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SMT工艺基础培训 RyderElectronics Shenzhen Co Ltd彭光前011 2 内容简介 1 SMT工艺总流程及基础知识2 钢网知识3 锡膏知识4 印刷 5 贴片6 回流及炉后常见不良 7 SMT元件的认识8 ESD基础及重要性 3 SMT工艺总流程及基础知识 SMT SurfaceMountedTechnology 表面贴装技术 是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺 AOI AutomaticOpticInspection 自动光学检测 是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备 机器通过摄像头自动扫描PCB 采集图像 测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较 经过图像处理 检查出PCB上缺陷 并通过显示器或自动标志把缺陷显示 标示出来 供维修人员修整 SPI SolderPasteInspection 锡膏检测机 通过激光3D扫描 测试印刷锡膏的高度 面积 体积 偏移 拉尖 锡量差异性 异物等 4 SMT工艺流程图 SMT基础知识 一般来说 SMT车间规定的温度为18 26 湿度为30 70 操作 处理PCBA前是否有配带ESD腕带和ESD手套 手指套PCB真空包装的目的是防尘及防潮 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 IC烘烤时需看IC等级及托盘耐温值 PCB翘曲规格不超过其对角线的0 7 拉上所有的物料 设备 夹具 仪器均应有清楚明确的状态标识与区别 并分类摆放在生产和检验过程中如有产品跌落在地上 应将此产品送回检验的第一个检验工位 重新进行所有的PCBA检验 5 钢网知识 1 按钢网制作工艺分 激光钢网 蚀刻钢网 电铸钢网等 我们公司现只用激光钢网 蚀刻钢网 A 蚀刻钢网是用化学研磨出来的 其优点是价格便宜 缺点是精度较低 开孔比希望略大 只适用于角位及间距大于0 4mm的PCB板印刷 B 激光钢网是激光切割的工艺 其优点是精度高 孔壁光滑 粗糙度小于3um 更可以靠光束聚焦特性使开孔上小下大 有一定锥度 便于焊膏释放 焊膏施加体积和形状可以控制 2 按生产工艺分 锡膏钢网和红胶钢网 而锡膏钢网又可分为无铅锡膏钢网和有铅锡膏钢网 3 钢网的规格我们公司现在主要用的是420MM 520MM 584MM 584MM和736MM 736MM三种规格的 现在主要选用以736 736MM为主 以减少订钢网时间 6 钢网知识 4 锡膏钢网模块厚度选取 A 0402元件一般选用0 12MM厚度的钢网 0603元件以上可用0 13MM厚度的钢网 B 对于PITCH 0 7MM一般选用0 13MM厚度的钢网 对0 7MM PITCH 0 4MM一般选用0 12MM厚度的钢网 对PITCH 0 4MM一般选用0 10MM厚度的钢网 5 钢网保养及使用寿命 A 钢网使用后要及时清洗干净 以免长时间后锡膏及红胶干燥后贴附在钢网上 影响清洗效果 下次的使用效果及缩短钢网的使用寿命 钢网清洗用清洗剂在超声波机中清洗 清洗完后进行张力测试 合格后贴上保护膜 防尘 放到指定位置 B 钢网的一般使用寿命是十万次 当然在十万次内出现问题 也应更换钢网 7 锡膏知识 1 锡膏 用来连接金属表面的一种可熔解的浆糊式金属合金 对电路来说构成一个通路 2 锡膏的金属成分主要有 a 有铅Sn锡62 Pb铅36 Ag银2 Sn锡63 Pb铅37 b 无铅Sn锡96 5 Ag银3 0 Cu铜0 5 无铅焊锡Sn Ag Cu96 5 3 0 0 5的熔点为217C 有铅焊锡Sn Pb63 37 的熔点为183 8 锡膏知识 9 锡膏知识 3 锡膏的储存和使用 锡膏储存温度为0 10 锡膏的取用原则是先进先出 锡膏在开封使用时 须经过两个重要的过程回温 锡膏回温4H 搅拌 机器搅拌3 5MIN 红胶回温8H以上 印刷后在2小时内完成回流焊 钢网上不用的锡膏超过半小时应回收到瓶中 并不可与新锡膏混装 4 锡膏的回温目的是 利于印刷 锡膏不回温则在过REFLOW后易产生锡珠现象 5 FULX的作用是 在焊接中去除氧化物 破坏熔锡表面张力 防止再度氧化 10 印刷 60 70 不良品源于此 1 钢网的架设 A 钢板架设平稳B 刮刀要在钢网中心C 顶Pin支撑基板平稳D PCB板固定点力要均匀2 钢网擦试频率 根据PCBA元件的大小密度而定3 5PCS 次 3 影响印刷效果的机器参数 A 印刷的速度B 压力C 脱模速度D 脱模距离E 在钢网上的静止时间F 钢网上的锡膏量G 洗网频率H 接触印刷4 影响印刷效果的其他因素 刮刀选择 刮刀一定是完好无缺 不能有变形状态 刮刀与钢网夹角为60 角为宜 11 印刷 60 70 不良品源于此 5 印刷位注意事项 A 每块PCB印刷后印刷员须自检每个PCB板上的BGA位置 QFN位置的印刷情况 不能有连锡 少锡 漏印等不良 PITHC小于0 5MM的QFN BGA需用放大镜检查印刷质量 B 接触PCB时必须戴静电手套或手指套 手掌直接接触 的焊盘上 会造成焊盘氧化 致使零件焊接不良 6 印刷不良缺陷 偏位 连锡 少锡 漏刮 锡塌 拉尖等 12 印刷 60 70 不良品源于此 13 贴片 自检位人员100 全检贴片元件贴装的准确性和正确性 按IPC 610D的标准判定 每小时内相同位置同种不良出现三次以上反馈跟线技术员调机致合格止 正常生产炉前QC不准手贴BGA类 QFN类 CSP类电子元件 不可手工修正这两类元件 贴装时要一次性贴到位 侧向移位不能超过焊盘的1 3 横向移位不能超过焊盘的1 3 用镊子夹元件时 根据元件类型 用力均横 避免用力过大损坏元件 贴装时不能有错件 漏贴 反向 抹件 偏位等不良现象 所有有极性元件都需确认其方向的正确性 不可出现反向现象 14 贴片 15 回流炉的认识 劲拓NS800 8个温区 2个冷却区 输入电压 380V 总功率64KW 轨道可调宽度 50 300mm 链速 0 2000mm 16 回流曲线的设置 17 回流曲线各区的功能 目的 形成外观优良的焊点 改善锡珠 立碑等不良焊接问题 改善焊点强度 注意事项为生产的PCB确定正确的工艺设定 检验工艺的连续性和稳定性 18 回流曲线各区的功能 Preheat预热区的功能将PCB的温度从室温提升到所需的活性温度注意事项从室温到120 升温速率在2 5 Sec以下 否则1 太快 会引起热敏元件的破裂2 太慢 影响生产效率以及助焊剂的挥发 19 回流曲线各区的功能 Soak均温区的功能1 使PCB板 元件与Pad均匀吸热 减少它们之间的温差 2 焊膏活性剂开始工作 去除管脚与Pads上面的氧化物 3 保护管脚与Pads在高温的环境下不再被氧化 注意事项1 一定要平稳的升温 2 Soak区太长或该区温度太高 活性剂会提前完成任务 容易导致虚焊 焊点发暗且伴有粒状物或锡珠 20 回流曲线各区的功能 Reflow回流区的功能将PCB的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度 进行焊接 注意事项1 时间太短 焊点不饱满 2 时间太长 会产生氧化物和金属化合物 导致焊点不持久 3 温度太高 残留物会被烧焦 21 回流曲线各区的功能 Cooling冷却区的功能形成良好且牢固的焊点 注意事项1 最好和回流区曲线成镜像关系 2 冷却太快 焊点会变得脆化 不牢固 22 SMT回流后常见不良 立碑1 焊盘设计 面积 距离 2 贴装精度3 印刷是否均匀4 均温区时间是否太短5 元器件和PCB焊盘是否氧化 23 SMT回流后常见不良 连锡1 印刷压力太大或太小2 钢网变形造成连锡3 网底没有定时清洗 有残留锡膏4 在进行手工校正时造成连锡5 回流区的高温时间太长 24 SMT回流后常见不良 虚焊1 焊盘或元件氧化严重2 印锡不均匀3 预热区升温过快4 均温区时间太短5 焊盘设计与元器件尺寸配合 25 SMT回流后常见不良 锡珠1 锡膏解冻时间是否足够2 网底是否定时清洗3 钢网太厚4 钢网开口形状5 贴片压力是否过大6 升温时 速度太快7 车间的温 湿度 26 SMT回流后常见不良 错件 漏件 元件反向冷焊 锡珠 翻件 偏位 元件浮高焊盘缺损 氧化污染PCB线路缺损 露铜 PCB起泡分层 绿油 划伤 PCB变形 板上异物少胶 多胶 胶上焊盘 胶偏位 红胶工艺 红胶推力 0603 700g0805 1200g1206 2000gIC 三极管 2000g 27 SMT元件的认识 电阻 R单位 欧姆 换算 1 10 3K 10 6M 普通电阻 排阻 RN 28 SMT元件的认识 电阻 R电阻分为一般电阻与精密电阻精密电阻 1 1R5 1 5 29 SMT元件的认识 电容 C单位 法拉 毫法 mF 微法 uF 纳法 nF 皮法 pF 1F 103mF 106uF 109nF 1012pF 30 SMT元件的认识 电感 L单位 亨利 毫亨 mH 微亨 uH 1 103mH 106uH 22uH 微亨 6 8uH 微亨 31 SMT元件的认识 二极管 D有方向二极管的特性 单向导电性能 负极 三极管 Q有方向对信号有放大和开关的作用 32 SMT元件的认识 误差 F 1 G 2 J 5 K 10 M 20 Z 80 20 P 100 0 小误差可以代替大误差 反之则不能 表面貼裝元件尺寸Thedimensionofcomponent英制 inch 公制 mm LengthWidth0201 0 50 25040210051 0 0 05mm0 5 0 05mm060316081 6 0 15mm0 8 0 15mm080520122 0 0 2mm1 25 0 2mm120632163 2 0 2mm1 6 0 2mm181245324 5 0 3mm3 2 0 3mm222056505 6 0 4mm5 0 0 4mm222556645 6 0 4mm6 4 0 4mm英制與公制的換算關係 1inch 25 4mm 33 SMT元件的认识 34 SMT元件的认识 35 SMT元件的认识 36 静电的基本述语 ESD ElectroStaticDischarge 静电放电当两个带不同静电电位的物件相互接近到某程度或接触时 静电从一个物件突然流放到另一物件上的现象 ESDS ElectroStaticDischargeSensitive 静电放电敏感元件对于静电放电敏感 易被ESD破坏 的元件 组件或模块EPA ESDProtectiveArea 静电放电防护区域内涵ESDSItem的大范围工作区域 所有人员进入时皆应穿戴适当的接地措施 且所有行为亦须遵守其相关规定SSP Static SafePackage 静电安全包装能够限制摩擦生电 屏蔽静电场或免除静电放电对ESDS组件产破坏的包装EOS ElectricalOverStress 过电应力使用电源的设备的漏电流 漏电压引起的异常过大的电流或电压 ESD 37 磨擦和接触生电 磨擦过程增加接触面 接触产生静电 许多物料的表面都不够平整或具备足够的柔性 来达到接触 分离所需要产生静电的程度 片状物和粘带具备良好的接触条件 所以较容易产生静电 除了增加接触面 磨擦也同时增加分离速度 磨擦过程所产生的热能增加电荷的迁移程度 接触生电 较 磨擦生电 的观念较为正确 ESD 这个足够强的电场迫使附近物体靠近它的那一个表面的同性电荷向远离一端移动或 逸出 感应生电 38 人体对静电的感觉 和电器件相比之下 我们的感觉性极差 感觉到 2000 4000V听到 4000 5000V看到 5000V 100V的静电放电就足以损坏某些电子器件 ESD 39 潜在破损的特性 人体能感觉出静电存在的水平为2000 4000volts 但敏感器件只须 100volts便能被损坏 大部分 1000volts 大部分的静电破坏是潜在的 并不能够马上识别出来 静电破坏现象有较差的重复性 并且不容易模拟 找出静电破坏的证据和根源一般相当不容易潜在损坏的破坏力强大 占所有损坏的主要成分很难和成因挂钩维修和处理成本较高较难推动成