SMT制程与炉温曲线规范.ppt

1 SMT制程与炉温曲线 2 报告项目 一 SMT简介 二 SMT工艺流程介绍 三 锡膏制程与红胶制程的区别 四 锡膏介绍 五 炉温曲线介绍 3 一 SMT简介1 何谓SMTSMT是SurfaceMountTechnology的英文缩写 中文意思是表面贴装技术 SMT是新一代电子组装技术 也是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺 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 2 SMT历史表面贴装不是一个新的概念 它源于较早的工艺 如平装和混合安装 电子线路的装配 最初采用点对点的布线方法 而且根本没有基片 第一个半导体器件的封装采用放射形的引脚 将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通孔中 50年代 平装的表面安装元件应用于高可靠的军方 60年代 混合技术被广泛的应用 70年代 受日本消费类电子产品的影响 无源元件被广泛使用 近十年有源元件被广泛使用 SMT简介 一 4 3 SMT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 SMT产品可靠性高 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 且易于实现自动化 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 4 SMT优势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 电子科技革命势在必行 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等 都使追逐国际潮流的SMT工艺尽显优势 SMT简介 二 5 SMT工艺流程图 锡膏印刷 AOI检测 CHIP元件贴装 回流焊接 IC元件贴装 传统的锡膏制程工艺 6 元件长度 cylindrical Transformer Connector HIC 100mm 0402chip 0603chip 0805chip Diode Transistor CSP ALC SVP SOP QFP BGA T BGA P Socket Connector MTCP Connector 25mm 2 01005chip SOJ TSOP 6 5mm 24mm CM602 A2 CM602 D0 高度 CM602 A2 21mm 1 高速机 泛用机 CM602 D0 可贴装元件 松下CM602可贴装元件的种类 7 锡膏印刷工序 OK NG 8 元件贴装工序 松下CM602贴片机 贴装元件后 元件吸取 相机识别 元件贴装 9 回流焊接 BTU回流焊 热风 热风 10 AOI检验 测试元件的焊接状况 如未焊 立碑 翻件 短路 偏移等 11 锡膏制程与红胶制程的区别 锡膏制程Loader 自动上板机 ScreenPrinter 锡膏印刷机 ChipMount 贴片机 ICMount 泛用机 Reflow 回流焊 AOI 自动光学检测 红胶制程Loader 自动上板机 ScreenPrinter 红胶印刷机 点胶机 ChipMount 贴片机 Reflow 回流焊 目检 12 锡膏介绍 13 理解锡膏的回流过程 当锡膏至于一个加热的环境中 锡膏回流分为五个阶段首先 用于达到所需粘度和丝印性能的溶剂开始蒸发 温度上升必需慢 以限制沸腾和飞溅 防止形成小锡珠 以及防止敏感元件因外部温度上升太快造成断裂 助焊剂活跃 化学清洗行动开始 水溶性助焊剂和免洗型助焊剂都会发生同样的清洗行动 只不过温度稍微不同 将金属氧化物和某些污染从即将结合的金属和焊锡颗粒上清除 好的冶金学上的锡焊点要求 清洁 的表面 当温度继续上升 焊锡颗粒首先单独熔化 并开始液化和表面吸锡的 灯草 过程 这样在所有可能的表面上覆盖 并开始形成锡焊点 4 这个阶段最为重要 当单个的焊锡颗粒全部熔化后 结合一起形成液态锡 这时表面张力作用开始形成焊脚表面 如果元件引脚与PCB焊盘的间隙超过4mil 则极可能由于表面张力使引脚和焊盘分开 即造成锡点开路 5 冷却阶段 如果冷却快 锡点强度会稍微大一点 但不可以太快而引起元件内部的温度应力 14 理解锡膏的回流过程 回流焊接要求总结 重要的是有充分的缓慢加热来安全地蒸发溶剂 防止锡珠形成和限制由于温度膨胀引起的元件内部应力 造成断裂痕可靠性问题 其次 助焊剂活跃阶段必须有适当的时间和温度 允许清洁阶段在焊锡颗粒刚刚开始熔化时完成 时间温度曲线中焊锡熔化的阶段是最重要的 必须充分地让焊锡颗粒完全熔化 液化形成冶金焊接 剩余溶剂和助焊剂残余的蒸发 形成焊脚表面 此阶段如果太热或太长 可能对元件和PCB造成伤害 锡膏回流温度曲线的设定 最好是根据锡膏供应商提供的数据进行 同时把握元件内部温度应力变化原则 即加热温升速度小于每秒3 和冷却温降速度小于5 15 怎样设定锡膏回流温度曲线 理想的曲线由四个部分或区间组成 前面三个区加热 最后一个区冷却 炉的温区越多 越能使温度曲线的轮廓达到更准确和接近设定 大多数锡膏都能用四个基本温区成功回流 16 预热区 也叫斜坡区 用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度 在这个区 产品的温度以不超过每秒2 5 C速度连续上升 温度升得太快会引起某些缺陷 如陶瓷电容的细微裂纹 而温度上升太慢 锡膏会感温过度 没有足够的时间使PCB达到活性温度 活性区 有时叫做干燥或浸湿区 有两个功用 第一是 将PCB在相当稳定的温度下感温 允许不同质量的元件在温度上同质 减少它们的相当温差 第二个功能是 允许助焊剂活性化 挥发性的物质从锡膏中挥发 回流区 有时叫做峰值区或最后升温区 这个区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度 活性温度总是比合金的熔点温度低一点 而峰值温度总是在熔点上 冷却区 理想的冷却区曲线应该是和回流区曲线成镜像关系