什么是SMT专业知识

SMT专业知识考核试题答案

本试题共六大项37小题，满分为100分。

一、    名词解释：（每题2分，计10分）

1.    PPM：百万分之一的表示单位；

2.    SMD：SMT表面贴装工艺用元器件；

3.    SMT：表面贴装焊接工艺方式；

4.    坚碑：焊接后有元件一端竖起，脱离焊盘形成墓碑状的情况称之为坚碑；

5.    短路：指焊接后不应通路或未设计通路的地方形成了通路称之为短路；

二、    不定项选择题（每选题1分，计10分）

1.    1（C）

1.2（C）

1.3（D）

2.    （B）

3.    （A、B、C、D）

4.    （B）

5.    （D）

6.    （A）

7.    （C）

8.    （D）

三、    填空题：（每空1分，计20分）

1.    62%、36%、2%；

2.    波峰 回流   焊锡条（棒）助焊剂   焊锡膏

3.    流动、滚动   氧化膜   表面张力

4.    焊锡粉、助焊剂

5.    助焊剂涂敷   预热   焊接   冷却

6.    发泡 喷雾   喷雾

四、    判断题：（对的请在题后的括号内划“√”，错的请在题后的括号括号内划“×”，每项1分，计10分）

1.    （×）

2.    （√）

3.    （×）

4.    （√）

5.    （×）（√）（×）

6.    （×）

7.    （×）

8.    （×）

五、    简答题：（每题5分，计10分）

1.    假如你是某电子厂焊接工艺的主管，为了更准确地选择适合的助焊剂，你应该从哪些方面进行考虑？

答：如果我是焊接工艺主管，为了更准确地选择适合的助焊剂，我认为应该从以下几个方面进行考虑：

1）    工艺：自身的焊接工艺是选取助焊剂的先决条件，手工浸焊可选择的助焊剂范围较广，如果是发泡或喷雾工艺就最好选择适合此工艺的焊剂，将喷雾专用的助焊剂用在发泡工艺上发泡效果将不会很好，将发泡焊剂用在喷雾工艺时很可能造成喷嘴的堵塞，虽说目前有适用于喷雾和发泡通用的焊剂，但选用前最好同助焊剂供应商做好沟通工作；另外，其他工艺方面如预热效果、走板速度等都应加以考虑。

2）    板材：不同的板材对助焊剂的适用情况是不一样的，如热风整平板、预涂覆板或共他状况比较好的板材，选用弱活性助焊剂就能确保上锡的质量；如果是存放较久的裸铜板以及其他面板有氧化层或其他镀层的板材，则要选用活性较强的焊剂；虽然预涂覆板子对助活性的要求不高，但通常考滤到板面本身有一层松香或树脂，在选择助焊剂时如果用无松香型焊剂易造成板面松香分布不均匀的情况，从而形成水渍纹、泛白等不良状况，所以针对预涂覆板最好选用弱活性低松香型助焊剂。

3）     产品：自身产品的档次也决定了选择助焊剂的档次，如电脑主板及其他各种主板或电脑周边产品等，无论选择何种焊剂，均应选择同类焊剂中档次较高的产品；如果是低档的收录机、游戏机等产品则可选择档次较低的助焊剂产品。同一类焊剂，高档与低档的区别多在三个方面：第一、溶剂方面；第二、活化剂方面；第三、润湿剂及其他添加剂方面；虽然这三个方面最终表现出来的作用基本是一样的，但其残留或焊后的陷患却是完全不同的。

4）    要求：对于焊接方面的要求主要基于客户对焊接或对产品的要求，特别是以装联加工为主的厂家，在选择助焊剂时更应该考虑到客户的要求，如客户要求焊点光亮或消光、焊后清洗而无论是否有残留等均应选择相应的焊剂以达到客户的要求；

至于其他方面如品牌、价格等对于上规模的以品质为主的厂家来讲，并不能成为选择助焊剂的决定性条件；以目前助焊剂生产技术的公开程度，另外，其生产工艺较简单，所以，同类、同一档次助焊剂所使用的原材料都相差不多，品质方面也无明显差异：助焊剂的价格目前以市场调节为主，同类产品价格相差不大，另外，所有焊接材料的成本在整个电子产品中的成本不超过0.1%，而在这0.1%的成本中助焊剂又占去90%以上，所以不应将价格作为选择助焊剂的因素。

2.    经过波峰焊接后的板子现出了较多的连焊状况，你应该从哪些方面找原因解决？

答：如果经过波峰炉焊接后的板子出现了较多的连焊，我们应该从以下几个方面着手查找原因并解决：

第一，检查锡液的工作温度。因为锡炉的仪表显示温度总会与实际工作温度有一定误差，所以在解决此类问题时，应该掌握锡液的实际温度，而不应过分依赖“表显温度”；一般情况下，使用63/37比例的锡铅焊料时，建议波峰焊的工作温度在245-255℃之间即可，但这不是绝对不变的一个数值，遇到特殊状况时还要区别对待。如果锡液工作温度过低，锡焊料本身的流动性难以得到保障，造成连锡也是在所难免的。

第二，检查PCB板在浸锡前的预热温度。通常状况下，我们建议预热温度应在90-110℃之间，如果PCB上有高精密的不能受热冲击的元件，可对相关参数作适当调整，这里要求的也是PCB焊接面的实际受热温度，而不是“表显温度”；预热的主要目的是使助焊剂中的溶剂挥发，并促使活化剂活化，如果预热温度过高或过低都达不到预期目的，造成连焊锡这也是一个主要原因。

第三，检查助焊剂的涂布是否有问题。无论其涂布方式是怎样的，关键要求PCB在经过助焊剂的涂布区域后，整个板面的助焊剂要均匀，如果出现部分零件管脚未有浸润助焊剂的状况，则应对助焊剂的涂布量、风刀角度等进行调整了。助焊剂不均匀的涂布，可能使部分焊盘涂不上焊剂或涂上的焊剂量不足，在经过锡液时无法帮助去除氧化、促进锡液湿流动等，从而导致连焊或其他不良状况的产生。

第四，检查助焊剂活性是否得当。如果助焊剂活性过强，就可能会对焊接完后的PCB造成腐蚀；如果助焊剂的活性不够，PCB板面的焊点则会有吃锡不满等状况；如果锡脚间连锡太多或出现短路，则表明助焊剂的载体方面有问题，即润湿性不够，不能使锡液有较好的流动；出现以上问题时，应该与助焊剂供货厂商寻求解决方案，对助焊剂的活性及润湿性方面有适当调整。

第五，检查锡炉输送链条的工作状态。这其中包括链条的角度与速度两个问题。

1、通常建议客户把链条（或称输送带）角度定在5~6度之间；

A.    这一倾角指的是链条（或PCB板面）与锡液平面的角度；

B.    当PCB板走过锡液平面时，应保证PCB零件面与锡液平面只有一个切点；而不能有一个较大的接触面；示意图如下：

C.    当没有倾角或倾角过小时，除焊点以外多余的锡液未能及时流下时PCB已走过焊接区，从而造成焊点拉尖、沾锡太多、连焊多等现象的出现；但是当倾角过大时，很明显易造成焊点的吃锡不良甚至不能上锡等现象。就链条角度而言，用经验值来判断时，我们可以把PCB上板面比锡波最高处高出1/3左右，使PCB过锡时能够推动锡液向前走，这样可以保证焊点的可靠性。

2、走板速度定在每分钟1.1—1.2米之间，在不提高预热温度及锡液工作温度的状况下，如果提高PCB的输送速度，就极易造成连焊等不良状况。比如我们要提高生产量，就要提高链条的输送速度，速度提高以后，相应的预热温度一定要提高，否则就会使PCB板过锡时因温差过大而产生各种问题，严重时会造成锡液的飞溅、拉尖等；另外，我们还要提高锡液的工作温度，因为输送速度快了，PCB板面与锡液的接触时间就短了，同时锡液的“热补偿”也达不到平衡状态，使锡液温度下降，从而造成连焊等不良效果，所以提高锡液的温度也是必要的。

第六，检验锡液中的杂质含量是否超标。

在普通锡铅焊料中，以锡、铅为主元素；其他少量的如：锑（Sb）、铋（Bi）、铟（In）等元素为添加元素以外，其他元素如：铜（Cu）、铝（Al）、砷（As）等都可视为杂质元素；在所有杂质元素中，以“铜”对焊料性能的危害最常见，在焊料使用过程中，往往会因为过二次锡（剪脚后过锡），而造成锡液中铜杂质或其它微量元素的含量增高，虽然这部分金属元素的含量不大，但是在合金中的影响却是不容忽视的，它会严重地影响到合金的特性，主要表现在合金中出现不熔物或半熔物以及熔点不断升高，并导至虚焊、假焊、连焊的产生；另外杂质含量的升高会影响焊后合金晶格的形成，造成金属晶格的枝状结构，表现出来的症状有焊点表面发灰无金属光泽、焊点粗糙等。

所以，在波峰炉的使用过程中，应重点注意对波峰炉中铜等杂质含量的控制；一般情况下，当锡液中铜杂质的含量超过0.3%时，对锡炉中的锡液应进行更换。

但是，这些参数需要专业的检验机构或焊料生产厂商才能检测，所以，焊料使用厂商应与焊料供应商沟通，定期进行锡液中杂质含量的检测，如半年一次或三个月一次，这需要根据具体的生产量来定。

第七，为了保证焊接质量，选择适当的助焊剂也是很关键的问题。

助焊剂的英文写法“Flux”是经由古希腊语转变而来，在古希腊语中“Flux”是“流动、滚动、使流动”的意思；助焊剂在焊接中的作用除了去除氧化杂质外，另一个重要的作用就是润湿作用，加强锡液在焊盘及元件管脚的流动性能。如果助焊剂在焊接过程中起不到润湿作用，在焊接时除焊点以外多余的锡尚未及时流下就已经凝固，这样就必然造成连焊、短路等现象。

所以在排除了以上原因后，检查助焊剂的质量是处理不良的一个手段。

六、    分析题：（共40分）

下图为理想状态下的回流焊区线图，看图后回答以下问题：

1、请写出A、B、C、D、E段的名称。（4分）

答：A段为预热区；B段为保温区（干燥渗透区）；C段为第二升温区；D段为焊接区；E段为冷却区。

2、A段我们通常给客户的参数是什么？其值是多少？（4分）

A段我们通常给客户的参数是“升温速率”，其值一般建议客户设定在1-2℃/S；

3、B段的主要作用是什么？通常建议客户在这一段的时间是多少？（4分）

答：B段的主要作用是消除在A段因升温造成的PCB上各点间的温度不均匀的状况，使整个板面的温度趋于一致；

通常建议客户在这一段的时间为60-120S；

4、如果B段效果不理想，会出现什么现象？这种现象在SMT中我们通常用怎样的专业述语表述？（5分）

答：如果B段的效果不理想，按进入回流焊炉先后的顺序，会造成PCB板面各焊点温度高低不同；

这种现象在SMT中的专业述语是“温度梯度”；

5、如果B段出现的上述问题在C段仍然不能解决，那么进入回流焊区后板面会出现什么缺陷？应该怎样解决？（6分）

答：如果在B段出现的上述问题在C段仍然不能解决，那么进入回流焊区后板面会出现竖碑的缺陷；

出现这样的竖碑的情况后，可以通地延长B段及C段的时间，使PCB在C段结束时的温度与进入D段后的即时温差降到最低来解决；

6、C段的主要作用有哪两上方面？我们建议客户在这一段的时间是多少？（5分）

答：C段的主要作用有以下两个方面：（1）继续消除温度梯度；（2）使焊锡膏中的助焊剂开始活化，我们建议客户在这一段的时间通常在30S左右；

7、D段的温度我们一般建议客户在什么样的范围？焊料在183℃以上时间应控制在多长时间内？215℃以上应控制时间多长？225℃以上应控制时间多长？（8分）

答：D段我们一般建议客户交温度设定在205~230℃左右；

焊料在183℃以上的时间应控制在30-60S之间；

215℃以上应控制在20S左右；

225℃以上应控制在10S左右；

8、在E段，我们通常建议客户的参数是什么？其值应该是多少？（4分）

答：在E段我们通常建议客户的参数是“降温速度”；其值应该在4℃/S以内。