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SMT就是表面组装技术

SMT就是表面组装技术
SMT就是表面组装技术

SMT工艺

SMT就是表面组装技术(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。

SMT有何特点:

组装密度高、电子产品体积小、重量轻,贴片组件的体积和重量只有传统插装组件的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、抗振能力强。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。

为什么要用SMT:

电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件组件已无法缩小

电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔组件,特别是大规模、高集成IC,不得不采用表面贴片组件

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

电子组件的发展,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

SMT工艺流程------双面组装工艺

A:来料检测èPCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)è贴片è烘干(固化)èA面回流焊接è清洗è翻板èPCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)è贴片è烘干è回流焊接(最好仅对B面è清洗è检测è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。

B:来料检测èPCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)è贴片è烘干(固化)èA面回流焊接è清洗è翻板èPCB的B面点贴片胶è贴片è固化èB面波峰焊è清洗è检测è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。

助焊剂产品的基本知识

一.表面贴装用助焊剂的要求

具一定的化学活性

具有良好的热稳定性

具有良好的润湿性

对焊料的扩展具有促进作用

留存于基板的焊剂残渣,对基板无腐蚀性

具有良好的清洗性

氯的含有量在0.2%(W/W)以下.

二.助焊剂的作用

焊接工序:预热/焊料开始熔化/焊料合金形成/焊点形成/焊料固化作用:辅助热传异/去除氧化物/降低表面张力/防止再氧化

说明:溶剂蒸发/受热,焊剂覆盖在基材和焊料表面,使传热均匀/放出活化剂

与基材表面的离子状态的氧化物反应,去除氧化膜/使熔融焊料表面张

力小,润湿良好/覆盖在高温焊料表面,控制氧化改善焊点质量.

三.助焊剂的物理特性

助焊剂的物理特性主要是指与焊接性能相关的溶点,沸点,软化点,玻化温度,蒸气压, 表面张力,粘度,混合性等.

四.助焊剂残渣产生的不良与对策

助焊剂残渣会造成的问题

对基板有一定的腐蚀性

降低电导性,产生迁移或短路

非导电性的固形物如侵入组件接触部会引起接合不良

树脂残留过多,粘连灰尘及杂物

影响产品的使用可靠性

使用理由及对策

选用合适的助焊剂,其活化剂活性适中

使用焊后可形成保护膜的助焊剂

使用焊后无树脂残留的助焊剂

使用低固含量免清洗助焊剂

焊接后清洗

五.QQ-S-571E规定的焊剂分类代号

代号焊剂类型

S 固体适度(无焊剂)

R 松香焊剂

RMA 弱活性松香焊剂

RA 活性松香或树脂焊剂

AC 不含松香或树脂的焊剂

美国的合成树脂焊剂分类:

SR 非活性合成树脂,松香类

SMAR 中度活性合成树脂,松香类

SAR 活性合成树脂,松香类

SSAR 极活性合成树脂,松香类

六.助焊剂喷涂方式和工艺因素

喷涂方式有以下三种:

1.超声喷涂: 将频率大于20KHz的振荡电能通过压电陶瓷换能器转换成机械能,把焊剂雾化,经压力喷嘴到PCB上.

2.丝网封方式:由微细,高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出,由产

生的喷雾,喷到PCB上.

3.压力喷嘴喷涂:直接用压力和空气带焊剂从喷嘴喷出

喷涂工艺因素:

设定喷嘴的孔径,烽量,形状,喷嘴间距,避免重迭影响喷涂的均匀性.

设定超声雾化器电压,以获取正常的雾化量.

喷嘴运动速度的选择

PCB传送带速度的设定

焊剂的固含量要稳定

设定相应的喷涂宽度

七.免清洗助焊剂的主要特性

可焊性好,焊点饱满,无焊珠,桥连等不良产生

无毒,不污染环境,操作安全

焊后板面干燥,无腐蚀性,不粘板

焊后具有在线测试能力

与SMD和PCB板有相应材料匹配性

焊后有符合规定的表面绝缘电阻值(SIR)

适应焊接工艺(浸焊,发泡,喷雾,涂敷等)

助焊剂常见状况与分析

一、焊后PCB板面残留多板子脏:

1.焊接前未预热或预热温度过低(浸焊时,时间太短)。

2.走板速度太快(FLUX未能充分挥发)。

3.锡炉温度不够。

4.锡液中加了防氧化剂或防氧化油造成的。

5.助焊剂涂布太多。

6.组件脚和板孔不成比例(孔太大)使助焊剂上升。

7.FLUX使用过程中,较长时间未添加稀释剂。

二、着火:

1.波峰炉本身没有风刀,造成助焊剂涂布量过多,预热时滴到加热管上。

2.风刀的角度不对(使助焊剂在PCB上涂布不均匀)。

3.PCB上胶条太多,把胶条引燃了。

4.走板速度太快(FLUX未完全挥发,FLUX滴下)或太慢(造成板面热温度太高)。

5.工艺问题(PCB板材不好同时发热管与PCB距离太近)。

三、腐蚀(元器件发绿,焊点发黑)

1\预热不充分(预热温度低,走板速度快)造成FLUX残留多,有害物残留太多)。2\使用需要清洗的助焊剂,焊完后未清洗或未及时清洗。

四、连电,漏电(绝缘性不好)

PCB设计不合理,布线太近等。

PCB阻焊膜质量不好,容易导电。

五、漏焊,虚焊,连焊

FLUX涂布的量太少或不均匀。

部分焊盘或焊脚氧化严重。

PCB布线不合理(元零件分布不合理)。

发泡管堵塞,发泡不均匀,造成FLUX在PCB上涂布不均匀。

手浸锡时操作方法不当。

链条倾角不合理。

波峰不平。

六、焊点太亮或焊点不亮

1.可通过选择光亮型或消光型的FLUX来解决此问题);

2.所用锡不好(如:锡含量太低等)。

七、短路

1)锡液造成短路:

A、发生了连焊但未检出。

B、锡液未达到正常工作温度,焊点间有“锡丝”搭桥。

C、焊点间有细微锡珠搭桥。

D、发生了连焊即架桥。

2)PCB的问题:如:PCB本身阻焊膜脱落造成短路

八、烟大,味大:

1.FLUX本身的问题

A、树脂:如果用普通树脂烟气较大

B、溶剂:这里指FLUX所用溶剂的气味或刺激性气味可能较大

C、活化剂:烟雾大、且有刺激性气味

2.排风系统不完善

九、飞溅、锡珠:

1)工艺

A、预热温度低(FLUX溶剂未完全挥发)

B、走板速度快未达到预热效果

C、链条倾角不好,锡液与PCB间有气泡,气泡爆裂后产生锡珠

D、手浸锡时操作方法不当

E、工作环境潮湿

2)P C B板的问题

A、板面潮湿,未经完全预热,或有水分产生

B、PCB跑气的孔设计不合理,造成PCB与锡液间窝气

C、PCB设计不合理,零件脚太密集造成窝气

十、上锡不好,焊点不饱满

使用的是双波峰工艺,一次过锡时FLUX中的有效分已完全挥发

走板速度过慢,使预热温度过高

FLUX涂布的不均匀。

焊盘,元器件脚氧化严重,造成吃锡不良

FLUX涂布太少;未能使PCB焊盘及组件脚完全浸润

PCB设计不合理;造成元器件在PCB上的排布不合理,影响了部分元器件的上锡

十一、FLUX发泡不好

FLUX的选型不对

发泡管孔过大或发泡槽的发泡区域过大

气泵气压太低

发泡管有管孔漏气或堵塞气孔的状况,造成发泡不均匀

稀释剂添加过多

十二、发泡太好

气压太高

发泡区域太小

助焊槽中FLUX添加过多

未及时添加稀释剂,造成FLUX浓度过高

十三、FLUX的颜色

有些无透明的FLUX中添加了少许感光型添加剂,此类添加剂遇光后

变色,但不影响FLUX的焊接效果及性能;

十四、PCB阻焊膜脱落、剥离或起泡

1、80%以上的原因是PCB制造过程中出的问题

A、清洗不干净

B、劣质阻焊膜

C、PCB板材与阻焊膜不匹配

D、钻孔中有脏东西进入阻焊膜

E、热风整平时过锡次数太多

2、锡液温度或预热温度过高

3、焊接时次数过多

4、手浸锡操作时,PCB在锡液表面停留时间过

锡膏印刷

本文介绍:“即使是最好的锡膏、设备和应用方法,也不一定充分保证得到可接受的结果。使用者必须控制工艺过程和设备变量,以达到良好的印刷质量。”

在表面贴装装配的回流焊接中,锡膏用于表面贴装组件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量,如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上,机械地或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者范本(stencil)用于锡膏印刷。本文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题,如模板设计和印刷工艺过程。

印刷工艺过程与设备

在锡膏印刷过程中,印刷机是达到所希望的印刷质量的关键。今天可购买到的丝印机分为两种主要类型:实验室与生产。每个类型有进一步的分类,因为每个公司希望从实验室与生产类型的印刷机得到不同的性能水平。例如,一个公司的研究与开发部门(R&D)使用实验室类型制作产品原型,而生产则会用另一种类型。还有,生产要求可能变化很大,取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的,最好是选择与所希望的应用相适应的丝印机。

在手工或半自动印刷机中,锡膏是手工地放在范本/丝网上,这时印刷刮板(squeegee)处于范本的另一端。在自动印刷机中,锡膏是自动分配的。在印刷过程中,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏通过范本/丝网上的开孔印刷到焊盘上。

在锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snap off),回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷质量的与设备有关的重要变量。

如果没有脱开,这个过程叫接触(on-contact)印刷。当使用全金属模板和刮刀时,使用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金属丝网。

刮板(squeegee)类型

刮板的磨损、压力和硬度决定印刷质量,应该仔细监测。对可接受的印刷质量,刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗糙的边缘,而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状的(smeared)印刷,甚至可能损坏刮板和范本或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏,引起焊锡圆角不够。

常见有两种刮板类型:橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮板和金属刮板。当使用橡胶刮板时,使

用70-90橡胶硬度计(durometer)硬度的刮板。当使用过高的压力时,渗入到模板底部的锡膏可能造成锡桥,要求频繁的底部抹擦。为了防止底部渗透,焊盘开口在印刷时必须提供密封(gasketing)作用。这取决于范本开孔壁的粗糙度。

金属刮刀也是常用的。随着更密间距组件的使用,金属刮刀的用量在增加。它们由不锈钢或黄铜制成,具有平的刀片形状,使用的印刷角度为30~45°。一些刮刀涂有润滑材料。因为使用较低的压力,它们不会从开孔中挖出锡膏,还因为是金属的,它们不象橡胶刮板那样容易磨损,因此不需要锋利。它们比橡胶刮板成本贵得多,并可能引起范本磨损。

使用不同的刮板类型在使用标准组件和密脚组件的印刷电路装配(PCA)中是有区分的。锡膏量的要求对每一种组件有很大的不同。密间距组件要求比标准表面贴装组件少得多的焊锡量。焊盘面积和厚度控制锡膏量。

一些工程师使用双厚度的模板来对密脚组件和标准表面贴装焊盘施用适当的锡膏数量。其它工程师采用一种不同的方法- 他们使用不需要经常锋利的更经济的金属刮刀。用金属刮刀更容易防止锡膏沉积量的变化,但这种方法要求改良的模板开孔设计来防止在密间距焊盘上过多的锡膏沉积。这个方法在工业上变得更受欢迎,但是,使用双厚度印刷的橡胶刮板也还没有消失。

模板(stencil)类型

重要的印刷质量变量包括模板孔壁的精度和光洁度。保存范本宽度与厚度的适当的纵横比(aspect ratio)是重要的。推荐的纵横比为1.5。这对防止范本阻塞是重要。一般,如果纵横比小于1.5,锡膏会保留在开孔内。除了纵横比之外,如IPC-7525《模板设计指南》所推荐的,还要有大于0.66的面积比(焊盘面积除以孔壁面积)。IPC-7525可作为模板设计的一个良好开端。

制作开孔的工艺过程控制开孔壁的光洁度和精度。有三种常见的制作范本的工艺:化学腐蚀、激光切割和加成(additive)工艺。

化学腐蚀(chemically etched)模板

金属模板和柔性金属模板是使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨来蚀刻的。在这个过程中,蚀刻不仅在所希望的垂直方向进行,而且在横向也有。这叫做底切(undercutting) - 开孔比希望的较大,造成额外的焊锡沉积。因为50/50从两面进行蚀刻,其结果是几乎直线的孔壁,在中间有微微沙漏形的收窄。

因为电蚀刻范本孔壁可能不平滑,电抛光,一个微蚀刻工艺,是达到平滑孔壁的一个方法。另一个达到较平滑孔壁的方法是镀镍层(nickel plating)。抛光或平滑的表面对锡膏的释放是好的,但可能引起锡膏越过范本表面而不在刮板前滚动。这个问题可通过选择性地抛光孔壁而不是整个范本表面来避免。镀镍进一步改善平滑度和印刷性能。可是,它减小了开孔,要求图形调整

激光切割(laser-cut)范本

激光切割是另一种减去(subtractive)工艺,但它没有底切问题。模板直接从Gerber数据制作,因此开孔精度得到改善。数据可按需要调整以改变尺寸。更好的过程控制也会改善开孔精度。激光切割范本的另一个优点是孔壁可成锥形。化学蚀刻的模板也可以成锥形,如果只从一面腐蚀,但是开孔尺寸可能太大。板面的开口稍微比刮板面的大一点的锥形开孔(0.001"~0.002",产生大约2°的角度),对锡膏释放更容易。

激光切割可以制作出小至0.004"的开孔宽度,精度达到0.0005",因此很适合于超密间距(ultra-fine-pitch)的组件印刷。激光切割的范本也会产生粗糙的边缘,因为在切割期间汽化

的金属变成金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过微蚀刻来产生。激光切割的模板如果没有预先对需要较薄的区域进行化学腐蚀,就不能制成台阶式多级范本。激光一个一个地切割每一个开孔,因此模板成本是要切割的开孔数量而定。

电铸成型(electroformed)范本

制作范本的第三种工艺是一种加成工艺,最普遍地叫做电铸成型。在这个工艺中,镍沉积在铜质的阴极心上以形成开孔。一种光敏干胶片迭层在铜箔上(大约0.25"厚度)。胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。经过显影后,在铜质心上产生阴极图案,只有模板开孔保持用光刻胶(photoresist)覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了范本。在达到所希望的范本厚度后,把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开- 一个关键的工艺步骤。现在箔片准备好装框,制作范本的其它步骤。

电铸成型台阶式模板可以做得到,但成本增加。由于可达到精密的公差,电铸成型的范本提供良好的密封作用,减少了范本底面的锡膏渗漏。这意味着模板底面擦拭的频率显著地降低,减少潜在的锡桥。

结论

化学腐蚀和激光切割是制作范本的减去工艺。化学蚀刻工艺是最老的、使用最广的。激光切割相对较新,而电铸成型范本是最新时兴的东西。

为了达到良好的印刷结果,必须有正确的锡膏材料(黏度、金属含量、最大粉末尺寸和尽可能最低的助焊剂活性)、正确的工具(印刷机、范本和刮刀)和正确的工艺过程(良好的定位、清洁拭擦)的结合。

印刷的相关术语

1开孔面积百分率open mesh area percentage

丝网所有网孔的面积与相应的丝网总面积之比,用百分数表示。

2模版开孔面积open stencil area

丝网印刷模版上所有图像区域面积的总和。

3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。

4印刷头printing 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。

5焊膏或胶水

印刷过程中敷附于PCB板上的物质。

6印刷面printing side(lower side)

丝网印版的底面,即焊膏或胶水与PCB板相接触的一面。

7 丝网screen mesh

一种带有排列规则、大小相同的开孔的丝网印刷模版的载体。

8 丝网印刷screen printing

使用印刷区域呈筛网状开孔印版的漏印方式。

9 印刷网框screen printing frame

固定并支撑丝网印刷模版载体的框架装置。

10 离网snap-off

印刷过程中,丝网印版与附着于PCB板上的焊膏或胶水的脱离。

11 刮刀squeegee

在丝网印刷中,迫使丝网印版紧靠PCB板,并使焊膏或胶水透过丝网印版的开孔转移到PCB板上,同时刮除印版上多余焊膏或胶水的装置。

12 刮刀角度squeegee angle

刮刀的切线方向与PCB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。

13 刮刀squeegee blade

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PCB板上。

14 刮区squeegeeing area

刮刀在印版上刮墨运行的区域。

15 刮刀相对压力squeegee 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行程的长度。

16 丝网厚度thickness of mesh

丝网模版载体上下两面之间的距离。

锡膏印刷质量控制

在表面贴装装配的回流焊接中,锡膏用于表面贴装组件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量,如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上,机械地或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准。或者丝网(screen)或者范本(stencil)用于锡膏印刷。本文将着重讨论几个关键的锡膏印刷问题,如模板设计和印刷工艺过程。

印刷工艺过程与设备

在锡膏印刷过程中,印刷机是达到所希望的印刷质量的关键。今天可购买到的丝印机分为两种主要类型:实验室与生产。每个类型有进一步的分类,因为每个公司希望从实验室与生产类型的印刷机得到不同的性能水平。例如,一个公司的研究与开发部门(R&D)使用实验室类型制作产品原型,而生产则会用另一种类型。还有,生产要求可能变化很大,取决于产量。因为激光切割设备是不可能分类的,最好是选择与所希望的应用相适应的丝印机。

在手工或半自动印刷机中,锡膏是手工地放在范本/丝网上,这时印刷刮板(squeegee)处于范本的另一端。在自动印刷机中,锡膏是自动分配的。在印刷过程中,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏通过范本/丝网上的开孔印刷到焊盘上。

在锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snap off),回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷质量的与设备有关的重要变量。

如果没有脱开,这个过程叫接触(on-contact)印刷。当使用全金属模板和刮刀时,使用接触印刷。非接触(off-contact)印刷用于柔性的金属丝网。

刮板(squeegee)类型

刮板的磨损、压力和硬度决定印刷质量,应该仔细监测。对可接受的印刷质量,刮板边缘应该锋利和直线。刮板压力低造成遗漏和粗糙的边缘,而刮板压力高或很软的刮板将引起斑点状的(smeared)印刷,甚至可能损坏刮板和范本或丝网。过高的压力也倾向于从宽的开孔中挖出锡膏,引起焊锡圆角不够。

常见有两种刮板类型:橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮板和金属刮板。当使用橡胶刮板时,使用70-90橡胶硬度计(durometer)硬度的刮板。当使用过高的压力时,渗入到模板底部的锡膏可能造成锡桥,要求频繁的底部抹擦。为了防止底部渗透,焊盘开口在印刷时必须提供密封(gasketing)作用。这取决于范本开孔壁的粗糙度。

金属刮刀也是常用的。随着更密间距组件的使用,金属刮刀的用量在增加。它们由不锈钢或黄铜制成,具有平的刀片形状,使用的印刷角度为30~45°。一些刮刀涂有润滑材料。因为使用较低的压力,它们不会从开孔中挖出锡膏,还因为是金属的,它们不象橡胶刮板那样容易磨损,因此不需要锋利。它们比橡胶刮板成本贵得多,并可能引起范本磨损。

使用不同的刮板类型在使用标准组件和密脚组件的印刷电路装配(PCA)中是有区分的。锡膏量的要求对每一种组件有很大的不同。密间距组件要求比标准表面贴装组件少得多的焊锡量。焊盘面积和厚度控制锡膏量。

一些工程师使用双厚度的模板来对密脚组件和标准表面贴装焊盘施用适当的锡膏数量。其它工程师采用一种不同的方法- 他们使用不需要经常锋利的更经济的金属刮刀。用金属刮刀更容易防止锡膏沉积量的变化,但这种方法要求改良的模板开孔设计来防止在密间距焊盘上过多的锡膏沉积。这个方法在工业上变得更受欢迎,但是,使用双厚度印刷的橡胶刮板也还没有消失。

模板(stencil)类型

重要的印刷质量变量包括模板孔壁的精度和光洁度。保存范本宽度与厚度的适当的纵横比(aspect ratio)是重要的。推荐的纵横比为1.5。这对防止范本阻塞是重要。一般,如果纵横比小于1.5,锡膏会保留在开孔内。除了纵横比之外,如IPC-7525《模板设计指南》所推荐的,还要有大于0.66的面积比(焊盘面积除以孔壁面积)。IPC-7525可作为模板设计的一个良好开端。

制作开孔的工艺过程控制开孔壁的光洁度和精度。有三种常见的制作范本的工艺:化学腐蚀、激光切割和加成(additive)工艺。

化学腐蚀(chemically etched)模板

金属模板和柔性金属模板是使用两个阳性图形通过从两面的化学研磨来蚀刻的。在这个过程中,蚀刻不仅在所希望的垂直方向进行,而且在横向也有。这叫做底切(undercutting) - 开孔比希望的较大,造成额外的焊锡沉积。因为50/50从两面进行蚀刻,其结果是几乎直线的孔壁,在中间有微微沙漏形的收窄。

因为电蚀刻范本孔壁可能不平滑,电抛光,一个微蚀刻工艺,是达到平滑孔壁的一个方法。另一个达到较平滑孔壁的方法是镀镍层(nickel plating)。抛光或平滑的表面对锡膏的释放是好的,但可能引起锡膏越过范本表面而不在刮板前滚动。这个问题可通过选择性地抛光孔壁而不是整个范本表面来避免。镀镍进一步改善平滑度和印刷性能。可是,它减小了开孔,要求图形调整

激光切割(laser-cut)范本

激光切割是另一种减去(subtractive)工艺,但它没有底切问题。模板直接从Gerber数据制作,因此开孔精度得到改善。数据可按需要调整以改变尺寸。更好的过程控制也会改善开孔精度。激光切割范本的另一个优点是孔壁可成锥形。化学蚀刻的模板也可以成锥形,如果只从一面腐蚀,但是开孔尺寸可能太大。板面的开口稍微比刮板面的大一点的锥形开孔(0.001"~0.002",产生大约2°的角度),对锡膏释放更容易。

激光切割可以制作出小至0.004"的开孔宽度,精度达到0.0005",因此很适合于超密间

距(ultra-fine-pitch)的组件印刷。激光切割的范本也会产生粗糙的边缘,因为在切割期间汽化的金属变成金属渣。这可能引起锡膏阻塞。更平滑的孔壁可通过微蚀刻来产生。激光切割的模板如果没有预先对需要较薄的区域进行化学腐蚀,就不能制成台阶式多级范本。激光一个一个地切割每一个开孔,因此模板成本是要切割的开孔数量而定。

电铸成型(electroformed)范本

制作范本的第三种工艺是一种加成工艺,最普遍地叫做电铸成型。在这个工艺中,镍沉积在铜质的阴极心上以形成开孔。一种光敏干胶片迭层在铜箔上(大约0.25"厚度)。胶片用紫外光通过有模板图案的遮光膜进行聚合。经过显影后,在铜质心上产生阴极图案,只有模板开孔保持用光刻胶(photoresist)覆盖。然后在光刻胶的周围通过镀镍形成了范本。在达到所希望的范本厚度后,把光刻胶从开孔除掉。电铸成型的镍箔通过弯曲从铜心上分开- 一个关键的工艺步骤。现在箔片准备好装框,制作范本的其它步骤。

电铸成型台阶式模板可以做得到,但成本增加。由于可达到精密的公差,电铸成型的范本提供良好的密封作用,减少了范本底面的锡膏渗漏。这意味着模板底面擦拭的频率显著地降低,减少潜在的锡桥。

结论

化学腐蚀和激光切割是制作范本的减去工艺。化学蚀刻工艺是最老的、使用最广的。激光切割相对较新,而电铸成型范本是最新时兴的东西。

为了达到良好的印刷结果,必须有正确的锡膏材料(黏度、金属含量、最大粉末尺寸和尽可能最低的助焊剂活性)、正确的工具(印刷机、范本和刮刀)和正确的工艺过程(良好的定位、清洁拭擦)的结合。

丝印(或点胶)贴装(固化)回流焊接清洗检测返修

丝印:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(丝网印刷机),位于SMT生产线的最前端。

点胶:它是将胶水滴到PCB的的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。

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生产线中丝印机的后面。

固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。

检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。

返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。

焊锡作为所有三种级别的连接:裸片(die)、包装(package)和电路板装配(board assembly)的连接材料。另外,锡/铅(tin/lead)焊锡通常用于组件引脚和PCB的表面涂层。考虑到铅(Pb)在技术上已存在的作用与反作用,焊锡可以分类为含铅或不含铅。现在,已经在无铅系统中找到可行的、代替锡/铅材料的、组件和PCB的表面涂层材料。可是对连接材料,对实际的无铅系统的寻找仍然进行中。这里,总结一下锡/铅焊接材料的基本知识,以及焊接点的性能因素,随后简要讨论一下无铅焊锡。

焊锡通常定义为液化温度在400°C(750°F)以下的可熔合金。裸片级的(特别是倒装芯片)锡球的基本合金含有高温、高铅含量,比如Sn5/Pb95或Sn10/Pb90。共晶或临共晶合金,如Sn60/Pb40,Sn62/Pb36/Ag2和Sn63/Pb37,也成功使用。例如,载体CSP/BGA板层底面的锡球可以是高温、高铅或共晶、临共晶的锡/铅或锡/铅/银材料。由于传统板材料,如FR-4,的赖温水平,用于附着组件和IC包装的板级焊锡局限于共晶,临共晶的锡/铅或锡/铅/银焊锡。在某些情况,使用了锡/银共晶和含有铋(Bi)或铟(In)的低温焊锡成分。

焊锡可以有各种物理形式使用,包括锡条、锡锭、锡线、锡粉、预制锭、锡球与柱、锡膏和熔化状态。焊锡材料的固有特性可从三个方面考虑:物理、冶金和机械。

物理特性

对今天的包装和装配特别重要的有五个物理特性:

冶金相化温度(Metallurgical phase-transition temperature)有实际的暗示,液相线温度可看作相当于熔化温度,固相线温度相当于软化温度。对给定的化学成分,液相线与固相线之间的范围叫做塑性或粘滞阶段。选作连接材料的焊锡合金必须适应于最恶劣条件下的最终使用温度。因此,希望合金具有比所希望的最高使用温度至少高两倍的液相线。当使用温度接近于液相线时,焊锡通常会变得机械上与冶金上“脆弱”。

焊锡连接的导电性(electrical conductivity)描述了它们的电气信号的传送性能。从定义看,导电性是在电场的作用下充电离子(电子)从一个位置向另一个位置的运动。电子导电性是指金属的,离子导电性是指氧化物和非金属的。焊锡的导电性主要是电子流产生的。

电阻—与导电性相反—随着温度的上升而增加。这是由于电子的移动性减弱,它直接与温度上升时电子运动的平均自由路线(mean-free-path)成比例。焊锡的电阻也可能受塑性变形的程度的影响(增加)。

金属的导热性(thermal conductivity)通常与导电性直接相关,因为电子主要是导电和导热。(可是,对绝缘体,声子的活动占主要。) 焊锡的导热性随温度的增加而减弱。

自从表面贴装技术的开始,温度膨胀系数(CTE, coefficient of thermal expansion)问题是经常讨论到的,它发生在SMT连接材料特性的温度膨胀系数(CTE)通常相差较大的时候。

一个典型的装配由FR-4板、焊锡和无引脚或有引脚的组件组成。它们各自的温度膨胀系数(CTE)为,16.0 ×10-6/°C(FR-4); 23.0 ×10-6/°C(Sn63/Pb37); 16.5 ×10-6/°C(铜引脚); 和6.4 ×10-6/°C(氧化铝Al2O3无引脚组件)。在温度的波动和电源的开关下,这些CTE 的差别增加焊接点内的应力和应变,缩短使用寿命,导致早期失效。

两个主要的材料特性决定CTE的大小,晶体结构和熔点。当材料具有类似的晶格结构,它们的CTE与熔点是相反的联系。

熔化的焊锡的表面张力(surface tension)是一个关键参数,与可熔湿性和其后的可焊接性相关。由于在表面的断裂的结合,作用在表面分子之间的吸引力相对强度比焊锡内部的分子力要弱。因此材料的自由表面比其内部具有更高的能量。

对熔湿焊盘的已熔化的焊锡来说,焊盘的表面必须具有比熔化的焊锡表面更高的能量。换句话说,已熔化金属的表面能量越低(或金属焊盘的表面能量越高),熔湿就更容易。

冶金特性

在焊锡连接使用期间暴露的环境条件下,通常发生的冶金现象包括七个不同的改变。

塑性变形(plastic deformation)。当焊锡受到外力,如机械或温度应力时,它会发生不可逆变的塑性变形。通常是从焊锡晶体结合的一些平行平面开始,它可能在全部或局部(焊锡点内)进行,看应力水平、应变率、温度和材料特性而定。连续的或周期性的塑性变形最终导致焊点断裂。

应变硬化(strain-hardening),是塑性变形的结果,通常在应力与应变的关系中观察得到。

回复过程(recovery process)是应变硬化的相反的现象,是软化的现象,即,焊锡倾向于释放储存的应变能量。该过程是热动力学过程,能量释放过程开始时快速,其后过程则较慢。对焊接点失效敏感的物理特性倾向于恢复到其初始的值。仅管如此,这不会影响微结构内的可见的变化。

再结晶(recrystallization)是经常在使用期间观察到的焊接点内的另一个现象。它通常发生在相当较高的温度下,涉及比回复过程更大的从应变材料内释放的能量。在再结晶期间,也形成一套新的基本无应变的晶体结构,明显包括晶核形成和生长过程。再结晶所要求的温度通常在材料绝对熔点的三分之一到二分之一。

溶液硬化(solution-hardening),或固体溶液合金化过程,造成应力增加。一个例子就是当通过添加锑(Sb)来强化Sn/Pb成分。如图一所示。

沉淀硬化(precipitaion-hardening)包括来自有充分搅拌的微沉淀结构的强化效果。

焊锡的超塑性(superplasticity)出现在低应力、高温和低应变率相结合的条件下。

机械特性

焊锡的三个基本的机械特性包括应力对应力特性、懦变阻抗和疲劳阻抗。

虽然应力可通过张力、压力或剪切力产生,大多数合金的剪切力比张力或压力要弱。剪切强度是很重要的,因为大多数焊接点在使用中经受剪切应力。

懦变是当温度和应力(负荷)都保持常数时的一种全面塑性变形。这个依靠时间的变形可能在绝对零度以上的任何温度下发生。可是,懦变只是在“活跃”温度才变得重要。

疲劳是在交变应力下的合金失效。在循环负荷下合金所能忍受的应力比静态负荷下小得多。因此,屈服强度,焊锡阻抗永久变形的静态应力,经常与疲劳强度无关。通常疲劳断裂开始于几个微小的裂纹,在重复应力作用下增长,造成焊接点截面的承载能力下降。

电子包装与装配应用中等焊锡一般经受低频疲劳(疲劳寿命小于10,000周期)和高应力。温度机械疲劳是用来介定焊锡特性的另一个测试模式。材料受制于循环的温度极限,即温度疲劳测试模式。每个方法都有其独特的特性和优点,两者都影响焊锡上的应变循环。

性能与外部设计

人们都认识到焊锡点的可靠性不仅依靠内在的特性,而且依靠设计、要装配的组件与板、用以形成焊接点的过程和长期使用的环境。还有,焊接点表现的特性是有别于散装的焊锡材料。因此,一些已建立的散装焊锡与焊接点之间的机械及温度特性可能不完全相同。主要地,这是由于电路板层表面对焊锡量的高比率,在固化期间造成大量异相晶核座,以及当焊锡点形成时元素或冶金成分的浓度变化。任何一种情况都可能导致反应缺乏均匀性的结构。随着

焊锡点厚度的减少,这种接口衰歇将更明显。因此,焊接点的特性可能改变,失效机制可能与从散装的焊锡得出的不一样。

组件与板的设计也会对焊锡点特性有重要影响。例如,和焊盘有联系的阻焊的设计(如限定的或非限定的阻焊),将影响焊锡点的性能以及失效机制。

对每一种组件包装类型,观察和介定各自的焊接点失效模式。例如,翅形QFP的焊接点裂纹经常从焊点圆角的脚跟部开始,第二条裂纹在脚趾区域;BGA的焊点失效通常在焊锡球与包装的接口或焊锡球与板的界面发现。

另一个重要因素是系统温度管理。IC芯片的散热要求在不断增加。运行期间产生的热量必须有效地从芯片带出到包装表面,然后到室温。在出现由于过热而引起的系统失效之前,IC的性能可能变得不稳定,和前面所说的温度与导电性之间的关系一样。组件的包装与电路板的设计都会影响到散热过程的效率。

焊锡节点比其替代品聚合胶的传导热量要有效得多。

当焊锡点通过一个质量过程适当地形成后,与其使用寿命相联系的是懦变/疲劳的交互作用、金属化合的发展和微结构的进化。失效模式随系统的构成而变化,比如包装类型(PBGA、CSP、QFP 电容,等)、温度和应变水平、使用的材料、圆角体积焊锡点几何形状以及其它设计因素。更高功率的芯片和现在设计不断增加密度的电路更加要求焊点的更好的温度疲劳强度。

无铅焊锡

对无铅焊锡的兴趣随着时间发生变化,有激动也有冷漠。虽然还没有立法的影响,开发无铅焊锡的另一个、可能更重要的目标是把焊锡提高到一个新的性能水平。

典型的PCB装配共晶锡/铅(Sn63/Pb37)焊锡点通常遇到累积的退化,造成温度疲劳。这个退化经常与焊点接口的金相粗糙有关,如图二所示,而它又与铅(Pb)或富铅(Pb-rich)金相更密切。

如果取消铅,那无铅焊锡经受温度循环的损害机制会改变吗?在没有其它主要失效(金属间化合、粘合差、过多空洞,等)的条件下,温度疲劳环境中无铅焊锡点的失效机制很可能不会涉及与锡/铅相同程度的金相粗糙。实际上应该设计无铅合金以防止金相粗糙,因而提供更高的疲劳阻抗,因为有适当的微结构进化。图三比较受温度疲劳的无锡焊锡点的强度,显示两种无铅合金没有金相粗糙。

已介绍各种无铅成分。多数似乎至少在一个区域失效:例如,可能缺少本身的性能来显示焊接期间实时流动和良好的熔湿性能;熔化温度可能太高,超出同用PCB的温度忍耐水平;或者可能展示机械性能不足。只有那些结合所希望的物理和机械特性与满足制造要求的能力的无铅焊锡才被认做可利用的材料。

SMT中表面安装元器件的选取

摘要:本文主要从元器件的特性、封装形式及材料介绍各类元器件的选取,结合实际生产设

备分析各种封装的优缺点,对产品设计者在SMT设计阶段确定表面组装元器件的封装形式和结构具有一定的参考价值。

关键词:SMT 元器件封装选取

一、概述

表面安装元器件的选择和设计是产品总体设计的关键一环,设计者在系统结构和详细电路设计阶段确定元器件的电气性能和功能,在SMT设计阶段应根据设备及工艺的具体情况和总体设计要求确定表面组装元器件的封装形式和结构。表面安装的焊点既是机械连接点又是电气连接点,合理的选择对提高PCB设计密度、可生产性、可测试性和可靠性都产生决定性的影响。

表面安装元器件在功能上和插装元器件没有差别,其不同之处在于元器件的封装。表面安装的封装在焊接时要经受奶高的温度其元器件和基板必须具有匹配的热膨胀系数。这些因素在产品设计中必须全盘考虑。

选择合适的封装,其优点主要是:1).有效节省PCB面积;2).提供更好的电学性能;3).对元器件的内部起保护作用,免受潮湿等环境影响;4).提供良好的通信联系;5).帮助散热并为传送和测试提供方便。

二、表面安装元器件的选取

表面安装元器件分为有源和无源两大类。按引脚形状分为鸥翼型和“J”型。下面以此分类阐述元器件的选取。

1无源器件

元源器件主要包括单片陶瓷电容器、钽电容器和厚膜电阻器,外形为长方形或园柱形。园柱形无源器件称为“MELF”,采用再流焊时易发生滚动,需采用特殊焊盘设计,一般应避免使用。长方形无源器件称为“CHIP”片式元器件,它的体积小、重量轻、抗菌素冲击性和抗震性好、寄生损耗小,被广泛应用于各类电子产品中。为了获得良好的可焊性,必须选择镍底阻挡层的电镀。

表面安装电阻器的电容器封装有各种外形尺寸。在选取时应避免选择过小尺寸:<0.08英寸X0.05英寸以减小贴放难度,也要避免选择过大尺寸:>0英寸X0.12英寸以避免使用环氧玻璃基板FR-4时产生热膨胀系数(CTE)失配片式组件要求能在260℃温度下承受5-10S 的焊接时间。

(1)片式电阻器

片式电阻器分为两大类:厚膜型和薄膜型。额定功率为1/16、1/8、1/4瓦,电阻值从1欧到1兆欧的电阻器具有各种尺寸规格,按外形尺寸分为0805(0。08英寸X0.05英寸)、1206(0.12英寸X0.06英寸)、1210(0.12英寸X0.10英寸)等。一般来说1/16、1/8和1/4瓦的电阻器相应于0805、1206及1210。选取时应首选1/8瓦、外形尺寸为1206的组件。

(2)陶瓷电容器

陶瓷电容器有三种不同的介质类型:COG或NPO、X7R和Z5U。它们的电容范围各不相同。COG或NPO用于在很宽的温度、电压和频率范围内有高稳定性的电路;X7R和Z5U 介质电容器的温度和电压特性较差,主要应用于旁路和去耦场合。

陶瓷电容器在波峰焊时容易开裂,原因是CTE失配。在焊接时电极和端接头的CTE高,受热比陶瓷快以致失配产生裂纹。解决的工艺办法是波峰焊之前预热电路板,减少热冲击。Z5U陶瓷电容器比X7R电容器更容易开裂,选取时应尽量采用X7R电容器。和片式电阻器一样,其外形尺寸应量选用1206的电容器。

(3)电阻网络

表面安装电阻器网络采用“SO”封装,管脚为欧翼形。其焊盘图形设计标准,可根据电路需要加以选用。

现有最常用外形尺寸标准如下:150MIL宽外壳(SO)有8、14、16引脚;220MIL宽外壳(SOMC)有14、16引脚;300MIL宽外壳(SOL)有14、16、20、24、28引脚。

(4)钽电容器

表面安装钽电容器具有极高的体积效率和高可靠性。目前,该组件缺少标准化,一般使用字母标记。

选择钽电容器最主要的是注意两头的端接头结构。它有两种主要的结构形式:一种是非压膜式,一端焊接短片触头;另一种是塑膜式,引脚触头向下卷。由于贴片机动性抓取非压膜式电容器时易出现贴片不准的问题,加上这种电容器的金属端接头会使焊点变脆,选取时应尽量选用塑膜式钽电容器。

2、有源器件

表面安装芯片载体有两大类:陶瓷和塑料。

陶瓷芯片封装的优点是:1)气密性好,对内部结构有良好的保护作用2)信号路径较短,寄生参数、噪声、延时特性明显改善3)降低功耗。缺点是因为无引脚吸收焊膏溶化时所产生的应力,封装和基板之间CTE失配可导致焊接时焊点开裂。目前,最常用的陶瓷饼片载体是无引线陶瓷习片载体LCCC。

塑料封装目前被广泛应用于军、民品生产上,具有良好的性价比。其封装形式分为:小外形晶体管SOT;小外形集成电路SOIC;塑封有引线芯片载体PLCC;小外形J封装;塑料扁平封装PQFP。

为了有效缩小PCB面积,在器件功能和性能相同的情况下首选引脚数20以下的SOIC,引脚数20-84之间的PLCC,引脚数大于84的PQFP。

2。2.1无引线陶瓷芯片载体LCCC

电极中心距有1.0mm和1.27mm两种。矩形有18、22、28、32个电极数;方形有16、20、24、28、44、56、68、84、100、124、156个电极数。由于目前采用的基板多为FR-4,CTE失配的情况比较严重,应尽量避免选用。

2。2.2小外形晶体终究SOT

其常用的封装形式为三引脚的SOT23、SOT89,四引脚的SOT143,一般用于二、三极管。

SOT23是最常用的三引脚封装,可容纳的最大芯片尺寸为0。030英寸X0.030英寸,按断面高低分为低位、中位、高位三种。为了得到较好的清洗效果,一般优选高位封装。

SOT89一般用于功率较大的器件,可容纳的最大芯片尺寸为0.060英寸X0.060英寸。

SOT143通常用于射频(FR)晶体管的情况下,可容纳的最大芯片尺寸为0.025英寸X0.025英寸。

2.2.3小外形集成电路SOIC

采用欧翼形封装。对于引脚数不大于20的器件来说,采用此类封装可节省更大的覆盖面积。

SOIC封装主要有两种不同的外壳宽度:150MIL和300MIL,主要有8、14、16、20、24、28个引脚数。

在选取时应注意引脚的共面度最大为0.004英寸。

2.2.4塑料扁平封装PQFP

采用欧翼形封装。主要应用于ASIC专用集成电路。管脚中心距分为1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.3mm几种,引脚数有84-304条。

管脚中心距越小、管脚数越多,引脚越易损伤,共面度不易保持在0.004英寸范围内。

选取时应尽量采用带角缓冲垫封装的器件(四角有四个比引脚长约2MIL的垫子),以便在安装、返修、测试过程中保护引脚。

2.2.5塑封有引线芯片载体PLCC和小外形J封装

均采用J形封装。具有可塑性,能吸收焊点的应力从而避免焊点开裂,形成良好的焊点。

引脚数大于40时采用PLCC,占用覆盖面积小,不易变形、共面性好。

PLCC按外形分矩形和方形两种。矩形引线数有18、22、28、32条;方形引线数有16、20、24、28、44、52、68、84、100、124、156条。

小外形J封装是SOIC和PLCC的混合形式,结合了PLCC引线强度大、共面性好和SOIC 空间存线率高的优点。主要用于高密度DRAM(1和4MB).

三、欧翼形封装和J形封装器件引脚分析比较

引脚的形状决定了形成的焊点,对产品的可靠性和可生产性都有着重要的影响。目前采用的主要两种形状为:欧翼形和J形,形成的焊点分别见图1和图2.

图2 J型引脚焊点示意图

引脚形状\性能

欧翼形

J形

封坚固性

一般

对各种焊接方法的适应能力

较强

有局限性

焊接后清洗的方便性

一般

较好

焊接后检验的方便性

一般

一般

覆盖面积率

一般

较好

表1欧翼形和J形引脚分析比较

由表1可看出两种封装形式各有段、缺点,但具体选择应根据SMT设备的具体情况加以选择。例如,采用PLCC的好处很多,但由于它对焊接方式的选择性较强,对于无强制对流的红外再流焊就无法形成良好的焊点,应慎重选择。

四、结论

表面安装元器件的选取合理与否直接关系到产品的质量,在其电气性能确定后,还应根据具体设备从元器件材料、封装形式、可承受焊接温度、可焊性等各个方面加以综合考虑,只有这样,产品设计者设计出的电路才具有良好的可制造性和可靠性。

SMD:表面组装器件(Surface Mounted Devices)

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。

连接件(Interconnect):提供机械与电气连接/断开,由连接插头和插座组成,将电缆、支架、机箱或其它PCB与PCB连接起来;可是与板的实际连接必须是通过表面贴装型接触。

有源电子组件(Active):在模拟或数字电路中,可以自己控制电压和电流,以产生增益或开关作用,即对施加信号有反应,可以改变自己的基本特性。

无源电子组件(Inactive):当施以电信号时不改变本身特性,即提供简单的、可重复的反应。异型电子组件(Odd-form):其几何形状因素是奇特的,但不必是独特的。因此必须用手工贴装,其外壳(与其基本功能成对比)形状是不标准的,例如:许多变压器、混合电路结构、风扇、机械开关块,等。

Chip 片电阻, 电容等, 尺寸规格: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 2010, 等

钽电容, 尺寸规格: TANA,TANB,TANC,TAND

SOT 晶体管,SOT23, SOT143, SOT89等

melf 圆柱形组件, 二极管, 电阻等

SOIC 集成电路, 尺寸规格: SOIC08, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 32

QFP 密脚距集成电路

PLCC 集成电路, PLCC20, 28, 32, 44, 52, 68, 84

BGA 球栅列阵包装集成电路, 列阵间距规格: 1.27, 1.00, 0.80

CSP 集成电路, 组件边长不超过里面芯片边长的1.2倍, 列阵间距<0.50的µBGA

SMT基本名词解释

A

Accuracy(精度):测量结果与目标值之间的差额。

Additive Process(加成工艺):一种制造PCB导电布线的方法,通过选择性的在板层上沉淀导电材料(铜、锡等)。

Adhesion(附着力):类似于分子之间的吸引力。

Aerosol(气溶剂):小到足以空气传播的液态或气体粒子。

Angle of attack(迎角):丝印刮板面与丝印平面之间的夹角。

Anisotropic adhesive(各异向性胶):一种导电性物质,其粒子只在Z轴方向通过电流。

Annular ring(环状圈):钻孔周围的导电材料。

Application specific integrated circuit (ASIC特殊应用集成电路):客户定做得用于专门用途的电路。

Array(列阵):一组元素,比如:锡球点,按行列排列。

Artwork(布线图):PCB的导电布线图,用来产生照片原版,可以任何比例制作,但一般为3:1或4:1。

Automated test equipment (ATE自动测试设备):为了评估性能等级,设计用于自动分析功能或静态参数的设备,也用于故障离析。

Automatic optical inspection (AOI自动光学检查):在自动系统上,用相机来检查模型或物体。

B

Ball grid array (BGA球栅列阵):集成电路的包装形式,其输入输出点是在组件底面上按栅格样式排列的锡球。

Blind via(盲通路孔):PCB的外层与内层之间的导电连接,不继续通到板的另一面。

Bond lift-off(焊接升离):把焊接引脚从焊盘表面(电路板基底)分开的故障。

Bonding agent(粘合剂):将单层粘合形成多层板的胶剂。

Bridge(锡桥):把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡,引起短路。

Buried via(埋入的通路孔):PCB的两个或多个内层之间的导电连接(即,从外层看不见的)。C

CAD/CAM system(计算机辅助设计与制造系统):计算机辅助设计是使用专门的软件工具来设计印刷电路结构;计算机辅助制造把这种设计转换成实际的产品。这些系统包括用于数据处理和储存的大规模内存、用于设计创作的输入和把储存的信息转换成图形和报告的输出设备

Capillary action(毛细管作用):使熔化的焊锡,逆着重力,在相隔很近的固体表面流动的一种自然现象。

Chip on board (COB板面芯片):一种混合技术,它使用了面朝上胶着的芯片组件,传统上通过飞线专门地连接于电路板基底层。

Circuit tester(电路测试机):一种在批量生产时测试PCB的方法。包括:针床、组件引脚脚印、导向探针、内部迹线、装载板、空板、和组件测试。

Cladding(覆盖层):一个金属箔的薄层粘合在板层上形成PCB导电布线。

Coefficient of the thermal expansion(温度膨胀系数):当材料的表面温度增加时,测量到的每度温度材料膨胀百万分率(ppm)

Cold cleaning(冷清洗):一种有机溶解过程,液体接触完成焊接后的残渣清除。

Cold solder joint(冷焊锡点):一种反映湿润作用不够的焊接点,其特征是,由于加热不足或清洗不当,外表灰色、多孔。

Component density(组件密度):PCB上的组件数量除以板的面积。

Conductive epoxy(导电性环氧树脂):一种聚合材料,通过加入金属粒子,通常是银,使其通过电流。

Conductive ink(导电墨水):在厚胶片材料上使用的胶剂,形成PCB导电布线图。

Conformal coating(共形涂层):一种薄的保护性涂层,应用于顺从装配外形的PCB。

Copper foil(铜箔):一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔,它作为PCB的导电体。它容易粘合于绝缘层,接受印刷保护层,腐蚀后形成电路图样。Copper mirror test(铜镜测试):一种助焊剂腐蚀性测试,在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。

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SMT人员培训资料第一部分:安全生产 第二部分:工艺流程 第三部分:物料识别

第五部份:关键岗位 SMT 2010-4-1 第一部分:安全生产 一、机器运行中禁止身体任何部分或其它物品进入机器内部 二、禁止在运行当中移动机器上安装的物件(如料盘、Feeder ) 三、如遇险情,立刻按下红色圆形“紧急停止键” 四、安全生产图片(参照已做好的图片) MPM 印刷机如误按红色紧急停止按键会切断电源中断生产 警告:小心底座夹伤手 警告:小心刮刀 清洗、更换刮刀时应注意刮刀口锋利,当心伤手及损坏钢网

当有人在检查机器时不可开机,严禁两人同时操作机器出现意外 不可在机器运行时取出FEEDER ,以防损坏机器 机器运行时不可把手或其它异物伸入机器内,以防发生意外。 需要更换FEEDER 或检查设备必须先按下F6机器停止运行 机器运行中不可以把手伸入机器内拾取物料或料盘 机器运行当中不可以取放FEEDER ,以免发生碰撞 拾取物料或料盘时应先按下STOP 键停机再打开安全门 取放FEEDER 时应先按下红色STOP 键停机再打开安全门 警告:检查中不可开机 错误方式:运行中不可换取飞达 错误方式:运行中不可进入机器内取料 错误方式:运行中不可取出飞达

机器运行中不可以把手伸入机器内拾取物料或料盘 机器运行中不可以把头部伸入机器安全门以内观看 第二部分:工艺流程 一、SMT 定义 二、流程图 错误方式:不可把头手伸入机器内 错误方式:不可把头手伸入机器内

SMT表面组装技术SMT工艺

SMT表面组装技术SMT工艺

一.概述. 1.S MT:表面装贴工艺.指将无引脚的片式元件(SMD)装贴于线路板上的组装技术 SMT技术在电子产品制造业中,已被越来越多的工厂采用.是电子制造业的发展趋势. SMT:Surfacemountingtechnology表面装贴工艺 SMD:Surfacemountingdevice表面装贴元件 2.特点 A.由于采用SMT机器,自动化程度高,减少了人力。 B.元件尺寸小,且无引脚,可使电子产品轻,薄,小型化。 C.装配密度高,速度快。 二.OKMCOSMT生产工艺流程,如下: :使用机器将锡浆印刷在线路板上。(DEK-265 印刷锡浆机) :使用机器将规则元件贴在线路板上。(NITTO 多元件高速贴片机) :使用机器将不规则元件贴在线路板上。(TENRYU中速贴片机) 热风回流,将锡浆熔解,形成焊点.(HELLER回流炉) ,如短路,少锡,元件移位等。(使用检查模板检查) 三.工艺简介。

1. 锡浆印刷。采用的机器:DEK-265锡浆印刷机(英国DEK 公司)。 1.1基本原理。 以一定的压力及速度,用金属或橡胶刮刀将装在钢网上的锡浆通过钢网漏印在线路板上。 锡浆成份为:锡63%,铅37%,松香含量:9-10%,熔点为183O C. 步骤为: 图示: 刮刀锡浆钢网(厚0.15MM) 顶针 线路板(PCB) 1.2DEK265印刷锡浆机印刷锡浆的品质直接影响点焊回流炉的品质,所以需要检查锡浆的印刷品质. 一般地,主要检查以下的项目: 少锡 短路 无锡浆 偏位 印刷轮廓不良:拉尖,锡浆下垂。 如果钢网无损坏,印刷参数设置合适,通常印刷后,无以上不良。

SMT表面组装技术SMT贴片工时计算方式

SMT表面组装技术SMT贴片工时计算方 式

SMT(LCD)工时计算方式 在一些产品外发厂和一些加工厂,ie经常要计算产品加工费,怎样计算smt的加工费呢?1.了解smt生产流程及各工序内容: 上料--印刷锡膏--贴片元件--目检--过回流炉--超声波洗板--切板--外观检查--包装(有些产品需ic编程及pcba功能测试) 2.计算贴片元件点数: Smt加工费一般以元件点数多少来计算,一个贴片(电阻、电容、二极管)算一个点,一个三极管算1.5个点,ic脚在50个以下的,两个脚算一个点,50个脚以上的ic4个脚算一个点,统计pcb所有贴片点数。 3.计算费用 加工费=点数*1个点的单价(加工费其中包括:红胶、锡膏、洗板水等辅料费用) 4.其它费用 测架、钢网及其它双方约定的费用需另外计算。 一:SMD贴片料2个脚为1个点;0402元件按每个点人民币0.018计算, 0603-1206元件按每个点人民币0.015计算。 2、插件料1个脚为1个点;按照每个点为人民币0.015计算 3、插座类4个脚为1个点;按照每个点为人民币0.015计算 4、普通IC,4个脚为1点;按照每个点为人民币0.015计算 5、密脚IC,2个脚为1个点;按照每个点为人民币0.015计算 6、BGA2个脚为1个点;按照每个点为人民币0.02计算 7、机贴大料按照元器件的体积翻倍来计算 8、后加费用按照1小时为人民币20元计算 9、此报价不包括测试费用 一、SMT瓶颈时间确定标准:

目前SMT有两种工艺同时生产,分别为印刷工艺和点胶工艺。 1.印刷工艺由四种线体同时生产,分别为安必昂AX5线五条(S2、S3、S7、 S11、S12),松 下CM602线两条(S1、S9),松下MSH3线一条(S5),及同TV共用的安必昂AX3(S13)线。 其中松下MSH3线为LCD小板线,AX3为LCD下板线,其它为LCD主板线。 为了发挥最大的产能效率,所有线别的瓶颈时间都应该在高速贴片机。 但是由于LCD下板 点数不足350点,所以除了AX3线体的瓶颈时间为印刷站以外,其它线体的瓶颈时间都在高速贴片机站。则瓶颈时间的计算公式为: 印刷线体瓶颈时间=平均贴片时间×总贴片点数 AX3瓶颈时间=平均印刷连板时间÷下板平均点数×下板点数 由于SMT线体在生产过程中由于机台的原因会存在异常生产时间,所有异常生产时间中的切换时间,小停止时间①,设备故障时间和程序调整时间②为非人为因素引起,在计算标准工时的时候需将以上异常生产时间从总生产时间中扣除。则得出以下瓶颈时间的计算公式: (1)安必昂AX5线平均每点贴片时间为0.0379秒,异常率为17.57%③:安必昂线(AX5)瓶颈时间=总贴片点数(N)×平均每点贴片时间÷(1-异常率) =N×0.0460 (2)松下CM602线平均每点贴片时间为0.0515秒,异常率为22.48%④:

SMT表面组装技术SMT基础培训资料

SMT表面组装技术SMT基础培训资料 第 1 页共28 页

SMT基础知识培训教材一、教材内容 1.SMT基本概念和组成 2.SMT车间环境的要求. 3.SMT工艺流程. 4.印刷技术: 4.1焊锡膏的基础知识. 4.2钢网的相关知识. 4.3刮刀的相关知识. 4.4印刷过程. 4.5印刷机的工艺参数调节与影响 4.6焊锡膏印刷的缺陷,产生原因及对策. 5.贴片技术: 5.1贴片机的分类. 5.2贴片机的基本结构. 5.3贴片机的通用技术参数. 5.4工厂现有的贴装过程控制点. 5.5工厂现有贴装过程中出现的主要问题,产生原因及对策. 5.6工厂现有的机器维护保养工作. 6.回流技术: 6.1回流炉的分类.

6.2GS-800热风回流炉的技术参数. 6.3GS-800热风回流炉各加热区温度设定参考表. 6.4GS-800回流炉故障分析与排除对策. 6.5GS-800保养周期与内容. 6.6SMT回流后常见的质量缺陷及解决方法. 6.7SMT炉后的质量控制点 7.静电相关知识。 《SMT基础知识培训教材书》 二.目的 为SMT相关人员对SMT的基础知识有所了解。 适用范围 该指导书适用于SMT车间以及SMT相关的人员。 四.工具和仪器 五术语和定义 六.部门职责 七.流程图 八.教材内容 1.SMT基本概念和组成: 1.1SMT基本概念 SMT是英文:SurfaceMountingTechnology的简称,意思是表面贴装技术. 1.2SMT的组成

总的来说:SMT 包括表面贴装技术,表面贴装设备,表面贴装元器件及SMT 管理. 2.SMT 车间环境的要求 2.1SMT 车间的温度:20度---28度,预警值:22度---26度 2.2SMT 车间的湿度:35%---60%,预警值:40%---55% 2.3所有设备,工作区,周转和存放箱都需要是防静电的,车间人员必须着防静电衣帽. 3.SMT 工艺流程: OK NO OK NO

SMT表面组装技术SMT实训技术报告

SMT表面组装技术SMT实训技术报告

概要 本次实训通过实习培养学生系统、完整、具体地解决实际问题的职业综合能力,使其掌握基本的电路设计、制作方法及技巧,能够独立的分析解决一般性质的问题。通过本次实训学生能够掌握带片内AD功能的单片机STC15F2K60S2的使用方法,掌握对DHT11的驱动设计,实现对环境温度湿度的检测,掌握SMT焊接工艺及设备;正确使用常用仪器、正确测试及测量电子器件和电子线路有关参数;能够看懂电路原理图、电路实际装配图,并能互相够协作完成电子产品从设计、器件选择、焊接、调试、故障排除到整机装配整个过程。在此过程中指导学生照IPC工艺安装调试印制电路板,在设计与制作过程中能够从经济性和环保性等方面去考虑,鼓励其在设计与制作中自主学习,大胆实践,开拓创新,积极地将自己的想法掺加到实际电路当中去。 目录 概要 (1) 前言 (4) 第一章总体方案设计 (5) 1.1基于STC15F2K60S2的温湿度采集控制系统的设计要求,明确设计任务 (5) 1.2根据设计要求分析讨论存在的问题及解决措施..5 1.3什么是SMT技术,在生活的应用有哪些 (5) 1.4SMT的工作流程 (6) 第二章SMT对元器件的选择 (7)

2.1SMT元器件的参数性能表 (7) 2.2SMT元器件典型应用电路 (9) 2.3SMT完整电路的设计 (12) 第三章印制电路板元器件的安装 (17) 3.1印制电路板的装配流程及焊接注意事项 (17) 3.2SMT手工焊接的步骤以及对焊接工艺的要求 (17) 第四章印制电路板的调试 (18) 4.1印制电路板调试的流程 (18) 4.2印制电路板调试的流程中需要注意的事项 (19) 4.3印制电路板调试的流程中出现的故障及解决措施.19 第五章SMT对LED灯、按键的控制 (21) 5.1实现LED灯的流水控制 (21) 5.2实现按键控制LED灯 (24) 第六章SMT的定时器对数码管的控制 (27) 6.1与定时器相关的寄存器有哪些 (27) 6.2用定时器实现LED灯流水显示 (27) 6.3实现数码管显示数字 (29) 第七章SMT实际应用 (30) 7.1与AD采样有关的寄存器有哪些 (30) 7.2实现AD采样 (31) 7.3实现串口通信 (32)

SMT表面组装技术知识点总结(考试,讲课均可以用到)

1 PLCC封装引脚是(J)型的 2 锡膏是由(焊料粉末)与(糊状助焊剂)混合组成的 3 铝电解电容器是有级性的电容器 4 表面组装元器件的包装形式主要有四种即(编带,管装,托盘,散装) 5 铝电解电容器之所以有级性是因为正极板上的氧化铝具有(单向导电性) 6在塑料封装的表面组装器件存储和使用中应注意库房室温低于(40)度,相对湿度小于(60%) 7贴装精度有两种误差组成,即(平移误差)和(旋转误差) 8片式矩形电阻器表面通常是(黑色),电容器是(灰色),电感器是(深灰色) 9电子线路焊接的温度通常在(80—300度)之间 10湿度指示卡分为(六圈式)和(三圈式) 11线宽一定时,PCB铜箔厚度越厚人、允许通过的电流越大 12塑料封装表面组装器件开封使用时,观察包装袋内附带的(湿度指示卡) 13 IC的引脚距中心距目前最小是(0.3mm) 14 SOP封装引脚是(翼)型的 15纸基覆铜板基疏松只能冲孔不能钻孔 16焊盘设计时,焊点可靠性主要取决于长度而不是宽度 17锡银铜焊料目前是锡铅焊料的最佳替代品

18通常合金焊料粉末比例占总的重量的(85%-90%)占体积的(50%)左右 19焊粉颗粒直径大小一般控制在(20—75微米) 20按封装材料分有(金属封装,陶瓷封装,塑料封装)等,其中塑料封装易吸潮 21焊料粉颗粒越小,粘度越高 22贴片胶又称(红胶) 23焊膏印刷时,焊膏在版上的运动形式是(滚动) 24带脚垫的QFP器件的脚垫起到(保护引脚)作用 25焊膏黏度的测量采用(黏度计)测量 26 容量超过0.33uf的表面组装元器件通常使用(钽电解电容器) 27 高波峰焊接的后面配置剪腿机用来剪(短元器件)的引脚 28 最常见的双波峰型组合是(紊乱波+宽屏波) 29当PCB进入回流区时,温度迅速上升市焊膏达到熔化状态 30 无铅焊料中(锡)被认为是最好的基础金属 31 铝电解电容器外壳上的深色标记表示(负)级 32 SMT生产线主要由(焊膏印刷机,贴片机,再流焊机和检查设备)组成 33 BGA封装形式中文的意思是(球栅陈列封装) 34 温度对焊膏的强度影响很大,随着温度的升高,年度会明显下降 35 表面组装技术英文缩写(SMT) 36 QFP封装引脚是(翼)型的

SMT表面组装技术SMTHELLERR操作指南

SMT表面组装技术SMTHELLERR操作指 南

目录 第一部分:HELLER回流焊外观及结构 1.1外观介绍 1.2轨道传输机构 1.3加热系统 1.4冷却机构 第二部分:HELLER规格特性参数资料 2.1HELLER之规格与特性 第三部分:HELLER应用软体操作向导 3.1Heller中文操作说明 3.2Heller部分参数简介 3.3Heller用户密码的设定 第四部分:HELLER系统参数的设置 第五部分:HELLER设备参数规格配置及注意事项第六部分:HELLER操作维修向导 6.1Heller炉子无电源 6.2Heller炉子无通讯 6.3Heller炉子高温报警 6.4Heller炉子BLOWER异响 6.5Heller炉子BREAKER自动跳开 6.6Heller炉子氧气PPM值不稳定或偏高第七部分:HELLER常用电路图的讲解

第八部分:HELLER保养知识简介 第九部分:HELLER设备保修条例 第一部分 HELLER回流焊外观及结构 1.1外观介绍 HELLERREFLOWOVEN采用PC机自动控制,界面直观,机器四周及上面PANEL可以灵活拆卸,更方便操作和维护。 ?总电源开关:“I”接通电源;“O”断开电源。 ?彩色显示器:显示操作信息,操作更直观。方便操作者了解目前工作状态,准确显示机器当前各项参数。 ?键盘:输入信息,完成对机器控制。 ?三色灯:显示机器工作状态 ?红色---机器处于ALARM状态,此时机器无法工作。必须排除故障。 ?黄色---WARNING状态或者NEWJOB下载 ?绿色---机器处于正常状态 ?例如:某温区设定温度为200度,WARNING范围设定为15度,ALARM范围设定为40度,当前温度处在185~215 度时亮绿色灯,当前温度在160~185度或者215~240度

SMT表面组装技术(练习题)

SMT表面组装技术----练习题 一、判断题 1. 表面安装技术是将电子元器件直接安装在印制电路板或其他基板导电表面的安装技术( √) 2. 矩形片式电阻器由陶瓷基片、电阻膜、玻璃釉保护层和端头电极四部分组成。( √) 3. 固化是将无引线元器件放到电路板上经过波峰焊机来实现固化的。( ×) 4. 片状元器件的尺寸是以四位数字来表示的,前面两位数字代表片状元器件的长度,后面两位数字代表片状元器件的宽度。( √) 5. 采用波峰焊的工艺来贴片,它对贴片的精度要求比较高,对生产设备的自动化程度要求也很高,因此适合于小批量生产。( ×) 6. 再流焊生产工艺比较灵活,片状元器件经过再流焊时,在液体焊锡表面张力的作用下,能自动调节到标准位置。( √) 7. 采用再流焊的工艺流程也有点胶、贴片、固化和焊接这样四道工序。(×) 8. 当片式电阻阻值精度为1%,通常采用三位数表示。前两位数字表示阻值的有效数,第三位表示有效数后零的个数。( ×) 9. 通常片式电解电容使用的代码由2个字母和2个数字组成,字母指示出电解电容的耐压值,而数字用来标明电解电容的电容量(数码法),其单位用pF表示。( ×) 10. 片式叠层电感器外观与片状独石电容很相似,也称模压电感。( √) 11. 片状二极管的封装形式同传统二极管一样,只有二个引脚。( ×) 12. 贴片机的作用是往板上安装各种贴片元器件。中型机有100~500个材料架,一般为自动送料,贴片速度为低速或中速。( ×) 13. 检测探针是专门用于检测贴片元器件的探针,它的前端是针尖,末端是套筒,使用时将表笔或探头插入探针就可以了。(√) 14. SMT元器件对温度比较敏感,所以焊接时必须把温度调节到500度以上。( ×) 15. 手工焊接电阻等一类两端元器件时,先要在一个焊盘上镀锡,镀锡后电烙铁不要离开焊盘,使焊锡保持熔融状态,快速用镊子夹住元器件放到焊盘上,这样依次焊好两个焊端。( √) 16. 按装钽电解电容时,要先焊接负极,后焊接正极,以免电容器损坏。( ×) 17. 表面组装元器件主要分为片式无源元件和有源器件两大类。它们的主要特点是:微型化和无引线(扁平或短引线)。( √) 18. 电阻、电容和集成电路都是无源器件。( ×) 19. 继电器、连接器、开关等都是机电器件。( √) 20. 有源器件主要指二极管、三极管和集成电路等。( √) 21. 片式瓷介电容器大多数采用多层叠层结构的矩形形状。( √ ) 22. 矩形钽电容外壳为有色塑料封装,一端印有深色标记线,为负极。( ×) 23. 表面贴装铝电解电容器在外壳上的深色标记代表负极。( √) 24. 有三个引脚的片式有源器件一定是三极管器件。( ×) 25. 片状二极管极性的标识一般情况有颜色的一端就是负极。( √) 26. 片状集成电路中的SOJ封装形式,这种引脚结构不易损坏,且占用PCB面积较小,能够提高装配密度。( ×) 27. 表面组装元器件的包装形式一般采用编带形式,而不采用散装形式的。( √) 28. 激光加热再流焊的加热,具有高度局部化的特点,不产生热应力,热冲击小,热敏元器

表面贴装技术(SMT)工艺术语

表面贴装技术(SMT)工艺术语 1 一般术语 a)表面组装技术---- SMT(Surface Mount Technology)。 b)表面组装元器件---SMD/SMC(Surface Mount Devices/ Surface Mount Components)。 c)表面组装组件--- SMA (Surface Mount Assemblys)。 d)表面组装印制板--- SMB (Surface Mount Board)。 e)回流焊(Reflow soldering)--- 通过重新熔化预先印制到印刷板焊盘上的锡膏焊料,实现SMD焊端或引脚与印制板焊盘之间的机械与电气连接的软钎焊。 f)峰焊(Wave soldering)--- 将熔化的软钎焊料,经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的 焊料波峰,使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰,实现元器件焊端或引 脚与印制板焊盘之间的机械与电气连接的软钎焊。 2 元器件术语 a)焊端(Terminations)--- 无引线表面组装元器件的金属化外电极。 b)形片状元件(Rectangular chip component) 两端无引线,有焊端,外形为薄片矩形的SMD。 c)外形封装 SOP(Small Outline Package) 小外形模压塑料封装,两侧有翼形或J形短引脚的一种SMD。 d)小外形晶体管SOT(Small Outline Transistor) 采用小外形封装结构的表面组装晶体管。 e)小外形二极管SOD(Small Outline Diode) 采用小外形封装结构的表面组装二极管。 f)小外形集成电路SOIC(Small Outline Integrated Circuit)

SMT表面组装技术技术手册

SMT表面组装技术技 術手冊

SMT技术手册

目錄頁次目錄1 1.目的2 2.範圍2 3.SMT簡介2 4.常見問題原因與對策25 5.SMT外觀檢驗32 6.注意事項:23 7.測驗題:24

1.目的 使從業人員提升專業技術,做好產品品質。 2.範圍 凡從事SMT組裝作業人員均適用之。 3.SMT簡介 3.1何謂SMT(SurfaceMountTechnology)呢?所謂SMT就是可在“PCB”印上錫膏, 然後放上多數“表面黏裝零件”,再過REFLOW使錫膏溶融,讓電子零件與基板焊墊接合裝配之技術。有時也可定義為:“凡是電子零件,不管有腳無腳,皆可在基板的單面或雙面進行裝配,並與板面上的焊墊進行機械及電性接合,並經焊錫過程之金屬化後,使之搭接成為一體”。相反地,傳統零件與底材板接合的方式,是將零件腳插入通孔,然後使焊錫填充其中進行金屬化而成為一體。前者能在板子兩面同時進行焊接,後者則否。 3.2SMT之放置技術: 由於表面黏裝技術及新式零件封裝設計之快速發展,也連帶刺激自動放置機的不斷的革新。多數品牌的放置機,其對SMD自動放置的基本理念均屬大同小異。其工作順序是: 3.2.1由真空轉軸及吸頭所組成的取料頭先將零件拾起。 3.2.2利用機械式夾抓或照像視覺系統做零件中心之校正。 3.2.3旋轉零件方向或角度以便對準電路板面的焊墊。 3.2.4經釋除真空吸力後,可使零件放置在板面的焊墊上。

3.3錫膏的成份 3.3.1焊錫粉末 一般常用為錫(63%)鉛(37%)合金,其熔點為183℃。 3.3.2錫膏/紅膠的使用: 3.3.2.1錫膏/紅膠的保存以密封狀態存放在恆溫,恆濕的冰箱內,保存溫度為0~100C,溫度 太高,錫膏中的合金粉未和助焊劑起化學反應后,使粘度上升而影響其印 刷性,溫度過低,助焊劑中的松香成份會產生結晶現象,使得錫膏惡化. 3.3.2.2錫膏從冰箱中取出時,應在其密封狀態下回溫6-8hrs(kester)/1-2hrs(千住)后再開 封.如一取出就開封,存在的溫差使錫膏結露出水份,這時錫膏回焊時易產 生錫珠,但也不可用加熱的方法使其回到室溫,這會使錫膏品質劣化. 3.3.2.3錫膏使用前,先用攪拌機攪30-40sec(kester)/5min(千住),攪拌時間不可過長,因錫 粉末中粒間摩擦,使錫膏溫度上升,而引起粉未氧化,其特性質化,黏度降 低. 3.3.2.4錫膏/紅膠開封后盡可能在24小時內用完,不同廠牌和不同TYPE的錫膏/紅膠不可 混用. 3.3.2.5紅膠使用與管制依照[錫膏/紅膠作業管制辦法](DQS-PB09-08)作業. 3.3.3錫膏專用助焊劑(FLUX)

精编【表面组装技术】SMT工程试卷

【表面组装技术】SMT工程试 卷 xxxx年xx月xx日 xxxxxxxx集团企业有限公司 Please enter your company's name and contentv

《SMT工程》试卷(四) 2.不能用钢笔、圆珠笔或其它型号的铅笔填涂,否则无效; 3.严禁带走和撕毁试题,违者从严处理。 姓名:______________ 准考证号:_____________ 一、单项选择题(50题,每题1分,共50分;每题的备选答案中,只有一个最符合题意,请将其编号填涂在 答题卡的相应方格内) 1.早期之表面粘装技术源自于( )之军用及航空电子领域 A.20世纪50年代 B.20世纪60年代中期 C.20世纪20年代 D.20世纪80年代 2.目前SMT最常使用的焊锡膏Sn和Pb的含量各为:( ) A.63Sn+37Pb B.90Sn+37Pb C.37Sn+63Pb D.50Sn+50Pb 3.常见的带宽为8mm的纸带料盘送料间距为:( ) A.3mm B.4mm C.5mm D.6mm

4.下列电容尺寸为英制的是:( ) A.1005 B.1608 C.4564 D.0805 5.SMT产品须经过a.零件放置 b.迥焊 c.清洗 d.上锡膏,其先后顺序为:( ) A.a->b->d->c B.b->a->c->d C.d->a->b->c D.a->d->b->c 6.电阻外形符号为272之组件的阻值应为:( ) A.272R B.270欧姆 C.2.7K欧姆 D.27K欧姆 7.100nF组件的容值与下列何种相同:( ) A.103uf B.10uf C.0.10uf D.1uf 8.63Sn+37Pb之共晶点为:( ) A.153℃ B.183℃ C.200℃ D.230℃ 9.欧姆定律:( ) A.V=IR B.I=VR C.R=IV D.其它 10.6.8M欧姆5%其从电子组件表面符号表示为:( ) A.682 B.686 C.685 D.684 11.钢板的开孔型式:( ) A.方形 B.本迭板形 C.圆形 D.以上皆是 12.SMT环境温度:( ) A.25±3℃ B.30±3℃ C.28±3℃ D.32±3℃

SMT表面组装技术SMT生产工艺

SMT表面组装技术SMT生产工艺

SMT生产设备工作环境要求 SMT生产设备是高精度的机电一体化设备,设备和工艺材料对环境的清洁度、湿度、温度都有一定的要求,为了保证设备正常运行和组装质量,对工作环境有以下要求: 1:电源:电源电压和功率要符合设备要求 电压要稳定,要求: 单相AC220(220±10%,50/60HZ) 三相AC380V(220±10%,50/60HZ)如果达不到要求,需配置稳压电源,电源的功率要大于功耗的一倍以上。 2:温度:环境温度:23±3℃为最佳。一般为17~28℃。极限温度为15~35℃(印刷工作间环境温度为23±3℃为最佳) 3:湿度:相对湿度:45~70%RH 4:工作环境:工作间保持清洁卫生,无尘土、无腐蚀性气体。 空气清洁度为100000级(BGJ73-84); 在空调环境下,要有一定的新风量,尽量将CO2含量控制在1000PPM以下,CO含量控制10PPM以下,以保证人体健康。 5:防静电:生产设备必须接地良好,应采用三相五线接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台垫、坐椅等均应符合防静电要求。 6:排风:再流焊和波峰焊设备都有排风要求。 7:照明:厂房内应有良好的照明条件,理想的照度为800LUX×1200LUX,至少不能低于300LUX。

8:SMT生产线人员要求:生产线各设备的操作人员必须经过专业技术培训合格,必须熟练掌握设备的操作规程。 操作人员应严格按"安全技术操作规程"和工艺要求操作。 (一)片式元器件单面贴装工艺 ↓ 说明: 步骤1:检查元件、焊盘、焊膏是否有氧化、焊锡成分是否匹配,集成电路引脚及其共面性。 步骤2:通过焊膏印刷机或SMT焊膏印刷台、印刷专用刮板及SMT漏板将SMT焊膏漏印到PCB的焊盘上。 步骤3:检查所印线路板焊膏是否有漏印,粘连、焊膏量是否合适等。 步骤4:由贴片机或真空吸笔、镊子等完成贴装。 步骤5:检查所贴元件是否放偏、放反或漏放,并修复,窄间距元件需用显微镜实体检查。 步骤6:检查回流焊的工作条件,如电源电压、温度曲线设置等。 步骤7:通过SMT回流焊设备进行回流焊接。 步骤8:检查有无焊接缺陷,并修复。

SMT表面组装技术工艺介绍

SMT表面组装技术工艺介绍 SMT就是表面组装技术(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。表面组装技术是一种无需在印制板上钻插装孔,直接将表面组装元器件贴﹑焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。具体的说,表面组装技术就是一定的工具将表面组装元器件引脚对准预先涂覆了了粘接剂和焊膏的焊盘图形上,把表面组装组件贴装元器件贴装到未钻安装孔的PCB表面上,然后经过波峰焊或回流焊使表面组装元器件和电路之间建立可靠的机械和电气连接。 SMT(Surface Mounting Technology)表面安装技术的由来 在几十年代的温长岁月中,电路组装技术得到经历三次大的变革。 六十年代和七十年代导体集成电路的推广应用爆发了电路组装技术的第一次变革─通孔插装技术的兴起和发展,出现了半自动和全自动插装以及浸焊和波峰焊接技术。 六十年代开发,七十年代开始应用的表面组装元器件动遥了通孔插装技术的“统治地位”,以自身的特点显示出强大的生命力,激起了电路组装技术的第二次变革─表面组装技术的蓬勃发展。 八十年代中期出现高速发展局面,九十年代初进入完全成熟

阶段,现已成为电路组装技术主流,九十年代初兴起的第三次变革,使电路组装技术进入微组装技术的新时代。 一、SMT的特点: 1.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%。 2.可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。 3.高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 4.易于实现自动化,提高生产效率。 5.降低成本达30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。 二、为什么要用表面贴装技术(SMT)? 1.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。 2.电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件,特别是大规模、高集成IC,不得不采用表面贴片元件。 3.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。 4.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。 5.电子科技革命势在必行,追逐国际潮流。

SMT工艺流程简介

SMT工艺流程简介 SMT是表面组装技术Surface Mounting 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。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,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。 相信大家都见过老式收音机,80后基本都拆过。打开它之后,可以看见里面的电路板元器件基本都是带着几个管脚,而且体积很大,看起来很笨重,这些就是传统的插件元器件。而随着表面贴装技术的发展,这种组装密度高、电子产品体积小、重量轻的SMT技术脱引而出,它可靠性高、抗振能力强、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,可以提高生产效率。

Surface mount Technology Through-hole (表面贴装技术下的产品) (通孔插件技术下的产品) 现在我司大多数产品都是双面混装工艺,即表面贴装元器件以及插件在PCB板的正、反两面都有。其工艺流程如下: 来料检查板bottom 贴装 X-Ray 清洗 入 QA检查 基本工艺流程如下图所示: SMT工艺构成要素: 1、钢网 钢网(stencils)也就是SMT模板(SMT Stencil),是一种SMT 专用模具;其主要功能是帮助锡膏的沉积;目的是将准确数量的锡膏转移到空PCB上的准确位置。

2、印刷机 其作用是用刮刀将锡膏通过钢网漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。位于SMT生产线的前端。 3、锡膏检查仪 全面检查锡膏涂布状况。检查PCB板是否有少锡、漏锡、连锡等现象。 4、贴片机 其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。位于SMT 生产线中印刷机的后面。 5、AOI光学检测机 AOI(automated optical inspection自动光学检查),其作用是对焊接好的PCB板进行焊接质量的检测。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。 6、回流焊炉 回流炉工艺是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。回流炉是SMT(表面贴装技术)最后一个关键工序,是一个实时过程控制,其过程变化比较复杂,涉及许多工艺参数,其中温度曲线的设置最为重要,直接决定回流焊接质量。

SMT表面组装技术(表面贴装技术)简介

SMT表面组装技术(表面贴装技术)简介 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。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,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。 SMT基本工艺构成要素包括:丝印(或点胶),贴装(固化),回流焊接,清洗,检测,返修 1、丝印:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(丝网印刷机),位于SMT生产线的最前端。 2、点胶:它是将胶水滴到PCB板的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。 3、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生产线中丝印机的后面。

4、固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB 板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。 5、回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。 6、清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。 7、检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。 8、返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。 SMT贴片加工的优点: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、抗振能力强,焊点缺陷率低,高频特性好,减少了电磁和射频干扰。

SMT表面组装技术SSMT编程辅助工具使用教程

SMT表面组装技术SSMT编程辅助工具使 用教程

SamsungSMT编程辅助工具使用教程 1.运行软件,打开“三星程序(2011.03.18).exe”,界面如下: 注意事项:不可修改“三星程序(kgli).xls”文件名,否则软件将不能正常运行,且“三星程序(Update2011.03.18).exe”和“三星程序(kgli).xls”须在同一目录下,故最好新建一个文件夹,以方便使用。如下图所示: 2.功能介绍: 2.1:物料清单BOM和坐标文件CAD合并 2.2:附加功能1:BOM程序核对 2.3:附加功能2:SMT站位表整理 3.功能应用: 3.1:物料清单BOM和坐标文件CAD合并 单击OPENBOM按钮,选择要待合并的BOM 稍等片刻,软件打开BOM结果如下: 在打开BOM前需将BOM处理成如下标准格式: 即第一列为元件规格、第二列为元件位号,第三列……可要可不要,数据不做处理单击OPENCAD按钮,选择要待合并的CAD 软件处理CAD结果如下: 单击BOM+CAD按钮,进行BOM和CAD合并,合并结果如下图所示: 单击ExportSSA按钮,输出三星SSA格式坐标文件,由于有TOP面和BOT面两个程序,故会输出两个SSA文件,请正确填写坐标文件名

称 输出TOP面坐标文件: 输出BOT面坐标文件: 文件输出结果如下: 关于文件格式支持: 支持常见EDA软件输出格式的坐标文件,如PROTEL99/DXP、PADS2007/9.2、GC-PLACE、GC-PowerStation、AD6.0等,在软件中只需要设好原点即可,无需更改单位(如在软件中将系统单位由MIL更改为MM)。 另外也支持公司内部标准格式(需定制)。 3.2:附加功能1:BOM程序核对 将要核对的BOM整理成为标准格式BOM,即第一列为元件规格、第二列为元件位号…… 使用:单击OPENBOM按钮,选择将要核对的第一份BOM(为了便于区分,我们暂且称之为BOM);单击Check,打开将要核对的第二份BOM(为了便于区分,我们暂且称之为程序),之后软件将进行自动核对及给出核对结果。 3.3:附加功能2:SMT站位表整理 三星MMI软件里面给出的站位表经常位号显示不完全,不符合我们的要求,需要我们另外整理一下: 先在MMI中导出相关文件,方法一:

SMT表面组装技术SMTDFM实验指导书

SMT表面组装技术SMTDFM实验指导书

SMT-DFM实验指导书 潘开林丘伟阳编 桂林电子科技大学机电工程学院 2009年11月15日 目录 实验一DFM数据读入 (2) 实验二DFM分析 (20) 实验三ERF规则管理.............................. 实验四DFM报告输出.............................. 实验一DFM数据读入 一、实验目的 1.了解DFM数据类型; 2.了解DFM数据的读入方式; 3.重点掌握EDA数据及Gerber数据的读入。 二、实验器材 1.计算机一台,CPU主频2G以上,内存1G以上;

2.ValorEnterprise3000/Trilogy5000软件一套。 三、实验具备知识——DFM数据类型 1.EDA数据 (1)Cadence(.brdextractfiles) https://www.doczj.com/doc/7216022048.html,yers_.out Padsfilee.g.pads_.out ponentsfilee.g.ps_.out Pinsfilee.g.pins_.out Geomsfilee.g.geoms_.out Propsfilee.g.props_.out https://www.doczj.com/doc/7216022048.html,s_.out Technologyfilee.g.tech_.out Filmsfilee.g.films_.out 备注:粗体字文件是必须的文件,正常字文件是可选的文件(2)Mentor(BoardStationDatabase) Mfg/neutral_file Mfg/geoms_ascii Tracesfile Techfile Layersfile Aperture_tablefile

SMT表面组装技术SMT技术组成

SMT 技术组成 SMT表面组装技术SMT技术组成

报告 名字: 指导老师: 班级: 时间:

目录第一章SMT生产设备1 1.1 涂敷设备1 1.1.1 印刷设备1 1.1.2 点涂设备1 1.2贴片设备2 1.2.1贴片机的基本结构2 1.3焊接设备4 1.3.1 回流炉4 1.3.2 波峰焊接机4 1.4检测设备4 1.4.1 检测用治具5 1.5 返修设备5 1.5.1 手工返修设备——电烙铁5 1.6 清洗设备5 1.6.1 水清洗机5 1.6.2 气相清洗机5 1.6.3 超声清洗机6 第二章SMT生产工艺6 2.1 涂敷工艺6 2.1.1 焊膏涂敷6

2.1.2 贴片胶涂敷6 2.2 贴装工艺7 2.2.2 保证贴装质量的三要素7 2.2.3 贴片机编程7 2.3 焊接工艺7 2.3.1 回流焊工艺8 2.3.2 波峰焊工艺8 第三章SMT管理8 3.1 5S管理8 3.1.1 5S的作用8 3.2 SMT质量管理9 3.2.1 ISO90009 3.2.2 统计过程控制(SPC)10 3.2.3 6σ10 3.2.4 质量管理的常用工具10 3.3 SMT生产过程中的静电防护10 3.3.1静电的产生11 3.3.2 静电的危害11 3.3.3 SMT生产中的静电防护11

第一章SMT生产设备 1.1涂敷设备 涂敷主要目的是将胶水活焊膏准确地涂敷与PCB上,使贴片工序贴装的元器件能够粘在PCB焊盘上。主要涂敷设备有印刷设备和点涂设备。 1.1.1印刷设备 用于焊膏印刷的印刷机品种很多,以自动化程度来分,可分为手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机。 1.印刷机的基本结构 无论哪种印刷机,其基本结构都是由机架、印刷工作台、模板固定机构、印刷头系统以及其他保证印刷精度而配备的其他选件CCD、定位系统、擦板系统、2D及3D测量系统等。 1.1.2点涂设备 点涂可简单地定义为通过压力作用使液体发生移位。点胶机是用途广泛的点涂设备,可注滴包括瞬间胶(快干胶)、红胶、黄胶、环氧树脂、硅胶、厌氧胶(螺丝胶)、防焊剂、锡浆、润滑油、焊膏等。

2020年(表面组装技术)SMT实训技术报告

概要 本次实训通过实习培养学生系统、完整、具体地解决实际问题的职业综合能力,使其掌握基本的电路设计、制作方法及技巧,能够独立的分析解决一般性质的问题。通过本次实训学生能够掌握带片内AD 功能的单片机STC15F2K60S2 的使用方法,掌握对DHT11 的驱动设计,实现对环境温度湿度的检测,掌握SMT 焊接工艺及设备;正确使用常用仪器、正确测试及测量电子器件和电子线路有关参数;能够看懂电路原理图、电路实际装配图,并能互相够协作完成电子产品从设计、器件选择、焊接、调试、故障排除到整机装配整个过程。在此过程中指导学生照IPC 工艺安装调试印制电路板,在设计与制作过程中能够从经济性和环保性等方面去考虑,鼓励其在设计与制作中自主学习,大胆实践,开拓创新,积极地将自己的想法掺加到实际电路当中去。

目录 概要 ................................... (1) 前言....................................... (4) 第一章总体方案设计 (5) 1.1 基于STC15F2K60S2的温湿度采集控制系统的设计要求,明确设计任务.............................. . (5) 1.2 根据设计要求分析讨论存在的问题及解决措施.. 5 1.3 什么是SMT技术,在生活的应用有哪些 (5) 1.4 SMT的工作流程..................... .. (6) 第二章SMT对元器件的选择 (7) 2.1 SMT元器件的参数性能表 (7) 2.2 SMT元器件典型应用电路 (9) 2.3 SMT完整电路的设计 (12) 第三章印制电路板元器件的安装 (17) 3.1 印制电路板的装配流程及焊接注意事项 (17) 3.2 SMT手工焊接的步骤以及对焊接工艺的要求 (17) 第四章印制电路板的调试 (18) 4.1 印制电路板调试的流程 (18) 4.2 印制电路板调试的流程中需要注意的事项.. (19) 4.3 印制电路板调试的流程中出现的故障及解决措施. 19 第五章SMT对LED灯、按键的控制 (21)

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