smt復(fù)習(xí)知識要點

復(fù)習(xí)知識要點

表面貼裝技術(shù)(SurfaceMountingTechnology簡稱SMT)是新一代電子組裝技術(shù),它將傳統(tǒng)的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件,從而實現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化﹑低成本﹐以及生產(chǎn)的自動化。這種小型化的元器件稱為:SMD器件（或稱SMC、片式器件)。將元件裝配到印刷線路板或其它基板上的工藝方法稱為SMT工藝。相關(guān)的組裝設(shè)備則稱為SMT設(shè)備。1.2SMT定義

SMT:SurfaceMountingTechnology

表面貼裝技術(shù)

SMD:SurfaceMountingDevice

表面貼裝設(shè)備

SMC:SurfaceMountingComponent

表面貼裝元件

PCBA:PrintedCircuitBoardAssembly

印刷電路板組裝

1.3SMT相關(guān)術(shù)語1.6SMT之優(yōu)點1.能節(jié)省空間50~70%.2.大量節(jié)省元件及裝配成本.3.可使用更高腳數(shù)之各種零件.4.具有更多且快速之自動化生產(chǎn)能力.5.減少零件貯存空間.6.節(jié)省製造廠房空間.7.總成本降低.三、SMT的制程種類I類:單面制程印刷錫膏貼裝元件回流焊清洗錫膏——回流焊工藝簡單，快捷注：以下清洗工站如果採用免清洗技術(shù)則不需要清洗三、SMT的制程種類I類:單面制程涂敷粘接劑清洗紅外加熱表面安裝元件固化翻轉(zhuǎn)插通孔元件波峰焊點膠、貼片——波峰焊工藝價格低廉，但要求設(shè)備多，難以實現(xiàn)高密度組裝通常先作B面再作A面印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)貼裝元件印刷錫膏回流焊翻轉(zhuǎn)清洗雙面回流焊工藝A面布有大型IC器件B面以片式元件為主充分利用PCB空間，實現(xiàn)安裝面積最小化，工藝控制復(fù)雜，要求嚴(yán)格常用于密集型或超小型電子產(chǎn)品，如手機II類:雙面回流焊制程波峰焊插通孔元件清洗混合安裝工藝多用于消費類電子產(chǎn)品的組裝印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)點貼片膠貼裝元件加熱固化翻轉(zhuǎn)先作A面：再作B面：插通孔元件后再過波峰焊：III類:混合制程一、SMT三大關(guān)鍵工序印刷貼片回流焊TemperatureTime(BGABottom)1-3℃/Sec200℃Peak225℃±5℃60-90Sec140-170℃

60-120Sec

預(yù)熱區(qū)恆溫區(qū)回焊區(qū)冷卻區(qū)

熱風(fēng)回流焊過程中，錫膏需經(jīng)過以下幾個階段:溶劑揮發(fā)；焊劑清除焊件表面的氧化物；錫膏的熔融、再流動以及焊膏的冷卻、凝固。

基本工藝：1.3

工藝分區(qū)

目的：使PCB和元器件預(yù)熱，達到平衡，同時除去錫膏中的水份﹑溶劑，

以防錫膏發(fā)生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較慢，溶劑揮發(fā)。較溫和，對元器件的熱沖擊盡可能小，升溫過快會造成對元器件的傷害，如會引起多層陶瓷電容器開裂。同時還會造成焊料飛濺，使在整個PCB

的非焊接區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點。（1）PRE-HEAT預(yù)熱區(qū)重點：預(yù)熱的斜率

預(yù)熱的溫度

作用及規(guī)格﹕是用來加熱PCB&零件;斜率為1-3℃/秒,占總時間

的30%左右,最高溫度控制在140℃以下,減少熱沖擊.

目的：保證在達到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時還起著焊劑活化的作用，清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化

物。時間約60~120秒，根據(jù)焊料的性質(zhì)有所差異。（2）SOAK恆溫區(qū)作用及規(guī)格﹕是使大小零件及PCB受熱完全均勻,消除局部溫

差;通過錫膏成份中的溶劑清除零件電極及PCBPAD及

SolderPowder之表面氧化物,減小表面張力,為重溶作準(zhǔn)

備.本區(qū)時間約占45%左右,溫度在140-183℃之間。重點：均溫的時間

均溫的溫度

目的：錫膏中的焊料使金粉開始熔化，再次呈流動狀態(tài)，替代液態(tài)焊劑潤濕焊盤和元器件，這種潤濕作用導(dǎo)致焊料進一步擴展，對大多數(shù)焊料潤濕時間為60~90秒?；亓骱傅臏囟纫哂诤父嗟娜埸c溫度，一般要超過熔點溫度20

度才能保證再流焊的質(zhì)量。有時也將該區(qū)域分為兩個區(qū)，即熔融區(qū)和再流區(qū)。作用及規(guī)格﹕為全面熱化重熔；溫度將達到峰值溫度,峰值溫

度通常控制在205-230℃之間,peak溫度過高會導(dǎo)致PCB變

形,零件龜裂及二次回流等現(xiàn)象出現(xiàn).重點：回焊的最高溫度

回焊的時間（3）REFLOW回焊區(qū)目的：焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊膏形成良好的電接觸，

冷卻速度要求同預(yù)熱速度相同。重點：冷卻的斜率作用及規(guī)格﹕為降溫,使PCB&零件均勻降溫；回焊

爐上下各有兩個區(qū)有降溫吹風(fēng)馬達,通常出爐

的PCB溫度控制在120℃以下.（4）COOLING冷卻區(qū)自動光學(xué)檢查(AOI,AutomatedOpticalInspection)

運用高速高精度視覺處理技術(shù)﹐自動檢測PCB板上各種不同貼裝錯誤及焊接缺陷﹔3.1為什么使用AOI

4.1

什么是波峰焊

波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料﹐借助葉泵的作用﹐在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波﹐插裝了元器件的

PCB置與傳送鏈上﹐經(jīng)過某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實現(xiàn)焊點焊接的過程。葉泵

移動方向

焊料封裝型半導(dǎo)體器件一般可分為倆種：1)

塑封器件

2)

陶瓷封裝器件QFPBGASOICPLCC3.3封裝型半導(dǎo)體器件SOICI-DIP1塑封器件﹕小外形塑封晶體管SOT貼片元件電路板焊盤通孔元件電路板焊盤一、SMT與PTH區(qū)別

SMT零件通常被稱為貼片元件;而PTH零件則通常被稱為通孔元件.從下圖可以看到二者的區(qū)別所在:電阻的單位是歐姆,用Ω表示,此外還有KΩ,MΩ,GΩ,TΩ.換算關(guān)系為:1TΩ=103GΩ=106MΩ=109KΩ=1012Ω.2.3電阻的單位:

a

電路符號﹕我們常用的電路符號有兩種﹕

或

b字母表示﹕R2.4電阻的電路符號及字母表示:排阻電阻器有四種標(biāo)識方法:直標(biāo)法,文字符號法、三位數(shù)碼表示法和色標(biāo)法.1.直標(biāo)法直標(biāo)法是用阿拉伯?dāng)?shù)字和單位符號在電阻器表面直接標(biāo)出標(biāo)稱阻值,其允許偏差直接用百分?jǐn)?shù)表示.2.5電阻器的標(biāo)識方法:

文字符號法是用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示標(biāo)稱阻值,其允許偏差也用文字符號表示.文字表示法用R/K/M/G/T幾個文字符號表示電阻值的單位.文字符號的組合規(guī)律:符號前面的數(shù)字表示整數(shù),後面的表示小數(shù).如:R12表示0.12Ω,2K7表示2.7KΩ.B:

0.1%,F:1%,J:5%,K:10%,M:20%.字母越後,表示的偏差越大.2.文字符號法3.三位數(shù)碼表示法前兩位數(shù)表示有效值，第三位數(shù)表示倍率

色標(biāo)法是用不同顏色的帶或點在電阻器表面標(biāo)識阻值和允許偏差.1).兩位有效數(shù)字色標(biāo)法.普通電阻器用四條色帶表示標(biāo)稱阻值和允許偏

差,其中三條表示阻值,一條表示偏差.如下圖:電阻是用來反映導(dǎo)體對

電流起阻礙作用大小的物理量.加在導(dǎo)體兩諯的電壓U與通過導(dǎo)體的

電流之比,稱之為導(dǎo)體的電阻值,用R表示,R=U/I(即歐姆定律).在電子

技術(shù)應(yīng)用中把具有電阻性能的實體稱為電阻器.4.色標(biāo)法標(biāo)稱值的第一位有效數(shù)字標(biāo)稱值的第二位有效數(shù)字倍率允許偏差兩位有效數(shù)字的阻值色標(biāo)表示法:標(biāo)稱值的第一位有效數(shù)字標(biāo)稱值的第二位有效數(shù)字倍率允許偏差標(biāo)稱值的第三位有效數(shù)字2.)三位有效數(shù)字的阻值色標(biāo)表示法:三位有效數(shù)字的阻值色標(biāo)表示法:電容的單位:Q的單位是C(庫倫),U的單位是V,則由C=Q/U所得的電容C的單位為F(法拉).F的單位太大,通常用較小的單位mf(毫法),uf(微法),nf(納法),pf(皮法).1mf=10-3f;1uf=10-6f;1nf=10-9f;1pf=10-12f3.3電容的單位電容器(一般符號)電解電容器電容器在線路圖中的符號3.4電容器的電路符號可調(diào)電容器微調(diào)電容器10uf50v223J電解電容有三個基本參數(shù)﹕容量﹑耐壓系數(shù)﹑溫度系數(shù)﹐其中10UF為電容容量﹐50V為耐壓系數(shù)﹐105℃為溫度系數(shù)。電解電容的特點是容量大﹑漏電大﹑耐壓低。按其製作材料又分為鋁電解電容及鉭質(zhì)電解電容。

前者體積大﹐損耗大﹐後者體積小﹐損耗小﹐性能較穩(wěn)定。極性區(qū)分﹕長腳為正﹐短腳為負(fù)﹔負(fù)極有一條灰?guī)?。常用單位為UF級。3.8電解電容(EC)的參數(shù)SMT編碼簡述下列各SMT元件編碼中各代碼含義ECC-0105Y-K31ECS-0105F-KB1ECH-0106F-KG1ERA-01031-K51ERA-10R21-J31ERB-01035-K51包裝一般又分四種﹕

編帶包裝﹑棒式包裝﹑托盤包裝﹑散裝1.1零件包裝方式Tray盤卷帶式紙帶膠帶管裝1.Electrostatic-靜電

靜電就是物體所帶相對靜止不動的電荷.2.ESD-ElectrostaticDischarge-靜電放電

具有不同靜電電位的物體,由於直接接觸或靜電感應(yīng)引起的物體間的靜電電荷轉(zhuǎn)移.3.EOS-ElectrostaticOverstress靜電過載(損傷)

由靜電放電造成的電子元器件性能退化或功能失效.4.ESDS-ESDSensitivity靜電敏感性(度)

元器件所能承受的靜電放電電壓值1.1

靜電的概念靜電敏感符號,呈三角形,里面畫有一只被拉一道痕的手,用來表示該物體對ESD引起的傷害十分敏感.其標(biāo)示以識別該物體為ESD敏感物.在敏感元件(如IC,電晶體,二極體,等半導(dǎo)體或貼裝有半導(dǎo)體的板子)包裝或放置區(qū)標(biāo)示靜電防護符號,呈三角形,在三角形外圍著一個弧圈,三角形內(nèi)手上的道痕沒有了,用來表示該物體經(jīng)過專門設(shè)計具有靜電防護能力.其標(biāo)示以識別該物體為ESD防護物三、靜電防止標(biāo)示作業(yè)靜電防護步驟1.避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具（如計算機，電腦及電腦終端機）放在一起。2.把所有工具及機器接上地線。3.用靜電防護桌墊。4.時常遵從公司的電氣安全規(guī)定及靜電防護規(guī)定。5.禁止沒有系上手環(huán)的員工及客人接近靜電防護工作站。6.立刻報告有關(guān)引致靜電破壞的可能。一、焊錫(1)焊錫的性質(zhì)

在電子元件上焊接使用的焊錫一般具有熔點低，在較低的溫度下(200℃左右)變成液態(tài)，熔解后的焊錫較容易潤濕到基板的焊盤上和元件的電極上的性質(zhì)。能夠注入到金屬和金屬(元件的電極和基板的焊盤)間的間隙中，冷卻后能夠牢固的將兩者連接在一起。

二、焊錫的成份(1).錫(Sn)-鉛(Pb)共晶焊錫

在焊接的實際應(yīng)用中，錫(Sn)和鉛(Pb)按一定比例搭配的Sn-Pb焊錫被廣泛使用，其中Sn63%-Pb37%組成的焊錫一般稱為共晶焊錫，Sn-Pb焊錫中，最低熔點(183℃)開始熔化。固體液體183℃加熱共晶焊接(Sn63-Pb37)的情況

共晶焊錫的特征是在一定溫度作用下由固態(tài)到液態(tài)，再由液態(tài)向固態(tài)變化。即固體的共晶焊錫加熱到183℃的時候，開始熔化，稍低于183℃時即變成固體。其沒有固液共存的半熔融狀態(tài)。助焊劑之作用(1)溶解被焊母材表面的氧化膜清潔表面，(2)形成保護膜，隔離空氣可防止再氧化的發(fā)生(3)降低熔融焊料的表面張力增進金屬表面的潤錫能力及擴散能力。四助焊劑的分類1.助焊劑的種類繁多，一般可分為﹕

無機系列助焊劑

有機系列助焊劑

樹脂系列助焊劑(1).固化物(Solids)：包括松香、松香油等具黏滯性，略具清潔被焊金屬之效能，且可阻隔空氣，防止被焊高溫下之氧化。(2).活性劑(Activators)：包括鹵素及有機酸，具有強力清潔金屬表面之能力，其腐蝕性亦強。(3).溶劑(Solvents)：包括乙醇、水等，可降低前二者之含量百分比，使其作用易於掌控，同時有助於助焊劑溫度之降低，在使用時涂布更均勻，效果更佳。五助焊劑的組成二免清洗技朮(1)什么是免清洗:

免清洗是指在電子裝聯(lián)生產(chǎn)中采用低固態(tài)含量、無腐蝕性的助焊劑，在惰性氣體環(huán)境下焊接，焊后電路板上的殘留物極微小、無腐蝕，且具有極高的表面絕緣電阻（SIR），一般情況下不需要清洗既能達到離子潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)

，可直接進入下道工序的工藝技術(shù)。三助焊劑噴涂方式和工藝因素助焊劑Flux噴布主要有絲網(wǎng)印刷、發(fā)泡和噴霧三種方式：焊接﹕就是通過助焊﹐加熱焊錫后使其熔化﹐利

用瞬間的毛細血管現(xiàn)象﹐使熔融后的焊錫

沾到兩種金屬表面形成合金層﹐成為連接

點。焊接後﹐必須長時間維持這種狀態(tài)。1.2焊接定義二、焊接的三要素焊接非常重要的三要素如下﹕清潔﹕清潔金屬接合處的表面(除去氧化膜﹑臟污等)。加熱﹕將接合的兩種金屬在最適合時間﹑溫度條件下加熱。形成合金層﹕使焊錫和接合面接觸﹐因金屬擴散形成焊錫和被接合金屬的合金。3.1焊接的潤濕和擴散焊接時仔細觀察就明白﹐焊錫熔解後隨著Flux的擴散而擴散﹐在焊接完成過程中產(chǎn)生了圖2.2.1的三種現(xiàn)象(即﹕焊接三現(xiàn)象)﹐時間大約3秒左右

A潤濕﹕在焊接過程中，我們把熔融的焊料在被焊金屬表面上形成均勻、平滑、連續(xù)並且附著牢固的合金的過程，稱之為焊料在母材表面的潤濕。

B

擴散﹕在金屬內(nèi)部金屬原子隨著溫度高低變化而產(chǎn)生的交互移動現(xiàn)象。合金層

C合金化﹕因擴散形成2種以上金屬的混合物。形成一種不同性質(zhì)的金屬(合金)。具有很強的接合強度。

錫膏的作用在常溫下，錫膏可將電子元器件初粘在既定位置，當(dāng)被加熱到一定溫度時，隨著溶劑和部分添加劑的揮發(fā)，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盤連在一起，冷卻形成永久連接的焊點。對錫膏的要求是具有多種涂布方式，特別具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在貯存時具有穩(wěn)定性。二.錫膏的定義錫膏的定義:英文名稱:SOLDERPASTE錫膏(焊膏)是一種均勻的焊料合金粉末和穩(wěn)定的助焊劑按一定的比例均勻混合而成的膏狀體。在焊接時可以使表面組裝元器件的引線或端點與印制板上焊盤形成合金性連接。這種物質(zhì)極適合表面貼裝的自動化生產(chǎn)的可靠性焊接，是現(xiàn)電子業(yè)高科技的產(chǎn)物。三.錫膏的組成

錫膏的組成:錫膏=錫粉(METAL)+助焊劑(FLUX)

錫膏選擇的基本原則是：

①

合金粉末的顆粒大小及形狀；

②

金屬粉末的含量；

③

焊劑類型；

④

焊膏的穩(wěn)定性。

顆粒大小的選擇主要依據(jù)為所貼裝元器件的最小間距和所開鋼網(wǎng)的網(wǎng)眼大小。2.2錫膏的存放

焊膏購買到貨后，應(yīng)登記到達時間、保質(zhì)期、型號，并為每罐焊膏編號。

焊膏應(yīng)以密封形式保存在恒溫、恒濕的專用冷藏櫃內(nèi)，有鉛與無鉛錫膏分開儲存。其存儲溫度須與錫膏進出管制卡上所標(biāo)明之溫度相符。

溫度在約為(2—10)

℃，溫度過高，焊劑與合金焊料粉起化學(xué)反應(yīng)，使粘度上升影響其印刷性；溫度過低(低于0℃)，焊劑中的松香會產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，使焊膏形狀惡化。這樣在解凍上會危及錫膏的流變特征。

一般保存時間自生產(chǎn)日期起最長為免洗--6個月&水洗--3個月。失效期限：由制造填寫。錫膏開封的失效時間是以開封時間為基準(zhǔn)，超過24H就為

錫膏的開封失效期限。2)錫膏回溫時間規(guī)定為4小時以上，若錫膏回溫時間超過

48H就為錫膏的回溫失效期限。3)

當(dāng)錫膏的開封失效時間大于錫膏的回溫失效時間，以回溫

失效時間為準(zhǔn)。4)

錫膏的開封時間必須距回溫時間4個小時以上。失效期限：由制造填寫。錫膏開封的失效時間是以開封時間為基準(zhǔn)，超過24H就為

錫膏的開封失效期限。2)錫膏回溫時間規(guī)定為4小時以上，若錫膏回溫時間超過

48H就為錫膏的回溫失效期限。3)

當(dāng)錫膏的開封失效時間大于錫膏的回溫失效時間，以回溫

失效時間為準(zhǔn)。4)

錫膏的開封時間必須距回溫時間4個小時以上。三錫膏的回溫“回溫”

回溫方式：不開啟瓶蓋的前提下，放置于室溫中自然解凍；

回溫時間：4～8小時左右注意：①末經(jīng)充足的“回溫”，千萬不要打開瓶蓋；

②不要用加熱的方式縮短“回溫”時間。六錫膏的使用建義使用的建議：環(huán)境的溫、濕度：最佳溫度：25±3℃最佳濕度：45-65%RH溫度增高，黏度減低濕度減低，焊膏變干溫度減低，黏度增大濕度增加，焊膏起化學(xué)反應(yīng)1.保證在各種模式下正確使用錫膏

--檢查錫膏的類型、合金類型和網(wǎng)目類型

--不同的焊膏適用于不同的應(yīng)用模式或生產(chǎn)2.錫膏從冰箱拿出解凍到室溫最少需要4個小時，在存儲期間，錫膏不可低于0度

--避免結(jié)晶

--保證錫膏到可使用的條件

--預(yù)防錫膏結(jié)塊

--不過在解凍后，使用過的和未使用的焊膏都可以恢復(fù)它本來的性能。3.在使用之前，要完全、輕輕地攪拌錫膏，相同方向以每分

80-90轉(zhuǎn)的速度通常是2-3分鐘

--使錫膏均勻4.在使用時的任何時候，只保證只有1瓶錫膏開著

--在生產(chǎn)的所有時間里，保證使用的是新鮮錫膏5.對開過蓋的和殘留下來的錫膏，在不使用時，內(nèi)、外蓋一定是緊緊蓋著的。

--預(yù)防錫膏變干和氧化，延長在使用過程中錫膏的自身壽命6.在使用錫膏時，實行“先進先出”的工作程序。

--使用錫膏一直處于最佳性能狀態(tài)7.確保錫膏在印刷時是“熱狗”式滾動，“熱狗”的厚度直徑約等于1.5-3.0cm高度。

--監(jiān)測錫膏粘度的指導(dǎo)方法

--正確的滾動可以確保焊膏漂亮的印刷到鋼網(wǎng)的開口處8.印有錫膏的PCB，為保證錫膏的最佳焊接品質(zhì)，在1個小時內(nèi)流到下一個工序。

--防止錫膏變干和粘度減少9.在錫膏不用超過1個小時，為保持錫膏最佳狀態(tài)，錫膏不要留在鋼網(wǎng)上。

--預(yù)防錫膏變干和不必要的鋼網(wǎng)堵孔10.盡量不要把新鮮錫膏和用過的錫膏放入同一個瓶子。當(dāng)要從鋼網(wǎng)收掉錫膏時，要換另一個空瓶來裝。

--防止新鮮錫膏被舊錫膏污染

--對于使用過的錫膏的保存方法，參見前面的“儲存”程序；11.建議新、舊錫膏混合使用時，用1/4的舊錫膏與3/4的新鮮錫膏均勻攪拌在一起。

--保持新、舊錫膏在混合在一起時都處于最佳狀態(tài)一錫膏的印刷原理

錫膏印刷是一個建立在流體力學(xué)下的制程，它可多次重復(fù)地保持，將定量的物料(錫膏或黏膠)涂覆在PCB的表面。PCB的上面與絲網(wǎng)或鋼板保持一定距離(非接觸式)或完全貼住(接觸式)，錫膏或黏膠在刮刀的作用下流過絲網(wǎng)或鋼板的表面，并將其上的切口填滿，于是錫膏或黏膠便貼在PCB的表面，最后，絲網(wǎng)或鋼板與PCB分離，于是便留下由錫膏或黏膠組成的圖像在PCB上。二印刷機分類2.1手工印刷機(MANNALPRINTERS)2.2半自動印刷機(SEMIANTOMATICPRINTERS)2.3全自動印刷機(AUTOMATICPRINTER)【①】廢棄物處理考量【②】設(shè)計、使用易回收/易再次使用之材料【③】進行有毒物質(zhì)的控管【④】尋求鉛、鎘、汞、六價鉻等重金屬及PBB、PBDE的替代品7.1WEEE的應(yīng)對■企業(yè)一般應(yīng)對方略

◆

進行有害物質(zhì)的含量測試◆

對有害物質(zhì)的流向進行監(jiān)控◆

完善內(nèi)部管理系統(tǒng)◆

建立良好的供應(yīng)商管理機制7.2RoHS

的應(yīng)對三對象及內(nèi)容RestrictionoftheuseofCertainHazardousSubstanceinElectricalandElectronicEquipment在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令

指令要求于2006年7月1日起，禁止在歐盟市場銷售含有鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、六價鉻（Cr6+）、多溴聯(lián)苯（PBB）、多溴聯(lián)苯醚（