11SMT表面贴装技术

表面貼裝技術SMTSURFACEMOUNTTECHNOLOGYSMT:PCB上無需通孔,直接將表面貼裝元器件貼、焊到印製電路板表面規定位置上的電路裝聯技術表面貼裝技術SMT的組成裝聯設備裝聯工藝表面貼裝元器件.流程簡介簡易流程圖示：印刷錫膏裝貼元件爐前QC回流焊外觀QC轉下道工序OKOKOKOKOKNGNGNGPCB板第一篇元器件SMC-SURFACEMOUNTCOMPONENT主要有矩形片式元件、圓柱形片式元件、複合片式元件、異形片式元件。SMD-SURFACEMOUNTDEVICE主要有片式電晶體和積體電路，積體電路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP、FC、MCM等。1.連接件(Interconnect)：提供機械與電氣連接/斷開，由連接插頭和插座組成，將電纜、支架、機箱或其他PCB與PCB連接起來；可是與板的實際連接必須是通過表面貼裝型接觸。2.有源電子元件(Active)：在類比或數位電路中，可以自己控制電壓和電流，以產生增益或開關作用，即對施加信號有反應，可以改變自己的基本特性。3.無源電子元件(Inactive)：當施以電信號時不改變本身特性，即提供簡單的、可重複的反應。4.異型電子元件(Odd-form)：其幾何形狀因素是奇特的，但不必是獨特的。因此必須用手工貼裝，其外殼(與其基本功能成對比)形狀是不標準的，例如：許多變壓器、混合電路結構、風扇、機械開關塊，等。例:一.元器件的識別電容（CAPACITOR）電阻（RESISTOR）電感（INDUCTOR）其他器件1.電容（CAPACITOR）1)種類：瓷介電容、鋁電解電容、鉭電容…2）規格1in=25.4mm英制in04*0206*0308051206SI制mm10*0516*08212532163)容量單位:1UF=103NF=106PF標識:ABC=AB*10C103=10*103PF4)誤差:J±5%K±10%M±20%5)網路電容CN(CapacitorNetworks)例1:TDKC2012PH1H300J.尺寸溫度特性耐壓標稱容量容量偏差注:耐壓1C-16V1E-25V1H-50V容量偏差C±0.25PFD±0.5PFF-±1.0PFJ±5%K±10%M±20%6)特性(溫度):特性符號標準(ppm/℃)2PF3PF4PFC(NPO)CK:0±250CJ:0±120CH:0±60P(N150)PK:-150±250PJ:-150±120PH:-150±60R(N220)RK:-220±250RJ:-220±120RH:-220±60S(N330)SK:-330±250SJ:-330±120SH:-330±60T(N470)TK:-470±250TJ:-470±120TH:-470±60U(N750)UK:-750±250UJ:-750±120SL+350~-10002.1）種類：瓷片電阻、碳膜電阻、陶瓷電阻、電位器…2）規格：見電容規格3）阻值單位:1MΩ=103KΩ=106Ω4)誤差:F±1%G±2%J±5%K±10%O跨接電阻5）跳線電阻JUMP6)網路電阻RN：ResistorNetworks7)標識:數字普通電阻ABC=AB*10CΩ精密電阻ABCD=ABC*10DΩ色環色環黑棕紅橙黃綠藍紫灰白金銀數值012345678910-110-2誤差%±1±2±0.5±0.25±0.1+50-20±5%±10%例2：RR1206561J.種類尺寸、功耗標稱阻值允許偏差3.繞線形片式電感器1H=103mH=106uH多層形片式電感器片式磁珠（ChipBead）CBG1608U050T（B）產品代碼規格尺寸材料代碼阻抗（100MHZ）包裝方式4.其他器件第二篇印刷技術錫膏Solderpaste絲印範本Stencils絲印刮刀Squeegees網版印刷術語1開孔面積百分率openmeshareapercentage絲網所有網孔的面積與相應的絲網總面積之比,用百分數表示。2模版開孔面積openstencilarea絲網印刷模版上所有圖像區域面積的總和。3網框外尺寸outerframedimension在網框水準位置上，測得包括網框上所有部件在內的長與寬的乘積。4印刷頭printinghead印刷機上通過靠著印版動作、為焊膏或膠水轉移提供必要壓力的部件。5焊膏或膠水印刷過程中敷附於PCB板上的物質。6印刷面printingside(lowerside)絲網印版的底面，即焊膏或膠水與PCB板相接觸的一面。網版印刷術語7絲網screenmesh一種帶有排列規則、大小相同的開孔的絲網印刷模版的載體。8絲網印刷screenprinting使用印刷區域呈篩網狀開孔印版的漏印方式。9印刷網框screenprintingframe固定並支撐絲網印刷模版載體的框架裝置。10離網snap-off印刷過程中，絲網印版與附著於PCB板上的焊膏或膠水的脫離。11刮刀squeegee在絲網印刷中，迫使絲網印版緊靠PCB板，並使焊膏或膠水透過絲網印版的開孔轉移到PCB板上，同時刮除印版上多餘焊膏或膠水的裝置。網版印刷術語12刮刀角度squeegeeangle刮刀的切線方向與PCB板水平面或與壓印輥接觸點的切線之間的夾角，在刮刀定位後非受力或非運動的狀態下測得。13刮刀squeegeeblade刮刀的刀狀部分，直接作用于印版上的印刷焊膏或膠水，使焊膏或膠水附著在PCB板上。14刮區squeegeeingarea刮刀在印版上刮墨運行的區域。15刮刀相對壓力squeegeepressure,relative刮刀在某一段行程內作用于印版上的線性壓力除以這段行程的長度。16絲網厚度thicknessofmesh絲網模版載體上下兩面之間的距離。一.錫膏Solderpaste1）作用：焊接前有一定的粘性，使元器件在貼片過程中黏結在PCB焊盤上；焊接後完成PCB焊盤與元器件電極之間的物理、電器連接。2)成分組成主要成分功能合金焊料粉鉛Pb、錫Sn元器件和電路之間的物理、電氣連接焊劑系統焊劑粘接劑活化劑溶劑松香、合成樹脂松香、松香脂、聚丁烯硬脂酸、鹽酸、聯氨、三乙醇胺等甘油、乙二醇幫助印刷成型、脫模,除去元件引腳、焊盤和錫珠上的氧化物等3）分級(1mm=1x10-3mm,1thou=1x10-3inches,25mm=1thou)4)粘度(500kcps~1200kcps)5).焊膏的使用與保管a.焊膏必須以密封狀態在2～10℃條件下存儲。如果溫度升高，焊膏中的合金粉末和焊劑化學反應後，使其粘度上升而影響其印刷性；如果溫度過低（0℃以下）焊劑中的松香成分會發生結晶想像，使焊膏狀態惡化。b.焊膏從冰箱裏取出來後不能直接使用，必須在室溫下回溫，待焊膏溫度達到室溫後方可打開容器蓋，以防止空氣中的水汽凝結而混入其中。回溫時間是4～8小時，至少要2小時，切不可用加溫方法使其回溫，這樣會使焊膏性能劣化。c.使用前應用刮刀或不銹鋼棒等工具充分攪拌，使焊膏內合金粉顆粒均勻一致並保持良好的粘度，攪拌時間為2～3分鐘，攪拌使朝一個方向。d.添加完焊膏後，應該蓋好容器蓋。e.如果印刷間隔時間超過1小時，須將焊膏從範本上拭去，將焊膏回收到當天使用的容器中以防止焊膏的焊劑中易揮發組成物質逐漸減少，使其粘度增大，相關性能改變。（免清洗焊膏不能使用回收的焊膏）f.焊膏被印刷到PCB板上後，放置與室溫下時間過久會由於溶劑揮發，吸收水分因素造成性能劣化，因而要縮短進入回流焊的等待時間，儘量在4小時內完成。g.焊膏印刷環境最好在25±3℃，相對濕度在65%以下。6）幾種常見的錫膏松香型錫膏水溶性錫膏免清洗低殘留物錫膏無鉛錫膏二.印刷範本StencilsSMT印刷範本製造方法1.化學蝕刻2.鐳射切割3.現常用鐳射切割製造印刷範本三.絲印機手工印刷機半自動印刷機全自動印刷機1.刮刀Squeegees1).刮刀的兩種形式：菱形和拖裙形，拖裙形分成聚乙烯(或類似)材料和金屬。60~65shoreverysoft紅色70~75shoresoft綠色80~85shorehard藍色90+shoreveryhard白色2).刮刀壓力的經驗公式在金屬模板上使用藍色刮板，為了得到正確的壓力，開始時在每50mm的刮板長度上施加1kg壓力，例如300mm的刮板施加6kg的壓力，逐步減少壓力直到錫膏開始留在範本上刮不乾淨，然後再增加1kg壓力。在錫膏刮不乾淨開始到刮板沉入絲孔內挖出錫膏之間，應該有1~2kg的可接受範圍都可以到達好的絲印效果。2.絲印速度絲印速度的經驗公式對PCB上最密元件引腳的每thou長度，可以允許每秒1mm的最大速度最密引腳間隔最小絲孔最大絲印速度50thou25thou每秒50mm25thou12.5thou每秒25mm16thou8thou每秒16mm四.SMT焊膏印刷的品質控制1.焊膏印刷的常見缺陷A.少印B.連印C.錯印D.凹形E.邊緣不齊F.拉尖G.塌落H.玷污2.影響印刷效果的因素主要有：A.印刷設備的精度B.PCB板焊盤的設計C.印刷範本的設計與製作D.焊膏的成份及使用E.印刷時PCB板的平整度和光潔度F.工藝參數的調整五.焊膏印刷過程中的工藝控制塗敷焊膏的基本要求：A.塗敷焊膏應適量均勻，一致性好，焊膏圖形清晰，相鄰的圖形之間儘量不要沾連，焊膏圖形與焊盤圖形要一致儘量不要錯位。B.在一般情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應該為0.8mg/平方mm左右，對窄間距的元件應為0.5mg/平方mm。C.塗敷在PCB焊盤上的焊膏量與期望值比較，可允許有一定的偏差，但焊膏覆蓋每個焊盤的面積應在75%以上。五.焊膏印刷過程中的工藝控制D.焊膏塗敷後，應無嚴重塌落，邊緣整齊，錯位不大於0.2mm，對窄間距元件焊盤，錯位不大於0.1mm，PCB不允許被焊膏污染。第三篇貼裝技術貼片機1.a.動臂式貼片機具有較好的靈活性和精度，適用於大部分元件，高精度機器一般都是這種類型，但其速度無法與複合式、轉盤式和大型平行系統相比。可分為單臂式和多臂式1.b.複合式貼片機複合式機器是從動臂式機器發展而來，它集合了轉盤式和動臂式的特點，在動臂上安裝有轉盤,如Simens最新推出的HS50機器就安裝有4個這樣的旋轉頭，貼裝速度可達每小時5萬片1.c.轉盤式貼片機轉盤式機器由於拾取元件和貼片動作同時進行，使得貼片速度大幅度提高,如松下公司的MSH3機器貼裝速度可達到0.075秒/片FUJICP61.d.大型平行系統大型平行系統由一系列的小型獨立組裝機組成。各自有絲杠定位系統機械手，機械手帶有攝像機和安裝頭。如PHILIPS公司的FCM機器有16個安裝頭，實現了0.0375秒/片的貼裝速度，但就每個安裝頭而言，貼裝速度在0.6秒/片左右2.視覺系統1)俯視攝像機(CCD)2)仰視攝像機(CCD)3)頭部攝像機(Line-sensor)4)鐳射對齊3.送料系統1)帶式(TAPE)2)盤式(TRAY)3)散裝式(BLUK)4)管式(STICK)4.靈活性柔性製造系統(FMS)。第四篇焊接技術手工焊接波峰焊接再流焊接傳導對流輻射常見術語解釋1.焊接:依靠液態焊料添滿母材的間隙並與之形成金屬結合的一種過程2.潤濕:熔融焊料在被焊金屬表面上形成均勻、平滑、連續並且附著牢固的合金過程手工焊接過程：快速地把加熱和上錫的烙鐵頭接觸帶芯錫線(coredwire)，然後接觸焊接點區域，用熔化的焊錫幫助從烙鐵到工件的最初的熱傳導。然後把錫線移開將要接觸焊接表面的烙鐵頭。焊接溫度：焊錫的液化溫度之上大約100°F。焊接時間：大約3秒鐘波峰焊接波峰焊：將熔融的液態焊料，借助與泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插/貼裝了元器件的PCB置於傳送鏈上，經特定角度及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實現焊點焊接的過程一．波峰焊接主要材料1.助焊劑2.錫棒錫棒由錫和鉛組成，一般錫比鉛的比例是63/37錫棒是焊接的主要材料，融化後的錫呈銀白