《{SMT表面组装技术}SMT工艺培训1》由会员分享,可在线阅读,更多相关《{SMT表面组装技术}SMT工艺培训1(79页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
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