微電子表面貼裝關(guān)鍵技術(shù)與裝備

張雍蓉，劉 昊

(1.南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司、江蘇南京 210007；2.中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所 江蘇 南京210016)

微電子表面貼裝技術(shù)（SMT）作為新一代電子組裝技術(shù)已經(jīng)得到長足的發(fā)展，在許多方面已經(jīng)完全取代傳統(tǒng)的電子組裝技術(shù)。SMT 以自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使電子組裝技術(shù)產(chǎn)生了根本的、革命性的變革，并在應(yīng)用過程中不斷地發(fā)展完善。新型混裝焊接工藝技術(shù)不斷出現(xiàn)，如選擇性焊接、通孔回流焊和使用屏蔽模具等，可以保護(hù)表面貼裝元件來實(shí)現(xiàn)對(duì)通孔元件焊接，大幅度降低生產(chǎn)工序和周期時(shí)間。較以往波峰焊接不能在焊接面分布高密度、細(xì)間距貼片元件，橋接、漏焊較多，需噴涂助焊劑，印制板受到較大熱沖擊翹曲變形等，都有了較大的進(jìn)步。

1 通孔回流焊技術(shù)

通孔回流焊技術(shù)是在印制板完成貼片后，使用一種安裝有許多針管的特殊模板，調(diào)整模板位置使針管與插裝元件的過孔焊盤對(duì)齊，使用刮刀將模板上的焊膏漏印到焊盤上，然后安裝插裝元件，最后插裝元件與貼片元件一起通過回流焊，熱風(fēng)氣流通過特制的模板上噴嘴，在一定的溫度曲線下，將印刷在PCB 上元件孔位處的焊膏熔化，最后冷卻，形成焊點(diǎn)。通孔回流焊相對(duì)于傳統(tǒng)工藝的優(yōu)越性：首先是減少了工序，省去了波峰焊這道工序，在費(fèi)用上自然可以節(jié)省不少，同時(shí)也減少了所需的工作人員，在效率上也得到了提高；其次回流焊相對(duì)于波峰焊，產(chǎn)生橋接的可能性要小得多，這樣就提高了一次通過率。通孔回流焊相對(duì)傳統(tǒng)工藝在經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性上都有很大優(yōu)勢(shì)。通孔回流焊接技術(shù)起源于日本SONY 公司，20世紀(jì)90年代初已開始應(yīng)用，但它主要應(yīng)用于SONY 自己的產(chǎn)品上，如電視調(diào)諧器及CD Walkman。

通孔回流焊在很多方面可以替代波峰焊來實(shí)現(xiàn)對(duì)插裝元件的焊接，特別是在處理焊接面上分布有高密度貼片元件（或有細(xì)間距SMD）的插件焊點(diǎn)的焊接，這時(shí)傳統(tǒng)的波峰焊接已無能為力，另外通孔回流焊能極大地提高焊接質(zhì)量，這足以彌補(bǔ)其設(shè)備昂貴的不足。通孔回流焊的出現(xiàn)，對(duì)于豐富焊接手段、提高線路板組裝密度（可在焊接面分布高密度貼片元件）、提升焊接質(zhì)量、降低工藝流程，都大有幫助。

1.1 選擇性焊接技術(shù)

選擇性焊接是與波峰焊比較而言得來的，兩者間最明顯的差異在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液態(tài)焊料中，而在選擇性焊接中，僅有部分特定區(qū)域與焊錫波接觸。由于PCB 本身就是一種不良的熱傳導(dǎo)介質(zhì)，因此焊接時(shí)它不會(huì)加熱熔化鄰近元器件和PCB 區(qū)域的焊點(diǎn)。在焊接前也必須預(yù)先涂敷助焊劑。與波峰焊相比，助焊劑僅涂覆在PCB 下部的待焊接部位。選擇性焊接包括拖焊工藝，浸焊工藝。

1.1.1 拖焊工藝

選擇性拖焊工藝是在單個(gè)小焊嘴焊錫波上完成。拖焊工藝適用于PCB 上非常緊密的空間進(jìn)行焊接。如個(gè)別的焊點(diǎn)或引腳，單排引腳能進(jìn)行拖焊工藝。PCB 以不同的速度及角度在焊嘴的焊錫波上移動(dòng)達(dá)到最佳的焊接質(zhì)量。為保證焊接工藝的穩(wěn)定，焊嘴的內(nèi)徑小于6 mm。焊錫溶液的流向被確定后，為不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安裝并優(yōu)化。機(jī)械手可從不同方向，即0°～12°間不同角度接近焊錫波，于是用戶能在電子組件上焊接各種器件，對(duì)大多數(shù)器件，建議傾斜角為10°。

與浸焊工藝相比，拖焊工藝的焊錫溶液及PCB板的運(yùn)動(dòng)，使得在進(jìn)行焊接時(shí)的熱轉(zhuǎn)換效率就比浸焊工藝好。然而，形成焊縫連接所需要的熱量由焊錫波傳遞，但單焊嘴的焊錫波質(zhì)量小，只有焊錫波的溫度相對(duì)高，才能達(dá)到拖焊工藝的要求。通常焊錫溫度為275～300℃，拖拉速度10～25 mm/s 通常是可以接受的。在焊接區(qū)域供氮，以防止焊錫波氧化，焊錫波消除了氧化，使得拖焊工藝避免橋接缺陷的產(chǎn)生，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)增加了拖焊工藝的穩(wěn)定性與可靠性。

單嘴焊錫波拖焊工藝不足之處在于：焊接時(shí)間是在焊劑噴涂、預(yù)熱和焊接3個(gè)工序中時(shí)間最長。并且由于焊點(diǎn)是一個(gè)一個(gè)的拖焊，隨著焊點(diǎn)數(shù)的增加，焊接時(shí)間會(huì)大幅增加，在焊接效率上是無法與傳統(tǒng)波峰焊工藝相比的。但情況正發(fā)生著改變，多焊嘴設(shè)計(jì)可最大程度地提高產(chǎn)量。

1.1.2 浸焊工藝

浸入選擇焊系統(tǒng)有多個(gè)焊錫嘴，并與PCB 待焊點(diǎn)是一對(duì)一設(shè)計(jì)，雖然靈活性不及機(jī)械手，但產(chǎn)量卻相當(dāng)于傳統(tǒng)波峰焊設(shè)備，設(shè)備造價(jià)相對(duì)機(jī)械手也較低。根據(jù)PCB的尺寸，可以進(jìn)行單板或多板并行傳送，所有待焊點(diǎn)都將以并行方式同一時(shí)間內(nèi)完成助焊劑噴涂、預(yù)熱、和焊接。但由于不同PCB 上焊點(diǎn)的分布不同，因而對(duì)不同的PCB 需制作專用的焊錫嘴。焊嘴的尺寸盡可能大，保證焊接工藝的穩(wěn)定，不影響PCB 上的周邊相鄰器件，這一點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)工程師講是重要的，也是困難的，因?yàn)楣に嚨姆€(wěn)定性可能依賴于它。

使用浸入選擇焊工藝，可焊接0.7～10 mm的焊點(diǎn)，短引腳及小尺寸焊盤的焊接工藝更穩(wěn)定，橋接可能性也小，相鄰焊點(diǎn)邊緣、器件及焊嘴間的距離應(yīng)大于5 mm。

1.2 使用屏蔽模具波峰焊接工藝技術(shù)

為了解決傳統(tǒng)波峰焊接技術(shù)無法應(yīng)對(duì)焊接面細(xì)間距以及高密度貼片元件的焊接，目前采用更多的是：使用屏蔽模具遮蔽貼片元件來實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接面插裝引線的波峰焊接。

使用屏蔽模具波峰焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）實(shí)現(xiàn)雙面混裝PCB 波峰焊生產(chǎn)，能大幅提高雙面混裝PCB 生產(chǎn)效率，避免手工焊接存在的質(zhì)量一致性差的問題；

（2）減少粘貼阻焊膠的準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本；

（3）產(chǎn)量相當(dāng)于傳統(tǒng)波峰焊。

屏蔽模具材料：

（1）制作模具必須防靜電，常見材料為：鋁合金，合成石（國產(chǎn)/ 進(jìn)口），纖維板。黑色合成石或者可能會(huì)使波峰焊?jìng)鞲衅黛`敏度降低，建議盡量不要使用。

（2）制作模具基材厚度。根據(jù)機(jī)盤反面元件的厚度，選取5～8 mm 厚度的基材制作模具。

模具工藝尺寸要求：

（1）模具的外形尺寸：模具的長與寬分別等于PCB的長與寬加上60 mm的載具邊的寬度，且模具寬度必須≤350 mm，當(dāng)PCB 寬度小于140 mm時(shí)，可以考慮在同一模具同時(shí)放置兩塊PCB 焊接。

（2）工藝邊離邊緣8 mm，另外兩邊貼近邊緣地方加裝10 mm 寬、10 mm 高的電木條，以增加模具的強(qiáng)度，減少模具變形。

（3）每個(gè)加強(qiáng)檔條上必須使用螺絲固定，螺絲與螺絲的間必需在150 mm 以下。

（4）在模具制作完成后，需在四周且間距100 mm 以內(nèi)安裝壓扣(固定PCB 于模具上)，且須注意幾點(diǎn)：①旋轉(zhuǎn)一周不碰觸到零件；②不影響DIP 插件；③能將PCB 穩(wěn)固于模具。

（5）模具的4個(gè)角要開成R5 mm 圓角。

（6）模具上的PCBA 在過錫爐時(shí)，有些零件受錫波的沖擊會(huì)產(chǎn)生浮高，因此對(duì)一些容易浮高的零件采用壓件的方法來解決。目前主要采用的方式：①金屬鐵塊壓件；②模具上安裝壓扣壓件；③制作防浮高壓件治具壓件。

2 SMT 印刷設(shè)備

焊膏印刷是SMT 生產(chǎn)工藝中的首道工序，對(duì)SMT 生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量都會(huì)有至關(guān)重要的影響，目前焊膏印刷設(shè)備有以下幾個(gè)發(fā)展方向：

（1）新型的模板印刷設(shè)備正朝雙路輸送板印刷方向發(fā)展。為了提高生產(chǎn)效率，盡量減少生產(chǎn)占地面積，新型的SMT 模板印刷設(shè)備正從傳統(tǒng)的輸送、印刷單路的PCB 朝雙路PCB的輸送、印刷方向發(fā)展，這適應(yīng)了雙路貼裝和焊接的需要。這種新型的印刷設(shè)備在保留印刷機(jī)主要性能的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的輸送和印刷單路結(jié)構(gòu)改為雙路結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行雙路PCB的輸入、定位、校正、印刷、檢測(cè)和輸送，其生產(chǎn)效率比單路結(jié)構(gòu)的印刷機(jī)提高50%以上。

（2）新型的模板印刷設(shè)備正朝智能化方向發(fā)展。新型的MPM模板印刷設(shè)備利用改進(jìn)的視覺算法，可以更快速、更準(zhǔn)確地將模板與PCB 對(duì)準(zhǔn)，改進(jìn)后的運(yùn)動(dòng)加速度曲線可以提高各軸的運(yùn)動(dòng)精度和重復(fù)精度。采用四軸同時(shí)驅(qū)動(dòng)，速度控制的功率提高了，在智能化軟件的控制下，多種印刷動(dòng)作同時(shí)運(yùn)作，從而使生產(chǎn)效率也得到提高。這種設(shè)備具有獨(dú)特的Y 軸PCB 定位裝置和Z 軸PCB 定位夾具，可在連續(xù)印刷時(shí)提供良好的支撐，再配以自動(dòng)焊膏點(diǎn)涂裝置、環(huán)境控制裝置和在線SPC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可提供高質(zhì)量、高效率的模板印刷。

（3）焊膏工作環(huán)境由開放向封閉發(fā)展。在傳統(tǒng)的焊膏印刷過程中，焊膏長時(shí)間暴露在開放環(huán)境下是引起印刷缺陷的重要原因。目前已經(jīng)有設(shè)備廠家推出的ProFlow 封閉擠壓式印刷頭可有效解決上述問題。與焊膏在開放的環(huán)境中滾動(dòng)不同，ProFlow中的焊膏被裝在密封的印刷頭中，只有開孔焊膏才與網(wǎng)板接觸，標(biāo)準(zhǔn)焊膏封裝夾筒不斷地通過壓力來填充焊膏，并提供動(dòng)壓力，使焊膏進(jìn)入開孔。這一ProFlow 技術(shù)從根本上消除了影響焊膏印刷的最大變量因素，使用戶無需考慮印刷時(shí)間歇或機(jī)器工作時(shí)間等情況，從而得到滿意的效果。

（4）由漏印向噴印發(fā)展。毫無疑問，焊膏噴印技術(shù)是最近幾年SMT 設(shè)備領(lǐng)域中出現(xiàn)的最具革命性的新技術(shù)。它一改傳統(tǒng)的絲網(wǎng)漏印模式，采用類似噴墨打印機(jī)的噴涂方式，并應(yīng)用在最新推出的MY500焊膏噴印機(jī)上，機(jī)器以每秒500點(diǎn)的速度在電路板的焊盤上滑動(dòng)噴印，焊膏通過一個(gè)螺旋桿進(jìn)入到一個(gè)密封的壓力艙，然后由一個(gè)壓桿壓出。由于無需網(wǎng)板，使它具備眾多優(yōu)點(diǎn)，極大地減少了生產(chǎn)轉(zhuǎn)換和交貨的時(shí)間。如同計(jì)算機(jī)的噴墨打印機(jī)一樣，MY500分為三部分：噴印機(jī)本身，噴印頭和焊膏盒，以及離線編程軟件。焊膏盒更換很快，就如同噴墨打印機(jī)更換墨盒一樣容易。雖然容量只有100 g，但是焊膏裝在密封容器內(nèi)，幾乎沒有損耗，實(shí)際使用下來非常節(jié)省。MY500 不需鋼板、清洗劑、擦拭紙、焊膏攪拌機(jī)等的輔助下，仍可承擔(dān)繁重的生產(chǎn)任務(wù)，作用很大。MY500 還以其速度聞名，它采用有專利的JetPrinting Technology 以每秒500點(diǎn)的速度噴涂焊膏，也就是每小時(shí)1 800 000個(gè)點(diǎn)。配有便于使用的觸摸屏界面，觸摸屏位于噴印機(jī)側(cè)面，在噴印機(jī)設(shè)置過程提供操作指導(dǎo)?？梢灾苯訌亩喾N格式CAD 文件中轉(zhuǎn)化并生成噴印程序，編程效率大幅度提升。在生產(chǎn)過程中，不必再調(diào)整刮刀壓力、速度或其他的絲網(wǎng)印刷參數(shù)。因?yàn)槌绦蛲耆绍浖刂?，可以根?jù)需要隨時(shí)調(diào)整焊膏量，控制每個(gè)元件或個(gè)別焊盤的焊膏量，而這在傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷機(jī)中是無法實(shí)現(xiàn)的。正因?yàn)楹父鄧娪〖夹g(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，所以一經(jīng)推出，就吸引了很多業(yè)內(nèi)人士的注意，可以預(yù)計(jì)焊膏噴印會(huì)成為今后焊膏涂覆技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。

3 SMT 貼片設(shè)備

貼片設(shè)備是SMT 生產(chǎn)線中至關(guān)重要的設(shè)備，通常占到整條SMT 生產(chǎn)線投資的60%以上，所以貼片設(shè)備的發(fā)展最引人注目，目前有以下發(fā)展趨勢(shì)：

（1）朝高效率雙路輸送結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。新型貼片機(jī)為了更高地提高生產(chǎn)效率，減少工作時(shí)間，正朝高效率雙路輸送結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。雙路輸送貼片機(jī)在保留傳統(tǒng)單路貼片機(jī)性能的基礎(chǔ)上，將PCB的輸送、定位、檢測(cè)、貼片等設(shè)計(jì)成雙路結(jié)構(gòu)。這種雙路結(jié)構(gòu)貼片機(jī)的工作方式可分為同步方式和異步方式。同步方式是將兩塊大小相同的PCB 由雙路軌道同步送入貼裝區(qū)域進(jìn)行貼裝，異步方式則是將不同大小的PCB 分別送于貼裝區(qū)域。這兩種工作方式均能縮短貼片機(jī)的無效工作時(shí)間，提高機(jī)器的生產(chǎn)效率。

（2）朝高速、高精密、多功能、智能化方向發(fā)展。貼片機(jī)的貼裝速度、精度與貼裝功能一直是相對(duì)矛盾的，新型貼片機(jī)一直在努力朝高速、高精密、多功能方向發(fā)展。由于表面貼裝元器件（SMC/SMD）的不短發(fā)展，其封裝形式也在不斷變化。新的封裝如BGA、FC、CSP 等，對(duì)貼片機(jī)的要求越來越高。美國和法國的貼片機(jī)為了提高貼裝速度采用了“飛行檢測(cè)”技術(shù)，貼片頭吸片后邊運(yùn)行邊檢測(cè)，以提高貼片機(jī)的貼裝速度。德國Siemens 公司在其新的貼片機(jī)上引入了智能化控制，使貼片機(jī)保持較高的產(chǎn)能下有最低失誤率，在機(jī)器上有FC Vision 模塊和Flux Dispenser 等以適應(yīng)FC的貼裝需要。日本Yamaha 公司在新推出的YV88X 機(jī)型中引入了雙組旋轉(zhuǎn)貼片頭，不但提高了集成電路的貼裝速度，而且保證了較好的貼裝精度。

（3）高速貼片機(jī)朝多懸臂、多貼裝頭方向發(fā)展。在傳統(tǒng)拱架式貼片機(jī)中，僅含有一個(gè)懸臂和貼裝頭，這已不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)速度的需求，為此，人們?cè)趩螒冶圪N片機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展出了雙懸臂貼片機(jī)，例如環(huán)球的GSM2、Siemens的S25 等，兩個(gè)貼片頭交替貼同一塊PCB，在機(jī)器占地面積變化不大的情況下，成倍提高了生產(chǎn)效率。為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，人們又在雙懸臂機(jī)器的基礎(chǔ)上推出了四懸臂機(jī)器，如Siemens的HS60、環(huán)球的GC120、松下的CM602、日立的GHX-1 等，都是目前市場(chǎng)上主流高速貼片機(jī)型。多懸臂機(jī)器已經(jīng)取代轉(zhuǎn)塔機(jī)的地位，成為今后高速貼片機(jī)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

（4）朝柔性連接模塊化方向發(fā)展。新型貼片機(jī)為了增強(qiáng)適應(yīng)性和使用效率朝柔性貼裝系統(tǒng)和模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展。日本Fuji 公司一改傳統(tǒng)概念，將貼片機(jī)分為控制主機(jī)和功能模塊機(jī)，根據(jù)用戶的不同需求，由控制主機(jī)和功能模塊機(jī)柔性組合來滿足用戶的需求。模塊機(jī)有不同的功能，針對(duì)不同元器件的貼裝要求，可以按不同的精度和速度進(jìn)行貼裝，以達(dá)到較高的使用效率；當(dāng)用戶有新的要求時(shí)，可以根據(jù)需要增加新的功能模塊機(jī)。

模塊化的另一個(gè)發(fā)展方向是功能模塊組件，具體表現(xiàn)在：將貼片機(jī)的主機(jī)做成標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，并裝備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)座平臺(tái)和通用的用戶接口；將點(diǎn)膠貼片的各種功能做成功能模塊組件，用戶可以根據(jù)需要在主機(jī)上裝置所需的功能模塊組件或更換新的組件，以實(shí)現(xiàn)用戶需要的新的功能要求。如美國環(huán)球公司的貼片機(jī)，在從點(diǎn)膠到貼片的功能互換時(shí)，只需將點(diǎn)膠組件與貼片組件互換。這種設(shè)備適合多任務(wù)、多用戶、投產(chǎn)周期短的加工企業(yè)。

4 SMT 焊接設(shè)備

4.1 再流焊設(shè)備

再流焊設(shè)備正朝著高效率、多功能、智能化方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）具有獨(dú)特的多噴嘴氣流控制的再流焊爐。為了更好地控制再流焊爐內(nèi)的溫度，以達(dá)到較好的焊接效果，ERSA 公司的新型再流焊爐在爐內(nèi)安裝了獨(dú)特的多噴嘴氣流控制裝置，熱氣流通過噴嘴噴出，在周圍形成微小循環(huán)，以提供最佳的溫度分布。該設(shè)備采用區(qū)域分離體系，每個(gè)區(qū)域內(nèi)氣流速度、氣流方向、空氣量和空氣溫度均由專用軟件進(jìn)行控制，以達(dá)到熱風(fēng)強(qiáng)制全面對(duì)流效果。

（2）帶局部強(qiáng)制冷卻的再流焊爐。新型再流焊爐在爐內(nèi)再流焊區(qū)域的底部或冷卻區(qū)上部增加了強(qiáng)制快速冷卻裝置，采用分段控制方式約束冷卻的速度。再流焊區(qū)域的底部強(qiáng)制冷卻是為了保證雙面SMT的再流焊效果，使雙面再流焊的PCB，在再流焊接區(qū)域內(nèi)板的兩面具有30℃以上的溫差，以優(yōu)化工藝；冷卻區(qū)增加的強(qiáng)制快速冷卻裝置，確保SMT 板的良好焊接，得到優(yōu)化的再流焊曲線。

（3）可以監(jiān)測(cè)元器件溫度的再流焊爐。美國BTU 公司的一種新型再流焊采用了自適應(yīng)智能再流技術(shù)（AIRT），這種再流焊爐在再流焊過程中可以監(jiān)測(cè)PCB 上元器件的溫度變化，它只測(cè)量用戶在每個(gè)PCB 上選定點(diǎn)的溫度。爐內(nèi)的智能溫度攝像頭可監(jiān)視板上的元器件、焊膏的實(shí)際溫度情況，識(shí)別溫度變化，判斷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響程度，為操作人員提供數(shù)據(jù)。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)避免了再流測(cè)試板所需的設(shè)置時(shí)間。

（4）帶有雙路輸送裝置的再流焊爐。隨著PCB的厚度越來越薄和“郵票”板的大量使用，特別是PCB的厚度向0.2～0.4 mm 發(fā)展，對(duì)再流焊爐輸送板穩(wěn)定性的要求越來越高。新型的再流焊爐在輸送軌道的中間安裝了可伸縮中心支撐裝置。這個(gè)裝置在控制程序的控制下，需要時(shí)起支撐作用，不需要時(shí)自動(dòng)移到一邊，這樣即可以保持爐內(nèi)整個(gè)輸送長度的穩(wěn)定性，又可以很快地改變停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

4.2 波峰焊設(shè)備

波峰焊機(jī)在混合裝聯(lián)和雙面SMT 中應(yīng)用廣泛，其新發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）無助焊劑的波峰焊機(jī)。隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，滿足PCB的潔凈度、焊接質(zhì)量以及CFC替代物嚴(yán)格要求的關(guān)鍵是在波峰焊工藝中消除助焊劑。ERSA 公司的新型波峰焊機(jī)安裝了一個(gè)在惰性氣體環(huán)境內(nèi)工作的超聲波焊料波裝置，以取代助焊劑涂覆裝置。這種超聲波在焊接前可以除去PCB表面的氧化物，PCB和元器件表面的氧化物由焊料中的聲納氣窩效應(yīng)（cavitation effect）去除。該系統(tǒng)工作的最大超聲波頻率為20 kHz，波幅為微米級(jí)，通過優(yōu)化的幾何波形設(shè)計(jì)可保證表面安裝和通孔元器件有良好的可焊性。

（2）用氮?dú)庵С趾噶喜ǖ牟ǚ搴笝C(jī)。SOLTEC公司的新型波峰焊機(jī)采用Nitro Wave，以在基于純氮?dú)鈼l件下發(fā)出形態(tài)特別的焊料波，增強(qiáng)可焊性，在焊接過程中沒有浮渣，沒有過量的助焊劑，沒有氧化物，從而實(shí)現(xiàn)無缺陷波峰焊接。Nitro Wave 具有氮?dú)庵С值暮噶喜?，其主波從四面溢流形成，流速快，產(chǎn)量高，重復(fù)性好，工藝穩(wěn)定。PCB板面干凈，Nitro Wave 由碎波適配器、主波分生器和氮?dú)夤?yīng)裝置組成。

（3）選擇性焊接。在傳統(tǒng)的波峰焊接中，PCB的下部完全浸入液態(tài)焊料中，因此在PCB的焊接面不能分布引腳間距較密或者密度很高的貼片器件，以免造成連焊等缺陷。但由于各種原因，有時(shí)不得不在焊接面布置并不適合波峰焊接的貼片元件，這時(shí)在焊接過程中就需要專用的保護(hù)膜保護(hù)其它的表面貼裝元件，同時(shí)貼膜和脫膜均需手工操作。為克服上述影響，選擇性焊接應(yīng)運(yùn)而生。在選擇性焊接中僅有部分特定區(qū)域與焊錫波接觸，這樣可避免對(duì)焊接面已焊接好的貼片元件造成影響。大多數(shù)應(yīng)用中都可以在再流焊接之后采用選擇焊接，這將成為經(jīng)濟(jì)而有效地完成剩余插裝件的焊接方法，而且對(duì)于將來的無鉛焊接完全兼容。選擇性焊接工藝有兩中不同工藝：拖焊工藝，浸焊工藝。

選擇性拖焊工藝是在單個(gè)小焊嘴焊錫波上完成，其工藝適用于PCB 上非常緊密的空間進(jìn)行焊接。如個(gè)別的焊點(diǎn)或引腳，單排引腳能進(jìn)行拖焊工藝。PCB 以不同的速度及角度在焊嘴的焊錫波上移動(dòng)達(dá)到最佳的焊接質(zhì)量。為保證焊接工藝的穩(wěn)定，焊嘴的內(nèi)徑小于6 mm。焊錫溶液的流向被確定后，為不同的焊接需要，焊嘴按不同方向安裝并優(yōu)化。機(jī)械手可從不同方向，或以0°～12°間不同角度接近焊錫波，用戶可在電子組件上焊接各種器件，對(duì)大多數(shù)器件，建議傾斜角為10°。

浸入選擇焊系統(tǒng)有多個(gè)焊錫嘴，并與PCB 待焊點(diǎn)是一對(duì)一設(shè)計(jì)的，雖然靈活性不及機(jī)械手，但產(chǎn)量卻相當(dāng)于傳統(tǒng)波峰焊設(shè)備，設(shè)備造價(jià)相對(duì)機(jī)械手式也較低。根據(jù)PCB的尺寸，可以進(jìn)行單板或多板并行傳送，所有待焊點(diǎn)都將以并行方式同一時(shí)間內(nèi)完成助焊劑噴涂、預(yù)熱、和焊接。但由于不同PCB 上焊點(diǎn)的分布不同，因而對(duì)不同的PCB需制作專用的焊錫嘴。焊嘴的尺寸盡可能大，保證焊接工藝的穩(wěn)定，不影響PCB 上的周邊相鄰器件，這一點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)工程師講是重要的，也是困難的，因?yàn)楣に嚨姆€(wěn)定性可能依賴于它。

5 結(jié)束語

SMT 設(shè)備總體趨勢(shì)正朝著更加高效、多功能、智能化方向發(fā)展，隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，許多新的技術(shù)必將應(yīng)用到SMT 設(shè)備領(lǐng)域中，與此同時(shí)SMT 設(shè)備的新提升又有力地推動(dòng)著電子組裝業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)著微電子技術(shù)的發(fā)展，從而形成一種相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展的互動(dòng)關(guān)系。

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