SMT表面组装技术

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1、SMT 表面组装技术表面组装技术SMT 是表面组装技术（表面贴装技术） （Surface Mounted Technology 的缩写） ，是目前电子组装行 业里最流行的一种技术和工艺。 SMTSMT 简介简介电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT） ，称为表面贴装或表面安装技术。它是 一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称 SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板 （Printed Circuit Board，PCB）的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组 装的电路装连技术。回流焊回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连

2、技术。SMTSMT 特点特点组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一 般采用 SMT 之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。可靠性高、抗震能力强。焊点缺陷 率低。 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。SMTSMT 组成组成总的来说，SMT 包括表面贴装技术、表面贴装设备、表面贴装元器 件、SMT 管理。为什么要用为什么要用 SMTSMT电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。电 子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC）已无

3、穿孔元件，特别是 大规模、高集成 IC，不得不采用表面贴片元件。产品批量化，生产 自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及 加强市场竞争力。电子元件的发展，集成电路(IC）的开发，半导体 材料的多元应用。电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。SMTSMT 基本工艺构成要素基本工艺构成要素印刷(红胶/锡膏) 检测(可选 AOI 全自动或者目视检测)贴装(先贴小器件后贴大器件:分高速 贴片及集成电路贴装)检测(可选 AOI 光学/目视检测) 焊接(采用热风回流焊进行焊接) 检测 (可分 AOI 光学检测外观及功能性测试检测) 维修(使用工具:焊台及热风拆焊台等) 分板(手工 或者分

4、板机进行切板)工艺流程简化为：印刷-贴片-焊接-检修(每道工艺中均可加入检测环节以控制质 量)锡膏印刷锡膏印刷其作用是将锡膏呈45度角用刮刀漏印到 PCB 的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为印刷机 （锡膏印刷机） ，位于 SMT 生产线的最前端。零件贴装零件贴装其作用是将表面组装元器件准确安装到 PCB 的固定位置上。所用设备为贴片机，位于 SMT 生产线中 印刷机的后面，一般为高速机和泛用机按照生产需求搭配使用。回流焊接回流焊接其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与 PCB 板牢固焊接在一起。所用设备为回流焊炉，位于 SMT 生产线中贴片机的后面，对于温度要求相当严格，需要实时进行温

5、度量测，所量测的温度以 profile 的形式体现。AOIAOI 光学检测光学检测其作用是对焊接好的 PCB 板进行焊接质量的检测。所使用到的设备为自动光学检测机（AOI） ，位置 根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。有些在回流焊接前，有的在回流焊接后。维修维修其作用是对检测出现故障的 PCB 板进行返修。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在 AOI 光学检 测后分板分板其作用对多连板 PCBA 进行切分，使之分开成单独个体，一般采用 V-cut 与 机器切割方式焊锡膏基础知识焊锡膏基础知识焊锡膏是将焊料粉末与具有助焊功能的糊状焊剂混合而成的一种浆料，通常焊料粉末占90%左右，其 余是

6、化学成分。我们把能随意改变形态或任意分割的物体称为流体，研究流体受外力而引起形变与流 动行为规律和特征的科学称为流变学。但在工程中则用黏度这一概念来表征流体黏度的大小。焊锡膏的流变行为焊锡膏中混有一定量的触变剂，具有假塑性流体性质。焊锡膏在印刷时，受到刮刀的推力作用，其 黏度下降，当达到模板窗口时，黏度达到最低，故能顺利通过窗口沉降到 PCB 的焊盘上，随着外力的 停止，焊锡膏黏度又迅速回升，这样就不会出现印刷图形的塌落和漫流，得到良好的印刷效果。影响焊锡膏黏度的因素：焊料粉末含量；焊料粉末粒度；温度；剪切速率。1、焊料粉末含量 焊锡膏中焊料粉末的增加引起黏度的增加 2、焊料粉末粒度 焊料粉末

7、粒度增大，黏度降低 3、温度 温度升高，黏度下降。印刷的最佳环境温度为233度。 4 4、剪切速率剪切速率 剪切速率增加，黏度下降。SMTSMT 回流焊技术回流焊技术回流焊概述回流焊概述回流焊又称“再流焊”或“再流焊机”或“回流炉” （Reflow Oven）,它是通过提供一种加热环境， 使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和 PCB 焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的设备。根据 技术的发展分为：气相回流焊、红外回流焊、远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。另外根据焊接特殊的需要，含有充氮的回流焊炉。目前比较流行和实用的大多是远红外回流焊、红外加 热风回流焊和全热风回流焊。红外再流焊

8、红外再流焊(1）第一代-热板式再流焊炉 (2）第二代-红外再流焊炉 热能中有 80%的能量是以电磁波的形式红外线向外发射的。其波长在可见光之上限0.70.8um 到1mm 之间，0.721.5um 为近红外；1.55.6um 为中红外；5.61000um 为远红外，微波则在远红外 之上。 升温的机理：当红外波长的振动频率与被辐射物体分子间的振动频率一致时，就会产生共振，分子的 激烈振动意味着物体的升温。波长为18um 第四区温度设置最高，它可以导致焊区温度快速上升，提高泣湿力。优点：使助焊剂以及有机酸和卤 化物迅速水利化从而提高润湿能力；红外加热的辐射波长与吸收波长相近似，因此基板升温快、温差

9、小；温度曲线控制方便，弹性好；红外加热器效率高，成本低。 缺点：穿透性差，有阴影效应热不均匀。 对策：在再流焊中增加了热风循环。 (3）第三代-红外热风式再流焊。 对流传热的快慢取决于风速，但过大的风速会造成元件移位并助长焊点的氧化，风速控制在 1.01.8m/s。热风的产生有两种形式：轴向风扇产生（易形成层流，其运动造成各温区分界不清）和 切向风扇（风扇安装在加热器外侧，产生面板涡流而使得各温区可精确控制） 。 基本结构与温度曲线的调整： 1. 加热器：管式加热器、板式加热器铝板或不锈钢板 2. 传送系统：耐热四氟乙烯玻璃纤维布 3. 运行平稳、导热性好，但不能连线，适用于小型热板型不锈钢网

10、，适用于双面 PCB，也不能连线； 链条导轨，可实现连线生产 4. 强制对流系统：温控系统：5.5. 回流焊工艺流程回流焊工艺流程1. 单面板： (1)(1) 在贴装与插件焊盘同时印锡膏；(2) 贴放 SMC/SMD；(3) 插装 TMC/TMD;4) 再流焊2. 双面板 (1) 锡膏-再流焊工艺，完成双面片式元件的焊接；(2) 然后在 B 面的通孔元件焊盘上涂覆锡膏； (3) 反转 PCB 并插入通孔元件；(4) 第三次再流焊。回流焊注意事项回流焊注意事项1. 与 SMB 的相容性，包括焊盘的润湿性和 SMB 的耐热性； 2. 焊点的质量和焊点的抗张强度； 3. 焊接工作曲线： 预热区：升温

11、率为1.31.5 度/s，温度在90100s 内升至150 度 保温区：温度为 150180 度，时间4060s 再流区：从180到最高温度250 度需要1015s，回到保温区约30s 快速冷却 无铅焊接温度（锡银铜）217度 4、 Flip Chip 再流焊技术 F.C汽相再流焊汽相再流焊又称汽相焊（Vapor Phase Soldering，VPS） ，美国最初用于厚膜集成电路的焊接，具有升温速度快 和温度均匀恒定的优点，但传热介质 FC-70 价格昂贵，且需 FC-113，又是臭氧层损耗物质优点： 1. 汽相潜热释放对 SMA 的物理结构和几何形状不敏感，使组件均匀加热到焊接温度 2.

12、焊接温度保持一定，无需采用温控手段，满足不同温度焊接的需要 3. VPS 的汽相场中是饱和蒸气，含氧量低 4. 热转化率高。激光再流焊激光再流焊1. 原理和特点：利用激光束直接照射焊接部位， 2. 焊点吸收光能转变成热能，加热焊接部位，使焊料熔化。 3. 种类：固体 YAG（乙铝石榴石）激光器。SMTSMT 常用知识简介常用知识简介1.一般来说，SMT 车间规定的温度为237。 2.锡膏印刷时，所需准备的材料及工具: : 锡膏、钢板、刮刀、擦拭纸、无尘纸、清洗剂、搅拌刀。 3.一般常用的锡膏成份为 Sn96.5%/Ag3%/Cu0.5%。 4.锡膏中主要成份分为两大部分锡粉和助焊剂。 5.助焊

13、剂在焊接中的主要作用是去除氧化物、破坏融锡表面张力、防止再度氧化。 6.锡膏中锡粉颗粒与 Flux（助焊剂）的体积之比约为1:1，重量之比约为9:1。 7.锡膏的取用原则是先进先出。 8.锡膏在开封使用时，须经过两个重要的过程回温、搅拌。 9.钢板常见的制作方法为：蚀刻、激光、电铸。 10.SMT 的全称是 Surface mount（或 mounting)technology，中文意思为表面粘着（或贴装）技术。 11. ESD 的全称是 Electro-static discharge，中文意思为静电放电。 12. 制作 SMT 设备程序时，程序中包括五大部分，此五部分为 PCB data;

14、 Mark data;Feeder data; Nozzle data; Part data。 13. 无铅焊锡 Sn/Ag/Cu 96.5/3.0/0.5的熔点为217C。 14. 零件干燥箱的管制相对温湿度为90度时表示锡膏与波焊体无附着性； 51. IC 拆包后湿度显示卡上湿度在大于30%的情况下表示 IC 受潮且吸湿； 52. 锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是90%:10%,50%:50%; 53. 早期之表面粘装技术源自于20世纪60年代中期之军用及航空电子领域； 54. 目前 SMT 最常使用的焊锡膏 Sn 和 Pb 的含量各为：63Sn 37Pb;共晶点为183 5

15、5. 常见的带宽为8mm 的纸带料盘送料间距为4mm; 56. 在20世纪70年代早期，业界中新出现一种 SMD，为“密封式无脚芯片载体” ，常以 LCC 简代之； 57. 符号为272之组件的阻值应为2.7K 欧姆； 58. 100NF 组件的容值与0.10uf 相同； 60. SMT 使用量最大的电子零件材质是陶瓷； 61. 回焊炉温度曲线其曲线最高温度215C 最适宜； 62. 锡炉检验时，锡炉的温度245较合适； 63. 钢板的开孔型式方形、三角形、圆形，星形，本磊形； 64. SMT 段排阻有无方向性无；65. 目前市面上售之锡膏，实际只有4小时的粘性时间；66. SMT 设备一般使

16、用之额定气压为5KG/cm2; 67. SMT 零件维修的工具有：烙铁、热风拔取器、吸锡枪、镊子； 68. QC 分为：IQC、IPQC、 。FQC、OQC; 69. 高速贴片机可贴装电阻、电容、IC、晶体管; 70. 静电的特点：小电流、受湿度影响较大； 71. 正面 PTH，反面 SMT 过锡炉时使用何种焊接方式扰流双波焊； 72. SMT 常见之检验方法： 目视检验、X 光检验、机器视觉检验 73. 铬铁修理零件热传导方式为传导对流； 74. 目前 BGA 材料其锡球的主要成份 Sn90 Pb10,SAC305，SAC405; 75. 钢板的制作方法雷射切割、电铸法、化学蚀刻； 76. 迥焊炉的温度按：利用测温器量出适用之温度； 77. 迥焊炉之 SMT 半成品于出口时其焊接状况是零件固定于 PCB 上； 78. 现代质量管理发展的历程 TQ