表面贴装工程介绍 SMT贴装 技术

表面贴装工程,-关于SMT的历史,目录,SMAIntroduce,SMT历史,印刷制程,贴装制程,焊接制程,检测制程,质量控制,ESD,什么是SMT,SMT历史,SMT工艺流程,什么是SMT？,SMT(SurfaceMountTechnology)的英文缩写，中文意思是表面贴装技术。是新一代电子组装技术，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。表面安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。,SMAIntroduce,SMAIntroduce,什么是SMT？,Surfacemount,Through-hole,与传统工艺相比SMT的特点：,SMAIntroduce,什么是SMT？,自动化程度,类型,THT(ThroughHoleTechnology),SMT(SurfaceMountTechnology),元器件,双列直插或DIP,针阵列PGA有引线电阻，电容,SOIC,SOT,SSOIC,LCCC,PLCC,QFP,PQFP,片式电阻电容,基板,印制电路板，2.54mm网格，0.8mm0.9mm通孔,印制电路板，1.27mm网格或更细，导电孔仅在层与层互连调用（0.3mm0.5mm），布线密度高2倍以上，厚膜电路，薄膜电路，0.5mm网格或更细,焊接方法,波峰焊,再流焊,面积,大,小，缩小比约1：31：10,组装方法,穿孔插入,表面安装-贴装,自动插件机,自动贴片机，生产效率高,SMAIntroduce,SMT历史,年代,代表产品,器件,元件,组装技术,电子管收音机,电子管,带引线的大型元件,札线，配线,手工焊接,60年代,黑白电视机,晶体管,轴向引线小型化元件,半自动插装浸焊接,70年代,彩色电视机,集成电路,整形引线的小型化元件,自动插装波峰焊接,80年代,录象机电子照相机,大规模集成电路,表面贴装元件SMC,表面组装自动贴装和自动焊接,电子元器件和组装技术的发展,SMAIntroduce,SMT工艺流程,表面贴装元件介绍：,表面贴装元件具备的条件,元件的形状适合于自动化表面贴装,尺寸，形状在标准化后具有互换性,有良好的尺寸精度,有一定的机械强度,可承受有机溶液的洗涤,可执行零散包装又适应编带包装,耐焊接热应符合相应的规定,SMAIntroduce,SMT工艺流程,电容,SMAIntroduce,SMT工艺流程,SMAIntroduce,SMT工艺流程,SMAIntroduce,SMT工艺流程,SMAIntroduce,SMT工艺流程,表面贴装元件的种类,有源元件（陶瓷封装）,无源元件,单片陶瓷电容,钽电容,厚膜电阻器,薄膜电阻器,轴式电阻器,CLCC（ceramicleadedchipcarrier）陶瓷密封带引线芯片载体,SOP（smalloutlinepackage）小尺寸封装,QFP(quadflatpackage)四面引线扁平封装,BGA(ballgridarray)球栅阵列,SMC泛指无源表面安装元件总称,SMD泛指有源表面安装元件,SMAIntroduce,SMT工艺流程,Chip阻容元件,IC集成电路,英制名称,公制mm,英制名称,公制mm,1206,0805,0603,0402,0201,3.21.6,50,30,25,25,12,1.27,0.8,0.65,0.5,0.3,2.01.25,1.60.8,1.00.5,0.60.3,阻容元件识别方法1元件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）,SMAIntroduce,SMT工艺流程,电阻,电容,标印值,电阻值,标印值,电阻值,2R2,5R6,102,682,333,104,564,2.2,5.6,1K,6800,33K,100K,560K,0R5,010,110,471,332,223,513,0.5PF,1PF,11PF,470PF,3300PF,22000PF,51000PF,阻容元件识别方法2片式电阻、电容识别标记,SMAIntroduce,SMT工艺流程,IC第一脚的的辨认方法,IC有缺口标志,以圆点作标识,以横杠作标识,以文字作标识（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）,SMAIntroduce,ScreenPrinter,Mount,Reflow,AOI,SMT工艺流程,SMAIntroduce,SMT工艺流程,SMAIntroduce,SMT工艺流程,SMAIntroduce,SMT工艺流程,SMAIntroduce,STENCILPRINTING,ScreenPrinter内部工作图,ScreenPrinter,SMAIntroduce,ScreenPrinter的基本要素：,Solder(又叫锡膏）经验公式：三球定律至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上单位：锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou)判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。,ScreenPrinter,SMAIntroduce,Squeegee(又叫刮板或刮刀）,菱形刮刀,拖裙形刮刀,聚乙烯材料或类似材料,金属,ScreenPrinter,SMAIntroduce,模板(Stencil)制造技术:,ScreenPrinter,SMAIntroduce,REFLOW,再流的方式：,SMAIntroduce,热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。,基本工艺：,REFLOW,工艺分区：,（一）预热区目的：使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。,SMAIntroduce,REFLOW,SMAIntroduce,目的：保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。时间约60120秒，根据焊料的性质有所差异。,工艺分区：,（二）保温区,REFLOW,SMAIntroduce,目的：焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对大多数焊料润湿时间为6090秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。（四）冷却区焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。,（三）再流焊区,工艺分区：,REFLOW,SMAIntroduce,贴片机的介绍,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。,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。,这类机型的缺点在于：贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。,MOUNT,SMAIntroduce,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。,MOUNT,SMAIntroduce,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。,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24个真空吸嘴(较早机型)至56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。