SMT表面贴装技术讲解
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SMT知识一、 名词解释SMT:“Surface Mounted Technology” 的缩写,表面贴装技术。
SMD:“Surface Mounted Devices” 的缩写,表面组装器件。
SMC:“Surface Mounted Components”的缩写,表面组装元件。
PCB:”Printed Circuit Board”的缩写,印刷电路板。
Resistor:电阻(在PCB上用字母“R”表示,如“R1,R2,R3”等)Capacitor:电容(在PCB上用字母“C”表示,如“C1,C2,C3”等)Inductor:电感(在PCB上用字母“L”表示,如“L1,L2,L3”等)Chip bead: 磁珠(在PCB上用字母“L”表示,如“L1,L2,L3”等,我们一般也用“Inductor”来表示)IC:集成电路二、 SMT的意义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。
三、 现我厂SMT工艺流程印刷锡膏——手工贴片——波峰焊——目视——插件焊接——清洗——ICT测试四、 允收标准1.插件目标:焊点表层总体呈现光滑和与焊接零件有良好润湿。
部件的轮廓容易分辨。
焊接部件的焊点有顺畅连接边缘。
表层形状呈凹面状。
可接受:1)有些成份的焊锡合金、引脚或印刷板贴装和特殊焊接过程可能导致干枯粗糙、灰暗、或颗粒状外观的焊锡。
这些焊接是可接受的。
2)可接受的焊点必须是当焊锡与待焊表面,形成一个小于或等于90度的连接角时能明确表现出浸润和粘附,当焊锡的量过多导致蔓延出焊盘或阻焊层的轮廓时除外。
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。
主要的控制方法为过程技术员监控锡浆的厚度,如太厚,易产生QFPIC短路或锡珠。
如太薄,易产生假焊或少锡。
1.3要达到好的印刷品质,必须具备以下几点:(OKMCO选用原则)A.好的印刷钢网: 钢网厚度,钢网的开口尺寸等参数合适,孔壁垂直,无损坏。
如果钢网太厚,或开口尺寸太大,印刷在线路板上的锡浆份量就会太多,容易引起锡珠问题.同时,在元件较密集或IC脚距较小的地方,容易引起短路。
SMT表面贴装技术SMT表面贴装技术,这是一种新型的元件组装技术,SMT是英文Surface Mount Technology的简称,中文就是表面贴装技术了,SMT和以往的电子元件组装技术,有组装密度高、电子产品体积小、重量轻,可靠性高,抗振能力强,焊点缺陷率低,高频特性好,易于实现自动化这些特点,所以,现在越来越多的产品,都倾向于使用SMT技术了.以下,介绍一些关于SMT的基础知识,希望了解一下SMT技术的朋友们,看完后,对SMT会有一个基础的了解.一些关于SMT的基础知识◆ SMT的特点组装密度高、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。
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。
◆ 为什么要用表面贴装技术(SMT)?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元件的发展,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◆ 为什么要用表面贴装技术(SMT)?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元件的发展,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◆ 为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程?生产过程中产品清洗后排出的废水,带来水质、大地以至动植物的污染。
表面贴装技术简介什么是SMT: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: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。
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: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,追逐国际潮流一、SMT工艺流程------单面组装工艺来料检测 --> 丝印焊膏(点贴片胶)--> 贴片 --> 烘干(固化) --> 回流焊接 --> 清洗 --> 检测 --> 返修-------------------------------------------------------------------------------- 二、SMT工艺流程------单面混装工艺来料检测 --> PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)--> 贴片 --> 烘干(固化)--> 回流焊接 --> 清洗 --> 插件 --> 波峰焊 --> 清洗 -->检测 --> 返修-------------------------------------------------------------------------------- 三、SMT工艺流程------双面组装工艺A:来料检测 --> PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶) --> 贴片 --> 烘干(固化) --> A 面回流焊接 --> 清洗 --> 翻板 --> PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶) --> 贴片 --> 烘干 -->回流焊接(最好仅对B面 --> 清洗 --> 检测 -->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。
表面贴装技术概述表面贴装技术是一种广泛应用于电子产品制造领域的关键技术,它能够有效地提高电子产品的集成度、可靠性和性能。
本文将对表面贴装技术进行概述,介绍其基本原理、工艺流程以及应用领域。
表面贴装技术(Surface Mount Technology,简称SMT)是一种将电子元件直接焊接在印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)表面的技术。
相比于传统的插件式组装技术,SMT具有体积小、重量轻、可靠性高等优点,因此被广泛应用于电子产品制造领域。
表面贴装技术的基本原理是将电子元件的引脚与PCB上的焊盘相连接,通过焊接固定在PCB表面。
在SMT过程中,首先需要进行元件的贴装,即将电子元件放置在PCB上的特定位置。
这一步骤通常通过自动贴片机完成,贴片机能够快速准确地将元件精确定位到焊盘上。
接下来是焊接过程,通过热熔焊接材料将元件与焊盘连接在一起。
常用的焊接方法有热风熔融焊接和回流焊接,其中回流焊接是最常用的方法。
在表面贴装技术的工艺流程中,还包括了焊盘制备、印刷焊膏、检测等环节。
焊盘制备是指在PCB上形成焊接元件的位置和形状,通常采用化学镀金或喷锡等方法。
印刷焊膏是为了在焊盘上形成一层适合焊接的材料,常用的焊膏有无铅焊膏和铅锡焊膏。
检测环节是为了确保贴装的准确性和焊接的质量,通常采用目视检测、X射线检测和自动光学检测等方法。
表面贴装技术在电子产品制造领域有着广泛的应用。
首先是消费电子产品,如手机、电视、音响等。
这些产品通常需要尽可能小巧轻便,SMT技术能够满足这一需求。
其次是计算机和通信设备,如笔记本电脑、路由器、交换机等。
这些设备对于集成度和性能要求较高,SMT技术能够提供高密度的组装效果。
此外,汽车电子、医疗设备、工业控制等领域也都广泛应用了表面贴装技术。
表面贴装技术是一种重要的电子产品制造技术,它能够提高产品的集成度、可靠性和性能。
通过贴装和焊接等工艺步骤,电子元件能够准确可靠地连接到PCB上。
SMT表面贴装技术SMT表面贴装技术,这是一种新型的元件组装技术,SMT是英文Surface Mount Technology的简称,中文就是表面贴装技术了,SMT和以往的电子元件组装技术,有组装密度高、电子产品体积小、重量轻,可靠性高,抗振能力强,焊点缺陷率低,高频特性好,易于实现自动化这些特点,所以,现在越来越多的产品,都倾向于使用SMT技术了.以下,介绍一些关于SMT的基础知识,希望了解一下SMT技术的朋友们,看完后,对SMT会有一个基础的了解.一些关于SMT的基础知识◆ SMT的特点组装密度高、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。
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。
◆为什么要用表面贴装技术(SMT)?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元件的发展,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◆为什么要用表面贴装技术(SMT)?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元件的发展,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◆为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程?生产过程中产品清洗后排出的废水,带来水质、大地以至动植物的污染。
除了水清洗外,应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗,亦对空气、大气层进行污染、破坏。
清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象,严重影响产品质素。
减低清洗工序操作及机器保养成本。
免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。
仍有部分元件不堪清洗。
助焊剂残留量已受控制,能配合产品外观要求使用,避免目视检查清洁状态的问题。
残留的助焊剂已不断改良其电气性能,以避免成品产生漏电,导致任何伤害。
免洗流程已通过国际上多项安全测试,证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的◆回流焊缺陷分析:锡珠(Solder Balls):原因:1、丝印孔与焊盘不对位,印刷不精确,使锡膏弄脏PCB。
2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。
3、加热不精确,太慢并不均匀。
4、加热速率太快并预热区间太长。
5、锡膏干得太快。
6、助焊剂活性不够。
7、太多颗粒小的锡粉。
8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。
锡球的工艺认可规范是:当焊盘或印制导线的之间距离为0.13mm时,锡珠直径不能超过0.13mm,或者在600mm平方范围内不能出现超过五个锡珠。
锡桥(Bridging):一般来说,造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀,包括锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易榨开,锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。
焊盘上太多锡膏,回流温度峰值太高等。
开路(Open):原因:1、锡膏量不够。
2、元件引脚的共面性不够。
3、锡湿不够(不够熔化、流动性不好),锡膏太稀引起锡流失。
4、引脚吸锡(象灯芯草一样)或附近有连线孔。
引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要,一个解决方法是在焊盘上预先上锡。
引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。
也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。
◆ SMT有关的技术组成电子元件、集成电路的设计制造技术电子产品的电路设计技术电路板的制造技术自动贴装设备的设计制造技术电路装配制造工艺技术装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术◆贴片机:拱架型(Gantry):元件送料器、基板(PCB)是固定的,贴片头(安装多个真空吸料嘴)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/Y坐标移动横梁上,所以得名。
对元件位置与方向的调整方法: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度有限,较晚的机型已再不采用。
2)、激光识别、X/Y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BGA。
3)、相机识别、X/Y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识别的相机识别系统,机械结构方面有其它牺牲。
这种形式由于贴片头来回移动的距离长,所以速度受到限制。
现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度,即一个梁上的贴片头在取料的同时,另一个梁上的贴片头贴放元件,速度几乎比单梁系统快一倍。
但是实际应用中,同时取料的条件较难达到,而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴,换吸料嘴有时间上的延误。
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。
转塔型(Turret):元件送料器放于一个单坐标移动的料车上,基板(PCB)放于一个X/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(与取料位置成180度),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。
对元件位置与方向的调整方法: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度有限,较晚的机型已再不采用。
2)、相机识别、X/Y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。
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2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现在机型)。
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、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、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。
目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。
此机型在速度上是优越的,适于大批量生产,但其只能用带状包装的元件,如果是密脚、大型的集成电路(IC),只有托盘包装,则无法完成,因此还有赖于其它机型来共同合作。
这种设备结构复杂,造价昂贵,最新机型约在US$50万,是拱架型的三倍以上。
SMT生产工艺流程SMT基本工艺构成要素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。
一、单面组装:来料检测 => 丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 烘干(固化)=> 回流焊接 =>清洗 => 检测 => 返修二、双面组装;A:来料检测 => PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 烘干(固化)=>A面回流焊接 => 清洗 => 翻板 => PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 =>烘干 => 回流焊接(最好仅对B面 => 清洗 => 检测 => 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 => PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 烘干(固化)=>A面回流焊接 => 清洗 => 翻板 => PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化 =>B面波峰焊 => 清洗 => 检测 => 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。
三、单面混装工艺:来料检测=> PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 =>烘干(固化)=>回流焊接 => 清洗 => 插件 => 波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修四、双面混装工艺:A:来料检测 => PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化 => 翻板 => PCB的A面插件=> 波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修先贴后插,适用于SMD元件多于分离元件的情况B:来料检测 => PCB的A面插件(引脚打弯)=> 翻板 => PCB的B 面点贴片胶 =>贴片 => 固化 => 翻板 => 波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修先插后贴,适用于分离元件多于SMD元件的情况C:来料检测 => PCB的A面丝印焊膏 => 贴片 => 烘干 => 回流焊接 =>插件,引脚打弯 => 翻板 => PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化=> 翻板 => 波峰焊 =>清洗 => 检测 => 返修A面混装,B面贴装。