SMT基礎知識介紹

第六章 SMT根底學問第一節(jié)：SMT常用名詞中英文比照表英文簡稱中文名稱英文簡稱中文名稱C電容GB國家標準C/C陶瓷電容AQL允收標準D二極管BGA球柵陳設E/C電解電容BOM材料清單L電感DIP雙列直插式封裝技術IC集成電路ESD靜電防護X振蕩器FCT功能測試R電阻IQC來料檢驗AR排阻PQC/IPQC制程檢驗SOT/SOD小外形晶體管OQC最終檢驗SOP小外形封裝QA品質管制TA/TC鉭電容IE工業(yè)工程S/M防焊漆ISO國際標準組織THT穿孔技術LOT批量TOM全面品質管制LRR退批率Q/TR三極管ODM原始設計生產WIP在制品QMS質量治理體系PCB未經加工的基板EMS環(huán)境治理體系MSDS化學危急品安全數據表Freedre料架V伏特OEM原始配備生產LR可調電阻RAD焊墊CB接插件DPM計量單位【百萬分之？】XL晶體振蕩器PLCC塑封引腳集成電路SW開關PE制程工程SPC統(tǒng)計制程管制QFP直方封裝集成電路SMC/SMD外表貼裝零件REF拒收SMT外表貼裝技術SOP標準作業(yè)程序SMT簡介SMTSurfacemounttechnology的簡寫，意為外表貼裝技術。亦即是無需對PCB鉆插裝孔而直接將元器件貼焊到PCB外表規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術。一、 SMT的特點從上面的定義上，我們知道SMT是從傳統(tǒng)的穿孔插裝技術〔THT〕進展起來的，但又區(qū)分于傳統(tǒng)的THT。那么，SMTTHT組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件1/10SMT40%~6060%~80%。牢靠性高、抗振力氣強。焊點缺陷率低。高頻特性好。削減了電磁和射頻干擾。易于實現(xiàn)自動化，提高生產效率。降低本錢達30%~50%。節(jié)約材料、能源、設備、人力、時間等。二、 承受外表貼裝技術(SMT)是電子產品業(yè)的趨勢我們知道了SMTTHTSMT在：電子產品追求小型化，使得以前使用的穿孔插件元件已無法適應其要求。電子產品功能更完整，所承受的集成電路(IC)因功能強大使引腳眾多，已無法做成傳統(tǒng)的穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成IC，不得不承受外表貼片元件的封裝。產品批量化，生產自動化，廠方要以低本錢高產量，出產優(yōu)質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力。電子元件的進展，集成電路(IC)的開發(fā)，半導體材料的多元應用。電子產品的高性能及更高裝聯(lián)精度要求。三、 常用術語解釋元件所插的位置。軸向引線元件：是一種只有兩個管腳的元，管腳在元件的兩端反向伸出。徑向引線元件：元件的管腳在元件主體的同一端伸出。印刷電路板〔PCB〕：沒有插元件的電路板。成品電路板〔PCP〕：已經插好元件的印刷電路板。單面板：電路板上只有一面用金屬處理。雙面板：上、下兩面都有線路的電路板。層板：除上、下兩面都有線路外，在電路板層也有線路的電路板。焊盤：PCB外表處理加寬局部引線，無絕緣漆掩蓋的局部面積，用來連接元件、明線等等?？梢园ㄔ苣_洞。元件符號：每種元件，比方說電阻和電容，都有一個元件符號，這些符號通常被標在電路板的元件面上。不同種類的元件用不同的字母識別，在同種類的元件中，用不同的C，一塊電路板上有4個電容，可分別表示為C4、C5、C10、C15?！可?。極性標志：在印刷電路板上，極性元件的位置印有極性符號，以便利正確插入元件。第三節(jié)： SMT工藝介紹一、工藝流程名稱外表貼裝組件〔SMA〕〔surfacemountassemblys〕承受外表貼裝技術完成裝聯(lián)的印制板組裝件?；亓骱浮瞨eflowsoldering〕通過熔化預先安排到PCB焊盤上的焊膏，實現(xiàn)外表貼裝元器件與PCB波峰焊〔wavesoldering〕將溶化的焊料，經專用設備噴流成設計要求的焊料波峰，使預先裝有電子元器件的PCBPCB細間距〔finepitch〕0.5mm引腳共面性〔leadcoplanarity〕指外表貼裝元器件引腳垂直高度偏差，即引腳的最高腳底與最低引腳底形成的平面這間的垂直距離。其值一般不大于0.1mm。焊膏〔solderpaste〕由粉末狀焊料合金、焊劑和一些起粘性作用及其他作用的添加劑混合成具有確定粘度和良好觸變性的焊料膏。固化〔curing〕在確定的溫度、時間條件下，加熱貼裝了元器件的貼片膠，以使元器件與PCB貼片膠或稱紅膠〔adhesives〕〔SMA〕固化前具有確定的初粘度有外形，固化后具有足夠的粘接強度的膠體。點膠(dispensing)外表貼裝時，往PCB點膠機(dispenser)能完成點膠操作的設備。貼裝〔pickandplace〕將外表貼裝元器件從供料器中拾取并貼放到PCB上的操作。貼片機〔placementequipment〕完成外表貼片裝元器件貼片裝功能的專用工藝設備。高速貼片機(highplacementequipment2/小時的貼片機。多功能貼片機(multi-functionplacementequipment)用于貼裝體形較大、引線間距較小的外表貼裝器件，貼裝精度要求較高的貼片機。熱風回流焊(hotairreflowsoldering)以強制循環(huán)流淌的熱氣流進展加熱的回流焊。貼片檢驗(placementinspection)貼片時或完成后，對于有否漏貼、錯位、貼錯、元器件損壞等狀況進展的質量檢驗。鋼網印刷(metalstencilprinting)使用不銹鋼漏板將焊錫膏印到PCB焊盤上的印刷工藝過程。印刷機(printer)SMT爐后檢驗(inspectionaftersoldering)對貼片完成后經回流爐焊接或固化的PCBA的質量檢驗。爐前檢驗(inspectionbeforesoldering)貼片完成后在回流爐焊接或固化前作貼片質量檢驗。返修(reworking)為去除PCBA的局部缺陷而進展的修復過程。返修工作臺(reworkstation)能對有質量缺陷的PCBA進展返修的專用設備。二、 外表貼裝方法分類依據SMTSMT分為點膠制程〔波峰焊〕和錫膏制程〔回流焊〕。它們的主要區(qū)分為：貼片前的工藝不同，前者使用貼片膠，后者使用焊錫膏。貼片后的工藝不同，前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊，后者過回流爐起焊接作用。三、 依據SMT的工藝過程則可把其分為以下幾種類型。第一類：只承受外表貼裝元件的裝配只有外表貼裝的單面裝配工序:絲印錫膏=>貼裝元件=>回流焊接只有外表貼裝的雙面裝配工序:絲印錫膏=>貼裝元件=>回流焊接=>反面=>絲印錫膏=>貼裝元件=>回流焊接其次類 一面承受外表貼裝元件和另一面承受外表貼元件與穿孔元件混合的裝配工序:絲印錫膏(頂面)=>貼裝元件=>回流焊接=>插件機插元件=>反面=>點膠(底面)=>貼裝元件=>烘干膠=>〔反面手插大型元件=>〕波峰焊接第三類 頂面承受穿孔元件,底面承受外表貼裝元件的裝配工序:插件機插元件=>反面=>點膠=>貼裝元件=>烘干膠=>反面=>手插插元件=>波峰焊接四、SMTPCB、貼片元件貼片程式錄入、道軌調整、爐溫調整上料PCB印刷貼片檢查回流插件機插元件點膠貼片檢查固化檢查包裝保管五、各工序的工藝要求與特點：生產前預備清楚產品的型號、PCB清楚元器件的數量、規(guī)格、代用料。清楚貼片、點膠、印刷程式的名稱。有清楚的上料卡〔Z〕。有生產作業(yè)指導書、及清楚指導書容。轉機時要求確認機器程式正確。確認每一個Feeder確認全部軌道寬度和定位針在正確位置。確認全部Feeder確認全部Feeder確認機器上板與下板是非順暢。檢查點膠量及大小、高度、位置是否適合。檢查印刷錫膏量、高度、位置是否適合。檢查貼片元件及位置是否正確。檢查固化或回流后是否產生不良。點膠點膠工藝主要用于引線元件通孔插裝〔THT〕與外表貼裝〔SMT〕共存的貼插混裝工藝。在整個生產工藝流程〔見圖〕中，我們可以看到，印刷電路板〔PCB〕其中一面元件從開頭進展點膠固化后，到了最終才能進展波峰焊焊接，這期間間隔時間較長，而且進展其他工藝較多，元件的固化就顯得尤為重要。點膠過程中的工藝把握。生產中易消滅以下工藝缺陷：膠點大小不合格、拉絲、膠水浸染焊盤、固化強度不好易掉片等。因此進展點膠各項技術工藝參數的把握是解決問題的方法。印刷連接，有很多變量。如錫膏、絲印機、錫膏應用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中，基板放在工作臺上，機械地或真空夾緊定位，用定位銷或視覺來對準，用模板(stencil)進展錫膏印刷。在模板錫膏印刷過程中，印刷機是到達所期望的印刷品質的關鍵。電路板頂面。當刮板走過所腐蝕的整個圖形區(qū)域長度時，錫膏通過模板/絲網上的開孔印刷到焊盤上。在錫膏已經沉積之后，絲網在刮板之后馬上脫開，回到原地。這個間隔或脫開距離是設備設計所定的，大約0.020“~0.040“。脫開距離與刮板壓力是兩個到達良好印刷品質的與設備有關的重要變量。假設沒有脫開，這個過程叫接觸(on-contact)印刷。當使用全金屬模板和刮刀時，使用接觸印刷。非接觸(off-contact)印刷用于柔性的金屬絲網。在錫膏絲印中有三個關鍵的要素，我們叫做三個S：Solderpaste(錫膏)，Stencils，和Squeegees(絲印刮板)。三個要素的正確結合是持續(xù)的絲印品質的關鍵所在。刮板(squeegee)刮板作用，在印刷時，使刮板將錫膏在前面滾動，使其流入模板孔，然后刮去多PCB常見有兩種刮板類型：橡膠或聚氨酯(polyurethane)刮板和金屬刮板。金屬刮板由不銹鋼或黃銅制成，具有平的刀片外形，使用的印刷角度為30~55°。磨損。70-90橡膠硬度計(durometer)硬度的刮板。當使用過高的壓力時起焊錫圓角不夠。刮板壓力低造成遺漏和粗糙的邊緣，板邊緣應當銳利、平直和直線。模板(stencil)類型割和電鑄成型。貼裝貼裝前應進展以下工程的檢查：元器件的可焊性、引線共面性、包裝形式PCB〔綠油〕料站的元件規(guī)格核對是否有手補件或臨時不貼件、加貼件Feeder貼裝時應檢查工程：檢查所貼裝元件是否有偏移等缺陷，對偏移元件進展調校。檢查貼裝率，并對元件與貼片頭進展臨控。固化、回流在固化、回流工藝里最主要是把握好固化、回流的溫度曲線亦即是固化、回流條件，正確的溫度曲線將保證高品質的焊接錫點。在回流爐里，其部對于我們來說是一個黑箱，我們不清楚其部發(fā)生的事情，這樣為我制定工藝帶來重重困難。為抑制這個困SMT過程中在任何給定的時間上，代表PCB電路裝配接近該區(qū)的溫度設定。每個區(qū)所花的持續(xù)時間總和打算總共的處理時間。每個區(qū)的溫度設定影響PCBPCB較大的溫差。增加區(qū)的設定溫度允許機板更快地到達給定溫度。因此，必需作出一個圖形來打算PCBPCB膏參數表。測溫儀一般分為兩類：實時測溫儀，即時傳送溫度/時間數據和作出圖形；而另一種測溫儀采樣儲存數據，然后上載到計算機。將熱電偶使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點盡量最小附著于PCB，或用少量的熱化Kapton)粘住附著于PCB。PCB金屬端之間。如圖示(將熱電偶尖附著在PCB合金熔點和所期望的回流最高溫度。抱負的溫度曲線的溫區(qū)越多，越能使溫度曲線的輪廓到達更準確和接近設定。(理論上抱負的回流曲線由四個區(qū)組成，前面三個區(qū)加熱、最終一個區(qū)冷卻)PCB2~5°C而溫度上升太慢，錫膏會感溫過度，沒有足夠的時間使PCB25~33%。活性區(qū)，有時叫做枯燥或浸濕區(qū)，這個區(qū)一般占加熱通道的33~50%，有兩個功用，第一是，將PCB的相當溫差。其次個功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質從錫膏中揮發(fā)。一般普PCB時是相等的。PCB峰值溫度圍是205~23PCB并損害元件的完整性。到達固態(tài)的構造越嚴密，得到焊接點的質量越高，結合完整性越好。實際溫度曲線當我們按一般PCB度到達穩(wěn)定時，利用溫度測試儀進展測試以觀看其溫度曲線是否與我們的預定曲線相符。否則進展各溫區(qū)的溫度重設置及爐子參數調整，這些參數包括傳送速度、冷卻風扇速度、強制空氣沖擊和惰性氣體流量，以到達正確的溫度為止。PCB區(qū)間區(qū)間溫度設定區(qū)間末實際板溫預熱210°C140°C活性180°C150°C回流240°C210°C以下是一些不良的回流曲線類型：圖一、預熱缺乏或過多的回流曲線圖二、活性區(qū)溫度太高或太低圖三、回流太多或不夠圖四、冷卻過快或不夠后用。雖然這個過程開頭很慢和費力，但最終可以取得嫻熟和速度，結果得到高品質的PCB回流焊主要缺陷分析：錫珠(SolderBalls)：緣由：1、絲印孔與焊盤不對位，印刷不準確，使錫膏弄臟PCB。2、錫膏在氧化環(huán)境中暴露過多、吸空氣中水份太多。3、加熱不準確，太慢并不均勻。4、加熱速率太快并預熱區(qū)間太長。5、錫膏干得太快。6、助焊劑活性不夠。7、太多顆粒小的錫粉。8、回流過程中助焊劑揮發(fā)性不適當。0.13mm0.13mm600mm錫橋(Bridging或固體含量低、搖溶性低、錫膏簡潔榨開，錫膏顆粒太大、助焊劑外表力太小。焊盤上太多錫膏，回流溫度峰值太高等。開路(Open)：緣由：1、錫膏量不夠。2、元件引腳的共面性不夠。3、錫濕不夠(不夠熔化、流淌性不好)，錫膏太稀引起錫流失。4引腳元件特別重要，一個解決方法是在焊盤上預先上錫。引腳吸錫可以通過放慢加熱速度和底面加熱多、上面加熱少來防止。也可以用一種浸濕速度較慢、活性溫度高的助焊劑或者用一種Sn/Pb檢查、包裝檢查是為我們客戶〔亦是下一工序〕100%良好品的保障，因此我們必需對每PCBA檢查著重工程：PCBA客戶有否要求元器件使用代用料或指定廠商、牌子的元器件。IC、二極管