易觀察的方向,以方便后段進(jìn)行定位(電阻不要求統(tǒng)一誤差方向).2.2.5有極性及有方向性的器件應(yīng)按工藝規(guī)定的方向插裝.2.2.6靠近板邊接插件,或靠近安裝孔,銑槽邊的接插件必須進(jìn)行保護(hù),避免被助焊劑污染。（所有的牛頭插座，我司均制作了相應(yīng)的保護(hù)模具）。2.2.7所有器件的包腳皮均不得進(jìn)入插件孔,以影響透錫.2.2.8電纜如進(jìn)行波峰焊焊接,必須保證絕緣層距離PCB板面0.5MM以上,避免燙傷絕緣層.2.2.9加裝瓷柱的電阻和二極管,加裝IC管座的電晶體,加裝燈座的LED插件時,必須保證器件與瓷柱,燈座,IC管座之間的間隙不大于0.2MM.2.2.10器件插裝未作特別要求,按傾斜15度標(biāo)準(zhǔn)作業(yè),但應(yīng)滿足:1.不得向安裝孔,接地孔方向傾斜,影響后續(xù)裝配;2.不允許器件之間的金屬引腳相互接觸,或與散熱器(或電晶體散熱面)等金屬器件接觸,造成短路;3.器件引腳不允許與電解電容,電纜,器件的塑膠本體等相接觸.以免在波峰焊時燙傷.2.3波峰焊2.3.1主要工藝參數(shù):鏈速:0.8~1.2M/MIN錫爐溫度:243~253℃預(yù)熱溫度(板底):130~160℃預(yù)熱溫度(板面):100~130℃2.3.2工藝指定錫條:焊料:云南錫業(yè)ZHLSSNPB63A2.3.3波峰設(shè)置:單面插件,混裝:單波峰焊接(如單板熱容量很大,可以通過工藝確認(rèn),使用雙波峰焊接)雙面混裝:雙波峰焊接2.4分板分板必須使用分板機(jī)，不允許使用剪鉗手工分板，如有特殊情況需要手工分板，必須由PE,QE進(jìn)行確認(rèn)。有貼片元件的單板分板必須使用我司2M或4M型分板機(jī)，不允許使用手動分板機(jī)作業(yè)。如果工藝沒有作特別的要求，不需要對凸起進(jìn)行打磨。但必須將斷口處的毛刺清除干凈。如工藝有要求郵票孔的凸起高度（一般要求凸起高度在0.5MM以下），應(yīng)注意剪切郵票孔的作業(yè)方式，不要從郵票孔的中心剪斷，應(yīng)將剪鉗的切口靠主板方向剪斷，如下圖：錯誤的剪切方式正確方法2.5剪腳不允許同時剪兩個或兩個以上的管腳,這種操作方式可能會造成焊點錫裂.2.對有銑槽的PCB,在剪腳時必須將PCB側(cè)立45度,這樣可有效避免剪斷的元件管腳通過銑槽進(jìn)入元件面.3.器件在焊點面的出腳最大不得超過2.3MM.4.對雙面板,器件在焊點面的最小出腳不作限制,但引腳應(yīng)是可辯識的.5.對單面板,器件在焊點面的最小出腳要求是0.5MM.2.5后補(bǔ)焊2.5.1手工焊接的工藝參數(shù)溫度范圍:280-360℃(缺省:330℃)焊接時間2-3秒繼電器焊接:280-300℃(如有大銅箔,可升高至330℃)功率器件的焊接:330±10℃(如有大銅箔或器件的熱容量很大,可升至360℃)SMD焊接:溫度:320±10℃2.5.2焊接工具烙鐵型號:HAKKO-960烙鐵頭型號:1.拆除SMD:HAKKO-3C烙鐵頭(瓷片式元件拆除后不允許再使用)2.焊接SMD:1210及以下,AB型鉭電容使用HAKKO-1C烙鐵頭其它元器件,CD型鉭電容使用HAKKO-3C烙鐵頭3.插件元件焊接:HAKKO-B4.大面積噴錫銅皮搪錫和大熱容量器件焊接,可以使用HAKKO-910烙鐵焊接.2.5.3指定手工焊接用錫絲:KESTER245φ0.52.5.4焊接方法:焊接時,不充許將錫絲直接放在鉻鐵頭上加熱熔化,而是通過焊盤或器件傳熱來熔化錫絲,完成焊接.如直接將錫絲放在鉻鐵頭上熔化,錫絲的熔化速度過快會發(fā)生爆裂,產(chǎn)生大量的錫珠.群組焊點焊接時,不允許使用拖錫,以免造成元件面引腳短路.2.5.5設(shè)計通孔一般只有三個考慮：安裝孔、后焊元件孔、匹配孔、導(dǎo)通孔（大電流回路的要求），對過波峰焊接的PCBA所有的金屬化通孔（安裝孔和后焊元件孔除外）,都應(yīng)保證上錫良好，否則都應(yīng)作為異常提出，經(jīng)PE、QE確認(rèn)后再作處理。2.5.6補(bǔ)焊工裝使用要求焊接前工裝確認(rèn):1.工裝支撐柱和蓋板支撐柱的支撐柱面應(yīng)清潔無雜物;2.后焊器件支撐柱應(yīng)保持良好的彈性;3.蓋板與后焊件的接觸處應(yīng)保持清潔;4.工裝蓋板無曲翹變形;5.各固定位的快速夾應(yīng)無損壞,能保證良好壓接;6.快速夾壓接后,機(jī)板與支撐柱及蓋板支柱應(yīng)緊密接觸,應(yīng)無可視縫隙;7.快速夾壓接后,后焊器件與蓋板應(yīng)緊密緊貼,應(yīng)無可視縫隙;2.5.7補(bǔ)焊標(biāo)準(zhǔn)1.焊點透錫度:功率器件及大電流器件要求透錫達(dá)到100%,如變壓器,電感,接插件,大于等于1W電阻和功率器件,大于或等于2A的二極管,電纜等.非功率器件及不通過電流的固定件要求透錫75%以上.2.焊點接觸角不大于90度.3.引腳長度的下限值:0.5MM.目視焊點,引腳應(yīng)是可辨識的,否則不合格.4.主面(T面)焊盤可以不被焊料潤濕;主面引線孔壁最少180度環(huán)繞潤濕.5.B面引線和孔壁環(huán)繞潤濕330℃;B面焊盤至少90%為焊料潤濕.6.焊料不可接觸到元件本體.7.電纜絕緣材料進(jìn)入焊點,但在輔面看不到絕緣材料,且潤濕良好,則可以接收.8.金手指上嚴(yán)禁沾焊錫.9.插針傾斜:不超過2度或不超過插針直徑的50%,可以接收.10.爬錫高度:焊片的爬錫高度不得超過其臺階處,焊點爬錫不允許到達(dá)管腳成型的折彎處,以致無法釋放應(yīng)力.2.6清洗2.6.1清洗標(biāo)準(zhǔn)1.使用免洗焊膏/焊劑/焊錫絲，焊接后,焊點周圍可以有透明的焊劑殘留物.3.金屬區(qū)域(銅箔)不能有白色晶狀沉積物. 輕微“白斑”，用清洗劑反復(fù)涂抹，不能洗掉，白色又不再加深者，可以接收.2.6.2作業(yè)要求1.清洗時，所有的接插件（如電纜連接器，各種插座，插針，電話連接器等）的插針部分均嚴(yán)禁沾清潔劑，在清洗時必須采取一定的保護(hù)措施，如使用布條蓋住接插件的本體。2.焊點面有后焊電晶體的單板在清洗時，必須使用蓋板將電晶體蓋住，以保護(hù)電晶體的金屬散熱面不被沾污（現(xiàn)我們已制作了通用的保護(hù)治具）。2.8點膠3.8.1規(guī)范1