焊接技术
概述
2.1.2 锡焊的原理
1．浸润
加热后成熔融状态的焊料，沿着焊件金属的凹凸表面，靠毛细管作用向周围蔓延。如果焊料和焊件金属表面足够清洁，焊料原子与焊件金属原子就可接近到能够互相吸引结合的距离，即接近到原子引力起作用的距离。上述过程称为焊料的浸润。浸润是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。这种现象发生的原因可以从微观角度进行分析。
2.扩散
将一个铅块和金块表面加工平整后紧紧压在一起，经过一段时间后用力把它们分开，就会发现银灰色铅的表面有金光闪烁，而金块的表面上也有银灰色铅的踪迹，这说明两块金属接近到一定距离时能互相“渗入”，在金属学上称为扩散现象。
由于分子之间有间隙，同时分子总是在不停的运动着，高温下运动更为剧烈，一旦熔锡与铜箔接触，熔锡分子和铜箔分子就会在接触面上互相渗入对方，在熔锡分子和铜箔分子相互扩散的过程中，因液体分子运动能力远大于固体分子的运动能力，所以扩散过程是以焊锡分子渗入对方为主。
金属之间的扩散不是任何情况下都会发生，而是有条件的。
（1）距离
两块金属必须接近到足够小的距离。只有在一定小的距离内，两块金属原子间引力作用才会发生。金属表面的氧化层或其他杂志都会使两块金属达不到这个距离。
（2）温度
只有在一定温度下金属分子才具有动能，使得扩散得以进行。在常温下扩散进行是非常缓慢的。
焊件表面的清洁，焊件的加热是实现焊件扩散环节的基
本条件。
3.合金层
焊接时，焊料和焊件金属表面的温度较高，焊料与焊件之间相互扩散，扩散的结果，冷却后会在焊料界面上形成一种新的金属合金层。
有上述可见，将表面情节的焊件与焊料加热到一定温度，焊料融化并湿润焊件表面，在其界面上发生金属扩散并形成结合层，从而实现金属的链接。或者说经过浸润、扩散和形成合金层这三个环节后，元器件引出脚和焊盘通过焊锡结合在一起，称为牢固的焊接点，这就是焊接的全部过程。
2.1.3焊点形成过程和条件
在理解了焊接的基本原理后，再就焊点的形成作进一步的分析。已知焊接是将加热熔化的锡铅焊料，在助焊剂的作用下，熔入被焊接金属材料的分子缝隙，形成金属合金，并链接在一起，成为牢固的焊接点。在焊接过程中，要完成一个良好的焊点取决于一下几方面。
1．根据上述分析，要形成高质量焊点，就要保证焊锡和焊件之间 实现良好的浸润和扩散。从浸润的角度来看，焊锡和焊件这两种物质都是能够互相浸润的，但在实际操作中，要使两者真正实现良好的浸润，必须使焊锡和焊件真正紧密接触，焊锡和焊件之间才会存在分子力，有了这种附着力，浸润现象才能出现。为此，要保证不能让任何氧化物或污垢夹在汉奸和焊锡之间形成隔离层，阻碍焊点的形成。
2．被焊的金属材料应具有良好的可焊性
可焊性是指在适当的稳定下，焊件金属材料与焊料在助焊剂的作用下，能形成良好合金的性能。铜的导电性能良好且易于焊接，所以常用它制作原件的引脚、导线及接点。其他金属如金银的可焊性较强，但价格较贵。铁、镍的可焊性较差，为提高他的可焊性，通常在其表面先镀上一层锡、铜、银或金等金属，以提高其可焊性。
3．使用合适的助焊剂
助焊剂是一种略带酸性的易熔物质，它在焊接过程中起清除焊件金属表面的氧化物和污垢的作用，使被焊金属表面清洁，提高焊锡的流动性，形成良好的焊点。
4．焊接要具有一定的时间和温度
在实现了良好的浸润之后，还必须考虑扩散的效果。事实上，在浸润的同时，扩在也在自然地进行着，但影响扩散效果的因素是多方面的，如果焊接温度高些，分子运动会快些，扩散效果就会好些；焊接时间长些，扩散效果也会更好些。但焊接的温度和时间还受到其他因素的制约，如元器件的耐热性能、焊锡的氧化、焊剂的挥发等。因此，焊接温度不能过高，时间不能太长。综合多方面的因素，选取焊接的最佳温度为250℃左右，过高过低均会产生不良的焊接效果。
焊接的时间分两种情况而定，在焊接集成电路及晶体管等小型元件引脚时，约2～3s，较大的元件焊接时间可以达4～5s。要特别指明一点，一些操作熟练着，能在很短时间内焊接一个焊点，而且外观还很美观，但这有可能引起因焊接时间太短而造成扩散不良，最终出现焊接质量下降的下降的效果。因此，焊接时间应在上述范围之内，过长过短均不可取。
2.2焊接工具和材料
2.2.1电烙铁
1.电烙铁种类
（1）内热式电烙铁
（2）外热式电烙铁
（3）温控式电烙铁
（4）吸锡烙铁
2.烙铁头
电烙铁的烙铁头是以紫铜为主材，根据表面电镀层的不同，可以分为长寿型和普通型。普通型烙铁头通常镀锌，镀层的保护能力较差，在高温时容易氧化、易受助焊剂的腐蚀，使用时烙铁头要经常清理和修整，始终保持烙铁头端面包裹
着焊锡。长寿型烙铁头是在紫铜外面电镀一层铁镍合金，它可以防腐蚀不易氧化，不用修整，只要将烙铁头加热后放在松香上或湿布、湿海绵上擦洗干净，减少了维护。长寿型烙铁头运载焊锡的能力比普通型烙铁头差一些。
为了保证可靠方便的焊接，必须合理选用烙铁头的形状和尺寸。图2.7所示为几种常用烙铁头的外形。一般圆锥形适合焊接高密度的焊点和小且怕热的元件；凿形烙铁头多用于焊接的密度不大的焊点。选择烙铁头的依据是，应使它的接触面积小于焊接处（焊盘）的面积。烙铁头接触面过大，会使过量的热量传导到焊接部位，损坏元器件。
良好的烙铁头应表面平整、光亮、上锡良好。烙铁头经长时间使用后表面会受到焊剂和焊料的侵蚀，造成表面凹凸不平，影响焊接质量，这时就需要修整、重新上锡。
3.电烙铁的选用
使用注意事项：
（1）电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱用，以防烫伤他人。
（2）常用湿布、浸水海绵擦拭烙铁头，以保持烙铁头良好挂锡，并可防止残留助焊剂对烙铁头的腐蚀。焊接完毕时，烙铁头上的残留焊锡应该继续保留，以防止再次加热时出现氧化层。
（3）焊接过程中，烙铁不能随意放置。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。
（4）焊接时，应采用松香或弱酸性助焊剂，以保护烙铁头不被腐蚀。
（5）使用结束后，应及时切断电源，冷却后，再将电烙铁收回工具箱。电烙铁不能长时间通电而不使用，这样容易使烙铁芯加速氧化而烧断，同时会使烙铁头因长时间加热而氧化，甚至被“烧死”不在“吃锡”。
2.2.2焊料
1.焊料的种类
焊料是一种易熔的金属及其合金，它的焊点比被焊金属的熔点低，熔化时能在被焊金属表面形成合金而将被焊金属连为一体。
焊料按期组成成分可分为锡铅焊料、银焊料、铜焊料。被熔点分有软焊料（450℃以下）、硬焊料（450℃以上）。此外，还有用于自动化生产中的抗氧化焊锡、焊膏、无铅焊料等等。
2.锡铅合金的特性
为了使焊接质量得到保证，应视被焊物的不同，选用不同的焊料。用于整机装配的焊料基本上是锡铅焊料。锡铅焊料是由两种以上金属按照不同的比例组成的，锡铅合金的性能会随着配比的不同而改变。在市场上出售的焊锡，由于生产厂家的不同，其配置比例有很大的差别，为能使其焊锡配比满足焊接的需要，因此，选择配比是最佳的锡铅焊料是很重要的。锡铅焊料的状态图，能帮助我们分析各种比例下的锡铅合金焊料的特性。图2.10所示的a为铅的熔点327℃，c为锡的熔点232℃，abc连线称为液相线，任何比例的焊料均以这条线为界限，线的上方为液态，或者说当焊料的温度高于液相线温度时焊料呈液态。adbec连线称为固相线，任何比例的焊料也以这条线为界线，线的下方为固态，即当焊料的温度低于固相线的温度时焊料呈固态。当焊料的温度介于两者之间时，焊料呈半融化状态，这个温度区域称为焊料的半液体区。abe线称为共晶线，b点为共晶点。
由锡铝合金状态图可以分析出，在a点（纯铅）、b点（共晶点）和c点（纯锡）3种情况下焊料可直接由固体变为液体，或直接由液体变为固体。共晶点b的锡铅比例分别为61.9%和38.1%，这种合金的熔点与凝固点相同，即183℃
按共晶点比例配方的锡铅合金称为共晶焊锡。共晶焊锡的配比为锡62%、铅38%，共晶点的温度为183℃。这种焊锡不经过半液体区状态，从而缩短了焊接时间。采用共晶焊锡进行焊接有以下几点好处：
（1）熔点最低，使焊接加热温度降低，减少元器件受热损坏的机会。
（2）熔点和凝固点一致，使焊点凝固较快，减少焊点冷却过程中元器件松动而出现的虚焊现象。
（3）流动性好，表面张力小，对元器件引线的附着力强，不易脱落，有利于提高焊接质量。
（4）有一定的机械强度，锡铅合金的强度比纯锡、纯铅的强度要高，能满足其焊点的强度要求。
（5）具有良好的导电性，锡、铅焊料属良导体，它的电阻很小。
2.2.3 助焊剂
1.助焊剂的作用
助焊剂是焊接时添加在焊点上的化合物，是进行铅锡焊所必需的辅助材料。焊剂的熔点比焊料低，密度、粘度、表面张力都比焊料小，具有还原性。
（1）助焊剂应具备的条件
①助焊剂熔点应低于焊料熔点
②助焊剂的表面张力、粘度和密度应小于焊料。 ③焊接后焊点上的残余焊剂容易被清除。
④助焊剂不能腐蚀焊件金属。
⑤助焊剂在使用过程中不应产生对人有害的气体。
（2）助焊剂的使用
①除去氧化物。在焊接时，为使焊件与焊料焊接牢靠，必须要求金属表面无氧化物和杂质，因此，在焊接开始之前，必须采取各种有效措施将氧化物和杂质除去。除去氧化物与杂质，通常有机械方法和化学方法两种方法。机械方法是用砂纸和刀子将其除掉，化学方法则是用助焊剂清除，助焊剂具有溶解这些氧化物、氢氧化物或使其剥离的功能。
用助焊剂清除氧化物与杂质的方法具有不损坏焊件、效率高的特点，因此焊接时，一般都采用这种方法。
②防止加热时氧化。焊接时，必须把焊件金属加热到使焊料发生润湿并产生扩散的温度，但是随着温度的升高，金属表面的氧化就会加速。由于助焊剂先于焊料之前熔化，在焊料和焊剂金属之间形成一层薄膜，使之与外界空气隔绝，从而起到了加热过程中防止氧化的作用。
③降低焊料表面的张力。当焊料熔化后，由于本身表面张力的作用，力图变成球状贴附于金属表面，因此减小了焊料的附着力。而助焊剂则有减小焊料表面张力，帮助焊料流动的功能，有助于润湿，能是焊料附着力增强，提高焊接质量。
④加快焊件预热。助焊剂的另一个重要作用是吧热量从
烙铁头传递到焊料和焊件表面。因为在焊接中，烙铁头的表面及焊件的表面之间存在有许多间隙，在间隙中充有空气，空气又为隔热体，这样必然使焊件的预热速度减慢。而助焊剂的熔点比焊料和焊件的熔点都低，故先熔化，并填满间隙和润湿焊点，使烙铁的热量通过它很快地传递到焊件上，使预热的速度加快。
2.助焊剂的种类
助焊剂按其状态、用途、活性大小、化学成分、残留的溶解性能、残留物有无腐蚀性等有多种分类。常见的分类有：
按化学成分分为三大类，即无机类助焊剂、有机类助焊剂和树脂类助焊剂。
按残留物的溶解性能也分为三大类、即机溶剂清洗型、水清洗型和免清洗型。
从保护环境的要求来看，国内外正在大力推广使用水洗和免洗型助焊剂。
（1）无机类助焊剂
这种类型助焊剂含有无机酸和无机盐、如盐酸、磷酸、氧化锌和氯化氨等。
（2）有机类助焊剂
有机类助焊剂含有机酸、有机碱、有机卤化物以及它们的衍生物，如己二酸、辛二酸、尿素和二乙胺盐酸盐等。近几年来，新开发和使用较多的水清洗型和免清洗型焊剂，均属此类。
（3）树脂类助焊剂
树脂类助焊剂，以松香基型为主。松香是一种天然树脂，常温下是一种透明无毒固体，主要成分是松香酸，在74℃是溶解且呈现活性，随着温度的升高酸性发挥作用，可还原、溶解焊件金属表面的氧化物，起到良好的助焊作用。松香的化学性能稳定，对焊件没有腐蚀作用。固体松香的电阻率很高，有良好的绝缘性能。通常将松香溶入酒精支撑松香酒精助焊剂。
3.常用助焊剂简介
（1）香酒精助焊剂
这种焊剂是按松香与酒精的比例为1:3配置的溶液，属于树脂系列助焊剂。其活性较弱，有微弱的酸性，腐蚀性很小，绝缘性能高，耐湿性和长期的稳定性好，焊接后容易清洗，能形成膜层覆盖焊点，使焊点不被氧化腐蚀。因此广泛地应用于印刷电路板以及其他的焊接中。
为了改善松香焊剂的活性，在松香焊剂中加入活性剂，就构成了活性焊剂，它在焊接过程中，能去除金属氧化物及氢氧化物，使被焊金属与焊料相互扩散，生成合金。
松香类焊剂的用法有预涂覆和后涂覆两种。预涂覆多用于印刷版焊接，既可防止印刷版表面氧化，又便于印刷版的保存；后涂覆指在焊接过程中添加助焊剂，与焊料同时使用，或直接将松香做成松香芯包在焊锡中。使用松香基型助焊剂时一定要掌握好焊接温度和时间，过高的温度会使松香氧化脱羧而产生炭化，造成虚焊，影响美观。
2.3手工焊接
2.3.1手工焊接基本操作
1.手工焊接操作方法
（1）电烙铁的握法
电烙铁的握法因电烙铁的种类和焊件要求不同，有反握法、正握法和笔握法3种形式，使用时可以灵活掌握。焊接时电烙铁要拿稳对准，烙铁头朝下。
（2）焊锡丝的拿法
将成卷的焊锡丝拉直30mm左右，或者截成30mm左右的一段。在连续进行焊接时，焊锡丝的拿法可以用左手的拇指和食指轻轻捏住焊丝，端头留出3-5cm，借助其他手指的配合把焊锡丝连续向前送进。若断续焊接，焊锡丝的拿法也可采用图示的形式。
2.手工焊接基本步骤
手工焊接可分为五步操作法和三步操作法。五步操作法适合于焊接热容量大的焊件，三步操作法适合于焊接热容量小的焊件。
3．手工焊接技术要点
在焊接过程中除应严格按照步骤去操作外，还应注意以下几个方面：
（1）焊件表面要处理好
（2）保持烙铁头的清洁，可将烙铁头放在拧干水的湿布或海绵上擦拭干净。
（3）烙铁的温度要适当
焊接时，要使焊点满足要求，就要有足够的热量和温度，如果温度过低，焊料流动性差，很容易凝固，形成虚焊。如果温度过高，将使焊料流淌，焊点不易存锡，焊剂挥发过快，使金属表面加速氧化，严重的将导致印刷电路板上的焊盘翘起、脱落、元器件损坏。可用松香检查。
（4）焊接时间要适当
（5）烙铁头与焊件的接触位置要恰当
让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。
（6）焊料的供给方式
利用焊料由低温向高温流动的特性，焊料应填充在焊点上距烙铁加热部位最远的地方。 加图
（7）焊剂使用要适量
（8）防止焊点上的焊料任意流动
（9）撤离电烙铁
撤离电烙铁是整个焊接过程中相当关键的一部。当焊点上的焊料接近爆满，焊剂尚未完全挥发、焊点最光亮、流动性最强的时候，应迅速撤离电烙铁。正确的方法是：先慢后快，同时轻轻旋转一下电烙铁，沿焊点45°方向迅速撤去。
焊接时要掌握好电烙铁撤离的时间。另外，电烙铁撤离
时的方向对焊点的焊料量有一定的影响。下图为烙铁头撤离方向与焊料量的关系。
（10）焊件要固定
焊接过程中，焊料尚未完全凝固时不要使焊件移动或振动，否则焊点要变形，造成所谓的“冷焊”现象。
2.3.2导线和接线端子的焊接
导线和接线端子的焊接是指各种导线与焊片、继电器、开关元件的接点以及各种导线连接器的接点的焊接，这些焊接都是手工焊接的主要对象。通常按连接方式可分为绕焊、钩焊、搭焊和插焊4种。
2.3.3印刷电路板的手工焊接要求
焊接时，电烙铁的接触方法，焊料供给方法前面已有叙述。这里重点强调以下几点，
（1）烙铁头不能对印刷版施加太大的压力，以防止焊盘受压翘起。
（2）电烙铁不能在一个焊点上停留时间太长，否则会使焊盘剥离和基板产生焦斑。
（3）对抗热性能差的器件，应使用镊子散热。在焊接静电敏感器件时，必须使用接地的电烙铁。
（4）焊点表面应无针孔、气泡、挂锡、拉尖、桥接、虚焊、漏焊等缺陷。
（5）焊接过程中注意不应烫伤周围的元器件及导线。
（6）元器件、导线与接线端子等均应牢固地焊接在印刷板上，其表面不允许有损伤，连接中不得松动。
（7）焊接结束后，应检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等现象。
（8）印刷板装连完后，应根据焊剂残留物的实际情况和产品的具体要求确定是否清洗。
2.4焊接质量及缺陷分析
2.4.1焊接质量的要求
对焊接质量的要求应包括良好的导电性、足够的机械强度和美观三方面。要保证焊接质量，最关键的就是必须避免虚焊。
1.良好导电性
只有良好的焊点，才能达到这一要求。良好的焊点应是焊料与焊件金属表面相互扩散形成的金属结合层。焊接时，若只有一部分形成结合层，而其余部分没有形成结合层，这种焊点在短期内虽然能导电，但随着时间的推移，没有形成结合层的表面就要被氧化，电路时通时断，或者干脆不工作。这类焊料与被焊接的金属没有形成金属合金，只是简单地依附在被焊接的金属表面上，使焊点成为有接触电阻的连接状态成为虚焊。
虚焊是焊接工作中最常出现的故障，也是最难发现的焊接质量问题。在手工焊接操作时，尤其要注意，必须严格避免。一般来说，造成虚焊的主要原因有：焊锡质量差，助焊剂的还原性不良或用量不够，被焊接处表面未预清洁好，镀锡不牢，烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层，焊接时间太长或太短，焊接中焊锡尚未凝固时，焊接原件松动。
2.足够的机械强度
焊点的作用之一是连接固定元器件，为保证焊件受到震动或冲击时不致脱落、松动、焊点应有一定的强度。为了增加焊点强度，可以适当增加焊接面积或把元器件的引线打弯后再焊接。影响机械强度的原因有：焊锡过少、焊点不饱满、冷焊、夹渣或裂纹等。
3.美观
美观的焊点不仅是外表的要求，而且是焊接质量的反映。例如，表面有金属光泽是焊接温度合适生成合金层的标志。合格的焊点应是：
（1）外形以焊接导线为中心，成群形均匀拉开。
（2）焊料面呈半弓形凹面，焊料与焊件交界处平滑，接触角尽可能小。
（3）元件引线、导线与印刷板焊盘应全部被焊料覆盖。
（4）从焊点上看能辨别出元器件引线或导线的轮廓。
（5）焊料适量，浸润到导线、引线与焊盘、金属化孔之间。
（6）焊点表面光滑、清洁，无气泡针孔、拉尖、桥接、挂锡和虚焊等缺陷。
合格的焊点与焊料、助焊剂的选用，烙铁的选用，操作方法和熟练程度都有着直接的关系。
2.4.2焊接检验
焊接质量的好坏最主要的是看它是否有虚焊，其次是外观。焊接质量的检验有多种方法，自动化焊接的印刷电路板可用专门的设备进行检验，如在线测试仪检测。而一般情况下，都是用外观检查和烙铁重焊的方法来检验。
1.外观检查
外观检查就是通过目测或借助放大镜、显微镜观察焊点和装接情况。外观检查时，首先要从焊料的润湿、用量，焊点的形状有无毛刺、气泡等，焊点的亮度等方面进行焊点检查；然后从装接质量方面来检查，即检查有无漏焊、虚焊、桥接，元器件有无焊错，元件管脚极性是否正确，元器件有无损伤，印刷板上是否有飞溅的焊料、剪断的线头等物；最后检查焊点的机械强度是否符合要求，可用镊子将元件轻轻拉一拉，检查有无松动脱落。
2.烙铁重焊检验
检查一个焊点是否虚焊，最可靠的方法就是重新焊一下，用带松香、少量焊料的烙铁重新熔化焊点，如果有虚焊，其焊料会被较大的表面张力吸走，使虚焊暴露。
2.4.3焊点缺陷及分析
一个良好的焊点，应是明亮、平滑、焊料量充足并成裙状拉开，焊料与焊盘结合处的轮廓隐约可见，并且无裂纹、针孔、拉尖的现象。在实际焊接操作中会遇到许多问题，下面介绍几种手工焊接中常出现的缺陷，分析一下产生的原
因，以帮助大家在焊接中注意避免。
1.堆焊
焊点呈凸形，焊料润湿不良而形成弹丸状，看不出引线的轮廓。引起堆焊的原因主要是焊料过多，引线或焊盘氧化而不能润湿，焊点加热不充分，焊料撤离过迟等。这种缺陷不仅浪费焊料使成本上升，而且在焊点密度较大的地方，容易造成短路。
2.焊料不足
这是指焊料未达到规定的量，不能完全封住被连接的焊件，使其部分暴露在外。产生这种缺陷的原因是预焊不良，加热达不到焊料润湿所需的温度，加热不均，添加焊料不足，撤离过早。这种缺陷不仅造成机械强度减小，而且随氧化加深，容易造成焊点失败。
3.拉尖
焊点表面出现尖端、如同钟乳石。产生拉尖的原因是温度太低，焊料过多，焊接时间过长，烙铁离开焊点太慢，焊料不合格。这种缺陷外观不佳，容易造成桥接，尤其在高频高压电路中，两个相近的焊点间易造成尖端放电、打火现象。
4.桥接
焊料将印刷电路板相邻的铜箔链接起来的现象称为桥接。桥接多发生在自动化焊接中。明显的桥接容易通过目测发现，细微的桥接只有通过点性能的检测才能发现。产生明显桥接的原因有焊料过多，焊接时间过长，焊料温度过高，烙铁撤离角度较小，印刷电路板的印刷导线有毛刺或金属细丝。这种缺陷的后果是电路短路。
5.空洞
空洞是由于焊料未全部填满印刷电路板的插孔而出现的。其原因往往是印刷板的开孔位置偏离了焊盘中心、焊盘不完整、焊盘清洁处理不当造成润湿不完全或焊料不足。有空洞的焊点因强度减弱，在使用中容易脱焊。
6.松香焊
焊点中央有一些松香液。产生松香焊的原因是焊件金属表面氧化 、预焊不充分，焊接时加热不够，焊剂过多，焊剂失效等。这种缺陷将导致电路时断时通、导通不良，机械强度不足。
7.冷焊
表面呈豆腐渣颗粒状，有的有裂纹。产生的原因是焊料未凝固时焊件抖动。这种缺陷将导致机械强度不够，导电性不好。
8.虚焊
焊料与焊件交界面接触角过大，不平滑。产生虚焊的原因有焊件表面清理不干净，加热不足，焊料润湿不良。这种缺陷导致电路时断时通、甚至不导通，机械强度不足。
9.过热
焊点发白，无金属光泽，表面粗糙。产生的原因是烙铁功率过大，加热时间过长。这种缺陷易使焊盘脱落，强度降低，造成元器件受热损坏。
10.铜箔翘起、脱落
铜箔从印刷板上翘起，严重的焊盘脱落。这种缺陷多发生在手工焊接时。焊接温度过高，焊接时间过长，多次焊接、焊盘受力等都会引起这种现象。这种缺陷会导致断路，机械强度不符合要求。
4.1.2表面安装技术特点
采用SMT有如下优点：
（1）组装密度高，产品体积小，重量轻
表面安装元器件的体积重量只有传统安装元器件的1/10左右。采用SMT后，整体产品体积小40%～60%，重量减轻60%～80%。
（2）可靠性高
贴装元件直接贴焊在电路板的表面上，元器件重心低，
抗振能力强。先进的焊接技术，使焊点的缺陷率大大降低。
（3）优异的电性能
使用无引线或短引线的元器件，电路寄生参数小、噪声低、高频性能好，提高了信号的传输速度，减少电磁和射频干扰。
（4）易于实现自动化、提高生产效率
表面安装元器件外形尺寸标准系列化，并可选择多种供应方式，适应与自动化生产，实现高效率加工。
（5）成本低
表面贴装印刷电路板布线密度高，钻孔数目少且孔径细，布线层可以设计成多层不同层面，电路板利用率高，降低了电路板的制造成本；贴装元器件节省引线材料，省去引线成形、剪裁等工艺，减少了设备、人力费用；优良的电性能，可靠的焊接，减少了返修费用。采用SMT后产品的总成本降低了30%～50%。
4.1.3表面安装技术的工艺流程
采用再流焊工艺流程：安装印制电路板→涂焊膏→固化→贴片→焊接→清洗→检测。其工艺流程如图示：
焊膏和涂膏工艺
SMT安装若采用再流焊，需要进行涂膏。
（1）焊膏的成分与种类
详见4.3节所述。
（2）涂膏工艺
图中所示为用焊膏进行SMT表面安装的示意图。焊膏涂在印制电路板的焊点上，较大的元器件可用胶加固，在后道工序中进行再流焊。涂膏时，要将焊膏准确的涂在焊点上。常用的涂膏工艺有如下几种：
①丝网漏印法。利用丝网漏印原理，将焊膏涂于预先定好的印制电路板焊点上，然后再将元器件的锡焊点置于印制
电路板的焊膏上，最后通过再流焊一次完成焊接。
丝网是在80～200目的不锈钢金属网上，涂覆一层感光乳剂，使其干燥称为感光膜。然后将负底片贴在感光膜上，用紫外线曝光，曝光的部分聚合成为持久的涂层，未曝光的部分用显影剂将其溶解掉，因此，在需要沉积焊膏、胶粘剂的部位形成漏孔，干燥后，不锈钢金属网上的感光膜就称为印刷用网板。图示为丝网漏印过程的示意图。
②自动点膏法。利用由电脑控制的机械手，按照事先编好的程序及器件在印刷电路板上的位置坐标，将焊膏涂上后在装上元器件，通过再流焊一次完成焊接。
4.3表面安装材料设备
4.3.1表面安装材料
1.焊膏
焊膏是由合金焊料粉末和糊状助焊剂等物质构成的均匀混合一种膏状体。
（1）焊膏的特性
与传统焊料相比，焊膏具有以下特点：
①可以采用印刷或滴涂等技术在印刷电路板的焊盘上进行精确的定量分配，不易坍塌。
②在常温下具有一定粘性，能是元器件暂时固定在焊盘位置上，不会因传送或焊接操作而发生偏移或脱离焊盘。
③焊接加热器件，由于熔融焊膏的表面张力，可以校正元器件位置的微小偏离。
④有良好的焊接性，不会产生焊珠飞溅。焊后易清洗，焊点具有一定的机械强度。
⑤便于实现自动化涂敷作业和适用于再流焊接工艺。 ⑥焊膏制备后在印刷前能冷藏（或在常温下）保存3～6个月，其性能保持不变。
（2）焊膏组成
合金焊料粉末是焊膏配方中的主要组成，也是焊后的残留物。它对焊膏的性能起着关键作用。合金焊料粉末的尺寸、形状和粒度是影响焊膏的主要参数。常用的焊膏合金焊料粉末有锡-铅（Sn/Pb）、锡-铅-银（Sn/Pb/Ag）、锡-铅-铋（Sn/Pb/Bi）等。合金焊料粉末形状有球星和无定形，大多数焊膏都采用球形合金焊料粉末。合金焊料粉末粒度一般为200-400目。粒度越小，粘度越大、粒子过大，会使焊膏粘接性能变差。
助焊剂是合金焊料粉末的载体，其成分与普通助焊剂基本相同，为了改善印刷效果和触变性，有时需要加入触变剂和溶剂。助焊剂的组成对好案告的扩展性、润湿性、塌陷、粘度变化、清洗性质和贮存寿命军友较大影响。
（3）焊膏的分类
按焊膏的合金熔点、粘度等特性来区分的话，焊膏的品种繁多，很难进行分类。参照焊剂的活性可分为弱活性（R）、中等活性（RMA）和超活性（RSA）、按清洗方式有水清洗、免清洗和有机溶剂几种。使用时应根据实际需要和组装工艺进行合理选择。
为了满足高密度电路组建的需求以及保护人类生存环境的迫切需要，与细间距技术相适应的精细焊膏、与环境保护相适应的免清洗焊膏已经实用化，无铅焊料的研究也取得重大突破，并已开始实用化。
2.贴装胶
3.清洗剂
焊接和清洗是对电路组件的高可靠性具有深远影响的相互依赖的组装工艺。在表面组装焊接工艺中必须选择合适的助焊剂，以获得优良的可焊性。至今，在板级电路组装中一般仍采用树脂型助焊剂。这类助焊剂后有残渣留在表面组装组件上，对其性能有影响，所以，为确保表面组装件可靠性，焊后必须进行清洗，以便去除助焊剂残渣和其他污染物，
满足有关标准对离子杂质污染物和表面绝缘电阻的要求。清洗的关键是选择优良的清洗剂。
表面组装件对清洗剂的要求：
①化学稳定性好。要求在储存和使用期间不发生分解，不与其他物质发生化学反应，对接触材料弱腐蚀或无腐蚀，具有不燃性和低毒性，确保操作安全。
②物理性能适当。具有合适的沸点、蒸汽压、比热、表面张力和溶解性。
③满足生产工艺性能要求。能在给定温度和给定时间内完成有效的清洗，适合于所选用的清洗系统。
④价格适当。
能满足上述要求的清洗溶剂是含氯氟烃溶剂，俗称氟利昂，国外称CFC。CFC对大气臭氧层有破坏作用，国际社会已签订了限制和取缔CFC使用的议定书。从20世纪80年代初开始研究替代CFC的清洗剂，90年代进入实用化水平，这些溶剂有含氢氯氟烃HCFC、半水清洗溶剂、醇系溶剂和水清洗等几种。
4.4微组装技术
4.4.1球栅阵列封装（BGA）
针栅阵列封装、球栅阵列封装
1.BGA芯片优点
由于BGA芯片管教不是分布在芯片周围而是分布在封装的底面，不仅可以使芯片在与相同的封装尺寸下保持更多的容量，又能使引脚之间的距离加大。和QFP相比，BGA芯片主要有以下优点：
（1）I/O引线间距大，可容纳的I/O数目大，如1.27mm间距的BGA在25mm×25mm的面积可容纳350个I/O，而0.5mm间距的QFP在40mm×40mm的面积可容纳304个I/O。
（2）封装可靠性高（不会损坏管脚），焊点缺陷率低（＜1×10-6），焊点牢固。
（3）QFP芯片的对中通常由操作人员用肉眼来观察，当管脚
间距小于0.4mm时，对中与焊接困难，容易连焊，返修废品率高，一般认为管脚间距到0.3mm已达极限。而BGA芯片的管脚间距较大，对中与焊接都不困难。
（4）便于大尺寸电路板加工模板。
（5）QFP芯片管脚数量较多时，管脚难以保证在同一平面，而BGA芯片的焊球在熔化以后可以自动补偿芯片与PCB板之间的平面误差，所以管脚的共面同一性较QFP容易保证。另外，QFP的管脚由于很细，容易损伤，而BGA芯片的管脚为硬球状，不容易损伤。
（6）回流焊时，焊点之间的张力产生良好的自动对中效果，允许50%的贴片精度误差。
（7）有较好的电特性，由于引线短，导线的自感和导线间的互感很低，频率特性好。
（8）能与原有的SMT贴装工艺和设备兼容，原有的丝印机、贴片机和回流焊设备还可使用。
但是BGA芯片管脚在芯片底部，人的肉眼无法看到芯片管脚与PCB板的对中，这给BGA芯片焊后检查和返修带来了困难。
2.BGA的类型
BGA主要有4种基本类型：PBGA塑料球栅阵列、CBGA陶瓷球栅阵列、CCGA陶瓷柱栅阵列和TBGA载带球栅阵列。这些焊球阵列典型的间距为1.0mm、1.27mm、1.5mm，I/O引出端数通常有72-736个。
3.BGA的组装工艺流程
BGA芯片的组装能与现有的SMT贴装工艺和设备兼容，其表面贴装工艺流程为：
检测印制板→焊膏涂覆→焊膏检测→自动拾放BGA元件→再流焊→X射线检测→清洗→测试
4.4.2芯片规模封装
芯片规模封装（CSP-Chip Scale Package），又称芯片尺寸规模封装，或芯片片级封装。至于它的定义，目前说法
不一：与芯片尺寸相同或略大于芯片，但不能超过芯片面积20%的一种多形式的封装总称。
4.4.3芯片直接贴装技术
芯片直接贴装技术（DCA-Direct Chip Attach）是采用粘接剂和采用自动带焊，丝焊倒装焊等方法，将裸露的集成电路芯片直接贴装在电路板上的一种技术。这种技术省略了将芯片制成封装体的一系列过程，直接进入二级封装。
1. 线焊（WB）
2. 自动带焊（TAB）
3. 倒装芯片（FC或FCB）
4.4.4系统集成技术
1.多芯片组件（MCM）
2.单级集成组件（SLM）
3.三维组装（3D）