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1、软性印刷电路板软性印刷电路板SMT制程介绍制程介绍SMT简介简介表面贴装技术表面贴装技术Surface Mounting Technology 简称简称SMT)是新一代电子组装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，从而实现电子积只有几十分之一的器件，从而实现电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、成产品组装的高密度、高可靠、小型化、成本低及生产的自动化。本低及生产的自动化。这种小型化的元器件称为：这种小型化的元器件称为：SMC(Surface Mounting Component)与传统工艺相比与传统工艺相比SMT的特点的
2、特点Surface mountThrough-hole高密度、高可靠、低成高密度、高可靠、低成本、小型化、自动化本、小型化、自动化低空间利用率、低可靠、低空间利用率、低可靠、高成本、自动化不高高成本、自动化不高SMT工艺及设备工艺及设备SMT工艺过程主要可分为三大步：（A涂布 将锡膏或焊接剂涂布到FPC板上。 主要的设备有锡膏印刷机、点膏机（B贴装 将SMC元件贴装到FPC板上对应的位置。 主要的设备有自动贴片机（C焊接 将组件板升温使锡膏熔化，使得器件与FPC焊盘达到 电气连接。 主要的设备有回流焊炉SMT流程流程锡膏印刷锡膏印刷贴装贴装回流焊回流焊AOIFPC板板SMT流程图流程图进料检验
3、进料检验进料检验进料检验标识不良品标识不良品标识不良品标识不良品烘烤烘烤烘烤烘烤（120/60mins)120/60mins)过回流焊过回流焊过回流焊过回流焊收板收板收板收板（外观检查）（外观检查）（外观检查）（外观检查）出货出货出货出货锡膏印刷锡膏印刷锡膏印刷锡膏印刷转载转载转载转载SMTSMT治具治具治具治具贴装贴装贴装贴装中检中检中检中检成品检验成品检验成品检验成品检验包装包装包装包装SMT工艺流程图工艺流程图通常先作B面再作A面印刷锡高贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡高再流焊翻转清洗双面再流焊工艺双面再流焊工艺A面布有大型面布有大型IC器件器件B面以片式元件为主面以片式元件为主充分利用
4、充分利用 PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格常用于密集型或超小型电子产品，如常用于密集型或超小型电子产品，如 手机手机元器件介绍元器件介绍烘烤烘烤烘烤：烘烤： 因因FPC的材质有一的材质有一定的吸湿性，这样我们定的吸湿性，这样我们在过在过REFLOW时就会因时就会因高温导致高温导致FPC产生水气产生水气而爆板。故我们在而爆板。故我们在SMT前要先赶走板材内的水前要先赶走板材内的水份。份。烘烤条件：烘烤条件：温度：温度：120时间：时间：60Mins半自动锡膏印刷机半自动锡膏印刷机锡膏涂布：锡膏涂布： 通过网板将通过网板将锡膏均
5、匀地涂布锡膏均匀地涂布于于FPC焊垫上，焊垫上，以作为电子元气以作为电子元气件的焊接材料，件的焊接材料，在过回流焊炉后在过回流焊炉后起到电路连通之起到电路连通之功能。功能。印刷视频网板印刷工作原理图网板印刷工作原理图锡膏锡膏刮刀刮刀网板网板网板网板网板：网板： 我们在一张薄钢我们在一张薄钢片上依片上依FPC须贴装须贴装零件的零件的PAD处镂空，处镂空，使得印刷锡膏时在使得印刷锡膏时在该处下锡。该处下锡。网板管控重点：网板管控重点：厚度：依所需锡面厚度：依所需锡面厚度而定。厚度而定。张力：张力：35N/CM开口：依开口：依PAD及及PITCH订定大小及订定大小及形状形状 连续印刷：连续印刷：20
6、K次次要例行检查要例行检查 网板的制造技术网板的制造技术模板制造技术 化学蚀刻模板电铸成行模板激光切割模板简 介优 点缺 点在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面，然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶，然后逐个原子，逐层地在光刻胶周围电镀出模板直接从客户的原始Gerber数据产生，在作必要修改后传送到激光机，由激光光束进行切割成本最低周转最快形成刀锋或沙漏形状纵横比1.5：1提供完美的工艺定位没有几何形状的限制改进锡膏的释放要涉及一个感光工具电镀工艺不均匀失去密封效果密封块可能会去掉纵横比1：1错误减少消除位置不正机会激光光束产生金属
7、熔渣造成孔壁粗糙纵横比1：1锡膏锡膏锡膏的主要成分：锡膏的主要成分：锡膏的主要成分：锡膏的主要成分：成 分焊料合金粉末助焊剂主 要 材 料作 用 Sn/PbSn/Ag/Cu活化剂增粘剂溶 剂摇溶性附加剂 SMD与电路的连接 松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸 金属表面的净化 松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良锡膏储存及回温锡膏储存及回温贮藏：一般锡膏存储条件为：贮藏：一般锡膏存储条件为：-205，且保质，且保质期为期为6个月。个月。回温：使用之前要将锡膏回温到室温回温：使用之前要将锡膏回
8、温到室温,回温时间回温时间4-8小时小时,方法是将锡膏瓶倒置方法是将锡膏瓶倒置,让其自然回温。让其自然回温。 搅拌：在往钢板上涂布锡膏之前，先将锡膏放入搅搅拌：在往钢板上涂布锡膏之前，先将锡膏放入搅拌机内搅拌拌机内搅拌35分钟，使其均匀。分钟，使其均匀。判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法： 搅拌锡膏搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，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，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，粘度然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度
9、较差。较差。涂布：一次性涂布锡膏量应适中，整瓶的涂布：一次性涂布锡膏量应适中，整瓶的1/2锡量锡量,不不宜过多，剩余之锡膏应密封存放于生产线上。宜过多，剩余之锡膏应密封存放于生产线上。刮刀刮刀拖裙形刮刀刮刀网板45-60度角10mm45度角刮刀网板菱形刮刀拖裙形刮刀聚乙烯材料或类似材料金属刮刀菱形刮刀刮刀刮刀 刮刀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 白色刮刀的压力设定：刮刀的压力设定：第一步：在每50mm的刮刀长度上施加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
10、开始到刮板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。载具：载具： 因因FPC本体比较本体比较软，这样会造成我软，这样会造成我们用自动贴片机打们用自动贴片机打件困扰，故我们在件困扰，故我们在贴片时将贴片时将FPC贴于贴于载板上，以辅助其载板上，以辅助其强度。强度。管控重点：管控重点：(A)载具的平整度载具的平整度(B)FPC在载具上的定在载具上的定位一致性位一致性(C)载具大小形状的载具大小形状的一致性一致性载具载具YAMAHA全自动贴片全自动贴片 机机自动贴片机：自动贴片机： 自动贴片机的原理：自动贴片机的原理：通过吸嘴将料枪中的通过吸嘴将料枪中的零件按零件按FPC
11、对应的对应的PAD位置贴装上元器位置贴装上元器件。件。管控重点：管控重点：(A)元气件装贴位置元气件装贴位置与与BOM表的一致性表的一致性(B)料枪中料件的使料枪中料件的使用正确性用正确性(C)料枪位置摆放之料枪位置摆放之准确性准确性回流焊炉回流焊炉回流焊炉：回流焊炉： 加热打完零件之加热打完零件之FPC板材，完成锡膏板材，完成锡膏焊接功能。其内部温焊接功能。其内部温区按不同作用可分为区按不同作用可分为四个温区：四个温区：预热区：预热区：1-3 /Sec保温区：保温区：140-170,60-120Sec再流焊区：再流焊区：200,60-90Sec冷却区：冷却区：4/Sec回流焊温度曲线回流焊温
12、度曲线TemperatureTime (BGA Bottom)1-3 /Sec200 峰值 225 5 60-90 Sec140-170 60-120 Sec 预热区预热区保温区保温区再流区再流区冷却区冷却区热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，(A)溶剂挥发；(B)焊剂清除焊件表面的氧化物;(C)焊膏的熔融、再流动(D)焊膏的冷却、凝固。温区介绍温区介绍一预热区一预热区一预热区一预热区 目的：目的：目的：目的： 使使使使PCBPCB和元器件预热和元器件预热和元器件预热和元器件预热 ，达到平衡，同时，达到平衡，同时，达到平衡，同时，达到平衡，同时除去焊膏中的水份除去焊膏中的水份除去焊膏中的
13、水份除去焊膏中的水份 、溶剂，以防焊膏发生塌落和、溶剂，以防焊膏发生塌落和、溶剂，以防焊膏发生塌落和、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。焊料飞溅。焊料飞溅。焊料飞溅。 要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对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元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元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。同器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同器件的伤害，如会引起
14、多层陶瓷电容器开裂。同器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个时还会造成焊料飞溅，使在整个时还会造成焊料飞溅，使在整个时还会造成焊料飞溅，使在整个PCBPCB的非焊接区的非焊接区的非焊接区的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。域形成焊料球以及焊料不足的焊点。域形成焊料球以及焊料不足的焊点。域形成焊料球以及焊料不足的焊点。温区介绍温区介绍二保温区二保温区二保温区二保温区 目的：保证在达到再流温度之前焊料能完目的：保证在达到再流温度之前焊料能完目的：保证在达到再流温度之前焊料能完目的：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，清除元全干燥，同
15、时还起着焊剂活化的作用，清除元全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元全干燥，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。器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。 时间约时间约时间约时间约6012060120秒，根据焊料的性质有所秒，根据焊料的性质有所秒，根据焊料的性质有所秒，根据焊料的性质有所差异。差异。差异。差异。温区介绍温区介绍三再流区三再流区三再流区三再流区 目的：焊膏中的焊料开始熔化，再次呈流动状态，目的：焊膏中的焊料开始熔化，再次呈流动状态，目的：焊膏中的焊料开始熔化，再次呈流动状态，目的：焊膏中的焊料开始
16、熔化，再次呈流动状态，该液态焊剂润湿该液态焊剂润湿该液态焊剂润湿该液态焊剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展。焊料进一步扩展。焊料进一步扩展。焊料进一步扩展。 对大多数焊料润湿时间为对大多数焊料润湿时间为对大多数焊料润湿时间为对大多数焊料润湿时间为60906090秒秒秒秒, ,再流焊的温再流焊的温再流焊的温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度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度2020
17、度才能保证再流焊的质量。有度才能保证再流焊的质量。有度才能保证再流焊的质量。有度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两时也将该区域分为两时也将该区域分为两时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。个区，即熔融区和再流区。个区，即熔融区和再流区。个区，即熔融区和再流区。温区介绍温区介绍四冷却区四冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与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，冷却速度要求同焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。预热速度相同。收板收板收板：收板： 为方便搬运及为方便搬运及妥善保护妥善保护FPC不不受折压，我们对受折压，我们对焊接后的焊接后的FPC用
18、用纸板转载。纸板转载。元器件介绍元器件介绍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DIPdual -in-line package双列直插封装 SOPsmall outline package小尺寸封装QFP(quad flat package) 四面引线扁平封装BGA( ball 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 元器件介绍元器件介绍电容电容电阻电阻阻容元件识别方法阻容元件识别方法阻容元
19、件识别方法阻容元件识别方法元器件介绍元器件介绍ICIC第一脚的的辨认方法第一脚的的辨认方法第一脚的的辨认方法第一脚的的辨认方法元器件介绍元器件介绍元器件介绍元器件介绍静电防护静电防护 ESD (Electro-Static Discharge, ESD (Electro-Static Discharge,即静电释放即静电释放) ) 带电静电的情况下接触另一种物体时，因电压的差异带电静电的情况下接触另一种物体时，因电压的差异而放电，这时发生瞬间高压的现象。而放电，这时发生瞬间高压的现象。怎样能产生静电？ 摩擦电 静电感应 电容改变在日常生活中，任何不相同材质的东西相接触再分离后都会产生静电静电强
20、度(Volt)活动情形10%-20%相对湿度65%-95%相对湿度走过地毯走过塑胶地板在椅子上工作拿起塑料文件夹拿起塑胶带工作椅垫摩擦35,00012,0006,0007,00020,00018,0001,5002501006001,0001,500静电防护静电防护对静电敏感的电子元件对静电敏感的电子元件晶 片 种 类静电破坏电压VMOSMOSFETGaa SFETEPROMJFETSAWOP-AMPCMOS30-1,800100-200100-300100-140-7,200150-500190-2,500250-3,000静电防护静电防护1.1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具如
21、计算机，电脑及避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具如计算机，电脑及电脑终端机放在一起。电脑终端机放在一起。2.2.把所有工具及机器接上地线。把所有工具及机器接上地线。3.3.用静电防护桌垫。用静电防护桌垫。4.4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。5.5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。6.6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。立刻报告有关引致静电破坏的可能。静电防护步骤静电防护步骤静电防护步骤静电防护步骤贴片机的介绍贴片机的介绍拱架型拱架型(Gantry)(Gantry) 元
22、件送料器、基板元件送料器、基板(PCB)(PCB)是固定的，贴片头是固定的，贴片头( (安装多个真空吸料嘴安装多个真空吸料嘴) )在在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/YX/Y坐坐标移动横梁上，所以得名。标移动横梁上，所以得名。这类机型的优势在于：这类机型的优势在于： 系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，
23、送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。也可多台机组合用于大批量生产。 这类机型的缺点在于：这类机型的缺点在于： 贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。 贴片机的介绍贴片机的介绍对元件位置与方向的调整方法：对元件位置与方向的调整方法：对元件位置与方向的调整方法：对元件位置与方向的调整方法： 1)1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精 度有限，较晚的机型已再不采用。度有限，较晚
24、的机型已再不采用。2)2)、激光识别、激光识别、X/YX/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种 方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGABGA。3)3)、相机识别、相机识别、X/YX/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相 机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识 别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中
25、的 识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。 贴片机的介绍贴片机的介绍转塔型转塔型(Turret)(Turret) 元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)(PCB)放于一放于一个个X/YX/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置( (与取料
26、位置成与取料位置成180180度度) )，在，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。 一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2424个真空吸嘴个真空吸嘴( (较早机型较早机型) )至至5656个真空吸嘴个真空吸嘴( (现在机型现在机型) )。由于转塔的。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动别、角度调整、工作台移动( (包含位置
27、调整包含位置调整) )、贴放元件等动作都可以、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到时间周期达到0.080.100.080.10秒钟一片元件。秒钟一片元件。 这类机型的优势在于：这类机型的优势在于：这类机型的缺点在于：这类机型的缺点在于： 贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。 贴片机的介绍贴片机的介绍对元件位置与方向的调整方法：对元件位置与方向的调整方法：对元件位置与方向的调整方法：对元件位置与方向的调整方法： 1)1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调
28、整方向，这种方法能达、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的到的 精度有限，较晚的机型已再不采用。精度有限，较晚的机型已再不采用。 2)2)、相机识别、相机识别、X/YX/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相 机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。 阻容元件识别方法阻容元件识别方法Chip 阻容元件IC 集成电路英制名称公制 mm英制名称公制 mm120608050603040202013.21.650302525121.270.80.650.50.32.01.251.60.81.
29、00.50.60.31元件尺寸公英制换算元件尺寸公英制换算0.12英寸英寸=120mil、0.08英寸英寸=80mil）阻容元件识别方法阻容元件识别方法2片式电阻、电容识别标记片式电阻、电容识别标记电 阻电 容标印值电阻值标印值电阻值2R25R61026823331045642.2 5.6 1K 6800 33K 100K 560K 0R5 010 110 471 332 223 513 0.5PF 1PF 11PF 470PF 3300PF 22000PF 51000PF OB36HC081324厂标型号IC第一脚的的辨认方法第一脚的的辨认方法OB36HC081132412厂标型号112 IC IC IC IC有缺口标志有缺口标志有缺口标志有缺口标志 以圆点作标识以圆点作标识以圆点作标识以圆点作标识 以横杠作标识以横杠作标识以横杠作标识以横杠作标识 以以以以文文文文字字字字作作作作标标标标识识识识正正正正看看看看ICICICIC下下下下排排排排引引引引脚脚脚脚的的的的左边第一个脚为左边第一个脚为左边第一个脚为左边第一个脚为“1”“1”“1”“1”） OB36HC081132412厂标型号T931511HC02A1132412厂标型号
