SMT-表面组装
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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。
(表面组装技术)SMT实用工艺基础目錄第一章SMT概述41.1SMT概述41.2 SMT相关技术5一、元器件5二、窄间距技术(FPT)是SMT发展的必然趋势5三、无铅焊接技术5四、SMT主要设备发展情况61.3常用基本术语7第二章SMT工艺概述72.1 SMT工艺分类7一、按焊接方式,可分为再流焊和波峰焊两种类型7二、按组装方式,可分为全表面组装、单面混装、双面混装三种方式(见表2-1)82.2施加焊膏工艺8一、工艺目的8二、施加焊膏的要求9三、施加焊膏的方法92.3施加贴片胶工艺9一、工艺目的9二、表面组装工艺对贴片胶的要求及选择方法9三、施加贴片胶的方法和各种方法的适用范围112.4贴装元器件11一、定义11二、贴装元器件的工艺要求112.5再流焊11一、定义11二、再流焊原理12第三章波峰焊接工艺143.1波峰焊原理143.2波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求153.3波峰焊工艺材料163.4波峰焊工艺流程173.5波峰焊的主要工艺参数及对工艺参数的调整173.6波峰焊接质量要求19第四章表面组装元器件(SMC/SMD)概述194.1表面组装元器件基本要求194.2表面组装元件(SMC)的外形封装、尺寸主要参数及包装方式(见表4-1)214.3表面组装器件(SMD)的外表封装、引脚参数及包装方式(见表4-2)224.4表面组装元器件的焊端结构224.5表面组装电阻、电容型号和规格的表示方法;234.6表面组装元器件(SMC/SMD)的包装类型244.7表面组装元器件使人用注意事项25第五章表面组装工艺材料介绍――焊膏255.1焊膏的分类、组成255.2焊膏的选择依据及管理使用275.3焊膏的发展动态285.4无铅焊料简介28第六章SMT生产线及其主要设备306.1 SMT生产线306.2 SMT生产线主要设备31第七章SMT印制电路板设计技术337.1 PCB设计包含的内容:337.2如何对SMT电子产品进行PCB设计33第八章SMT印制电路板的设计要求368.1几种常用元器件的焊盘设计368.2焊盘与印制导线连接,导通孔.测试点.阻焊和丝网的设置418.3元器件布局设置438.4基准标志46第九章SMT工艺(可生产性)设计----贴装机对PCB设计的要求489.1可实现机器自动贴装的元器件尺寸和种类489.2 PCB外形和尺寸499.3 PCB允许翘曲尺寸499.4 PCB定位方式49第十章SMT不锈钢激光模板制作、外协程序及制作要求5010.1向模板加工厂发送技术文件5010.2模板制作外协程序及制作要求51第十一章SMT贴装机离线编程5511.1 PCB程序数据编辑5611.2自动编程优化编辑5711.3在贴装机上对优化好的产品程序进行编辑5711.4校对并备份贴片程序58第十二章后附(手工焊)修板及返修工艺介绍5812.1后附(手工焊)、修板及返修工艺目的5812.2后附(手工焊)、修板及返修工艺要求5812.3后附(手工焊)、修板及返修技术要求5912.4后附(手工焊)、修板及返修方法59第十三章BGA返修工艺6113.1 BGA返修系统的原理6113.2 BGA的返修步骤6113.3 BGA植球工艺介绍63第十四章表面组装检验(测)工艺6414.1表面组装检验(测)工艺介绍6414.2组装前检验(来料检验)6514.3工序检验6714.4表面组装板检验7114.5 AOl检测与X光检测简介74第十五章SMT回流焊接质量分析7715.1 PCB焊盘设计7715.2焊膏质量及焊膏的正确使用7915.4贴装元器件 .8015.5回流焊温度曲线8015.6回流焊设备的质量81第十六章波峰焊接质量分析8116.1设备要求8216.2材料要求8216.3印制电路板8416.4元器件8416.5工艺8416.6设备维护85第十七章中小型SMT生产线设备选型8617.1中小型SMT生产线设备选型依据8717.2中小型SMT生产线设备选型步骤8817.3 SMT生产线设备选型注意事项93附录SMT 在焊接中不良故障96一.再流焊的工艺特点97二.影响再流焊质量的原因分析99三、SMT再流焊接中常见的焊接缺陷分析与预防对策103SMT實用工藝基礎第一章SMT概述SMT(表面組裝技術)是新一代電子組裝技術。
SMT概述一:什么是SMT?1:SMT概述SMT是Surface Mount Technology的缩写形式,译成表面安装技术。
美国是SMT 的发明地,1963年世界出现第一只表面贴装元器件和飞利蒲公司推出第一块表面贴装集成电路以来,SMT已由初期主要应用在军事,航空,航天等尖端产品和投资类产品逐渐广泛应用到计算机,通讯,军事,工业自动化,消费类电子产品等各行各业。
SMT发展非常迅猛。
进入80年代SMT技术已成为国际上最热门的新一代电子组装技术,被誉为电子组装技术一次革命。
2:SMT组成:主要由表面贴装元器件(SMC/SMD),贴装技术,贴装设备三部分。
2.1:表面贴装元器件(SMC/SMD)2.1.1:表面贴装元器件(SMC/SMD)说明:SMC: Surface mount components,主要是指一些有源的表面贴装元件;SMD: surface mount device,主要是指一些无源的表面贴装元件;2.1.2:SMC/SMD的发展趋势(1):SMC――片式元件向小、薄型发展。
其尺寸从1206(3.2mm*1.6mm)向0805(2.0mm*1.25mm)-0603(1.6mm*0.8mm)-0402(1.0mm*0.5mm)-0201(0.6mm*0.3mm)发展。
(2)SMD――表面组装器件向小型、薄型和窄引脚间距发展。
引脚中心距从 1.27向0.635mm-0.5mm-0.4mm及0.3mm发展。
(3)出现了新的封装形式BGA(球栅阵列,ball grid arrag)、CSP(UBGA)和FILP CHIP(倒装芯片)。
由于QFP(四边扁平封装器件受SMT工艺的限制,0.3mm的引脚间距已经是极限值。
而BGA的引脚是球形的,均匀地分布在芯片的底部。
BGA和QFP相比最突出的优点首先是I/O数的封装面积比高,节省了PCB面积,提高了组装密度。
其次是引脚间距较大,有1.5mm、1.27mm和1.00mm,组装难度下降,加工窗口更大。
SMT表面组装技术SMT工艺技术SMT工艺技术(一)SMT——表面贴装技术(SurfaceMountTechnology)SMC——表面安装元件(SurfaceMountponet)SMD——表面安装器件(SurfaceMountDevice)SMB——表面安装印刷电路板(SurfaceMountPrintedCircuitBoard)THT——通孔插装技术MSI——中规模集成电路LSI——大规模集成电路SMT的优点:1.元器件安装密度高,电子产品体积小,重量轻。
2.可靠性高,抗振能力强。
3.高频特性好。
4.易于实现自动化,提高生产效率。
5.可以降低成本。
SMT的八大技术问题:管理工程,测试,材料,设备,工艺方法,图形设计,基板,元器件。
一.锡膏要具备的条件焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合成而成的具有一定粘性和良好触变性特性的膏状体。
它是一种均相的、稳定的混合物。
在常温下焊膏可将电子元器件初粘在既定位置,当焊膏被加热到一定温度时,随着溶剂和部分添加剂的挥发、合金粉的熔化,焊膏再流使被焊元器件与焊盘互联在一起经冷却形成永久连接的焊点。
对焊膏要求能采用多种方式涂布,特别要具有良好的印刷性能和再流焊特性,并且在贮存时要具有稳定性。
1.焊膏应用前需具备以下特性:1)。
具有较长的贮存寿命,在2~5度下保存3~6个月,贮存时不会发生化学变化,也不会出现焊料粉和焊剂分离的现象,并保持其粘度和粘接性不变。
2)。
吸湿性小、低毒、无臭、无腐蚀性。
2.涂布时以及再流焊预热过程中具有的特性。
1)。
要具有良好的印刷性和滴涂性,脱膜性良好,能连续顺利的进行涂布,不会堵塞丝网或漏板的孔眼及注射用的管嘴,也不会溢出不必要锡膏。
2)。
有较长的工作寿命运,在印刷或滴涂后通常要求在常温下能放置12-24小时,其性能保持不变。
3)。
在再流焊预热过程中,焊膏应保持原来的形状和大小,不产生塌落。
塌落是指一定体积的焊膏印刷或滴涂于PCB后,由于重力和表面张力的作用及温度升高或停放时间过长而引起的高度降低,底面积超出规定边界的现象,塌落的程度称为塌落度。
smt是什么_smt其他内容SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mount 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。
拓展阅读:关于物料损耗1,吸嘴变形,堵塞,破损、真空气压不足,漏气,造成吸料不起,取料不正,识别通不过而抛料。
解决方法:要求技术员必须每天点检设备,测试NOZZLE中心,清洗吸嘴,按计划定期保养设备。
2,弹簧张力不够、吸嘴与HOLD不协调、上下不顺造成取料不良;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
3,HOLD/SHAFT或PISTON变形、吸嘴弯曲、吸嘴磨损变短造成取料不良;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
4,取料不在料的中心位置,取料高度不正确(一般以碰到零件后下压0.05MM为准)而造成偏位,取料不正,有偏移,识别时跟对应的数据参数不符而被识别系统当做无效料抛弃;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件,校正机器原点。
5,真空阀、真空过滤芯脏、有异物堵塞真空气管通道不顺畅,吸着时瞬间真空不够设备的运行速度造成取料不良;解决方法:要求技术员必须每天清洗吸嘴,按计划定期保养设备。
6,机器定位不水平,震动大、机器与FEEDER共振造成取料不良;解决方法:按计划定期保养设备,检查设备水平固定支撑螺母。
7,丝杆、轴承磨损松动造成运行时震动、行程改变而取料不良;解决方法:严禁用风枪吹机器内部,防止灰尘、杂物、元件粘附在丝杆上。
按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
8,马达轴承磨损、读码器和放大器老化造成机器原点改变、运行数据不精确而取料不良;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件,校正机器原点。
9,视觉、雷射镜头、吸嘴反光纸不清洁,有杂物干扰相机识别造成处理不良;解决方法:要求技术员必须每天点检设备,测试NOZZLE中心,清洗吸嘴,按计划定期保养设备。
10,识别光源选择不当、灯管老化发光强度、灰度不够造成处理不良;解决方法:按计划定期保养设备,测试相机的辉度和灯管的亮度,检查和更换易损配件。
《表面组装技术(S M T工艺)》学习指南一、课程说明1、课程性质本课程是电子组装技术与设备专业的岗位能力课程。
本课程是依据电子组装技术与设备专业人才培养目标和相关职业岗位(群)的能力要求而设置的,对本专业所面向的表面组装设备操作维护与保养、表面组装工艺编制、表面组装产品质量检测、表面组装产品品质管理等岗位所需要的知识、技能和素质目标的达成起支撑作用。
在课程设置上,前导课程有[M02J062]《电子产品整机装配实训》、[M02F28C10]《表面组装专用设备》、[M02F39D10]《电子制造工装夹具》,平行课程有[M02F032]《电子产品结构与工艺》、[M02F41C10]《PCB可制造性设计》,后续课程有[M02J19A10]《SMT设备操作与维护》,[M02J18A10]《SMT检测与返修实训》、《SMT专业英语》等。
2、教学方法根据本课程的教学目标要求和课程特点以及有关学情,选择适合于本课程的最优化教学法。
综合考虑教学效果和教学可操作性等因素,本课程选用课堂讲授法、案例分析法、分组讨论法、演示法、实践教学法、任务驱动法。
讲授法是教师通过口头语言向学生传授知识、培养能力、进行思想教育的方法,在以语言传递为主的教学方法中应用最广泛,且其他各种方法在运用中常常要与讲授法结合。
案例分析法是指把实际工作中出现的问题作为案例,交给学生研究分析,培养学生的分析能力、判断能力、解决问题能力的教学方法。
分组讨论法是在教师指导下,让学生积极主动的参与教学过程,增加学生之间的协助和交流的一种教学方法。
学生围绕某一中心内容进行讨论,可以激发学生激情,培养并提高学生的思考能力,加深对知识的理解。
演示法是教师陈示实物、教具,进行示范性实验,或通过现代化教学手段,使学生获取知识的教学方法。
演示法常配合讲授法、谈话法一起使用,它对提高学生的学习兴趣发展观察能力和抽象思维能力,减少学习中的困难有重要作用。
实践教学法是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要教学方法。
第一章
1.SMT的基本概念:SMT—Surface Mounting Technology,表面组装技术的缩写,也叫表面装配技术或表面安装技术。
表面组装是将电子元器件贴装在印制电路板表面(而不是将它们插装在电路板的孔中)一种装联技术。
2.表面组装技术的发展简史:(1)20世纪60年代:问世美国(最早应用):注重投资类电子产品和军事装备(2)20世纪80年代初我国表面组装技术开始起步。
3.表面组装技术的发展趋势:元器件越来越小,组装密度越来越高,组装难度越来越大。
4.所谓表面组装技术,是指把片状结构的元器件或适合于表面组装的的小型化元器件,按照电路的要求放置在印制板的表面上,用再流焊或波峰焊等焊接工艺装配起来,构成具有一定功能的电子部件的组装技术。
5.SMT的组装技术特点:(1)元器件实现微型化(2)信号传输速度高(3)高频特性好(4)有利于自动化生产,提高成品率和生产效率(5)材料成本低(6)SMT技术简化了电子整机产品的生产工序,降低了生产成本。
6.SMT的主要内容:包含表面组装元器件、组装基板、组装材料、组装工艺、组装设计、检测技术、组装和检测设备、控制和管理等技术。
第二章
1.表面组装元器件最重要的特点是小型化和标准化。
2.表面元器件的种类:(1)按结构形状分:薄片矩形、圆柱形、扁平异形。
(2)按功能分:无源元件SMC、有源器件SMD和机电元件。
(3)按使用环境分:非气密性封装器件和气密性封装器件。
3.SMC的基本外形:a,矩形b.圆柱体c.异形。
4.MELF是指圆柱形电阻系。
5.常见的表面组装电解电容器有铝电解电容器(异型结构)和钽电解电容器(片状矩形)。
6.表面组装电感器分为:多线型、多层型(MLCI)、卷绕型。
7.SMC的涵端结构:内部是钯银合金电极,中间是镍阻挡层(避免高温焊接时元件厚膜电极脱帽导致虚焊或脱焊;对内部电极起保护阻挡作用),外部是铅锡合金(提高可焊接性)。
8.二极管有无引线柱形玻璃封装和片状塑料封装两种。
9.小外形塑封晶体管(SOT):采用带翼形短脚引线的塑料封装。
10.表面组装集成电路的封装方式:
(1)SO封装:引线比较少的小规模集成电路一般采用这种小型封装。
大多采用翼形引脚。
SOP封装:芯片宽度小于0.15in,引脚在8~40之间
SOL封装:芯片宽度在0.25in以上,引脚在44以上
SOW封装:芯片宽度在0.6in以上,引脚在44以上
(2)QFP封装(20世纪90年代主要采用的方式)
定义:矩形四面都有电极引脚的表面组装集成电路称作QFP封装。
封装的芯片一般是大规模集成电路。
采用翼形引脚。
PQFP:封装的芯片四角有突出
TQFP:薄型封装,厚度小于1.0mm或0.5mm
(3)LCCC封装
是陶瓷芯片载体封装的表面组装集成电路中没有引脚的一种封装。
芯片被封装在陶瓷载体上,无引线的电极焊端排列在封装底面上的四边。
优点:全封闭式、可靠性高。
主要用于军用产品中
4)PLCC封装
PLCC是集成电路的有引脚塑封芯片载体封装,引脚采用钩形引脚,大多用于可编程存储器。
(5)PGA封装(大规模集成电路的封装,BGA前身)
CPU集成度增加和个人用户更换更方便
PGA封装:将CPU引脚由翼形引脚改成针形引脚
缺点:必须配合专用插座、封装成本高
11.SMD的引脚形状有翼型、钩型和球形三种。
可分为有引脚和无引脚两种形式。
12.大规模集成电路的BGA封装:球形引脚,尺寸小利于高密度组装;再流焊时有自校准效应,降低了贴片精度,提高组装可靠性。
引脚分布在芯片本体上。
最大优点是引脚间距大,为1.0mm、1027mm和1.5mm.。
13.表面元器件的包装:(1)散装:无引线且无极性的表面组装元器件(2)盘状编带包装:QFP、PLCC、LCCC (3)管式包装:SOP、PLCC(4)托盘包装:QFP、SOP、PLCC、BGA
14.SMT的工作温度:25℃(±3℃)。
第三章
1.SMT印制电路板的特点:a.高密度b.小孔径c.热膨胀系数d.耐高温性好e.平整度高。
2.玻璃化转变温度(越高越好):把决定材料性能的临界温度称为玻璃化转变温度(T g)。
3.片式元件有两个焊盘,分别在电极的外侧(主焊盘)和内侧(次焊盘)。
4.阻焊膜:多数为绿色,少数采用黄、黑、蓝等色。
其作用是防止波峰焊时产生桥接现象,提高焊接质量和节约焊料。
第四章
1.贴装胶:为红色,需冷藏。
其作用是在波峰焊前把表面组装元件暂时固定在PCB的相应焊盘图形上,以免波峰焊时引起元件便宜。
2.表面组装贴装胶通常由基体树脂、固化剂和固化促进剂、增韧剂和填料组成。
3.贴装胶按基体材料分,可分为环氧树脂和聚丙烯两大类。
4.焊锡膏主要由合金焊料(占85%-90%)和助焊剂(占15%-10%)组成,其作用是将电子元器件连贴在PCB 的焊盘上,形成电气与机械相连接的焊点。
常用焊锡膏的熔点为178-183℃。
5.焊锡膏的使用注意事项:a..冷藏(5-10℃)b.取出冷藏回温c.观察、搅拌d.用完后及时合盖e.操作时带手套 f.涂敷准确到位,不得使用酒精擦洗免清洗焊锡膏g.印好焊锡膏的电路板要及时贴装元件h.正确处理未用完的的焊锡膏,用单独的容器存放。
6.无铅焊锡膏规定铅的含量必须少于0.1%.
7.助焊剂的作用:a,去除焊接表面的氧化物b.防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化d..降低焊料的表面张力e.有利于热量传递到焊区。
(传统助焊剂通常以松香为基体)。
8.活性剂是为提高助焊能力而加入的活性物质,它对焊剂净化焊料和被焊件表面起主要作用。
9.成膜物质:加入成膜物质,能在焊接后形成一层紧密的有机膜,保护焊点和基板,具有防腐蚀性和优良的电气绝缘性。
10.添加剂:为达到某种特定的作用而添加不同的添加剂。
第五章
1.焊锡膏印刷方法:a.丝网印刷b.模板印刷。
2.印刷机工艺参数的调节:a.刮刀的夹角b.刮刀的速度c.刮刀的压力d.刮刀的宽度e.印刷间隙f.分离速度g.刮刀形状与制作材料(菱形刮刀、拖尾刮刀)。
3.保证贴片质量,需考虑贴装元器件的正确性、贴装位置的准确性和贴装压力(贴片高度)的适度性。
4.贴片机的主要技术指标:a.精度b.贴片速度c.适应性。
5.贴片胶的固化方法:a.用电热烘箱或红外线辐射,对贴装了器件的电路板加热一定时间b.在粘接剂中混合
添加一种硬化剂,是粘接了元器件的贴片在胶的温室中固化,也可以通过提高环境温度加速固化c.采用紫外线辐射固化贴片胶。
第六章
1.钎焊:焊料熔点低于450℃为软钎焊,高于450℃为硬钎焊。
软钎焊中最重要的一种方式是锡焊。
2.锡焊特点:a.焊料熔点低于焊件b.焊接时将焊料与焊件共同加热到锡焊温度,焊料融化而焊件不融化c.焊接形成的依据靠融化状态的焊料湿润焊接面,由毛细作用使焊料进入焊件的间隙,依靠二者原子扩散,形成一个合金层,从而实现焊件的结合。
3.涂敷助焊剂一般采用喷绘法或发泡法。
4.波峰焊机流程:涂敷助焊剂——预热——波峰焊——强迫风冷。
5.波峰焊机的两大技术难点:气泡遮蔽效应、阴影效应。
6.最常见的波型组合式“紊乱波”+“宽平波”+“空心波”+“宽平波”。
7.再流焊温区组成:预热区(加热至150℃左右)、保温区(150-160℃)、再流区(温度上升超过焊锡膏熔点的30%-40%)、冷却区。
8.SMT电路板的焊接接侧设备:自动光学检测(AOI)\自动X射线检测(AXI)。
9.清洗技术的作用:a.阻止电气缺陷的产生b.清楚腐蚀物的危害c.使SMT外观清晰。
10.水清洗工艺一般用软水清洗(即去除水中的金属离子)。
第七章
2.SMT产品组装中的静电防护技术:静电放电(ESD)、SSD.
3.SMT转配工艺流程:。