以下是PCB自动焊接技术要求的详细分解，您可以根据自己产品的具体需求（如消费电子、汽车电子、医疗设备等）来调整这些标准的严格程度。
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核心目标
自动焊接的核心目标是：在保证高良率、高可靠性的前提下，实现高效率、低成本的生产。
PCB设计要求
PCB设计是焊接的基石,设计不合理会导致后续所有工艺的努力事倍功半。
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焊盘设计
- 尺寸与形状：焊盘尺寸应与元器件端头/引脚尺寸精确匹配，IPC-SM-782A等标准提供了详细的焊盘设计规范，过大的焊盘可能导致“立碑”（Tombstoning），过小的焊盘可能导致虚焊、焊料不足。
- 对称性：对于小型元器件（如0402、0603），特别是两端焊盘尺寸和形状应尽量保持对称，以防止回流焊时因受热不均而出现“立碑”现象。
- 阻焊层：阻焊层应精确覆盖在焊盘之间的区域，但不应覆盖焊盘本身，除非是SMD焊盘的“花焊盘”（Thermal Relief Pad），阻焊层开窗应比焊盘略小，防止“绿油上焊盘”影响焊接质量。
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丝印标记
（图片来源网络，侵删）- 清晰可辨：丝印标记（位号、值、极性等）应清晰、准确，不能与焊盘、过孔或其它标记重叠。
- 可读性：标记方向应统一，便于目检和AOI设备识别,避免在元器件体下方放置丝印。
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布局与走线
- 元器件间距：确保元器件之间有足够的间距，防止焊接时“连锡”（Tin Bridging）,间距应考虑元器件的最大公差和焊盘的最大尺寸。
- 热设计：将发热量大的元器件（如大功率电阻、MOS管）与热敏元器件（如晶振、IC）分开布局，大元器件下方的PCB层不应有大面积铜箔,以减少散热不均。
- PCB边与传送边：PCB边缘与最近元器件的距离应足够，通常建议大于5mm，以保证夹具或边条能稳定夹持PCB,且不会碰撞到元器件。
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工艺边与定位孔
- 工艺边：对于尺寸较小的PCB，通常需要增加“工艺边”，以便于自动化设备（如贴片机、AOI）的传送和夹持。
- 定位孔：至少设置两个非对称的定位孔（孔径通常为3mm或4mm），用于SMT产线上的精确对位和夹持,定位孔应与板边保持足够距离。
元器件要求
元器件是焊接的对象,其质量直接决定了最终产品的可靠性。
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可焊性
（图片来源网络，侵删）- 焊端/引脚材料：应具有良好的可焊性，通常为镀层材料（如锡铅、无铅锡、金、镍等）。
- 焊端/引脚镀层：镀层应均匀、无氧化、无污染，IPC J-STD-002/003等标准规定了元器件引脚的可焊性测试方法。
- 存储与使用：元器件应存放在防潮、防静电的环境中，对于MSD（湿敏元器件），必须严格按照MSD等级要求进行烘烤、存储和使用，防止“爆米花”现象。
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包装与规格
- 包装形式：应采用适合自动化贴装的卷带包装、托盘包装或管状包装，卷带的孔距、张力、宽度需符合设备要求。
- 尺寸公差：元器件的尺寸应在允许的公差范围内,以确保能够准确贴装到焊盘上。
焊接材料要求
焊料是连接元器件与PCB的“桥梁”,其性能至关重要。
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焊膏
- 合金成分：根据产品要求和环保法规选择合适的焊膏合金（如SAC305, Sn63Pb37等）。
- 颗粒尺寸：焊膏中焊料颗粒的尺寸应与PCB上最小焊盘和元器件间距相匹配，常见的颗粒尺寸有Type 3, Type 4, Type 5，颗粒过大可能导致桥连,过小则可能塌陷。
- 黏度与触变性：焊膏的黏度应适合所使用的印刷工艺（如刮刀速度、压力）,良好的触变性有助于焊膏在印刷后保持形状。
- 助焊剂：助焊剂的活性、固体含量等需与PCB和元器件的表面清洁度相匹配，活性不足可能导致润湿不良,活性过强则可能腐蚀焊点。
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锡丝/锡条 (用于波峰焊/手工焊)
合金成分、助焊剂含量等参数需符合标准,确保良好的流动性和润湿性。
自动化工艺要求
这是将设计、物料转化为合格产品的核心环节。
锡膏印刷
- 模板设计：
- 厚度：根据元器件的引脚和焊盘高度选择合适的模板厚度（如0.1mm, 0.12mm）。
- 开孔：开孔形状和尺寸是关键，通常采用“梯形”开孔，便于脱模，对于细间距IC,可能需要电抛光或特殊处理。
- 印刷参数：
- 刮刀压力、速度、角度：这些参数直接影响焊膏的填充量和脱模效果。
- 分离速度：PCB与模板分离的速度会影响焊膏的成型。
- 质量要求：
- 焊膏量：焊膏量应均匀、一致，符合标准（通常在±50%范围内）。
- 无缺陷：无连锡、少锡、塌落、拉尖等缺陷。
贴片
- 精度：贴片机必须能够将元器件精确地放置在焊盘的中心，容差通常在±0.05mm以内。
- 贴片压力：压力需适中，压力过小，元器件会浮在焊膏上；压力过大,可能压塌焊膏甚至损坏元器件。
- 速度：在保证精度的前提下,追求更高的贴片速度。
回流焊接
这是最核心的焊接工艺,其温度曲线的设定至关重要。
- 温度曲线要求：温度曲线必须精确测量和设定，通常分为四个阶段：
- 预热区：缓慢升温（约1-3°C/s），使溶剂挥发，激活助焊剂,减少热冲击。
- 浸润区/保温区：使PCB和元器件温度均匀,助焊剂充分活化。
- 回流区：温度迅速超过焊料熔点（对于SAC305约为217-230°C），使焊料熔化并润湿焊盘和引脚，此阶段的时间应尽可能短（通常在30-90秒内）,以减少对元器件和PCB的热损伤。
- 冷却区：控制冷却速度（约4°C/s），使焊点快速凝固，形成光滑、致密的金属间化合物层。
- 关键参数：
- 峰值温度：根据焊料合金确定，通常比焊料熔点高30-50°C。
- 液相线以上时间：焊料处于液态的时间，一般要求在60-120秒之间,时间过长会损伤元器件。
- 升温速率：控制热冲击,防止PCB变形或元器件损坏。
波峰焊
主要用于插件元器件的焊接或混装板的焊接。
- 波峰高度与接触时间：波峰高度应确保焊料能完全接触到焊盘，但又不至于冲击过强，接触时间要控制好,避免桥连和虚焊。
- 焊料温度：通常设定在焊料熔点以上20-50°C。
- 助焊剂喷涂：助焊剂喷涂量要均匀,能有效去除氧化物。
- 传送带速度：与波峰高度、温度配合,确保焊接质量。
质量检验与测试要求
焊接完成后，必须进行严格的质量检验,以确保产品符合要求。
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目视检查
- 标准：依据IPC-A-610《电子组件的可接受性》标准进行检验。
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- 焊点外观：焊点应呈光滑的弯月面，无连锡、少锡、多锡、拉尖、虚焊、假焊、焊料球等缺陷。
- 元器件位置：元器件无偏移、立碑、侧立。
- 损伤：PCB无烧焦、变色,元器件无破损。
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自动光学检测
- 功能：快速、大批量地检查焊膏印刷、贴片、焊接后的质量。
- 检测能力：可以检测到大部分的贴片偏移、漏贴、桥连、少锡等2D/3D缺陷。
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X射线检测
- 功能：用于检测隐藏焊点的质量，如BGA、CSP、LGA等面阵列元器件的焊接质量。
- ：焊点有无虚焊、连锡、空洞、球窝等内部缺陷。
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在线测试
- 功能：通过探针接触PCB上的测试点，验证电路网络的通断、电阻、电容、电感等基本参数是否正确。
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功能测试
- 功能：将PCB板或整机产品通电，模拟其实际工作环境,验证其所有功能是否正常。
PCB自动焊接的技术要求是一个完整的闭环，“设计是基础，物料是保障，工艺是核心，检验是关口”，任何一个环节的疏忽都可能导致最终产品的缺陷，在实际生产中，必须建立一套完整的工艺规范和质量控制体系，并通过持续的过程监控和改进,才能稳定地生产出高质量的电子组件。
