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作者: 鼎泰网络部 日期: 2015-09-04 人气: - 评论: 71466

SMT

 
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。
中文名
表面贴装技术
外文名
SMT
全    称
Surface Mount Technology
领    域
电子组装行业

目录

  • 1 产业格局
  • 2 物料损耗
  • 3 前景
  • 4 工艺构成
  •  锡膏印刷
  •  零件贴装
  •  回流焊接
  •  AOI光学检测
  •  维修
  •  分板
  •  基础知识
  • 5 回流焊
  •  概述
  •  红外再流焊
  •  工艺流程
  •  注意事项
  •  汽相再流焊
  •  激光再流焊
  • 6 贴片红胶
  •  基本知识
  •  印刷方式
  • 7 组装工艺
  •  焊料
  •  波峰
  •  焊接后的冷却
  • 8 减少故障方法
  • 产业格局编辑

    1.SMT/MES产业三足鼎立中国SMT/MES产业主要集中在东部沿海地区,其中广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、天津、北京以及辽宁等省市SMT/MES的总量占全国80%以上。按地区分,以珠三角及周边地区最强,长三角地区次之,环渤海地区第三。环渤海地区SMT/MES总量虽与珠三角和长三角相比有较大差距,但增长潜力巨大,发展势头更强。国家有关部门公布,位于天津的滨海新区继深圳、上海浦东之后将成为我国经济增长的第三极。不久的将来,我国SMT/MES产业必然形成珠三角、长三角、环渤海地区三足鼎立之势。 中国SMT/MES产业之所以出现如此大好形势,主要是中国政府有关部门高度重视电子信息产品制造业的发展,制定了良好的发展政策、引进政策。世界电子信息产品制造业发达的国家和地区如美、日、韩、欧洲和我国台湾地区,把电子制造业往中国内地转移是其重要因素。
    2.中国SMT产业仍主要集中在珠江三角洲地区和长江三角洲地区,这两个地区产业销售收入占到了整体产业规模的90%以上,其中仅珠江三角洲地区就占到了整体比重的67.5%。另外环渤海地区SMT产业的销售额也达到了3.1亿元,占整体产业比重的7.6%。
    3.同时我们预计,未来5年内中国SMT产业还仍将主要集中在长江三角洲地区、珠江三角洲地区和环渤海地区。不过,长江三角洲地区在中国SMT产业中所占比重将从2007年起开始快速攀升,2009年达到43.9%。而珠江三角洲地区比重虽然下降到47.O%,但仍占据首要位置。另外,环渤海地区的SMT产业也有较快的发展。长江三角洲地区SMT产业的快速增长主要来自于全球SMT产业的转移,尤其是贴片机生产的转移。从历史原因来看,长江三角洲地区发展设备制造业的基础相对雄厚。同时长江三角洲地区笔记本、手机等中高端电子整机产品制造业比较发达,另外再加上长江三角洲地区独特的地理位置优势,因此在2007年的全球SMT产业的大转移过程中,长江三角洲地区将承接相当大部分的比例。不过,对珠江三角洲地区而言,由于在过去几年的发展中,其SMT产业已经形成了较为完整的产业链和产业配套环境,因此珠江三角洲地区在承接产业转移方面也具有比较明显的优势。
    4.从产业自身的发展周期来看,虽然中国的SMT产业尚处于发展初期,但是已经呈现出了蓬勃生机。同时,SMT产业又是一个重要的基础性产业,对于推动中国的电子信息产业制造业结构调整和产业升级有着重要意义。推动中国SMT产业快速健康发展需要产业上下游各个环节的共同协作。
    5.对政府而言,我们建议做好两件事情。一是加大对SMT产业的扶持力度,尤其是加强对基础材料和精密仪器等领域基础研究的投入。二是政府作为重要的市场监管部门,要加强知识产权保护力度,积极引导制定中国的SMT产业标准,并加以积极推广和执行。
    6.对企业而言,我们也建议做好五件事情。一是转变观念,充分认识生产工艺对SMT设备研制的重要性。只有完全熟悉实际生产的工艺流程,了解实际生产中的工艺技术参数调整变化,才能真正设计出符合实际生产要求的SMT设备。二是顺应无铅化趋势,突破重点技术并实现关键设备产品系列化。三是加强销售服务,研制适合中国企业需要的新机型。四是借助培训认证,形成设备市场推广新模式。根据国家劳动社会保障部和信息产业部的要求,从事表面贴装行业的从业人员在2006年前必须持证上岗,这也给国内企业借助专业培训和认证方式来推广其SMT设备产品留下的发展空间。五是充分重视自我人才的培养,实现技术创新和健康发展。
    SMT加工流程SMT加工流程

    物料损耗编辑

    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。
    11,反光棱镜老化积炭、磨损刮花造成处理不良;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
    12,气压不足,真空有泄漏造成气压不足而取料不起或取起之后在去贴片的途中掉落;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
    13,供料器变形互相挤压造成送料位置改变而取料不良;解决方法:按规定要求操作。
    14,供料器压盖变形、弹簧张力不够造成料带没有卡在供料器的棘齿轮上、不卷带抛料,检查和更换易损配件。
    15,相机松动、老化造成识别不良抛料;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
    16,供料器棘齿轮、驱动爪、定位爪磨损、电气不良、送料马达不良 造成供料器进料不畅取料不到或不良而抛料;检查和更换易损配
    17,机器供料平台磨损造成FEEDER安装后松动而取料不良;解决方法:按计划定期保养设备,检查和更换易损配件。
    18,其它某些特殊的需要减速贴装的零件没有减速而进行贴装,也会造成吸着率的地下。对策:feeder供料减速,X/Y/H轴减速或调整各个动作配合时序控制。
    简介
    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,通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
    复杂技术
    只需重视一下如今在各地举行的五花八门的专业会议的主题,咱们就不难知道电子产物中选用了哪些最新技能。CSP、0201无源元件、无铅焊接和光电子,可以说是近来许多公司在PCB制造及SMT加工上值得炫耀的先进技能。比如说,怎么处置在CSP和0201拼装中常见的超小开孔(250um)难题,就是焊膏印刷曾经从未有过的根本物理难题。板级光电子拼装,作为通讯和网络技能中发展起来的一大范畴,其工艺非常精密。典型封装贵重而易损坏,特别是在器材引线成形之后。这些杂乱技能的描绘辅导准则也与通常SMT工艺有很大区别,因为在保证拼装生产率和产物牢靠性方面,板描绘扮演着更为重要的角色;例如,对CSP焊接互连来说,只是经过改动板键合盘尺度,就能有明显进步的可靠性。
      CSP使用
      如今大家常见的一种关键技能是CSP。CSP技能的魅力在于它具有许多长处,如减小封装尺度、添加针数、功用∕功能增强以及封装的可返工性等。CSP的高效长处体如今:用于板级拼装时,可以跨出细距离(细至0.075mm)周边封装的边界,进入较大距离(1,0.8,0.75,0.5,0.4mm)区域阵列布局。
      已有许多CSP器材在消费类电信范畴使用多年了,大家遍及认为它们是SRAM与DRAM、中等针数ASIC、快闪存储器和微处置器范畴的低本钱解决方案。CSP可以有四种根本特征方式:即刚性基、柔性基、引线结构基和晶片级规划。CSP技能可以替代SOIC和QFP器材而成为主流组件技能。
      CSP拼装工艺有一个难题,就是焊接互连的键合盘很小。通常0.5mm距离CSP的键合盘尺度为0.250~0.275mm。如此小的尺度,经过面积比为0.6乃至更低的开口印刷焊膏是很艰难的。不过,选用精心描绘的工艺,可成功地进行印刷。而毛病的发作通常是因为模板开口阻塞致使的焊料缺乏。板级牢靠性首要取决于封装类型,而CSP器材平均能饱尝-40~125℃的热周期800~1200次,可以无需下填充。但是,若是选用下填充资料,大多数CSP的热牢靠功能添加300%。CSP器材毛病通常与焊料疲惫开裂有关。
      无源元件的前进
       另一大新式范畴是0201无源元件技能,因为减小板尺度的市场需要,大家对0201元件非常重视。自从1999年中期0201元件推出,蜂窝电话制作商就把它们与CSP一同拼装到电话中,印板尺度由此至少减小一半。处置这类封装适当费事,要削减工艺后缺点(如桥接和直立)的呈现,焊盘尺度最优化和元件距离是要害。只需描绘合理,这些封装可以紧贴着放置,距离可小至150mm。
      另外,0201器材能贴放到BGA和较大的CSP下方。有0.8mm距离的14mm CSP组件下面的0201的横截面图。因为这些小型分立元件的尺度很小,拼装设备厂家已方案开发更新的体系与0201相兼容。
    到2009年,实际量产的手机已经采用01005(英制,公制为0402)的制程。到2013年,03015(公制)及以下的零件已经进入贴装实验阶段。
    通孔拼装仍有生命力
      光电子封装正广泛使用于高速数据传送盛行的电信和网络范畴。通常板级光电子器材是“蝴蝶形”模块。这些器材的典型引线从封装四边伸出并水平扩大。其拼装办法与通孔元器材一样,通常选用手艺工艺—-引线经引线成型压力东西处置并刺进印板通路孔贯穿基板。
      处置这类器材的首要难题是,在引线成型工艺时刻可以发作的引线损坏。因为这类封装都很贵重,有必要当心处置,防止引线被成型操作损坏或引线-器材体衔接口处模块封装开裂。归根到底,把光电子元器材结合到规范SMT产物中的最佳解决方案是选用主动设备,这样从盘中取出元器材,放在引线成型东西上,之后再把带引线的器材从成型机上取出,最终把模块放在PCB上。鉴于这种挑选需求适当大本钱的设备出资,大多数公司还会持续挑选手艺拼装工艺。
      大尺度印板(20×24″)在许多制作范畴也很遍及。比如机顶盒和路由/开关印板一类的产物都相当杂乱,包含了本文评论的各种技能的混合,举例来说,在这一类PCB上,常常可以见到大至40mm2的大型陶瓷栅阵列(CCGA)和BGA器材。
      这类器材的两个首要难题是大型散热和热致使的翘曲效应。这些元器材能起大散热片的效果,致使封装外表下非均匀的加热,因为炉子的热操控和加热曲线操控,可以致使器材中间邻近不潮湿的焊接衔接。在处置时刻由热致使的器材和印板的翘曲,会致使如部件与施加到PCB上的焊膏别离这样的“不潮湿表象”。因而,当测绘这些印板的加热曲线时有必要当心,以保证BGA/CCGA的外表和整个印板的外表得到均匀的加热。
      PCB板翘曲要素
      为防止印PCB过度下弯,在再流炉里适当地支撑PCB是很重要的。PCB翘曲是电路拼装中有必要注重调查的要素,并应严厉进行特微描绘。再流周期中由热致使的BGA或PCB的翘曲会致使焊料空穴,并把很多残留应力留在焊料衔接上,形成早期毛病。选用莫尔条纹投影印象体系很简单描绘这类翘曲,该体系可以在线或脱机操作,用于描绘预处置封装和PCB翘曲的特微。脱机体系经过炉内设置的为器材和PCB制作的根据时刻/温度座标的翘曲图形,也能模仿再流环境。
      无铅焊接
      无铅焊接是另一项新技能,许多公司现已开端选用。这项技能始于欧盟和日本工业界,起先是为了在进行PCB拼装时从焊猜中撤销铅成份。完成这一技能的日期一直在改变,起先提出在2004年完成,后来提出的日期是在2006年完成。不过,许多公司现正争取在2004年具有这项技能,有些公司如今现已供给了无铅产物。
      如今市场上已有许多无铅焊料合金,而美国和欧洲最通用的一种合金成份是95.6Sn∕3.7Ag∕0.7Cu。处置这些焊料合金与处置规范Sn/Pb焊料相比较并无多大不同。其间的打印和贴装工艺是一样的,首要不同在于再流工艺,也就是说,关于大多数无铅焊料有必要选用较高的液相温度。Sn∕Ag∕Cu合金通常需求峰值温度比Sn/Pb焊料高大概30℃。别的,开始研讨现已标明,其再流工艺窗口比规范Sn/Pb合金要严厉得多。
      关于小型无源元件来说,削减外表能相同也可以削减直立和桥接缺点的数量,特别是关于0402和0201尺度的封装。总归,无铅拼装的牢靠性阐明,它彻底比得上Sn/Pb焊料,不过高温环境在外,例如在汽车使用中操作温度可以会超越150℃。
      倒装片
       当把当时先进技能集成到规范SMT组件中时,技能遇到的艰难最大。在一级封装组件使用中,倒装片广泛用于BGA和CSP,虽然BGA和CSP现已选用了引线-结构技能。在板级拼装中,选用倒装片可以带来许多长处,包含组件尺度减小、功能进步和本钱降低。
      令人遗憾的是,选用倒装片技能需求制作商添加出资,以使机器晋级,添加专用设备用于倒装片工艺。这些设备包含可以满意倒装片的较高精度需求的贴装体系和下填充滴涂体系。此外还包含X射线和声像体系,用于进行再流焊后焊接检测和下填充后空穴剖析。
      焊盘描绘,包含形状、巨细和掩膜限制,关于可制作性和可测验性(DFM/T)以及满意本钱方面的需求都是至关重要的。
      PCB板上倒装片(FCOB)首要用于以小型化为要害的产物中,如蓝牙模块组件或医疗器械使用。一个蓝牙模块印板,其间以与0201无源元件相同的封装集成了倒装片技能。拼装了倒装片和0201器材的相同的高速贴装和处置也可环绕封装的附近放置焊料球。这可以说是在规范SMT拼装线上与施行先进技能的一个上佳比如。
    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、抗震能力强。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
    沃特弗SMT薄膜印刷线路
    薄膜印刷线路 
     30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。
    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、SMT管理。
    SMT重要组成部分
    SMT重要组成部分 

    前景编辑

    进入21世纪以来,中国电子信息产品制造业每年都以20%以上的速度高速增长,规模从2004年起已连续三年居世界第二位。在中国电子信息产业快速发展的推动下,中国表面贴装技术(SMT)和生产线也得到了迅猛的发展,表面贴装生产线的关键设备——自动贴片机在中国的保有量已位居世界前列。
    中国是最重要的市场
    到2006年底中国约有近2万条SMT生产线,拥有SMT贴片机约近5万台,其中90%是2001年以后购买的。至今,中国自主开发的SMT贴片机还处于试用期,市场上用的SMT贴片机几乎全部是从国外进口的。从2001年至2006年的六年中,中国自动贴片机市场以年平均27.2%的速度增长。到2006年共进口自动贴片机10351台,进口金额达到17亿美元,中国的SMT贴片机市场已占全球市场份额的40%左右。单台自动贴片机的平均价格已达到16.4万美元。2006年中国进口的10351台自动贴片机主要来自日本,占77.9%,但德国的自动贴片机单台平均价格最高,单台均价达31.1万美元。2006年中国进口的自动贴片机在广东省占54.4%,列各地区自动贴片机进口的首位,其次是江苏、上海和北京。
    需求将保持平稳增长
    根据信息产业部的最新统计,2006年中国电子信息产业实现销售收入4.75万亿元,增长23.7%。2007年中国电子信息产业发展的宏观目标是实现销售收入5.8万亿元,同比增长23%。SMT贴片机在中国的主要市场——手机、笔记本电脑和数码相机等IT产品发展迅猛。在中国,手机用户2006年达到4.61亿户,每百人拥有35.3台手机。按照电子信息产业“十一五”发展规划制定的目标,到2010年手机用户将达到6亿户,每百人将拥有45台手机。中国手机的产量一直保持着迅速增长,2006年手机产量达到4.8亿台,比2005年增长58.2%。笔记本电脑在微型计算机中的比重已超过50%,并且比重逐年在增长。中国笔记本电脑的产量年均增长率在60%以上,2006年产量为5912万台,同比增长29.5%。2006年中国数码相机产量为6695.1万台,比2005年增长21.2%。综上分析,2007年中国自动贴片机的市场在中国电子信息产业快速发展和手机、笔记本电脑和数码相机迅猛发展的推动下,市场需求将继续保持平稳增长的势态。同时由于国产的自动贴片机今年还不会进入产业化,所以2007年中国的自动贴片机市场仍将依靠进口。

    工艺构成编辑

    印刷(红胶/锡膏)--> 检测(可选AOI全自动或者目视检测)-->贴装(先贴小器件后贴大器件:分高速贴片及集成电路贴装)-->检测(可选AOI 光学/目视检测)-->焊接(采用热风回流焊进行焊接)--> 检测(可分AOI 光学检测外观及功能性测试检测)--> 维修(使用工具:焊台及热风拆焊台等)--> 分板(手工或者分板机进行切板)
    工艺流程简化为:印刷-------贴片-------焊接-------检修(每道工艺中均可加入检测环节以控制质量)

    锡膏印刷

    其作用是将锡膏呈45度角用刮刀漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为印刷机(锡膏印刷机),位于SMT生产线的最前端。

    零件贴装

    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生产线中印刷机的后面,一般为高速机和泛用机按照生产需求搭配使用。

    回流焊接

    其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB牢固焊接在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面,对于温度要求相当严格,需要实时进行温度量测,所量测的温度以profile的形式体现。

    AOI光学检测

    其作用是对焊接好的PCB进行焊接质量的检测。所使用到的设备为自动光学检测机(AOI),位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。有些在回流焊接前,有的在回流焊接后。

    维修

    其作用是对检测出现故障的PCB进行返修。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在AOI光学检测后。

    分板

    其作用对多连板PCBA进行切分,使之分开成单独个体,一般采用V-cut与 机器切割方式。

    基础知识

    焊锡膏是将焊料粉末与具有助焊功能的糊状焊剂混合而成的一种浆料,通常焊料粉末占90%左右,其余是化学成分。
    我们把能随意改变形态或任意分割的物体称为流体,研究流体受外力而引起形变与流动行为规律和特征的科学称为流变学。但在工程中则用黏度这一概念来表征流体黏度的大小。
    焊锡膏的流变行为
    焊锡膏中混有一定量的触变剂,具有假塑性流体性质。焊锡膏在印刷时,受到刮刀的推力作用,其黏度下降,当达到模板窗口时,黏度达到最低,故能顺利通过窗口沉降到PCB的焊盘上,随着外力的停止,焊锡膏黏度又迅速回升,这样就不会出现印刷图形的塌落和漫流,得到良好的印刷效果。
    影响焊锡膏黏度的因素:焊料粉末含量;焊料粉末粒度;温度;剪切速率。
    1、焊料粉末含量
    焊锡膏中焊料粉末的增加引起黏度的增加。
    2、焊料粉末粒度
    焊料粉末粒度增大,黏度降低。
    3、温度
    温度升高,黏度下降。印刷的最佳环境温度为23±3度。

    回流焊编辑

    回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

    概述

    回流焊又称“再流焊”或“再流焊机”或“回流炉”(Reflow Oven),它是通过提供一种加热环境,使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的设备。根据技术的发展分为:气相回流焊、红外回流焊、远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。另外根据焊接特殊的需要,含有充氮的回流焊炉。比较流行和实用的大多是远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。

    红外再流焊

    (1)第一代-热板式再流焊炉
    (2)第二代-红外再流焊炉
    热能中有 80%的能量是以电磁波的形式――红外线向外发射的。其波长在可见光之上限0.7~0.8um 到1mm 之间,0.72~1.5um 为近红外;1.5~5.6um 为中红外;5.6~1000um 为远红外,微波则在远红外之上。
    升温的机理:当红外波长的振动频率与被辐射物体分子间的振动频率一致时,就会产生共振,分子的激烈振动意味着物体的升温。波长为1~8um。
    第四区温度设置最高,它可以导致焊区温度快速上升,提高泣湿力。优点:使助焊剂以及有机酸和卤化物迅速水利化从而提高润湿能力;红外加热的辐射波长与吸收波长相近似,因此基板升温快、温差小;温度曲线控制方便,弹性好;红外加热器效率高,成本低。
    缺点:穿透性差,有阴影效应――热不均匀。
    对策:在再流焊中增加了热风循环。
    (3)第三代-红外热风式再流焊。
    对流传热的快慢取决于风速,但过大的风速会造成元件移位并助长焊点的氧化,风速控制在1.0~1.8m/s。热风的产生有两种形式:轴向风扇产生(易形成层流,其运动造成各温区分界不清)和切向风扇(风扇安装在加热器外侧,产生面板涡流而使得各温区可精确控制)。
    基本结构与温度曲线的调整:
    1. 加热器:管式加热器、板式加热器铝板或不锈钢板;
    2. 传送系统:耐热四氟乙烯玻璃纤维布;
    3. 运行平稳、导热性好,但不能连线,适用于小型热板型不锈钢网,适用于双面PCB,也不能连线;链条导轨,可实现连线生产。
    4. 强制对流系统:温控系统。

    工艺流程

    1. 单面板:
    (1) 在贴装与插件焊盘同时印锡膏;
    (2) 贴放 SMC/SMD;
    (3) 插装 TMC/TMD;
    (4) 再流焊。
    2. 双面板:
    (1) 锡膏-再流焊工艺,完成双面片式元件的焊接;
    (2) 然后在 B 面的通孔元件焊盘上涂覆锡膏;
    (3) 反转 PCB 并插入通孔元件;
    (4) 第三次再流焊。

    注意事项

    1、与SMB 的相容性,包括焊盘的润湿性和SMB 的耐热性;
    2、焊点的质量和焊点的抗张强度;
    3、焊接工作曲线:
    预热区:升温率为1.3~1.5 度/s,温度在90~100s 内升至150 度。
    保温区:温度为 150~180 度,时间40~60s。
    再流区:从180到最高温度250 度需要10~15s,回到保温区约30s快速冷却
    无铅焊接温度(锡银铜)217度。
    4、Flip Chip 再流焊技术F.C。

    汽相再流焊

    又称汽相焊(Vapor Phase Soldering,VPS),美国最初用于厚膜集成电路的焊接,具有升温速度快和温度均匀恒定的优点,但传热介质FC-70 价格昂贵,且需FC-113,又是臭氧层损耗物质。优点:
    1、汽相潜热释放对SMA 的物理结构和几何形状不敏感,使组件均匀加热到焊接温度;
    2、焊接温度保持一定,无需采用温控手段,满足不同温度焊接的需要;
    3、VPS 的汽相场中是饱和蒸气,含氧量低;
    4、热转化率高。

    激光再流焊

    1、原理和特点:利用激光束直接照射焊接部位。
    2、焊点吸收光能转变成热能,加热焊接部位,使焊料熔化。
    3、种类:固体YAG(乙铝石榴石)激光器。
    常用知识
    1.一般来说,SMT车间规定的温度为23±7℃;
    2.锡膏印刷时,所需准备的材料及工具:锡膏、钢板、刮刀、擦拭纸、无尘纸、清洗剂、搅拌刀;
    3. 一般常用的锡膏成份为Sn96.5%/Ag3%/Cu0.5%;
    4. 锡膏中主要成份分为两大部分锡粉和助焊剂;
    5. 助焊剂在焊接中的主要作用是去除氧化物、破坏融锡表面张力、防止再度氧化;
    6. 锡膏中锡粉颗粒与Flux(助焊剂)的体积之比约为1:1,重量之比约为9:1;
    7. 锡膏的取用原则是先进先出;
    8. 锡膏在开封使用时,须经过两个重要的过程回温、搅拌;
    9.钢板常见的制作方法为:蚀刻、激光、电铸;
    10. SMT的全称是Surface mount(或mounting)technology,中文意思为表面粘着(或贴装)技术;
    11.ESD的全称是Electro-static discharge,中文意思为静电放电;
    12. 制作SMT设备程序时,程序中包括五大部分,此五部分为PCB data; Mark data;Feeder data; Nozzle data; Part data;
    13. 无铅焊锡Sn/Ag/Cu 96.5/3.0/0.5的熔点为217C;
    14. 零件干燥箱的管制相对温湿度为<10%;
    15. 常用的被动元器件(PassiveDevices)有:电阻、电容、电感(或二极体)等;主动元器件(ActiveDevices)有:电晶体、IC等;
    16. 常用的SMT钢板的材质为不锈钢;
    17. 常用的SMT钢板的厚度为0.15mm(或0.12mm);
    18.静电电荷产生的种类有摩擦、分离、感应、静电传导等;静电电荷对电子工业的影响为:ESD失效、静电污染;静电消除的三种原理为静电中和、接地、屏蔽;
    19. 英制尺寸长x宽0603=0.06inch*0.03inch,公制尺寸长x宽3216=3.2mm*1.6mm;
    20. 排阻ERB-05604-J81第8码“4”表示为4个回路,阻值为56欧姆。电容ECA-0105Y-M31容值为C=106PF=1NF =1X10-6F;
    21. ECN中文全称为:工程变更通知单;SWR中文全称为:特殊需求工作单,必须由各相关部门会签,文件中心分发,方为有效;
    22.5S的具体内容为整理、整顿、清扫、清洁、素养;
    23. PCB真空包装的目的是防尘及防潮;
    24. 品质政策为:全面品管、贯彻制度、提供客户需求的品质;全员参与、及时处理、以达成零缺点的目标;
    25. 品质三不政策为:不接受不良品、不制造不良品、不流出不良品;
    26.QC七大手法是指检查表、层别法、柏拉图、因果图、散布图、直方图、控制图;
    27.锡膏的成份包含:金属粉末、溶剂、助焊剂、抗垂流剂、活性剂;按重量分,金属粉末占85-92%,按体积分金属粉末占50%;
    28. 锡膏使用时必须从冰箱中取出回温,目的是:让冷藏的锡膏温度恢复到常温,以利印刷。如果不回温则在PCBA进Reflow后易产生的不良为锡珠;
    29. 机器之文件供给模式有:准备模式、优先交换模式、交换模式和速接模式;
    30. SMT的PCB定位方式有:真空定位、机械孔定位、双边夹定位及板边定位;
    31. 丝印(符号)为272的电阻,阻值为2700Ω,阻值为4.8MΩ的电阻的符号(丝印)为485;
    32.BGA本体上的丝印包含厂商、厂商料号、规格和Datecode/(Lot No)等信息;
    33. 208pinQFP的pitch为0.5mm;
    34. QC七大手法中,鱼骨图强调寻找因果关系;
    35. CPK指:实际状况下的制程能力;
    36. 助焊剂在恒温区开始挥发进行化学清洗动作;
    37. 理想的冷却区曲线和回流区曲线镜像关系;
    38. Sn62Pb36Ag2之焊锡膏主要试用于陶瓷板;
    39. 以松香为主的助焊剂可分四种:R、RA、RSA、RMA;
    40.RSS曲线为升温→恒温→回流→冷却曲线;
    41. 我们现使用的PCB材质为FR-4;
    42. PCB翘曲规格不超过其对角线的0.7%;
    43. STENCIL制作激光切割是可以再重工的方法;
    44. 计算机主板上常用的BGA球径为0.76mm;
    45.ABS系统为绝对坐标;
    46. 陶瓷芯片电容ECA-0105Y-K31误差为±10%;
    47. 使用的计算机的PCB,其材质为: 玻纤板;
    48. SMT零件包装其卷带式盘直径为13寸、7寸;
    49. SMT一般钢板开孔要比PCB PAD小4um可以防止锡球不良之现象;
    50. 按照《PCBA检验规范》当二面角>90度时表示锡膏与波焊体无附着性;
    51. IC拆包后湿度显示卡上湿度在大于30%的情况下表示IC受潮且吸湿;
    52. 锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是90%:10%,50%:50%;
    53. 早期之表面粘装技术源自于20世纪60年代中期之军用及航空电子领域;
    54. 目前SMT最常使用的焊锡膏Sn和Pb的含量各为:63Sn 37Pb;共晶点为183℃
    55. 常见的带宽为8mm的纸带料盘送料间距为4mm;
    56. 在20世纪70年代早期,业界中新出现一种SMD,为“密封式无脚芯片载体”,常以LCC简代之;
    57. 符号为272之组件的阻值应为2.7K欧姆;
    58. 100NF组件的容值与0.10uf相同;
    60. SMT使用量最大的电子零件材质是陶瓷;
    61. 回焊炉温度曲线其曲线最高温度215C最适宜;
    62. 锡炉检验时,锡炉的温度245℃较合适;
    63. 钢板的开孔型式方形、三角形、圆形,星形,本磊形;
    64. SMT段排阻有无方向性无;
    65. 市面上售之锡膏,实际只有4小时的粘性时间;
    66. SMT设备一般使用之额定气压为5KG/cm2;
    67. SMT零件维修的工具有:烙铁、热风拔取器、吸锡枪、镊子;
    68. QC分为:IQC、IPQC、FQC、OQC;
    69. 高速贴片机可贴装电阻、电容、IC、晶体管;包装方式为 Reel、Tray两种,Tube不适合高速贴片机;
    70. 静电的特点:小电流、受湿度影响较大;
    71. 正面PTH,反面SMT过锡炉时使用何种焊接方式扰流双波焊;
    72. SMT常见之检验方法: 目视检验、X光检验、机器视觉检验、AOI光学仪器检测;
    73.铬铁修理零件热传导方式为传导对流;
    74. BGA材料其锡球的主要成份Sn90 Pb10,SAC305,SAC405;
    75. 钢板的制作方法雷射切割、电铸法、化学蚀刻;
    76. 迥焊炉的温度按:利用测温器量出适用之温度;
    77. 迥焊炉之SMT半成品于出口时其焊接状况是零件固定于PCB上;
    78. 现代质量管理发展的历程TQC-TQA-TQM;
    79.ICT测试是针床测试;
    80. ICT之测试能测电子零件采用静态测试;
    81. 焊锡特性是融点比其它金属低、物理性能满足焊接条件、低温时流动性比其它金属好;
    82. 迥焊炉零件更换制程条件变更要重新测量测度曲线;
    83. 西门子80F/S属于较电子式控制传动;
    84. 锡膏测厚仪是利用Laser光测: 锡膏度、锡膏厚度、锡膏印出之宽度;
    85. SMT零件供料方式有振动式供料器、盘状供料器、卷带式供料器;
    86. SMT设备运用哪些机构:凸轮机构、边杆机构、螺杆机构、滑动机构;
    87. 目检段若无法确认则需依照何项作业BOM、厂商确认、样品板;
    88. 若零件包装方式为12w8P,则计数器Pinth尺寸须调整每次进8mm;
    89. 迥焊机的种类: 热风式迥焊炉、氮气迥焊炉、laser迥焊炉、红外线迥焊炉;
    90. SMT零件样品试作可采用的方法:流线式生产、手印机器贴装、手印手贴装;
    91. 常用的MARK形状有:圆形,“十”字形、正方形,菱形,三角形,万字形;
    92. SMT段因Reflow Profile设置不当,可能造成零件微裂的是预热区、冷却区;
    93. SMT段零件两端受热不均匀易造成:空焊、偏位、墓碑;
    94. 高速机与泛用机的Cycle time应尽量均衡;
    95. 品质的真意就是第一次就做好;
    96. 贴片机应先贴小零件,后贴大零件;
    97. BIOS是一种基本输入输出系统,全英文为:Base Input/Output System;
    98. SMT零件依据零件脚有无可分为LEAD与LEADLESS两种;
    99. 常见的自动放置机有三种基本型态,接续式放置型,连续式放置型和大量移送式放置机;
    100. SMT制程中没有LOADER也可以生产;
    101. SMT流程是送板系统-锡膏印刷机-高速机-泛用机-迥流焊-收板机;
    102. 温湿度敏感零件开封时,湿度卡圆圈内显示颜色为蓝色,零件方可使用;
    103. 尺寸规格20mm不是料带的宽度;
    104. 制程中因印刷不良造成短路的原因:a. 锡膏金属含量不够,造成塌陷b.钢板开孔过大,造成锡量过多c. 钢板品质不佳,下锡不良,换激光切割模板d.Stencil背面残有锡膏,降低刮刀压力,采用适当的VACUUM和SOLVENT;
    105.一般回焊炉Profile各区的主要工程目的:a.预热区;工程目的:锡膏中容剂挥发。b.均温区;工程目的:助焊剂活化,去除氧化物;蒸发多余水份。c.回焊区;工程目的:焊锡熔融。d.冷却区;工程目的:合金焊点形成,零件脚与焊盘接为一体;
    106. SMT制程中,锡珠产生的主要原因:PCB PAD设计不良、钢板开孔设计不良、置件深度或置件压力过大、Profile曲线上升斜率过大,锡膏坍塌、锡膏粘度过低。

    贴片红胶编辑

    基本知识

    SMT贴片红胶是一种聚稀化合物,与锡膏不同的是其受热后便固化,其凝固点温度为150℃,这时,红胶开始由膏状体直接变成固体。
    SMT贴片红胶具有粘度流动性,温度特性,润湿特性等。根据红胶的这个特性,故在生产中,利用红胶的目的就是使零件牢固地粘贴于PCB表面,防止其掉落。
    印刷机或点胶机上使用:
    1、为保持贴片胶的品质,请置于冰箱内冷藏(5±3℃)储存;
    2、从冰箱中取出使用前,应放在室温下回温2~3小时;
    3、可以使用甲苯或醋酸乙酯来清洗胶管 点胶:
    ①在点胶管中加入后塞,可以获得更稳定的点胶量;
    ②推荐的点胶温度为30-35℃;
    ③分装点胶管时,请使用专用胶水分装机进行分装,以防止在胶
    水中混入气泡 刮胶:推荐的刮胶温度为30-35℃注意事项:红
    胶从冷藏环境中移出后,到达室温前不可打开使用。为避免污
    染原装产品,不得将任何使用过的贴片胶倒回原包装内。

    印刷方式

    1) 印刷方式:钢网刻孔要根据零件的类型,基材的性能来决定,其厚度和孔的大小及形状。其优点是速度快、效率高。
    2) 点胶方式:点胶是利用压缩空气,将红胶透过专用点胶头点到基板上,胶点的大小、多少、由时间、压力管直径等参数来控制,点胶机具有灵活的功能。对于不同的零件,我们可以使用不同的点胶头,设定参
    贴片红胶贴片红胶
    数来改变,也可以改变胶点的形状和数量,以求达到效果,优点是方便、灵活、稳定。缺点是易有拉丝和气泡等。我们可以对作业参数、速度、时间、气压、温度调整,来尽量减少这些缺点。
    3) 针转方式,是将一个特制的针膜,浸入浅胶盘中每个针头有一个胶点,当胶点接触基板时,就会脱离针头,胶量可以借着针的形状和直径大小来变化。固化温度100℃ 120℃150℃ 固化时间5分钟 150秒60秒 典型固化条件:注意点:
    1、固化温度越高以及固化时间越长,粘接强度也越强。
    2、由于贴片胶的温度会随着基板零件的大小和贴装位置的不同而变化,因此我们建议找出最合适的硬化条件。红胶的储存:在室温下可储存7天,在小于5℃时储存大于个6月,在5~25℃可储存大于30天。
    由于SMT贴片红胶受温度影响用本身粘度,流动性,润湿等特性,所以SMT贴片红胶要有一定的使用条件和
    贴片红胶贴片红胶
    规范的管理。
    1) 红胶要有特定流水编号,根据进料数量、日期、种类来编号。
    2) 红胶要放在2~8℃的冰箱中保存,防止由于温度变化,影响特性。
    3) 红胶回温要求在室温下回温4小时,按先进先出的顺序使用。
    4) 对于点胶作业,胶管红胶要脱泡,对于一次性未用完的红胶应放回冰箱保存,旧胶与新胶不能混用。
    5) 要准确地填写回温记录表,回温人及回温时间,使用者需确认回温完成后方可使用。通常,红胶不可使用过期的。

    组装工艺编辑

    SMT组装工艺与焊接前的每一工艺步骤密切相关,其中包括资金投入、PCB设计、元件可焊性、组装操作、焊剂选择、温度/时间的控制、焊料及晶体结构等。

    焊料

    波峰焊接最常用的焊料是共晶锡铅合金:锡63%;铅37%,应时刻掌握焊锡锅中的焊料温度,其温度应高于合金液体温度183℃,并使温度均匀。过去,250℃的焊锡锅温度被视为“标准”。
    随着焊剂技术的革新,整个焊锡锅中的焊料温度的均匀性得到了控制,并增设了预热器,发展趋势是使用温
    4043铝硅焊料4043铝硅焊料
    度较低的焊锡锅。在230-240℃的范围内设置焊锡锅温度是很普遍的。通常,组件没有均匀的热质量,要保证所有的焊点达到足够的温度,以便形成合格的焊点是必要的。重要的问题是要提供足够的热量,提高所有引线和焊盘的温度,从而确保焊料的流动性,湿润焊点的两面。焊料的温度较低就会降低对元件和基板的热冲击,有助于减少浮渣的形成,在较低的强度下,进行焊剂涂覆操作和焊剂化合物的共同作用下,可使波峰出口具有足够的焊剂,这样就可减少毛刺和焊球的产生。
    焊锡锅中的焊料成份与时间有密切关系,即随着时间而变化,这样就导致了浮渣的形成,这就是要从焊接的组件上去除残余物和其它金属杂质的原因及在焊接工艺中锡损耗的原因。以上这些因素可降低焊料的流动性。在采购中,要规定的金属微量浮渣和焊料的锡含量的最高极限,在各个标准中,(如象IPC/J-STD-006都有明确的规定)。在焊接过程中,对焊料纯度的要求在ANSI/J-STD-001B标准中也有规定。除了对浮渣的限制外,对63%锡;37%铅合金中规定锡含量最低不得低于61.5%。波峰焊接组件上的金和有机泳层铜浓度聚集比过去更快。这种聚集,加上明显的锡损耗,可使焊料丧失流动性,并产生焊接问题。外表粗糙、呈颗粒状的焊点常常是由于焊料中的浮渣所致。由于焊锡锅中的集聚的浮渣或组件自身固有的残余物暗淡、粗糙的粒状焊点也可能是锡含量低的征兆,不是局部的特种焊点,就是锡锅中锡损耗的结果。这种外观也可能是在凝固过程中,由于振动或冲击所造成的。
    焊点的外观就能直接体现出工艺问题或材料问题。为保持焊料“满锅”状态和按照工艺控制方案对检查焊锡
    4047铝硅焊料4047铝硅焊料
    锅分析是很重要的。由于焊锡锅中有浮渣而“倒掉”焊锡锅中的焊剂,通常来说是不必要的,由于在常规的应用中要求往锡锅中添加焊料,使锡锅中的焊料始终是满的。在损耗锡的情况下,添加纯锡有助于保持所需的浓度。为了监控锡锅中的化合物,应进行常规分析。如果添加了锡,就应采样分析,以确保焊料成份比例正确。浮渣过多又是一个令人棘手的问题。毫无疑问,焊锡锅中始终有浮渣存在,在大气中进行焊接时尤其是这样。使用“芯片波峰”这对焊接高密度组件很有帮助,由于暴露于大气的焊料表面太大,而使焊料氧化,所以会产生更多的浮渣。焊锡锅中焊料表面有了浮渣层的覆盖,氧化速度就放慢了。
    在焊接中,由于锡锅中波峰的湍流和流动而会产生更多的浮渣。推荐使用的常规方法是将浮渣撇去,要是经常进行撇削的话,就会产生更多的浮渣,而且耗用的焊料更多。浮渣还可能夹杂于波峰中,导致波峰的不稳定或湍流,因此要求对焊锡锅中的液体成份给予更多的维护。如果允许减少锡锅中焊料量的话,焊料表面的浮渣会进入泵中,这种现象很可能发生。有时,颗粒状焊点会夹杂浮渣。最初发现的浮渣,可能是由粗糙波峰所致,而且有可能堵塞泵。锡锅上应配备可调节的低容量焊料传感器和报警装置。

    波峰

    在波峰焊接工艺中,波峰是核心。可将预热的、涂有焊剂、无污物的金属通过传送带送到焊接工作站,接触
    波峰焊——波峰焊图波峰焊——波峰焊图
    具有一定温度的焊料,而后加热,这样焊剂就会产生化学反应,焊料合金通过波峰动力形成互连,这是最关键的一步。常用的对称波峰被称为主波峰,设定泵速度、波峰高度、浸润深度、传送角度及传送速度,为达到良好的焊接特性提供全方位的条件。应该对数据进行适当的调整,在离开波峰的后面(出口端)就应使焊料运行降速,并慢慢地停止运行。PCB随着波峰运行最终要将焊料推至出口。在最佳的情况下,焊料的表面张力和最佳化的板的波峰运行,在组件和出口端的波峰之间可实现零相对运动。这一脱壳区域就是实现了去除板上的焊料。应提供充分的倾角,不产生桥接、毛刺、拉丝和焊球等缺陷。有时,波峰出口需具有热风流,以确保排除可能形成的桥接。在板的底部装上表面贴装元件后,有时,补偿焊剂或在后面形成的“苛刻的波峰”区域的气泡,而进行的波峰整平之前,使用湍流芯片波峰。湍流波峰的高竖直速度有助于保证焊料与引线或焊盘的接触。在整平的层流波峰后面的振动部分也可用来消除气泡,保证焊料实现满意的接触组件。焊接工作站基本上应做到:高纯度焊料(按标准)、波峰温度(230~250℃)、接触波峰的总时间(3~5秒钟)、印制板浸入波峰中的深度(50~80%),实现平行的传送轨道和在波峰与轨道平行状态下锡锅中焊剂含量。

    焊接后的冷却

    通常在波峰焊机的尾部增设冷却工作站。为的是限制铜锡金属间化合物形成焊点的趋势,另一个原因是加速
    组件的冷却,在焊料没有完全固化时,避免板子移位。快速冷却组件,以限制敏感元件暴露于高温下。然而,应考虑到侵蚀性冷却系统对元件和焊点的热冲击的危害性。一个控制良好的“柔和稳定的”、强制气体冷却系统应不会损坏多数组件。使用这个系统的原因有两个:能够快速处理板,而不用手夹持,并且可保证组件温度比清洗溶液的温度低。人们所关心的是后一个原因,其可能是造成某些焊剂残渣起泡的原因。另一种现象是有时会出现与某些焊剂浮渣产生反应的现象,这样,使得残余物“清洗不掉”。在保证焊接工作站设置的数据满足所有的机器、所有的设计、采用的所有材料及工艺材料条件和要求方面没有哪个定式能够达到这些要求。必须了解整个工艺过程中的每一步操作。4 结论总之,要获得最佳的焊接质量,满足用户的需求,必须控制焊接前、焊接中的每一工艺步骤,因为SMT的整个组装工艺的每一步骤都互相关联、互相作用,任一步有问题都会影内到整体的可靠性和质量。焊接操作也是如此,所以应严格控制所有的参数、时间/温度、焊料量、焊剂成分及传送速度等等。对焊接中产生的缺陷,应及早查明起因,进行分析,采取相应的措施,将影响质量的各种缺陷消灭在萌芽状态之中。这样,才能保证生产出的产品。

    减少故障方法编辑

    制造过程、搬运及印刷电路组装 (PCA) 测试等都会让封装承受很多机械应力,从而引发故障。随着格栅阵列封装变得越来越大,针对这些步骤应该如何设置安全水平也变得愈加困难。
    多年来,采用单调弯曲点测试方法是封装的典型特征,该测试在 IPC/JEDEC-9702 《板面水平互联的单调弯曲特性》中有叙述。该测试方法阐述了印刷电路板水平互联在弯曲载荷下的断裂强度。但是该测试方法无法确定最大允许张力是多少。
    对于制造过程和组装过程,特别是对于无铅PCA而言,其面临的挑战之一就是无法直接测量焊点上的应力。最为广泛采用的用来描述互联部件风险的度量标准是毗邻该部件的印刷电路板张力,这在 IPC/JEDEC-9704 《印制线路板应变测试指南》中有叙述。
    随着无铅设备的用途扩大,用户的兴趣也越来越大;因为有很多用户面临着质量问题。
    随着各方兴趣的增加,IPC 觉得有必要帮助其他公司开发各种能够确保BGA在制造和测试期间不受损伤的测试方法。这项工作由 IPC 6-10d SMT 附件可靠性测试方法工作小组和 JEDEC JC-14.1 封装设备可靠性测试方法子委员会携手开展,目前该工作已经完成。
    该测试方法规定了以圆形阵列排布的八个接触点。在印刷电路板中心位置装有一 BGA 的 PCA 是这样安放的:部件面朝下装到支撑引脚上,且负载施加于 BGA 的背面。根据 IPC/JEDEC-9704 的建议计量器布局将应变计安放在与该部件相邻的位置。
    PCA 会被弯曲到有关的张力水平,且通过故障分析可以确定,挠曲到这些张力水平所引致的损伤程度。通过迭代方法可以确定没有产生损伤的张力水平,这就是张力限值。


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