对电子元器件表面组装工艺质量改进及应用

李树永

摘 要 随着信息化的快速发展，对电子产品的制造技术要求越来越高，表面组装技术的出现是一种有效解决的新方式。表面组装技术是包含了材料、机械、自动化控制与计算机等多个专业的技术，在多个生产流程当中，经常由于人为操作或者机械设备等多种问题导致电子元器件出现瑕疵，对电子元器件的表面组装工艺质量造成严重影响。本文介绍表面组装技术的主要工序，进而分析表面组装工艺常见问题的原因，提出改进表面组装工艺质量的相应措施。

【关键词】电子元器件 表面组装工艺质量 改进 应用分析

现阶段，表面组装技术已经代替了传统的线路板通孔插装技术，依靠自身的优势与特点在很多领域得到广泛应用。比如交通、军事以及我们日常的家用电器、笔记本电脑、打印机等。表面组装生产是一个相当复杂的过程，任何主客观因素都可能导致产品质量发生瑕疵，所以，在生产中对其进行严格的检验是至关重要的。统计过程控制在表面组装工艺制造中得到广泛应用，它可以提高生产效率以及产品的质量。

1 电子元器件表面组装技术的主要程序

1.1 印刷

这个过程一般采用的是焊锡膏印刷，锡膏可以连接元件的焊盘与引脚，但尽管使用最好的锡膏，也不能保证得到理想的效果。关键还在于印刷钢板的设计与使用，金属钢板表面有很多小孔，焊膏可以通过这些小孔流到PCB板，使得PCB板与金属钢板无缝对接，从而延长其使用寿命。所以，这些小孔的制造工艺就直接决定离开焊接的质量，不同的制造工艺就有不同的优缺点，比如，激光切割法是比较先进的开孔技术，它具有较高的加工精度，但是其加工出来的熔融金属会造成钢模污染。化学腐蚀方法是一种传统的加工方法，也是使用最广泛的方法。目前，还有一种新兴的方法就是电铸成型法，它可以减少钢板地面发生瑕疵。

1.2 回流焊接

这个过程是对之前工序已经固定好的锡膏进行二次融化，来达到焊盘与元件引脚之间的可靠美观的在此对接，也被人们称为再流焊。回流焊接的工作原理就是通过空气媒介的流动发生热能传递，对流传热就是它的主要加热方式，风速就决定了散热的速度，但是风速不饿可以太快，否则会造成元件发生移位。由于回流焊接不需要添加焊料，所以具有较高的的精准度，保证焊点质量。

1.3 贴片

这是表面组装技术中最复杂、成本最高的过程，也就是说贴片技术的发展是表面组装技术发展的支柱。这个过程需要贴片机进行贴片，生产贴片机的厂商有很多，一般都需要经过以下几个步骤进步自动贴片：

（1）将PCB进行定位装载，需要自动传输带与传感器共同完成。

（2）元器件拾取定心与贴放，这个需要运用吸嘴把元器件拾取起来，在通过定心对准元器件的中心，最后将元器件通过机械手转载到指定位置。

（3）通过传输带把装载好的PCB板传送到卸载装置。这些过程需要智能化、高精度的软件和硬件系统共同完成，所以说这是整个表面组装技术中的关键步骤。

2 电子元器件表面组装工艺出现缺陷的原因

影响表面组装质量最重要的工序就是焊锡膏的印刷，在焊锡膏的印刷中最重要的就是要避免韩锡球的产生。基于表面组装技术管理系统就电子元器件表面组装工艺出现缺陷的原因进行分析，在众多因素中，影响表面组装工艺质量的主要原因就是焊锡膏的温度与湿度、印刷机功能、钢板的开孔工艺、元器件的摆放高度以及焊锡膏污染。

3 提高电子元器件表面组装工艺质量的相应措施

3.1 改进钢板的开孔工艺

传统方法是根据焊盘制定钢板，把钢板开口的大小与焊盘连接，在回流焊时就容易产生焊球。所以，需要将钢板的开孔设置的要比焊盘小些，比如，如果焊盘为0.18MM，我们就需要将钢板的厚度控制在0.15MM左右，这就可以减少回流焊之后焊锡球的产生。同时，在对钢板的开孔厚度与宽度进行设计的过程中，应该将其厚度与宽度的比值设置在1.5，如果纵横比值小于1.5，那么就会造成钢板阻塞。

3.2 合理设置元器件的摆放高度

在焊锡膏印刷之后，就需要进行贴片，在贴片处理中，切记不可以有太大的压力，否则就造成焊锡膏被挤压在元器件的阻碍层上，最终导致在回流焊时形成焊料球。所以，需要选择适当的贴片压力，应该合理设置元器件的摆放高度，精确元器件尺寸，避免发生这类现象。

3.3 控制好焊锡膏额湿度与温度

焊锡最佳温度就是在18到27度，湿度最好保持在30%到60%这个范围内。太高的温度会造成印刷之后发生焊接不牢固的现象，而太高的湿度会导致焊锡膏水分过高，在回流焊过程中出现飞溅的问题，从而导致焊锡球的产生。所以，在生产具体操作中，需要安装湿度与温度传感器，将湿度与温度控制在一定范围内，当传感器检测到温度与湿度超过一定的指标时候，就需要人工来调节湿度与温度。

3.4 改进印刷机功能，提高钢板的自动清洗效率

在钢板底部进行焊接后不可避免的会造成印刷线路板的污染，所以，需要定期对钢板进行清理。传统的清洗方法就是通过工作人员手工操作来完成的，在清洗过程中经常会出现清洗剂功能失效的问题，就无法达到清洗的目的，而且这个问题经常会被人们忽视，只有加强监督力度，对检查设备进行定期的检查才可以发现这些问题。所以，我们需要对打印机不断进行改进，提高钢板的自动清洗效率，可以用闲置的机器代替经常出现问题的印刷机，并对其空调系统进行适当的改进，来保持稳定的湿度与温度。

4 结束语

综上所述，电子元器件的表面组装技术是一个很复杂的过程，文章通过介绍表面组装技术的三种主要工序，分析了表面组装工艺中常见问题的原因，其产生焊接球的原因有多种因素。在电子元器件的生产实践中，需要从多方角度来综合考虑与分析，这对问题的原因采用相应的解决措施，积极探究与不断改进方法，从而不断提高电子元器件表面组装工艺的质量。

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作者单位

山东省临沂市机电工程学校 山东省临沂市 276400