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1、SMT 工艺与制程一 SMT生产环境二 生产排序三 焊膏部分 四 胶水部分五 组件(SMD)的基本知识六 PCB板的基本要求七 SMT基本工艺、制程文件 唐海 2013/4/29 一 SMT生产环境1. 无尘: SMT设备气动部件很多,清洁的环境有利于气路的顺畅,与稳定运行; SMT贴片设备的组件认识系统主要为相机识别或激光识别,它们镜头是否清洁无尘直接影响到设备的装着率和贴片精度; SMT设备的功率电器部件较多,无尘与良好的通风环境能保证其寿命; 无尘能保证PCB板的清洁,保证印刷质量与点胶质量； 无尘的其体等级要求根据生产品的类型与精度要求来确定。2. 温度: ( 20-28 ) 设备的机
2、械、电器部件在高速、长时间运转下都会发热, 要较低的环境温度保证其正常运行; 在此温度范围内能保证锡膏的性能与点胶的质量; SMT 的作业人员为防静电而穿了防静电衣帽,需要合适的温度环境.3. 湿度: ( 40-70%RH ) 湿度对静电的影响非常大; 湿度对锡膏的印刷有很大影响; 湿度对设备机械、电器部件有影响.4. 防静电: A.静电 物质由于受外力的作用,会产生电子的得失,物质中电子的得失破坏了电平衡,产生了静电.静电能击穿很多电子器件,是IC等电子器件的头号杀手.B.影响静电的产生因素l 物质的材料特性,有的容易产生静电,有的不容易产生静电;l 物质摩擦的作用力的大小与方向;l 环境湿
3、度会影响静电产生的大小,越干燥,越易产生静电;l 环境空间的交变电场,磁场也是产生静电的重要来源. C.静电的防护l 所有元器件的操作都必需在静电安全工作台上进行;l SMD采用防静电包装,SMD物料仓要有更严的防静电保护;l SMT的作业人员必须有静电防护,穿防静电工作服或戴防静电手腕带,接触芯片时避免接触它的引脚或端子,根据要求再作静电防护;l SMT的各种设备必须有良好的防静电保护,做防静电油漆,加防静电皮,和设备良好的接地;l 控制好SMT生产环境的湿度,工作场地做防静电油漆,加防静电地皮;l PCBA的存放与搬运也要注意防静电,用防静电胶盆等来装PCB .5. 通风: SMT回流焊会
4、排出很多废气,需要良好的通风保持生产环境.6. 照明:方便目检员检测半成品,作业人员观察与作业.7. 振动:小的振动有利于保护贴片精度,设备的正常使用.8. 地板的承载能力:SMT设备一般都有较大振动,如果生产车间不在一楼应考虑楼板的承受能力和防止共振.9. 设备的布局:主要考虑设备的振动是否会相互影响,是否方便作业与正体的美观,产品的升级伴随的辅助设备的增加.二 生产排序1. 先生产锡膏面,再生产胶水面2. 先生产少料面,再生产多料面3. PCB 胶水 贴片 回焊炉 目检 ICT IPQC4. PCB 印刷 IPQC抽检 贴片 IPQC抽检 回焊炉 IPQC ICT 目检 三 焊膏部分有铅焊
5、膏有铅焊膏的组成与其对性能的影响 1. 锡铅合金锡球 ( Solder Ball ) l 比重 85-90%：合金锡球比重高低将会影响焊点锡量的多少与爬升性，因为焊接时锡球合金不会挥发，相同体积的锡膏膜，锡铅合金球的比重越高焊点就会越饱满。l 球径 25-55um：生产机板上的最小印刷间距决定了被选用锡膏锡球球径的范围。一般要求球径要小于最小印刷间距的1/3。如球径太大在印刷时网孔易堵塞,锡膏粘度会变小，不易均匀涂布; 球径太小易塌边,锡球易氧化,焊接时易起锡珠.l 锡铅比 63/37： 锡球的锡铅比例将决定锡膏的熔点,Sn/Pb为63/37的锡膏熔点约为183，近年来由于环保的要求多用无铅锡
6、球. 2. 助焊剂 ( Flux ) l 比重 912% 一般在10%左右l 种类 RSA、RA、RMA、R 现一般采用RMA型RMA 弱活化性 卤素含有量小于0.5，腐蚀性很小 l 作用与要求:清除 PCB 表面 PAD 上的氧化层,并保护其不再被氧化. 降低焊接中焊料的表面张力,促进焊料的流动与分散. 加强了锡膏的润湿性. 要求助焊剂无腐蚀,低残留,免清洗. 3. 粘度、流变动调节剂,溶剂 ( Solvent ) * 比重 2-3%* 粘度调节剂 控制锡膏的粘度与沉积特性，是影响粘度的主要因素。影响粘度的其它因素： 锡球颗粒外形尺寸与形状,外形尺寸越小粘度就越大; 助焊剂所占锡膏的比重,含
7、有助焊剂越多，粘度就小； 锡球颗粒的形状越圆，粘度越大 粘度对印刷质量的影响： 粘度太大: 不易穿过网孔,不利脱网,印出的线残 缺不全,滚动性差. 粘度太小: 易流淌和塌边,影响印刷的分辨变率和线条的平整性,不利于组件的贴片. 一般的粘度要求：生产普通SMD时要求粘度500900Pa.S； 生产细间距SMD时要求粘度800-1200Pa.S* 流变动调节剂 在焊接时，调节锡水的流动，保证焊接质量* 溶剂 保证锡膏润湿性,改变锡膏的存贮期限. 要求其沸点较高,常温下不易挥发,在 Reflow 中快速挥发. 锡膏选用的性能检查项目1. 印刷前 贮存稳定性 粘度测试2. 印刷时 脱网性 滚动性 塌边
8、性 润湿性 连续印刷性3. 焊接后 光泽度 ( 低助焊剂残留 ) 爬升性 ( 焊点爬升高 ) 光滑性 ( 加工美观性 ) 最佳条件下的锡珠情况 最佳条件下的短路、虚焊情况4. 焊点电气项目 焊接强度 焊点的导通性 焊点与焊点的绝缘性 抗腐蚀性锡膏的选用依据 1 焊点质量主要 焊点的爬升性 焊点的光泽度 短路情况 空焊情 2 印刷质量主要 脱网性 塌边性 连续印刷性3 采购价格 考虑锡膏的性能价格比4 采购周期 从定货到到货所需的时间，最好是国内采购，不需报关5 售后服务情况锡膏的保存条件: 低温冷藏210,保存期不超过3个月,使用时先进先出锡膏的使用准备: 先回温48小时, 拌35分钟 回温：
9、锡膏的保存为低温冷藏 如不回到室温就生产，易使锡膏周围的水蒸汽液化，而吸收水分，破坏锡膏的组成，影响锡膏的性能；锡膏品牌不同回温时间稍有差异，最佳的回温时间可咨询供应商搅拌：锡膏长期存放，由于组成成份的比重不同而分层，搅拌有利于锡膏成份的均匀，控制好锡膏的粘度，便于印刷；锡膏品牌不同搅拌时间稍有差异，最佳的搅拌时间可咨询供应商；也有些锡膏不用机器搅拌 钢网 ( Stencil ) 1. 加工方式 化学蚀刻 ( Etching ) 便宜 精度差 激光加工 ( Laser ) 价格适中 精度较好 现普遍采用电铸加工 ( Additive ) 加工费高 周期长 易脱网 精度好2. 钢网的制作对锡膏印
10、刷的影响 (主要考虑锡球的流入与脱网)* 网孔的长或宽L/W , 深度(网的厚度) H与锡球直径 D 的关系 H L DW W/ L5D H3D * STENCIL的厚度：决定了锡膏的涂布量( 0.12mm /0.15mm ) 影响开口比例.* 网孔的开口比例：起到锡量的调控作用。为减少空焊，有些地方要加大开口；为减少短路或起锡珠, 部分组件相应于PAD 的尺寸缩小开孔.* 网孔的开口形状：为了便于锡膏膜的脱网，减少网孔残留锡膏，网孔应尽量保证面积的情况下减小其周长，方形网孔四角倒圆角R（0.2mm），IC焊盘两端做成半圆。* 为确保印刷精度,网上应有 Mark 点,通常采用半刻方式.3. 钢
11、网制作要求与指针 要求: A. 开孔的位置精度 B. 开孔尺寸的精度 C. 孔壁的粗糙度 D. 孔壁呈小梯形 ( 有利于锡膏的脱网 ) E. 钢网的张力要求 指标: A. 框架尺寸 B. 模板在框架中的位置和方向 C. 模板材料 D. 模板厚度E. 定位边或定位孔 F. Mark 点例：松下SPP印刷机钢网制作标准一 外框尺寸 宽600mm长550mm二 Stencil厚度选择 如有IC Pitch 0.5mm 的元件 Stencil厚度选用0.12mm 如有 CSP Pitch 1.0mm 的元件 Stencil厚度选用0.12mm 无上述元件的 Stencil厚度选用0.15mm三 制作方式 IC Pitch 0.5mm 的元件位置采用Electropolsh CSP Pitch 1.0mm 的元件位置采用Electropolsh四 开口形状 Chip元件等四方直角焊盘 网孔四直角均做成R=0.2mm的倒角 如图1 SOP QFP等长方形焊盘 网孔两端开成P= Pitch/2的半圆 如图2 CSP元件 如CSP Pitch = 0.5mm）元件按焊盘宽度、长度100% 开孔 SOP，QFP（Pitch 0.5mm元件按焊盘宽度100%、长度110% 开孔 BGA/CSP（P
