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文档简介

SMT工艺质量控制基础先了解两个问题:什么是SMT工艺质量?什么是SMT工艺质量控制?电子产品的质量组成什么是SMT工艺质量?SMT工艺质量,指企业按照与客户达成的规格要求或IPC-A-610的要求生产和提供印制电路板组件(PCBA)的能力。一般用交付合格率、一次焊点不良率、直通率等指标来衡量。关注点:焊点及组装质量常用的指标直通率焊点不良率每百万机会缺陷数一、直通率(YFT)

直通率,也称首次通过率(FirstTimeYield),指在某个时间段首次通过生产线的PCBA合格率,用百分比表示。YFT=(通过检查的PCBA数/检查的PCBA总数)×100%由于它是一个以时间段为单位、以合格产品为单位统计的一个数据,因此,它表达的含义非常明了,主管、客户非常容易理解。但需要注意两点:这个指标是以所组装的板为特定目标的,在同一工艺条件,不同密度和大小的板其直通率相差很大;各厂对直通率的计算节点不完全一致,有的就是以再流焊后的合格板进行统计的,有的以测试后合格板进行统计的,它包括了工艺对物料的质量影响,因此建议直通率以测试合格的板进行统计。二、焊点不良率焊点不良率,一般用百万焊点中的不良焊点数表示,单位ppm。ppm=(∑ds/∑Ot)×106式中∑ds——缺陷焊点数;∑Ot——总焊点数。焊点不良率,是针对不符合要求的焊点进行统计的一个指标,反映了SMT工艺的结果质量。相对于每百万机会缺陷数(I)PMO),它不需要对印刷、贴片工序进行缺陷统计和再流焊接后对焊点缺陷原因进行甄别,比较简单,易于操作。但另一方面,它不能反映组装全过程各工序的控制水平,不能得到各工序的工艺控制质量数据(如工序的DPMO数据),不利于过程的改进。三、每百万机会缺陷数(DPMO)根据IPC-7912定义的理解,每百万机会缺陷数(DPMO)可以用下式表示:DPMO=[(∑ds+∑dp+∑dt)/(∑Os+∑Op+∑Ot)]×106式中∑ds——焊膏印刷缺陷数(以印刷缺陷的板数计);∑dp——贴片缺陷数(以贴装缺陷的元件数计);∑dt——焊点缺陷数(以焊点缺陷数计);∑Os——焊膏印刷缺陷机会数(以印刷板数计);∑Op——贴片机会数(以贴装元件数计);∑Ot——焊点机会数(以焊点数计)什么是SMT工艺质量控制?建立一个受控的工艺:

对影响SMT工艺质量的主要因素进行有效地管理,使SMT的工艺水平处于良好的受控状态。人、机、料、法、环人、机、物、料、法可总结为四大类因素:1.物料因素——元器件的工艺质量;PCB的工艺质量;储存、配送管理2.设计因素——组装方式(其决定工艺流程);所用元器件的封装类型;元器件的布局及密度设计;焊点可靠性和工艺性设计;PCB的结构、材料及工艺设计3.工艺因素——钢网厚度及开口尺寸和形状;印刷参数;再流焊温度曲线的设置;焊膏成分与性能;贴片精度4.现场因素——操作规范性;工序关键控制点的管理;防静电管理;温湿度控制;5S典型的SMT工艺工作程序,其中可制造性设计(DFM)、工艺试制、工艺监控是SMT工艺工作的三项核心内容,也是SMT工艺质量控制的三个核心方面。SMT工艺质量控制体系工艺管理体系的组织架构设计SMT工艺管理是一项系统工程,贯穿于产品设计、物料采购、制造、销售的全过程,工艺管理是企业的基础管理,是稳定、提高产品质量,提高生产效率的重要手段和保证。电子制造服务企业(EMS),多实行矩阵化的架构设计,这种管理体系设计的关键是岗位设置和职责划分,一条总的原则是“任务驱动、职责清晰、接口唯一”。

工艺规范体系

SMT的规范,包括技术要求、操作规程、指导手册、控制流程、检查单(check1ist),它应该覆盖到设计、工艺、设备、质量等四个方面。一、PCB的工艺设计规范包括PCB的可制造性设计要求;PCB的元器件布局指南;PCB基板选择指南;元器件的焊盘设计手册;PCB的设计评审流程;PCB的评审检查单;DFM设计案例库。二、制造工艺规范钢网(Stencil);焊膏;再流焊波峰焊温度曲线;手工焊接等。三、设备工艺规范印刷机、贴片机、再流焊机、波峰焊机、AOI的维护保养调试操作。四、质量控制规范人、机、料、法、环的质量控制规范复习:工艺的内容包括哪些工艺的作用是什么电子工艺学的研究对象电子产品制造工艺工作的四个阶段可靠性知识工艺的内容包括:工艺技术;工艺管理工艺的作用:确定产品的制造方案;组织生产;指导生产电子工艺学:研究电子产品制造的工艺过程的学科电子产品制造工艺工作的四个阶段产品预研制阶段(参与工艺分析)产品设计性试制阶段(编制关键件工艺文件)产品生产性试制阶段(编制全套工艺文件)产品批量生产或质量改进阶段(工艺评审和总结)可靠性可靠性是指产品在规定的时间内和规定的条件下,完成规定功能的能力。失效率——电子元器件的工作寿命结束λ(t)=失效数/(运用总数×运用时间)tλ(t)第2章电子元器件§2.1电子元器件的主要参数引言1穿孔安装(PTH)方式单层、双层PCB穿孔元件穿孔器件引言2表面安装(SMT)方式多层(四层、六层)PCBSMCSMD什么是电子元器件?电子元器件是在电路中具有独立电气功能的基本单元,是电子设备中必不可少的基本材料。对电子元器件的主要要求可靠性高、精确度高、体积微小、性能稳定、符合使用环境条件电子元器件发展趋向集成化微型化提高性能改进结构电子元器件的分类有源元器件:工作时,其输出不仅依靠输入信号,还要依靠电源。通称为“器件”。无源元器件:通称为“元件”,又可分为耗能元件、储能元件、结构元件。二、电子元器件的主要参数特性参数规格参数质量参数特性参数:用于描述电子元器件在电路中的电气功能。如电阻特性(即伏安特性)。用于描述电子元器件的特性参数的数量。主要包括:a.标称值和标称值系列b.允许偏差和精度等级c.额定值和极限值规格参数:

质量参数用于度量电子元器件的质量水平。主要包括:温度系数噪声电动势高频特性可靠性机械强度可焊性三、电子元器件的检验和筛选外观质量检验电气性能检验筛选:随机抽样筛选或老化筛选注意事项:不因是正品而忽略测试;学会正确使用测量仪器仪表四、电子元器件的命名与标注1.命名方法用字母和数字组合表示电子元器件的种类、材料、特征、型号、生产序号及区别代号、主要电气参数。如RT14-0.25-b-10k-±5%,CD11-16-22等。2.标注方法直标法:主要参数直接印制在元器件表面文字符号法:电阻基本单位Ω,电容基本单位pF,电感基本单位μH。如电阻223表示22kΩ,电容103表示0.01μF,电感820表示82μH。色标法用背景颜色区别种类:浅色(淡绿、淡蓝、浅棕)表示碳膜电阻;红色表示金属膜或金属氧化膜;深绿色表示线绕电阻。用色码(色环、色带或色点)表示数值及允许偏差。色码表(Thecolorcode)颜色Colordigitdigitmultipletolerance黑Black00NOZERO

棕Brown111ZERO±1%红Red222ZERO±2%橙Orange333ZERO

黄Yellow444ZERO

绿Green555ZERO

蓝Blue666ZERO

紫Violet777ZERO

灰Gray888ZERO

白White999ZERO

金Gold

10-1±5%银Silver

10-2±10%无nothing

±20%2-2电阻1常用电阻的封装电阻2图形符号与字母代号、单位图形符号:如左图示字母代号:R单位:欧姆Ω电阻的主要参数:额定功率:电阻长期安全使用所能承受的的最大消耗功率的数值,在PCB上常用1/8W、1/4W、1/2W、1W等。功率大,其外形体积相应会大一些。标称阻值允许偏差

电阻标称值及偏差的识读1直标法:

在电阻表面直接标记电阻值。如:0.33Ω、4k、6.8kΩ±5%。色环标记法:

用颜色环代表电阻的阻值和误差。这种电阻又称为色环电阻。三色环电阻的读数规律:DDM(数字-数字-10的指数-±20%)如:红紫棕27101=270Ω±20%绿蓝橙56103=56KΩ±20%四色环电阻的读数规律:DDM±T(数字-数字-10的指数-误差)如:黄紫棕金47101±5%=470Ω±5%五色环电阻的读数规律:DDDMT(数字-数字-数字-10的指数-误差)如:红紫绿红棕275102±1%=27.5KΩ±1%紫绿黑银棕75010-2±1%=7.5Ω±1%色码表(Thecolorcode)颜色Colordigitdigitmultipletolerance黑Black00NOZERO

棕Brown111ZERO±1%红Red222ZERO±2%橙Orange333ZERO

黄Yellow444ZERO

绿Green555ZERO

蓝Blue666ZERO

紫Violet777ZERO

灰Gray888ZERO

白White999ZERO

金Gold

10-1±5%银Silver

10-2±10%无nothing

±20%电阻标称值及偏差的识读2数码标记法:用数字和字母表示阻值,字母表示误差。用数码标记法的元件有精密电阻、可变电阻、电容等。读数的规律与色环电阻相似。读数规律:DDDM±T10Ω以下的小数点

如:222J=22×102Ω

±5%其中误差用如下的字母标记:B=±0.1%,C=±0.25%,D=±0.5%,F=±1%,G=±2%,J=±5%,K=±10%,M=±20%,Z=±80%或-20%特殊电阻1精密电阻

一般精密电阻外观是兰色或棕色的。阻值与误差采用数码标记法,额定功率有时用代码表示。额定功率的范围从1/8到1W不等。

功率代码:RN55=1/8W,RN60=1/4W,RN65=1/2W,RN70=3/4W,RN75=1W如:RN553001F额定功率:1/8W阻值:3000Ω±1%RN652001F额定功率:1/2W阻值:2000Ω±1%特殊电阻2排电阻SIP代表单列直插封装,DIP代表双列直插封装连接型是指电阻排内部是连接在一起的,有一个公共端。分离型表示各电阻是分开的。如:8B-103G8pin分离型10000Ω±2%10X-1-47210pin内部连接型4700Ω连接型XA10016181分离型YB2或3002或00362或6382或83特殊电阻3电位器(可变电阻)通常采用数码标记例:W504=500kSMT电阻1CHIP封装长方形,两端有焊接端。通常下面白色,上面黑色。外形尺寸:外形的长宽尺寸,以10mil为单位。1In=25.4mm。

如:1206是指长×宽=0.12In×0.06In=3.2mm×1.60mm0603是指长×宽=0.06In×0.03In=1.6mm×0.08mm标记识别方法:数码标记法电阻体表面印有的数字代表阻值和误差。其规律如下:3位数值DDM(误差不标,默认T=±5%)4位数值DDDM(误差不标,默认T=±1%)如:1001=1kΩ±1%182=1.8kΩ±5%49R8=49.8ΩR代表小数点。SMT电阻2MELF封装圆柱形,两端有金属帽电极。标记识别方法:色环标记法。有三色、四色、五色环几种。读数规律与PTH色环电阻相同。SMT电阻3小型固定电阻网络

是几个相同电阻器集成的复合元件。特点:体积小,重量轻,可靠性高、可焊性好等。结构:常用SOP封装。SMT电阻的包装形式散装(bulk):采用塑料盒包装,每盒一万片。编带(tapeandreel):

编带包装又分为纸编带和塑料编带两种。编带的包装规格见下图。每盘5000只。编带是最常见的包装形式,特别适合贴片机装载。2-3

电容

常见电容的封装电容2图形符号与字母代号、单位图形符号:如左图示字母代号:C单位:法拉F1012PF=109nF=106μf=1F基本性能隔断直流,导通交流。主要性能参数额定工作电压电容量电容器主要参数的识读1代码标记读数规律:DDM±T或DDM(PF)其中标称值D、M用数码表示,误差T用字母表示,单位为PF。可用字母“R”表示小数点。下为误差代码表:B=±0.1%C=±0.25%D=±0.5%F=±1%G=±2%J=±5%K=±10%M=+80%或-20%如:103K=10000PF±10%336K=33μF±10%306G=30μF±2%电容器主要参数的识读2无代码标记直接用数字标记电容量,无小数点,误差用%表示,以pF作单位。如:402±1%=4000pF±1%直接用数字标记电容量,有小数点,误差用字母或±%表示,以μF作单位。

如:0.2M=0.2μF±20%0.1±10%=0.1μF±10%1.5/200V=1.5μF(电容量)/200V(耐压)(误差查看标签)SMT电容1CHIP电容结构:片式电容通体一色,为土黄色。两端是金属可焊端。外形尺寸:0805、1206、1210、1812、1825等几种,其中1206最常用。片式电容无极性。参数识别:DDMT单位:pF一般容量和误差标记在外包装上

如:101J=10×101pF±5%

SMT电容2钽电容单位体积容量大。有极性的电容器,有斜坡的一端是正极。电容值标在电容体上。通常采用代码标记。

如:钽电容336K/16V=33μf/16V2-4电感1常见电感器的封装电感2图形符号、字母代号、单位图形符号:如左图示字母代号:L单位:亨利H106μH=103mH=1H。电感器无极性。

电感的基本参数电感量:表示线圈产生感应电动势大小的能力。Q值:表示储存能量与损耗之间的关系量,Q值称为品质因数。PTH电感的标注数码标记

读数规律:DDM±T

单位为:μH(可用R表示小数点)如:303K=30mH±10%R47M=0.47μH±20%色环电感五色环电感Militarycolorband

一端有一条银色色环,宽度是其他色环的两倍,表示该元件为电感,与电感值无关。其他四条色环表示电感值及其误差范围。

读数规律:DDM±T

单位为:μH

四色环电感无宽银色环,很容易与色环电阻相混淆,靠经验区分。读数规律:DDM±T单位为:μHSMT电感形状类似SMD钽电容。电感值以代码标注的形式印在元件上或标签上。读数规律:DDM±T

单位:μH

如:303K=30mH±10%高频电感很小。无极性之分,无电压标定。2-5变压器图形符号:字母代号:T结构:铁芯+线包主要性能参数变压比n=N1/N2额定功率在安装时,必须注意安装方向。外型

如左图示2-6二极管1常用二极管的封装二极管2图形符号、字母代号图形符号:如左图示字母代号:D分类按材料:锗、硅、砷化镓二极管。按用途:整流、检波、变容、稳压、发光二极管等。基本特性:单向导电性。有极性。一个是正极(阳极)。一个是负极(阴极)。二极管的识别PTH二极管的外型标志

印有色环的一端表示二极管负极(阴极)。发光二极管(LED):一般有红、黄、绿三种颜色。长引脚是负极,或元件体内两个“旗子”中高的或长的那端对应的是负极。标记:一般型号标在元件体上,国产的标记符号为“2C××”、“2CZ××”。“2”表示二极管。进口的标记符号为“1N××”。“1”表示仅有一个PN结。具有三个电极外形的二极管:这类型的二极管看上去象三极管,实际是两个二极管。必须按照PCB上焊盘位置安装这种二极管。二极管的简易测试与极性判别极性判别数字万用表的二极管挡可测二极管PN结的结电压。正常情况下,正向结电压为0.7左右,反向结电压为”OL”。此时与红表笔相连的电极为正极,另一个电极为负极。简易测试

如果正反向结电压都为“OL”,则二极管已断路。如果正反向结电压都为“0”,则二极管已击穿短路。SMD二极管MELF金属端接头封装负极标志,即靠近色环端是元件的负极。SOT小外形封装SOT23、SOT89这两种外形,23,89代表元件的尺寸。这种外形的二极管很容易与三极管混淆,必须查阅元件标签。2-7三极管1常用三极管的封装三极管2图形符号:如左图示功能:在模拟电子电路中起放大作用,在数字电路起开关作用。分为PNP和NPN两大类。有“E、B、C”三个电极。主要参数电流放大系数β和hFE集电极最大电流集电极最大功耗PCM特征频率fT

三极管的识别标记:国外三极管元件体外标记为2NXXXX。“2”是指两个PN结,表明是三极管。有各种各样的封装形式,但一般会有元件极性的识别标记。三极管的极性判别用数字万用表判别B极:调到二极管档。先用红表笔放在三极管的一只脚上,用黑表笔去碰三极管的另两只脚,如果两次都显示读数,则红表笔所放的脚就是三极管的基极。如果一次没找到,红表笔换到另一只脚,重复上述操作。如果还没找到,则该用黑表笔放在三极管的一个脚上,用红表笔去测两次观察是否全通,若一次没成功再换。判断类型:

基极对应红表笔三极管是NPN型;对应黑表笔的是三极管是PNP型。判别E、C极:

根据所确定的三极管类型,将旋钮调到相应的档上,将B极插入B孔,其他两只管脚相应的插入紧挨B两侧的孔中,正反插两次,得到一大一小两个读数,则得到较大读数时三极管管脚安插正确,且所得的读数为三极管的放大倍数。SMT三极管SOT封装其中SOT-23、SOT-89最常用,型号没有印在元件表面上,为区别是三极管还是二极管,必须检查元件带上的标签。

SOT-23SOT-892-8集成电路IC(Integratedcircuit):

把完成特定功能的电阻、电容、二极管、三极管制造在一个封装中。集成电路的种类按功能:模拟集成电路、数字集成电路、混合集成电路按集成度:小规模IC、中规模IC、大规模IC、和超大规模IC。集成度是指一块芯片所包含的电子元件的数量。尺寸IC有许多的尺寸,一般IC的引脚(pin)越多,尺寸就越大。PTH集成电路的封装形式PTH(pinthroughhole)DIP封装(dualin-linepackage)SIP封装(singlein-linepackage)PGA封装(pingridarray)陈列引脚封装。集成电路引脚的识别

IC都有方向性,元件的引脚1一定以某种方式清楚的标出。

SMT集成电路1SOIC(smalloutlineIntegratedcircuit)

小外型集成电路,也称SOP。由DIP封装演变而来,两边有引脚。有两种不同的引脚形式:SOL和SOJ。SOL

两边“鸥翼”形引脚,特点是焊接容易,工艺检测方便,但占用面积较大。SOJ

两边“J”形引脚,特点是节省PCB面积,目前集成电路采用SOJ的较多。SMT集成电路2QFP(PlasticQuadFlatPockage)方型扁平式封装技术,四边引脚的小外形IC,引脚“鸥翼”形。引线多,接触面积大,焊接强度较高。运输、贮存和安装中引线易折弯和损坏,影响器件的共面焊接。正方形和长方形两种,引线距有50mil、30mil和25mil等。引线数为44~160条。SMT集成电路3PLCC(Plasitcleadedchipcarrier)

塑封有引线芯片载体四边有引脚,引线呈“J”形,具有一定的弹性,可缓解安装和焊接的应力,防止焊点断裂。这种封装焊在PCB上,检测焊点较困难。正方形的引线数有20-84,矩形的引线数有18-32。SMT集成电路4BGA(ballgridarray)球栅阵列引脚成球形阵列分布在底面,因此引脚数量较多且间距较大。通常BGA的安装高度低,引脚的共面性好,组装密度更高焊后检查和维修比较困难,必须使用X射线检测,才能确保焊接的可靠性。易吸潮,使用前应经过烘干处理。焊球的尺寸为0.75-0.89左右,焊球间距有40mil、50mil、60mil几种。目前的引脚数目在169-313之间。第3章常用工具和材料

3.1电子产品装配常用工具3.1.1五金工具

1.螺丝刀(a)一字螺丝刀(b)十字螺丝刀2.钢丝钳3.尖嘴钳4.斜口钳5.剥线钳6.镊子3.1.2电烙铁

1.电烙铁的种类内热式电烙铁外热式电烙铁恒温电烙铁吸锡电烙铁剖面图吸锡电烙铁选择烙铁的依据

焊接对象及工作性质焊铁头温度(℃)(室温、220V电压)选用烙铁一般印制电路板、安装导线300~40020W内热式、30W外热式、恒温式集成电路300~40020W内热式、恒温式焊片、电位器、2~8W电阻、大电解电容器、大功率管350~45035~50W内热式、恒温式50~75W外热式8W以上大电阻、φ2mm以上导线400~550100W内热式、150~200W外热式汇流排、金属板等500~630300W外热式维修、调试一般电子产品20W内热式、恒温式、感应式、储能式、两用式各种形状的烙铁头选择的依据是:·烙铁头越长,温度越低;·烙铁头越粗,温度越低。使用多次后变短的烙铁头,可在需要高温烙铁时用以代替功率较大的烙铁。为了热量集中,可以把它修得细一些。如果手头只有一把功率较大的烙铁,而需要用于焊接热容量小的焊点,可以用用裸铜丝缠接成烙铁焊头的办法,它相当于一把小功率烙铁。3.1.3其它工具

吸锡器及内部结构图3.2焊接材料

3.2.1焊料锡铅焊料无铅焊料

3.2.2助焊剂

免洗松香助焊剂

松香助焊剂

水溶型助焊剂水基型助焊剂无铅中固含量免洗助焊剂3.3线材及其它材料

3.3.1导线材料(1)安装导线、屏蔽线

(2)电磁线(3)带状电缆(电脑排线)电源软导线同轴电缆高频馈线(6)高压电缆3.3.2绝缘材料

⑴薄型绝缘材料绝缘纸

布胶带

聚乙烯防腐胶粘带

胶粘带

玻璃纤维套管

热缩套管

⑵绝缘漆(3)热塑性绝缘材料⑷云母制品⑸橡胶制品3.3.3清洗剂

3.3.4阻焊剂3.3.5焊膏锡膏由高品质的焊锡粉和高粘性的助焊剂结合而成,适用于高精密产品.锡膏拥有良好的扩散性,耐热性及印刷性,印刷后仍能长时间保持其粘度,可使表面贴装工艺更有效率.广泛地应用于电子产品生产所需的丝网模板印刷和定量分配器点涂等领域.

SMT贴片红胶

贴片红胶是依据PCB制造商的高速点胶和大批量丝网印刷的性能和质量要求而专门配制的环氧树脂型电子专用胶粘剂.具有贮存稳定,使用方便,快速固化,强度好,触变性好,电气绝缘性能好等特点。本品主要用于片状电阻、电容、IC芯片的贴装工艺,电子组装、PCB贴片组装,适用于点胶和刮胶.钢网擦拭布

包括平纹干擦型与网状真空擦拭型,适应不同产品的擦拭。SMT料带连接带特性:

采用进口材料,超强连接力,永不脱落。

(1)料带连接方法一:胶带+铜扣(需使用专用接料钳)

特点:适用于所有料带

8mm连接胶带1000片/卷

连接铜扣4000片/盒

(2)料带连接方法二:使用双面连接胶片

特点:使用方便

铜扣和SMT专用接料钳

专用于SMT料带连接的钳子,把铜扣钳在料带接口,使料带的连接达到理想化状态!再配合以胶片,完成料带的连接。实现不停机就可以换料,提高制程效率,降低机器磨损,完全利用剩余料件。可提高产量15%,综合投资回报大500%。

3.3.6粘合剂氨酯粘合剂硅胶粘合剂E43

APET,PP粘合剂有机玻璃粘合剂(1)贴片胶SOMAKOTEIR-200

ET-T982型贴片胶

(2)导电胶导电胶条

导电胶(3)导磁胶(4)热熔胶(5)压敏胶(6)光敏胶3.3.7其他常用材料(1)焊片(2)散热器(3)接线板(4)各种接线端子举例接插件厂家举例表面贴装工程--------SMT的历史目录SMAIntroduceSMT的历史什么是SMASMT历史SMT工艺流程什么是SMA?SMA(SurfaceMountAssembly)的英文缩写,中文意思是表面贴装工程。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,近年有源元件被广泛使用。SMAIntroduceSMAIntroduce什么是SMA?SurfacemountThrough-hole与传统工艺相比SMA的特点:高密度高可靠小型化低成本生产自动化SMAIntroduce什么是SMA?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,Φ0.8mm~0.9mm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(Φ0.3mm~0.5mm),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1:3~1:10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SMAIntroduceSMT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

录像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SMAIntroduceSMT工艺流程SMT的主要组成部分表面组装元件设计-----结构尺寸,端子形式,耐焊接热等各种元器件的制造技术包装-----编带式,棒式,散装式组装工艺组装材料-----粘接剂,焊料,焊剂,清洁剂等组装设计-----涂敷技术,贴装技术,焊接技术,清洗技术,检测技术等组装设备-----涂敷设备,贴装机,焊接机,清洗机,测试设备等电路基板-----双(多)层PCB,陶瓷,瓷釉金属板等组装设计-----电设计,热设计,元器件布局,基板图形布线设计等SMAIntroduce表面组装技术片式元器件关键技术——各种SMD的开发与制造技术产品设计——结构设计,端子形状,尺寸精度,可焊型包装——盘带式,棒式,华夫盘,散装式装联工艺贴装材料焊锡膏与无铅焊料黏接剂/贴片胶助焊剂导电胶贴装印制板涂布工艺贴装方式基板材料:有机玻璃纤维,陶瓷板,合金板电路图形设计:图形尺寸设计,工艺型设计锡膏精密印刷工艺贴片胶精密点涂工艺及固化工艺纯片式元件贴装,单面或双面SMD与通孔元件混装,单面或双面贴装工艺:最优化编程焊接工艺波峰焊再流焊:红外热风式,N2保护再流焊,汽相焊,激光焊,通孔器件再流焊助焊剂涂布方式:发泡,喷雾双波峰,0型波,温度曲线的设定设备:印刷机,贴片机,焊接设备,清洗设备(在较早的工艺中使用),检测设备,维修设备清洗技术:清洗剂,清洗工艺检测技术:焊点质量检测,在现测试,功能检测防静电生产管理SMAIntroduceSMT工艺流程通常先作B面再作A面印刷锡高贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡高再流焊翻转清洗双面再流焊工艺A面布有大型IC器件B面以片式元件为主充分利用PCB空间,实现安装面积最小化,工艺控制复杂,要求严格常用于密集型或超小型电子产品,如手机SMAIntroduceSMT工艺流程波峰焊插通孔元件清洗混合安装工艺多用于消费类电子产品的组装印刷锡高贴装元件再流焊翻转点贴片胶贴装元件加热固化翻转先作A面:再作B面:插通孔元件后再过波峰焊:SMAIntroduceSMT工艺流程印刷锡高贴装元件再流焊清洗锡膏——再流焊工艺简单,快捷涂敷粘接剂红外加热表面安装元件固化翻转插通孔元件波峰焊清洗贴片——波峰焊工艺价格低廉,但要求设备多,难以实现高密度组装SMAIntroduceSMT工艺流程SMAIntroduceSMT工艺流程仅无源元件*SMAIntroduceSMT工艺流程SMAIntroduceSMT工艺流程一、单面组装:

来料检测=>丝印焊膏(点贴片胶)=>贴片=>烘干(固化)=>回流焊接=>清洗=>检测=>返修

二、双面组装;

A:来料检测=>PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=>贴片=>烘干(固化)=>A面回流焊接=>清洗=>翻板=>PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)=>贴片=>烘干=>回流焊接(最好仅对B面=>清洗=>检测=>返修)

此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。

最最基础的东西SMAIntroduceB:来料检测=>PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=>贴片=>烘干(固化)=>A面回流焊接=>清洗=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>检测=>返修)

此工艺适用于在PCB的A面回流焊,B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中,只有SOT或SOIC(28)引脚以下时,宜采用此工艺。

三、单面混装工艺:

来料检测=>PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=>贴片=>烘干(固化)=>回流焊接=>清洗=>插件=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修

SMT工艺流程SMAIntroduce四、双面混装工艺:

A:来料检测=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>PCB的A面插件=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修

先贴后插,适用于SMD元件多于分离元件的情况

B:来料检测=>PCB的A面插件(引脚打弯)=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修

先插后贴,适用于分离元件多于SMD元件的情况

C:来料检测=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接=>插件,引脚打弯=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修

A面混装,B面贴装。

SMT工艺流程SMAIntroduceD:来料检测=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>A面回流焊接=>插件=>B面波峰焊=>清洗=>检测=>返修

A面混装,B面贴装。先贴两面SMD,回流焊接,后插装,波峰焊

E:来料检测=>PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)=>贴片=>烘干(固化)=>回流焊接=>翻板=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接1(可采用局部焊接)=>插件=>波峰焊2(如插装元件少,可使用手工焊接)=>清洗=>检测=>返修

A面贴装、B面混装。

SMT工艺流程SMAIntroduceScreenPrinterMountReflowAOISMT工艺流程表面贴装工程----关于ScreenPrinter的介绍目录SMAIntroduceScreenPrinter内部工作图ScreenPrinter的基本要素模板(Stencil)制造技术锡膏丝印缺陷分析在SMT中使用无铅焊料

印刷制程SMAIntroduceScreenPrinterMountReflowAOISMT工艺流程SMAIntroduceSolderpasteSqueegeeStencilScreenPrinterSTENCILPRINTINGScreenPrinter内部工作图ScreenPrinterScreenPrinter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,25mm>>1thou)

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。

SMAIntroduceSMAIntroduceScreenPrinter锡膏的主要成分:成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用

Sn/PbSn/Pb/Ag

活化剂增粘剂溶剂摇溶性附加剂

SMD与电路的连接

松香,甘油硬脂酸脂盐酸,联氨,三乙醇酸

金属表面的净化

松香,松香脂,聚丁烯净化金属表面,与SMD保持粘性丙三醇,乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊(腊乳化液)软膏基剂防离散,塌边等焊接不良SMAIntroduceSqueegee(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10mm45度角SqueegeeStencil菱形刮刀ScreenPrinter拖裙形刮刀SqueegeeStencil45-60度角SMAIntroduceSqueegee的压力设定:第一步:在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。第二步:减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净,在增加1kg的压力第三步:在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。ScreenPrinterSqueegee的硬度范围用颜色代号来区分:verysoft红色soft绿色hard蓝色veryhard白色SMAIntroduceStencil(又叫模板):StencilPCBStencil的梯形开口ScreenPrinterPCBStencilStencil的刀锋形开口激光切割模板和电铸成型模板化学蚀刻模板SMAIntroduceScreenPrinterSMAIntroduceScreenPrinter模板制造技术

化学蚀刻模板电铸成型模板激光切割模板简介优点缺点在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面,然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶,然后逐个原子,逐层地在光刻胶周围电镀出模板直接从客户的原始Gerber数据产生,在作必要修改后传送到激光机,由激光光束进行切割成本最低周转最快形成刀锋或沙漏形状纵横比1.5:1提供完美的工艺定位没有几何形状的限制改进锡膏的释放要涉及一个感光工具电镀工艺不均匀失去密封效果密封块可能会去掉纵横比1:1错误减少消除位置不正机会激光光束产生金属熔渣造成孔壁粗糙纵横比1:1模板(Stencil)制造技术:SMAIntroduceScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的比较:性能抗拉强度耐化学性吸水率网目范围尺寸稳定性耐磨性能弹性及延伸率连续印次数破坏点延伸率油量控制纤维粗细价格不锈钢

尼龙聚脂材质极高极好不吸水30-500极佳差(0.1%)2万40-60%差细高中等好24%16-400差中等极佳(2%)4万20-24%好较粗低高好0.4%60-390中等中等佳(2%)4万10-14%好粗中极佳SMAIntroduceScreenPrinter锡膏丝印缺陷分析:

问题及原因对策1.搭锡BRIDGING锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。(通常当两焊垫之间有少许印膏搭连,于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去,一旦无法拉回,将造成短路或锡球,对细密间距都很危险)。提高锡膏中金属成份比例(提高到88%以上)增加锡膏的粘度(70万CPS以上)减小锡粉的粒度(例如由200目降到300目)降低环境的温度(降至27OC以下)降低所印锡膏的厚度(降至架空高度SNAP-OFF,减低刮刀压力及速度)加强印膏的精准度。调整印膏的各种施工参数。减轻零件放置所施加的压力。调整预热及熔焊的温度曲线。SMAIntroduce问题及原因对策2.发生皮层CURSTING由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致.3.膏量太多EXCESSIVEPASTE原因与“搭桥”相似.避免将锡膏暴露于湿气中.降低锡膏中的助焊剂的活性.降低金属中的铅含量.减少所印之锡膏厚度提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.锡膏丝印缺陷分析:ScreenPrinterSMAIntroduce锡膏丝印缺陷分析:

ScreenPrinter

问题及原因对策4.膏量不足INSUFFICIENTPASTE常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.5.粘着力不足POORTACKRETENTION环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等)。降低金属含量的百分比。降低锡膏粘度。降低锡膏粒度。调整锡膏粒度的分配。SMAIntroduce锡膏丝印缺陷分析:ScreenPrinter

问题及原因对策6.坍塌SLUMPING原因与“搭桥”相似。7.模糊SMEARING形成的原因与搭桥或坍塌很类似,但印刷施工不善的原因居多,如压力太大、架空高度不足等。增加锡膏中的金属含量百分比。增加锡膏粘度。降低锡膏粒度。降低环境温度。减少印膏的厚度。减轻零件放置所施加的压力。增加金属含量百分比。增加锡膏粘度。调整环境温度。调整锡膏印刷的参数。SMAIntroduceScreenPrinter在SMT中使用无铅焊料:

在前几个世纪,人们逐渐从医学和化学上认识到了铅(PB)的毒性。而被限制使用。现在电子装配业面临同样的问题,人们关心的是:焊料合金中的铅是否真正的威胁到人们的健康以及环境的安全。答案不明确,但无铅焊料已经在使用。SMAIntroduce无铅锡膏熔化温度范围:

ScreenPrinter无铅焊锡化学成份48Sn/52In42Sn/58Bi91Sn/9Zn93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu95.5Sn/3.5Ag/1Zn93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu99.3Sn/0.7Cu95Sn/5Sb65Sn/25Ag/10Sb96.5Sn/3.5Ag熔点范围

118°C共熔138°C共熔199°C共熔

218°C共熔218~221°C209°~212°C

227°C232~240°C233°C221°C共熔说明低熔点、昂贵、强度低已制定、Bi的可利用关注

渣多、潜在腐蚀性

高强度、很好的温度疲劳特性高强度、好的温度疲劳特性高强度、好的温度疲劳特性高强度、高熔点好的剪切强度和温度疲劳特性摩托罗拉专利、高强度高强度、高熔点97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔点SMAIntroduceScreenPrinter无铅焊接的问题和影响:

无铅焊接的问题无铅焊接的影响生产成本元件和基板方面的开发回流炉的性能问题

生产线上的品质标准无铅焊料的应用问题无铅焊料开发种类问题无铅焊料对焊料的可靠性问题最低成本超出45%左右高出传统焊料摄氏40度焊接温度提升品质标准受到影响稀有金属供应受限制无铅焊料开发标准不统一焊点的寿命缺乏足够的实验证明表面贴装工程----关于Mount的介绍目录SMAIntroduce贴装制程表面贴装对PCB的要求表面贴装元件介绍表面贴装元件的种类

阻容元件识别方法IC第一脚的的辨认方法来料检测的主要内容贴片机的介绍贴片机的类型贴片机过程能力的验证SMAIntroduceMOUNT表面贴装对PCB的要求:

第一:外观的要求,光滑平整,不可有翘曲或高低不平.否者基板会出现裂纹,伤痕,锈斑等不良.第二:热膨胀系数的关系.元件小于3.2*1.6mm时只遭受部分应力,元件大于3.2*1.6mm时,必须注意。第三:导热系数的关系.第四:耐热性的关系.耐焊接热要达到260度10秒的实验要求,其耐热性应符合:150度60分钟后,基板表面无气泡和损坏不良。第五:铜铂的粘合强度一般要达到1.5kg/cm*cm第六:弯曲强度要达到25kg/mm以上第七:电性能要求第八:对清洁剂的反应,在液体中浸渍5分钟,表面不产生任何不良,并有良好的冲载性SMAIntroduceMOUNT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适应于流水或非流水作业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具有电性能以及机械性能的互换性耐焊接热应符合相应的规定SMAIntroduce电容MOUNTSMAIntroduceMOUNTSMAIntroduceMOUNTSMAIntroduceMOUNTSMAIntroduceMOUNTSMAIntroduceMOUNTSMAIntroduceMOUNTSMAIntroduceMOUNT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DIP(dual-in-linepackage)双列直插封装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)Chip阻容元件IC集成电路英制名称公制mm英制名称公制mm120608050603040202013.2×1.650302525121.270.80.650.50.32.0×1.251.6×0.81.0×0.50.6×0.3MOUNTSMAIntroduceMOUNT阻容元件识别方法2.片式电阻、电容识别标记电阻电容标印值电阻值标印值电阻值2R25R61026823331045642.2Ω

5.6Ω

1kΩ

6800Ω

33kΩ

100kΩ

560kΩ

0R5010

1104713322235130.5pF1pF11pF470pF3300pF22000pF51000pFSMAIntroduceMOUNTIC第一脚的的辨认方法OB36HC081132412厂标型号OB36HC081132412厂标型号OB36HC081132412厂标型号T93151—1HC02A1132412厂标型号①IC有缺口标志

②以圆点作标识③以横杠作标识④以文字作标识(正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”)

SMAIntroduceMOUNT来料检测的主要内容SMAIntroduceMOUNT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。SMAIntroduceMOUNT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。

SMAIntroduceMOUNT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2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6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。目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。

这类机型的优势在于:这类机型的缺点在于:

贴装元件类型的限制,并且价格昂贵。

SMAIntroduceMOUNT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)相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向,相机固定,贴片头飞行划过相机上空,进行成像识别。

SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证:

第一步:最初的24小时的干循环,期间机器必须连续无误地工作。第二步:要求元件准确地贴装在两个板上,每个板上包括32个140引脚的玻璃心子元件。主板上有6个全局基准点,用作机器贴装前和视觉测量系统检验元件贴装精度的参照。贴装板的数量视乎被测试机器的特定头和摄像机的配置而定。第三步:用所有四个贴装芯轴,在所有四个方向:0°,90°,180°,270°贴装元件。

一种用来验证贴装精度的方法使用了一种玻璃心子,它和一个“完美的”高引脚数QFP的焊盘镶印在一起,该QFP是用来机器贴装的(看引脚图)。通过贴装一个理想的元件,这里是140引脚、0.025”脚距的QFP,摄像机和贴装芯轴两者的精度都可被一致地测量到。除了特定的机器性能数据外,内在的可用性、生产能力和可靠性的测量应该在多台机器的累积数据的基础上提供。

SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证:

第四步:用测量系统扫描每个板,可得出任何偏移的完整列表。每个140引脚的玻璃心子包含两个圆形基准点,相对于元件对应角的引脚布置精度为±0.0001”,用于计算X、Y和q旋转的偏移。所有32个贴片都通过系统测量,并计算出每个贴片的偏移。这个预定的参数在X和Y方向为±0.003”,q旋转方向为±0.2,机器对每个元件贴装都必须保持。第五步:为了通过最初的“慢跑”,贴装在板面各个位置的32个元件都必须满足四个测试规范:在运行时,任何贴装位置都不能超出±0.003”或±0.2的规格。另外,X和Y偏移的平均值不能超过±0.0015”,它们的标准偏移量必须在0.0006”范围内,q的标准偏移量必须小于或等于0.047°,其平均偏移量小于±0.06°,Cpk(过程能力指数processcapabilityindex)在所有三个量化区域都大于1.50。这转换成最小4.5s或最大允许大约每百万之3.4个缺陷(dpm,defectspermillion)。

SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证:

3σ=2,700DPM

4σ=60DPM

5σ=0.6DPM

6σ=0.002DPM

在今天的电子制造中,希望cmk要大于1.33,甚至还大得多。1.33的cmk也显示已经达到4σ工艺能力。6σ的工艺能力,是今天经常看到的一个要求,意味着cmk必须至少为2.66。在电子生产中,DPM的使用是有实际理由的,因为每一个缺陷都产生成本。统计基数3、4、5、6σ和相应的百万缺陷率(DPM)之间的关系如下:

在实际测试中还有专门的分析软件是JMP专门用于数据分析,这样简化了整个的过程,得到的数据减少了人为的错误。表面贴装工程----关于Reflow的介绍目录SMAIntroduce焊接制程再流的方式ConveyorSpeed的简单检测测温器以及测温线的简单检测基本工艺影响焊接性能的各种因素几种焊接缺陷及其解决措施回流焊接缺陷分析SMAIntroduceREFLOW再流的方式:红外线焊接红外+热风(组合)气相焊(VPS)热风焊接热型芯板(很少采用)SMAIntroduceREFLOWConveyorSpeed的简单检测:需要的工具:秒表,米尺,胶带,笔,纸检测工程:

首先:在电脑中设定conveyorspeed并且运行系统,使之达到设定速度

其次:打开炉盖,可以看到conveyor。

然后:在conveyor上设定一点,做明显的标记。

第四:使用秒表测定标记点通过一定距离的时间

最后:距离/时间=速度用于检测设定的速度与实际的速度间的差异SMAIntroduceREFLOW测温器以及测温线的简单检测:温度计热开水需要的工具:温度计,热开水,测试线,测试器SMAIntroduceREFLOWTemperatureTime(BGABottom)1-3℃/Sec200℃Peak225℃±5℃60-90Sec140-170℃

60-120Sec

PreheatDryoutReflowcooling

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:SMAIntroduceREFLOW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。SMAIntroduceREFLOW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60~120秒,根据焊料的性质有所差异。工艺分区:(二)保温区SMAIntroduceREFLOW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60~90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:SMAIntroduceREFLOW影响焊接性能的各种因素:工艺因素

焊接前处理方式,处理的类型,方法,厚度,层数。处理后到焊接的时间内是否加热,剪切或经过其他的加工方式。焊接工艺的设计

焊区:指尺寸,间隙,焊点间隙导带(布线):形状,导热性,热容量被焊接物:指焊接方向,位置,压力,粘合状态等SMAIntroduceREFLOW焊接条件

指焊接温度与时间,预热条件,加热,冷却速度焊接加热的方式,热源的载体的形式(波长,导热速度等)焊接材料

焊剂:成分,浓度,活性度,熔点,沸点等焊料:成分,组织,不纯物含量,熔点等母材:母材的组成,组织,导热性能等焊膏的粘度,比重,触变性能基板的材料,种类,包层金属等影响焊接性能的各种因素:SMAIntroduceREFLOW几种焊接缺陷及其解决措施回流焊中的锡球回流焊中锡球形成的机理

回流焊接中出的锡球,常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中,焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分,所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出,形成锡球。因此,焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。

SMAIntroduce原因分析与控制方法

以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施:

a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数,如果未到达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快,达到平顶温度的时间过短,使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出焊锡球。实践证明,将预热区温度的上升速度控制在1~4°C/s是较理想的。

b)如果总在同一位置上出现焊球,就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求,对于焊盘大小偏大,以及表面材质较软(如铜模板),造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰,互相桥连,这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时,回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此,应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。

REFLOWSMAIntroducec)如果在贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂变质、活性降低,会导致焊膏不回流,焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏(至少4小时),则会减轻这种影响。

d)另外,焊膏印错的印制板清洗不充分,使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前,被贴放的元器件重新对准、贴放,使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心,严格遵照工艺要求和操作规程行生产,加强工艺过程的质量控制。

REFLOWSMAIntroduceREFLOW立片问题(曼哈顿现象)

回流焊中

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