smt概述和smt工藝流程課件

1、表面安裝技術(shù)SMT-surface mount technology第一講 SMT概述及工藝流程1第1頁，共44頁?；拘g(shù)語SMT :surface mount technologyPTH: pin through the holeSMB ：surface mount printed circuit board SMC ：surface mount component SMD: surface mount deviceSMA：surface mount Assembly 表面安裝組件CTE:coefficient of thermal expansion 熱膨脹系數(shù)2第2頁，共44頁?；拘g(shù)語

2、In-circuit test(在線測試) Lead configuration(引腳外形) Placement equipment(貼裝設(shè)備) Reflow soldering(回流焊接) Repair(修理) Rework(返工) Solderability(可焊性) Soldermask(阻焊) Yield(產(chǎn)出率) 3第3頁，共44頁?；拘g(shù)語DIP(雙列直插) SOP(小外型封裝) PLCC(塑型有引腳芯片載體) QFP(多引腳方形扁平封裝) BGA(球柵陣列修理) CSP(Chip Scale Package) 4第4頁，共44頁。電子組裝技術(shù)發(fā)展的歷史與變遷基本概念第一階段（代）

3、第二階段（代）第三階段（代）第四階段（代）第五階段（代）組裝形態(tài)端子式插裝插裝自動插裝表面安裝復(fù)合（裸芯片）組裝組裝技術(shù)手工插裝手工焊接半自動插裝浸錫焊接插件機(jī)自動插裝波峰焊自動插件、自動表面貼裝混裝波峰焊、回流焊CAD、CAM多層混合貼裝空氣回流焊、氮氣回流焊、微電子焊接代表性產(chǎn)品電子管收音機(jī)無線電接收機(jī)黑白電視機(jī)彩電、磁收錄機(jī)VCD、計算機(jī)、便攜式收錄機(jī)、一體化的攝像機(jī)移動電話、筆記本電腦、液晶顯示電視機(jī)及電腦等有源元件電子管晶體管DIP集成電路SOP、PLCC5、QFP大規(guī)模集成電路PLCC、QFP、BGA、CSP等超大規(guī)模集成電路無源元件大型元器件軸向引線元件徑向引線元件表面貼裝元件、

4、異形元件片式元件SMT連接件、薄膜元件電路板金屬底板單面PCB2雙面PCB多層PCB多層PCB焊接材料焊錫絲棒狀焊料高純度焊錫適合表面安裝的焊錫膏低熔點焊料、無鉛焊料測試技術(shù)通用儀器儀表人工測試通用儀器儀表人工測試數(shù)字式儀表，在線測試自動測試在線測試功能測試測試、飛針測試系統(tǒng)、基于計算機(jī)的自動測試系統(tǒng)在線測試功能測試測試飛針測試系統(tǒng)基于計算機(jī)的自動測試5第5頁，共44頁。PTH基本概念穿孔安裝（PTH）方式單層、 雙層PCB穿孔元件穿孔器件6第6頁，共44頁。SMD基本概念表面安裝（SMT）方式元件安裝在PCB的表面PCB多層SMCSMD7中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第7頁，共44頁。SMT的

5、 構(gòu)成基本概念表面組裝技術(shù)表面組裝技術(shù)元器件PCB板技術(shù)：單層、雙層、多層、陶瓷基板、環(huán)氧基板組裝設(shè)計技術(shù)：電設(shè)計、熱設(shè)計、元件布局、電路布線、焊盤圖形設(shè)計組裝工藝技術(shù)封裝設(shè)計制造技術(shù)包裝技術(shù)組裝材料組裝方式與制程組裝技術(shù)組裝設(shè)備靜電防護(hù)技術(shù)8中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第8頁，共44頁?；靖拍頢MT的優(yōu)越性 通 孔 DIP 封 裝 貼 片 PLCC 封 裝DIP引腳間距=100mil =2.54mm 1mil=25.4umSMD引腳間距=50mil 、33mil、 25mil9中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第9頁，共44頁?；靖拍頢MT的優(yōu)越性 通 孔 芯 片 和 SMT 芯 片 的 重

6、量 與 管 腳 數(shù) 量 對 比 圖10中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第10頁，共44頁?；靖拍钤惭b密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕。SMT的優(yōu)越性 通 孔 元 件 和 貼 片 元 件 所 占 電 路 板 面 積 比 較11中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第11頁，共44頁。可靠性高、抗振能力強高頻特性好易于實現(xiàn)自動化、提高生產(chǎn)率可以降低成本SMT的優(yōu)越性12中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第12頁，共44頁。SMT的優(yōu)越性可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低 由于片式元器件的可靠性高，器件小而輕，故抗震動能力強，自動化生產(chǎn)程度高。貼裝可靠性高，焊點不良率小于百萬分之一以下，比通孔插元件波峰焊接技術(shù)低1

7、個數(shù)量級，用SMT組裝的電子產(chǎn)品平均無故障時間(MTBF)為25萬小時，目前幾乎有90的電子產(chǎn)品采用SMT工藝。13中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第13頁，共44頁。SMT的優(yōu)越性高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 由于片式元器件貼裝牢固，器件通常為無引線或短引線，降低了寄生電感和寄生電容的影響，提高了電路的高頻特性。采用SMC及SMD設(shè)計的電路最高頻率達(dá)3GHz，而采用通孔元件僅為500MHz。采用SMT也可縮短傳輸延遲時間，可用于時鐘頻率為16MHz以上的電路。若使用多芯片模塊MCM技術(shù)，計算機(jī)工作站的高端時鐘頻率可達(dá)100MHz，由寄生電抗引起的附加功耗可降低2至3倍 14中職骨干教師國家

8、級培訓(xùn)課程 第14頁，共44頁。SMT的優(yōu)越性降低成本 印制板使用面積減小，面積為采用通孔技術(shù)面積的112，若采用CSP安裝，則其面積還可大幅度下降； 印制板上鉆孔數(shù)量減少，節(jié)約返修費用； 頻率特性提高，減少了電路調(diào)試費用； 片式元器件體積小、重量輕，減少了包裝、運輸和儲存費用； 片式之器件(SMCSMD)發(fā)展快，成本迅速下降，一個片式電阻同通孔電阻價格相當(dāng) .15中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第15頁，共44頁。SMT的優(yōu)越性便于自動化生產(chǎn) 目前穿孔安裝PCB要實現(xiàn)完全自動化，還需在原印制板面積的基礎(chǔ)上擴(kuò)大40，這樣才能使自動插件的插裝頭將元件插入，若沒有足夠的空間間隙，將碰壞零件。而自動貼片

9、機(jī)采用真空吸嘴吸安裝元件，真空吸嘴小于元件外形，可提高安裝密度。事實上，小元件及細(xì)間距QFP器件均采用自動貼片機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，可以實現(xiàn)全線自動化生產(chǎn)。16中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第16頁，共44頁。SMT存在問題 元器件上的標(biāo)稱數(shù)值看不清，維修工作困難；維修調(diào)換器件困難，并需專用工具；元器件與印制板之間熱膨脹系數(shù)(CTE)一致性差。17中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第17頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語 精度 ：Accuracy， 測量結(jié)果與目標(biāo)值之間的差額。AOI自動光學(xué)檢查：Automatic optical inspection ，在自動系統(tǒng)上，用相機(jī)來檢查模型或物體。BGA球柵列陣：Ball gr

10、id array，集成電路的包裝形式，其輸入輸出點是在元件底面上按柵格樣式排列的錫球。18中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第18頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語錫橋：Bridge，把兩個應(yīng)該導(dǎo)電連接的導(dǎo)體連接起來的焊錫，引起短路。CTE溫度膨脹系數(shù)：Coefficient of the thermal expansion，當(dāng)材料的表面溫度增加時，測量到的每度溫度材料膨脹百萬分率(ppm)。冷焊錫點：Cold solder joint，一種反映濕潤作用不夠的焊接點，其特征是，由于加熱不足或清洗不當(dāng)，外表灰色、多孔。元件密度：Component density，PCB上的元件數(shù)量除以板的面積。19中職骨干教師國

11、家級培訓(xùn)課程 第19頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語卸焊：Desoldering，把焊接元件拆卸來修理或更換，方法包括：用吸錫帶吸錫、真空(焊錫吸管)和熱拔。停機(jī)時間：Downtime，設(shè)備由于維護(hù)或失效而不生產(chǎn)產(chǎn)品的時間。FPT密腳距技術(shù)：Fine-pitch technology ，表面貼片元件包裝的引腳中心間隔距離為 0.025(0.635mm)或更少。 20中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第20頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語倒裝芯片：Flip chip，一種無引腳結(jié)構(gòu)，一般含有電路單元。 設(shè)計用于通過適當(dāng)數(shù)量的位于其面上的錫球(導(dǎo)電性粘合劑所覆蓋)，在電氣上和機(jī)械上連接于電路。功能測試：Functional

12、 test，模擬其預(yù)期的操作環(huán)境，對整個裝配的電器測試。金樣：Golden boy，一個元件或電路裝配，已經(jīng)測試并知道功能達(dá)到技術(shù)規(guī)格，用來通過比較測試其它單元。 21中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第21頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語在線測試：In-circuit test，一種逐個元件的測試，以檢驗元件的放置位置和方向。JIT剛好準(zhǔn)時：Just-in-time，通過直接在投入生產(chǎn)前供應(yīng)材料和元件到生產(chǎn)線，以把庫存降到最少。引腳外形：Lead configuration，從元件延伸出的導(dǎo)體，起機(jī)械與電氣兩種連接點的作用 22中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第22頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語回流焊接：Reflow

13、soldering，通過各個階段，包括：預(yù)熱、穩(wěn)定/干燥、回流峰值和冷卻，把表面貼裝元件放入錫膏中以達(dá)到永久連接的工藝過程。焊錫球：Solder bump，球狀的焊錫材料粘合在無源或有源元件的接觸區(qū)，起到與電路焊盤連接的作用?？珊感裕篠olderability，為了形成很強的連接，導(dǎo)體(引腳、焊盤或跡線)熔濕的(變成可焊接的)能力23中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第23頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語阻焊：Soldermask，印刷電路板的處理技術(shù)，除了要焊接的連接點之外的所有表面由塑料涂層覆蓋住。帶和盤：Tape-and-reel，貼片用的元件包裝，在連續(xù)的條帶上，把元件裝入凹坑內(nèi)，凹坑由塑料帶蓋住，以

14、便卷到盤上，供元件貼片機(jī)用。元件立起：Tombstoning，一種焊接缺陷，片狀元件被拉到垂直位置，使另一端不焊。24中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第24頁，共44頁。相關(guān)術(shù)語超密腳距：Ultra-fine-pitch，引腳的中心對中心距離和導(dǎo)體間距為0.010”(0.25mm)或更小。產(chǎn)出率：Yield，制造過程結(jié)束時使用的元件和提交生產(chǎn)的元件數(shù)量比率。25中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第25頁，共44頁。第二講 表面組裝工藝流程SMT安裝形式表面組裝類型-I表面組裝類型- III表面組裝類型- II26中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第26頁，共44頁。SMT的安裝形式27中職骨干教師國家級培訓(xùn)課

15、程 第27頁，共44頁。表面組裝類型當(dāng)把有源和無源元件貼裝在基板上時，就會形成三種主要的類型SMTI、II、III。每種類型的工藝流程不同，并且需要不同的設(shè)備。將SMT分成I、II、III并不是普遍適用的，但在工業(yè)界應(yīng)用的最普遍，本講義通篇采用這種分法。28中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第28頁，共44頁。表面組裝類型-I I型SMT組件只含有表面組裝元器件它們可以是單而組裝，也可以是雙面組裝。29中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第29頁，共44頁。類型I焊接流程30中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第30頁，共44頁。SMT 組裝 類型 IIIIII型SMT組件只包含粘貼在底面的分立的表面組裝元件（一般

16、是電阻、電容等）31中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第31頁，共44頁。類型 III 焊 接 流 程32中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第32頁，共44頁。SMT組裝 類型 TYPE II33中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第33頁，共44頁。TYPE II 焊 接 流 程II型組件則是III型與I型相結(jié)合的結(jié)果。一般來說，在基板底而不包含任何表面組裝的有源元件、但在底面可貼有分立的表面組裝無源元件。34中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第34頁，共44頁。單面組裝來料檢測 = 絲印焊膏（點貼片膠）= 貼片 = 烘干（固化）= 回流焊接= 清洗 = 檢測 = 返修 35中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第35頁，共4

17、4頁。雙面組裝A：來料檢測 = PCB的A面絲印焊膏（點貼片膠）= 貼片 = 烘干（固化）= A面回流焊接 = 清洗 =翻板= PCB的B面絲印焊膏（點貼片膠）= 貼片 = 烘干 = 回流焊接（最好僅對B面 = 清洗 =檢測 = 返修） 說明：此工藝適用于在PCB兩面均貼裝有PLCC等較大的SMD時采用。 36中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第36頁，共44頁。雙面組裝B：來料檢測 = PCB的A面絲印焊膏（點貼片膠）= 貼片 = 烘干（固化）= A面回流焊接 = 清洗 = 翻板= PCB的B面點貼片膠 = 貼片 = 固化 = B面波峰焊 = 清洗 = 檢測 = 返修） 說明： 此工藝適用于在PC

18、B的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面組裝的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引腳以下時，宜采用此工藝。37中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第37頁，共44頁。單面混裝工藝 來料檢測 = PCB的A面絲印焊膏（點貼片膠）= 貼片 = 烘干（固化）=回流焊接 = 清洗 = 插件 = 波峰焊 =清洗 = 檢測 = 返修 38中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第38頁，共44頁。雙面混裝工藝A 來料檢測 = PCB的B面點貼片膠 = 貼片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面插件 = 波 峰焊 = 清洗 = 檢測 = 返修 說明：先貼后插，適用于SMD元件多于分離元件的情況 39中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第39頁，共44頁。雙面混裝工藝B來料檢測 = PCB的A面插件（引腳打彎）= 翻板 = PCB的B面點貼片膠 = 貼片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 =檢測 = 返修 說明：先插后貼，適用于分離元件多于SMD元件的情況 40中職骨干教師國家級培訓(xùn)課程 第40頁，共44頁。雙面混裝工藝C來料檢測 = PCB的A面