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1、smt表面贴装工程,什么是SMA？,SMA(Surface Mount Assembly)的英文缩写，中文意思是 表面贴装工程 。是新一代电子组装技术，它将传统的 电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。 表面安装不是一个新的概念，它源于较早的工艺，如 平装和混合安装。 电子线路的装配，最初采用点对点的布线方法，而且 根本没有基片。第一个半导体器件的封装采用放射形的引 脚，将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通 孔中。50年代，平装的表面安装元件应用于高可靠的军方， 60年代，混合技术被广泛的应用，70年代，受日本消费类 电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件 被广泛使
2、用。,什么是SMA？,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMA的特点：,SMT工艺流程,一、单面组装： 来料检测 = 丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= 回流焊接= 清洗 = 检测 = 返修 二、双面组装； A：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化） = A面回流焊接 = 清洗 = 翻板= PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干 = 回流焊接 （最好仅对B面 = 清洗 =检测 = 返修） 此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。,最最基础的东西,B：来料检测 = PCB的A面丝印
3、焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= A面回流焊接 = 清洗 = 翻板= PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修） 此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。,SMT工艺流程,四、双面混装工艺： A：来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面插件 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况 B：来料检测 = PCB的A面插件（引脚打弯）= 翻板 = PCB的B面点 贴片
4、胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况 C：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 = 回流焊接 = 插件，引脚打弯 = 翻板 =PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 A面混装，B面贴装。,SMT工艺流程,Screen Printer,Screen Printer 的基本要素：,Solder (又叫锡膏） 经验公式：三球定律 至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位：
5、 锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用 单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou) 判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法： 搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴， 如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内 为良好。反之，粘度较差。,Screen Printer,锡膏的主要成分：,Squeegee(又叫刮板或刮刀）,菱形刮刀,拖裙形刮刀,聚乙烯材料 或类似材料,金属,Screen Printer,Squeegee的压力设定：,第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加
6、1kg的压力。 第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加 1kg的压力 第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。,Screen Printer,Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分： very soft 红色 soft 绿色 hard 蓝色 very hard 白色,Stencil (又叫模板）：,Stencil,PCB,Stencil的梯形开口,Screen Printer,PCB,Stencil,Stencil的刀锋形开口,激光切割模板和电铸成行模板,化学蚀刻模板,Screen Printer,Screen
7、Printer,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。,提高锡膏中金属成份比例（提高到88 %以上）。 增加锡膏的粘度（70万 CPS以上） 减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目） 降低环境的温度（降至27OC以下） 降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度） 加强印膏的精准度。 调整印膏的各种施工参数。 减轻零件放置所施加的压力。 调整预热及熔焊的
8、温度曲线。,问题及原因 对 策,2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致. 3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似.,避免将锡膏暴露于湿气中. 降低锡膏中的助焊剂的活性. 降低金属中的铅含量. 减少所印之锡膏厚度 提升印着的精准度. 调整锡膏印刷的参数.,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,问题及原因 对 策,4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因. 5.
9、粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.,增加印膏厚度,如改变网布或板膜等. 提升印着的精准度. 调整锡膏印刷的参数. 消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。 降低金属含量的百分比。 降低锡膏粘度。 降低锡膏粒度。 调整锡膏粒度的分配。,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,问题及原因 对 策,6.坍塌 SLUMPING 原因与“搭桥”相似。 7.模糊 SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。,增加锡膏中的金属含量百分比。 增加锡膏粘
10、度。 降低锡膏粒度。 降低环境温度。 减少印膏的厚度。 减轻零件放置所施加的压力。 增加金属含量百分比。 增加锡膏粘度。 调整环境温度。 调整锡膏印刷的参数。,印刷作业指引,MOUNT,表面贴装元件的种类,有源元件 （陶瓷封装）,无源元件,单片陶瓷电容,钽电容,厚膜电阻器,薄膜电阻器,轴式电阻器,CLCC （ceramic leaded chip carrier） 陶瓷密封带引线芯片载体,DIP（dual -in-line package）双列直插封装,SOP（small outline package）小尺寸封装,QFP(quad flat package) 四面引线扁平封装,BGA( ba
11、ll grid array) 球栅阵列,SMC泛指无源表面 安装元件总称,SMD泛指有源表 面安装元件,阻容元件识别方法 1元件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）,Chip 阻容元件,IC 集成电路,英制名称,公制 mm,英制名称,公制 mm,1206,0805,0603,0402,0201,3.21.6,50,30,25,25,12,1.27,0.8,0.65,0.5,0.3,2.01.25,1.60.8,1.00.5,0.60.3,MOUNT,MOUNT,阻容元件识别方法 2片式电阻、电容识别标记,电 阻,电 容,标印值,电阻值,标印值,电阻值,2R2,
12、5R6,102,682,333,104,564,2.2,5.6,1K,6800,33K,100K,560K,0R5,010,110,471,332,223,513,0.5PF,1PF,11PF,470PF,3300PF,22000PF,51000PF,MOUNT,IC第一脚的的辨认方法, IC有缺口标志, 以圆点作标识, 以横杠作标识, 以文字作标识（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）,JUKI贴片机操作指引,FUJI贴片机操作指引,贴片机操作规范,REFLOW,再流的方式：,REFLOW,热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件 表面的氧化物 ；焊膏的熔融 、再
13、流动以及 焊膏的冷却、 凝固。,基本工艺：,REFLOW,工艺分区：,（一）预热区 目的： 使PCB和元器件预热 ，达到平衡，同时除去焊膏中的水份 、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较 缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小， 升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容 器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。,REFLOW,目的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起 着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金 属氧化物。时间约60120秒，根据焊料的性质有所差异。,工艺分区：,（二）保温区,REFL
14、OW,目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊 剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对 大多数焊料润湿时间为6090秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔 点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。 （四）冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。,（二）再流焊区,工艺分区：,REFLOW,影响焊接性能的各种因素：,工艺因素,焊接前处理方式，处理的类型，方法，厚度，层 数。处理后到焊接的时间内是否加热，剪切或经过 其他的加工方式。,焊接工艺的设计,焊区：指尺
15、寸，间隙，焊点间隙 导带（布线）：形状，导热性，热容量 被焊接物：指焊接方向，位置，压力，粘合状态等,REFLOW,焊接条件,指焊接温度与时间，预热条件，加热，冷却速度 焊接加热的方式，热源的载体的形式（波长，导热 速度等）,焊接材料,焊剂：成分，浓度，活性度，熔点，沸点等 焊料：成分，组织，不纯物含量，熔点等 母材：母材的组成，组织，导热性能等 焊膏的粘度，比重，触变性能 基板的材料，种类，包层金属等,影响焊接性能的各种因素：,REFLOW,几种焊接缺陷及其解决措施,回流焊中的锡球,回流焊中锡球形成的机理,回流焊接中出的锡球，常常藏于矩形片式元件两端 之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏 被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回 流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等 润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分，所 有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊 缝流出，形成锡球。因此，焊锡与焊盘和器件引脚润湿 性差是导致锡球形成的根本原因。,原因分析与控制方法,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施： a) 回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到 达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快， 达到平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来 ，到达回流焊温区时，引起水分、溶
