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1、电子生产工艺基本常识培训第一篇表面贴装技术基础 SMT简介简介 SMT流程流程 电子元器件介绍电子元器件介绍SMTSMTSURFACE MOUNT TECHNOLOGYSURFACE MOUNT TECHNOLOGY表面贴装技术表面贴装技术:PCB上无需通孔,直接将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术SMTSMT制制制制造流程造流程造流程造流程波峰焊插通孔元件清洗混合安裝制程多用于消費类电子产品的组裝混合安裝制程多用于消費类电子产品的组裝印刷锡膏贴装元件洄焊翻面点胶贴装元件加热固化翻面先作A面：再作B面：插通孔元件后再过波峰焊：SMTSMT制制制制造流程造流程造流程造流
2、程印刷锡膏贴装元件洄流焊清洗锡膏锡膏洄焊制程简单，快捷洄焊制程简单，快捷点胶加热表面安装元件固化翻面插通孔元件波峰焊清洗贴片贴片波峰焊制程价格低，但要求设备多，难以实现高密組裝波峰焊制程价格低，但要求设备多，难以实现高密組裝SMTSMT制制制制造流程造流程造流程造流程通常先作B面再作A面印刷锡膏贴裝元件洄焊翻面贴裝元件印刷锡膏洄焊翻面清洗双面再焊制程双面再焊制程A面布有大型面布有大型IC器件器件B面以片式元件爲主充分用面以片式元件爲主充分用 PCB空间，实現安裝面积最小化，制程式控制制复杂，要求严格常用于密集型或超小型电子産品，如 手机空间，实現安裝面积最小化，制程式控制制复杂，要求严格常用于
3、密集型或超小型电子産品，如 手机电子元器件 SMC-SURFACE MOUNT COMPONENT主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。 SMD- SURFACE MOUNT DEVICE主要有片式晶体管和集成电路，集成电路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP 、FC、MCM等。电阻电阻（RESISTOR）电容电容(capacitor)阻容元件阻容元件阻容元件阻容元件识识识识別方法別方法別方法別方法1 1元件尺寸公英制元件尺寸公英制元件尺寸公英制元件尺寸公英制换换换换算（算（算
4、（算（0.120.12英寸英寸英寸英寸=120=120milmil、0.080.08英寸英寸英寸英寸=80=80milmil）阻容元件阻容元件阻容元件阻容元件识识识识別方法別方法別方法別方法2 2元件尺寸元件尺寸元件尺寸元件尺寸规格规格规格规格Chip Chip 阻容元件阻容元件阻容元件阻容元件IC IC 体积电体积电体积电体积电英制名英制名英制名英制名称称称称公制公制公制公制mmmm英制名英制名英制名英制名称称称称公制公制公制公制mmmm12061206080508050603060304020402020102013.23.2 1.61.6505030302525252512121.271
5、.270.80.80.650.650.50.50.30.32.02.0 1.251.251.61.6 0.80.81.01.0 0.50.50.60.6 0.30.3电感电感（INDUCTOR）4.其它器件QFPBGA第二篇锡膏与印刷技术 网版印刷术语解释 锡膏基本常识 印刷设备 印刷过程及工艺控制网版印刷术语开孔面积百分率开孔面积百分率 open mesh area percentage钢网上网孔的面积与相应的焊盘面积之比,用百分数表示。网框外尺寸网框外尺寸 outer frame dimension在网框水平位置上，测得包括网框上所有部件在内的长与宽的乘积。印刷头印刷头 printing
6、head印刷机上通过靠着印版动作、为焊膏或胶水转移提供必要压力的部件。焊膏或胶水焊膏或胶水印刷过程中敷附于PCB板上的物质。印刷面印刷面 printing side(lower side)钢网印版的底面，即焊膏或胶水与PCB板相接触的一面网版印刷术语刮刀角度刮刀角度刮刀角度刮刀角度 squeegee anglesqueegee angle刮刀的切线方向与刮刀的切线方向与PCBPCB板水平面或与压印辊接触点的切线板水平面或与压印辊接触点的切线之间的夹角，在刮刀定位后非受力或非运动的状态下测得。之间的夹角，在刮刀定位后非受力或非运动的状态下测得。刮刀刮刀刮刀刮刀 squeegee bladesqu
7、eegee blade刮刀的刀状部分，直接作用于印版上的印刷焊膏或胶水，刮刀的刀状部分，直接作用于印版上的印刷焊膏或胶水，使焊膏或胶水附着在使焊膏或胶水附着在PCBPCB板上。板上。刮区刮区刮区刮区 squeegeeingsqueegeeing areaarea刮刀在印版上刮墨运行的区域。刮刀在印版上刮墨运行的区域。刮刀相对压力刮刀相对压力刮刀相对压力刮刀相对压力 squeegee pressure, relativesqueegee pressure, relative刮刀在某一段行程内作用于印版上的线性压力除以这段刮刀在某一段行程内作用于印版上的线性压力除以这段行程的长度。行程的长度。丝网
8、厚度丝网厚度丝网厚度丝网厚度 thickness of meshthickness of mesh丝网模版载体上下两面之间的距离。丝网模版载体上下两面之间的距离。锡膏锡膏Solder pasteSolder paste1）作用：焊接前有一定的粘性，使元器件在贴片过程中黏结在PCB焊盘上；焊接后完成PCB焊盘与元器件电极之间的物理、电器连接。2) 成分 （以普通锡铅锡膏为例）组成组成主要成分主要成分功能功能合金焊料粉合金焊料粉铅铅Pb、锡、锡Sn元器件和电路之间的物理、电气连接元器件和电路之间的物理、电气连接助焊膏系统助焊膏系统焊剂粘溶剂接剂活化剂焊剂粘溶剂接剂活化剂松香、合成树脂松香、松香脂、
9、聚丁烯硬脂酸、盐酸、联氨、三乙醇胺等甘油、乙二醇松香、合成树脂松香、松香脂、聚丁烯硬脂酸、盐酸、联氨、三乙醇胺等甘油、乙二醇帮助印刷成型、脱模帮助印刷成型、脱模, 除去元件引脚、焊盘和锡珠上的氧化 物等除去元件引脚、焊盘和锡珠上的氧化 物等锡膏的组成What is solder paste?锡粉锡粉+ 助焊膏助焊膏= 锡膏锡膏Solder Powder + Paste Flux = Solder Paste锡膏生产工艺流程图锡膏生产工艺流程图Solder Paste Production Process FlowchartFlux Cream Material InspectionFlux C
10、ream CompoundingMixingsSolder Powder InspectionProduct InspectionPackingFinalInspectionStorage助焊膏来料检验助焊膏的研炼助焊膏成品检测锡粉来料检测包装最终检验入库Flux CreamIngredientInspection 锡膏的技术要点锡膏的技术要点Key Solder Paste Specification?助焊膏类型助焊膏类型 Flux Type?合金成份合金成份 Alloy Type?锡粉的直径大小锡粉的直径大小 Mesh Size (Powder Diameter)?金属含量金属含量 Met
11、al Contents?粘稠度粘稠度 Viscosity 锡膏的选择锡膏的选择How to determine solder paste specification? 合金成份合金成份 Alloy type-决定于操作温度，焊盘合金组成决定于操作温度，焊盘合金组成Depends on operating temperature , pad metallization无铅焊接无铅焊接235-240Sn95/Sb5无铅焊接无铅焊接217-219Sn96/Ag./Cu0.5无铅焊接无铅焊接227Sn99.3/Cu0.7可用于低温及无铅焊接可用于低温及无铅焊接139Sn42/Bi58常用于低温焊接常用
12、于低温焊接144-163Sn43/Pb43/Bi14高温焊接高温焊接268-302Sn10/Pb88/Ag2常用，特别适合含银电极之焊接常用，特别适合含银电极之焊接179Sn62/Pb36/Ag2最常用最常用183Sn63/Pb37ApplicationsMelting Point( C )Alloy ingredient( wt% )锡膏的选择锡膏的选择How to determine solder paste specification? 锡粉直径锡粉直径Mesh size ( Powder Diameter ) 决定于印刷间距决定于印刷间距Depends on the applicati
13、on pitch size.Micro BGA1030N.A.T6=0.4mm(16mil)2038-400+635T5=0.4mm(16mil)2538-400/+500T4=0.5mm(20mil)2545-325/+500T3=0.65mm(25mil)2563-230/+500T2.5=0.65mm(25mil)4575-200/+325T2PitchDiameter(um)MeshType锡膏的选择锡膏的选择How to determine solder paste specification?金属含量金属含量Metal contents-决定于助焊膏类型和应用需要决定于助焊膏类型和
14、应用需要Depends on flux type & application method.* 金属含量表明锡膏中金属成份所占的重量百分比，通常为金属含量表明锡膏中金属成份所占的重量百分比，通常为8591%Metal contents is the weight percent of metal powder in paste . Typically 8591% of solder paste is metal .* 金属含量 决定因素金属含量 决定因素 Metal contents Variables1.助焊膏类型助焊膏类型 Flux Vehicle types2.合金成份及锡粉直径合金成份
15、及锡粉直径 Alloy & Mesh size ( Powder Diameter)3.印刷或点涂工艺印刷或点涂工艺 Printing Vs Dispensing锡粉品质锡粉品质Solder Powder Quality?氧化量氧化量 Oxide content - 0.15 % by wt?直径分布窄直径分布窄 Narrow Distribution - fine separatione.g.Sn63/Pb37 T3 2545umMax powder size =50umPowder size 2545 um 80% Min 20 um 10% Max锡膏的实际应用要求锡膏的实际应用要求Pr
16、actical use of solder paste? 通常以下因素对锡膏的选择及应用效果起决定作用通常以下因素对锡膏的选择及应用效果起决定作用Good Printability良好的印刷性Fine pitch printability细间距印刷能力Continual printability type持续印刷能力Print speed type印刷速度Stencil idle time钢网放置时间Stencil life连续印刷寿命Tackiness粘性Slump resistively抗坍塌性Good workability良好的可操作性锡膏的实际应用要求锡膏的实际应用要求Practic
17、al use of solder pasteGood solder ability良好的焊锡性Wetability润湿性Solder ball锡珠SIR表面绝缘阻抗Elect remigration电迁移Corrosion腐蚀性Ionic residue离子残留High reliability高可靠性Flux residue助焊膏残留物ICT testabilityICT测试性能Inspection检测运输及储存运输及储存Shipping & Storage 运输运输 :每瓶500g，宽口型塑胶（PE）瓶包装，并盖上内盖密封封装，送货时可用泡沫箱盛装，每箱最多20瓶，保持箱内温度不超过35 C
18、 . 储存储存 :当客户收到锡膏后应尽快将其放进冰箱储存，建议储存温度为 5 10 C。 储存期储存期 : 6个月（以普通锡铅锡膏为例）(密封保存在密封保存在 510 C)印刷设备印刷设备Printing Machine印刷模板Stencils SMT印刷模板制造方法1.化学蚀刻2.激光切割3.电铸法现常用激光切割制造印刷模板印刷钢网印刷机 手工印刷机 半自动印刷机 全自动印刷机手印台刮刀Squeegees1).刮刀的两种形式：菱形和拖裙形，拖裙形分成聚乙烯(或类似)材料和金属。6065shorevery soft红 色7075shoresoft绿 色8085shorehard蓝 色90 +
19、shorevery hard白 色印刷前之准备印刷前之准备Preparation for Printing? 回温回温 Temperature Control锡膏通常用冰箱冷藏，冷藏温度为510为佳。故从冰箱中取出锡膏时，需先经“回温”才能打开瓶盖使用。回温方式：不开启瓶盖的前提下，放置于室温中自然解冻；回温时间：回温方式：不开启瓶盖的前提下，放置于室温中自然解冻；回温时间：4小时左右小时左右注意：注意：1.未经充足的未经充足的“回温回温”，千万不要打开瓶盖；，千万不要打开瓶盖；2.不要用加热的方式缩短不要用加热的方式缩短“回温回温”的时间的时间印刷前之准备印刷前之准备Preparation
20、for Printing? 搅拌搅拌 Stirring锡膏在“回温”后，于使用前要充分搅拌。目的：使助焊剂与锡粉之间均匀分布，充分发挥各种特性；搅拌方式：手工搅拌或机器搅拌均可；搅拌时间：手工：4分钟左右机器：13分钟；SMT焊膏印刷的品质控制1.焊膏印刷的常见缺陷A.少印B.连印C.错印D.凹形E.边缘不齐F.拉尖G.塌落H.玷污焊膏印刷过程中的工艺控制 涂敷焊膏的基本要求：A.涂敷焊膏应适量均匀，一致性好，焊膏图形清晰，相邻的图形之间尽量不要沾连，焊膏图形与焊盘图形要一致尽量不要错位。B.在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应该为0.8mg/平方mm左右，对窄间距的元件应为0.5 mg/平
21、方mm。C.涂敷在PCB焊盘上的焊膏量与期望值比较，可允许有一定的偏差，但焊膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上。焊膏印刷过程中的工艺控制D.焊膏涂敷后，应无严重塌落，边缘整齐，错位不大于0.2mm，对窄间距元件焊盘，错位不大于0.1mm，PCB不允许被焊膏污染。不同状态锡浆的使用注意事项不同状态锡浆的使用注意事项取用前用刮刀拔动检查，如果有硬化风干的情形，须废弃不用，无硬化风干的情形时，用刮刀搅拌12分钟后使用，可添加等量的己封尚未使用的锡浆混使使用自印刷钢网上回收的锡浆使用前须另用锡浆瓶包装，不宜与尚未使用的锡膏混装在一起，盖好瓶盖于室温储存，24小时内取用。自印刷钢网上回收锡浆盖好瓶盖置于
22、室温储存，48小时内取用，取用前用刮刀拔动检查，如果有硬化风干的情形，须废弃不用，无硬化风干的情形，用刮刀搅拌12分钟后使用。已开封尚未启用的锡浆使用前自冰箱取出后，在室温下回温4小时以上或隔夜，搅拌23分钟后再使用。未开封的锡浆使用前第三篇贴装设备贴片机第四篇焊接工艺技术常见术语解释手工焊接工艺洄流焊接工艺元铅焊接工艺BGA返修焊接工艺常见术语解释1.焊接:依靠液态焊料添满母材的间隙并与之形成金属结合的一种过程2.润湿:熔融焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续并且附着牢固的合金过程手工焊接工艺过程：快速地把加热和上锡的烙铁头接触带芯锡线(cored wire)，然后接触焊接点区域，用熔化
23、的焊锡帮助从烙铁到工件的最初的热传导。然后把锡线移开将要接触焊接表面的烙铁头。洄流焊接工艺（Reflow）洄流焊：通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点，在焊接过程中不再添加任何额外焊料的一种焊接方法。洄流焊设备分类分类:热风红外在流焊汽相再流焊（VPR）激光再流焊洄流焊温度曲线 Reflow Profile(热风红外洄流焊)常见焊接不良问题分析常见焊接不良问题分析Soldering Defects? 桥连桥连/短路短路 Bridging常见焊接不良问题分析常见焊接不良问题分析Soldering Defects? 锡珠锡珠/锡球锡球 Solder balling/beading常见焊接不良问题分
24、析常见焊接不良问题分析Soldering Defects? 立碑立碑 Tomb stoning常见焊接不良问题分析常见焊接不良问题分析Soldering Defects?润湿性差润湿性差润湿性差润湿性差 Poor wettingPoor wettingbefore reflow after reflow常见焊接不良问题分析常见焊接不良问题分析Soldering Defects?泪锡泪锡泪锡泪锡/ /开路开路开路开路 Wicking / opensWicking / opensSMT常见焊接不良原因分析（1）元件可焊性差（2）锡膏中残留的杂质较多PCB焊盘设计太小，以致锡缘太薄温度设定不适合焊点
25、锡孔、裂纹锡膏过期或质量差温度设定不适合焊点不光亮锡膏印刷性差钢网开孔设计不良（1）锡膏印刷过少、刮刀不良、印刷参数设定不当（2）网孔堵塞少锡（1）一端焊盘或元件可焊性差（2）锡膏活性强PCB焊盘设计欠佳温度设定不适合偏位印刷厚度不均碑立锡膏的触变性、塌落性、粘度变化钢网厚度或开孔不适温度设定不适合偏位、桥连、表面不平整、拉尖、过厚短路（1）锡膏使用管理方法不当，吸收过多水分（2）锡膏质量差（有锡球氧化、杂质）未烘烤钢网未采用防锡珠产生的开孔方式温度设定不适合（1）锡膏印刷过厚，贴装元件后将压桥连（2）网板底部有锡膏未清洁（3）环境温湿度超标锡珠（1）元件可焊性差（2）锡膏的活性（湿润性）差未烘烤温度设定不适合偏位、贴装压力、定位针定位不良偏位、厚度不均匀、少锡虚焊材料PCB、元件烘烤PCB、钢网设计回流焊接贴片印刷不良原因分析缺陷项目ttp:/24小时服务专线小时服务专线0769-88092033
