SMT线体介绍.doc

SMT基本概念折叠编辑本段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。主要特点折叠编辑本段组装密度高、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30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。SMT组成折叠总的来说，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。基本术语折叠编辑本段回流焊概述折叠回流焊又称“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。目前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。红外再流焊折叠(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0.70.8um 到1mm 之间，0.721.5um 为近红外；1.55.6um 为中红外；5.61000um 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18um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1.01.8m/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，7. 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：回流焊工艺流程折叠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。回流焊注意事项折叠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1.31.5 度/s，温度在90100s 内升至150 度保温区：温度为 150180 度，时间4060s再流区：从180到最高温度250 度需要1015s，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汽相再流焊折叠又称汽相焊（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。激光再流焊折叠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。SMT组装工艺折叠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。1 、焊料目前，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，发展趋势是使用温度较低的焊锡锅。在230240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。2 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。目前，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。在最挂的情况下，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（230250）、接触波峰的总时间（35秒钟）、印制板浸入波峰中的深度（5080%），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。3 波峰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. 其他资料折叠编辑本段为什么要用SMT折叠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。SMT基本工艺构成要素折叠印刷(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)锡膏印刷折叠其作用是将锡膏呈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。零件贴装折叠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。回流焊接折叠其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固焊接在一起。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光学检测折叠其作用是对焊接好的PCB板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折叠其作用是对检测出现故障的PCB板进行返修。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在AOI光学检测后分板折叠其作用对多连板PCBA进行切分，使之分开成单独个体，一般采用V-cut与 机器切割方式焊锡膏基础知识折叠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233度。4、剪切速率万文渊SMT常用知识简介折叠1.一般来说，SMT车间规定的温度为237。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18355. 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. 目前市面上售之锡膏，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;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73. 铬铁修理零件热传导方式为传导对流；74. 目前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