SMT工艺标准

表面贴装技术（ＳＭＴ）工艺标准Q/WP1101-200211范围本标准规定了本公司表面贴装生产的设备、器件、生产工艺方法、特点、参数以及产品和半成品的一般工艺要求以及关于表面贴装生产过程防静电方面的特殊要求。本规范适用于我公司所有采用表面贴装的生产工艺。2规范性引用文件SJ/T10670-1995表面组装工艺通用技术要求SJ/T10666-1995表面组装组件的焊点质量评定SJ/T10668-1995表面组装技术术语3术语3.1一般术语a）表面组装技术----SMT（SurfaceMountTechnology）。b）表面组装元器件---SMD/SMC(SurfaceMountDevices/SurfaceMountComponents)。c）表面组装组件---SMA(SurfaceMountAssemblys)。d）表面组装印制板---SMB(SurfaceMountBoard)。e）回流焊（Reflowsoldering）---通过重新熔化预先印制到印刷板焊盘上的锡膏焊料，实现SMD焊端或引脚与印制板焊盘之间的机械与电气连接的软钎焊。f）峰焊（Wavesoldering）---将熔化的软钎焊料，经电动泵或电磁泵喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的印制板通过焊料波峰，实现元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间的机械与电气连接的软钎焊。3.2元器件术语a）焊端（Terminations）---无引线表面组装元器件的金属化外电极。b）形片状元件（Rectangularchipcomponent）两端无引线，有焊端，外形为薄片矩形的SMD。c）外形封装SOP（SmallOutlinePackage）小外形模压塑料封装，两侧有翼形或J形短引脚的一种SMD。d）小外形晶体管SOT（SmallOutlineTransistor）采用小外形封装结构的表面组装晶体管。e）小外形二极管SOD（SmallOutlineDiode）采用小外形封装结构的表面组装二极管。f）小外形集成电路SOIC（SmallOutlineIntegratedCircuit）指外引线数不超过28条的小外形封装集成电路，一般有宽体和窄体两种封装形式；其中有翼形短引线的称为SOL器件，有J型短引线的称为SOJ。g）收缩型小外形封装SSOP（ShrinkSmallOutlinePackage）近似小外形封装，但宽度更窄，可以节省组装面积的新型封装。h）芯片载体（Chipcarrier）---表面组装集成电路的一种基本封装形式，它是将集成电路芯片和内引线封装于塑料或陶瓷壳体之内，向壳外四边引出相应的焊端或引脚；也泛指采用这种封装形式的表面组装集成电路。Q/WP1101-200224表面组装技术（SMT）的组成表面组装技术表面组装元器件封装设计：结构尺寸、端子形式、耐焊性等包装：编带式、管式、托盘、散装等制造技术：电路印制板（PCB）技术：单（多层）、材料、电设计、热设计、抗干扰设计、元器件布局设计、电路布局设计、焊盘图形设计等。组装工艺技术组装材料涂敷材料：粘接剂、焊锡、焊膏等工艺材料：助焊剂、清洗剂等组装技术涂敷技术：点胶、胶水印刷、锡膏印刷等贴装技术：顺序式、在线式、同时式焊接技术流动焊接：双波峰、喷射波峰等回流焊接焊接方法：锡膏法、预置焊料法等加热方法：气相（热风）、红外、激光高温固化：气相（热风）、红外、紫外、激光、电加热清洗技术：超声波清洗、溶剂清洗、水清洗等检测技术：目视、针床、视觉设备返修技术：热空气对流、传导加热组装设备涂敷设备：点胶机、印刷机、印刷台贴装机：高速、中速、多功能机测试设备：外观检测设备（如放大镜等）、在线测试仪、功能测试仪返修设备：返修工作台、恒温电烙铁等组装方式和工艺流程Q/WP1101-200235表面贴装元器件5.1表面贴装元器件的种类5.2表面组装元器件的特点a）尺寸小、重量轻，节省原料，适合高密度组装，利于电子产品小型化和薄型化。b）引线或引线很短，有利于减少寄生电感和电容，改善了高频特性。c）形状简单、结构牢固，组装可靠性好。d）尺寸和形状标准化，适合自动化组装，效率高、质量好，利于大批量生产，综合成本低。5.3表面组装元器件的引脚形式a）翼形：能适应薄、小间距的发展、适应各种焊接工艺，但在运输和使用中易使引脚受损。b）J形：空间利用系数较大，对焊接工艺的适应性比翼形差，但引脚较硬，在运输和使用中不易损坏。c）对接引线：剪切强度低，对贴装和焊接要求更高。d）球栅阵列：属于面阵列封装，引脚不会变形，适合于高引脚数的封装；焊接的适应性较差；并且焊后的可检测性较差。5.4SMT生产条件对贴片元器件（SMD）的要求a）焊端头或引脚应有良好可焊性；b）应使用引脚为铜的元器件，以保持良好的导热；c）应有良好的引脚共面性，一般要求不大于0.1mm，特殊情况下可放宽至与引脚厚度相同；e）元器件的外形尺寸和公差要严格按照规格要求；f）选用的元件必须能承受215℃600秒以上的加热；g）元件规格：1005～32mm×32mm(0.3mm以上脚间距)；i）元件包装：可以使用8mm、12mm和16mm带式，各种管式和盘式送料器。具体要求详见图1和表1。表面贴装元器件片式元件组装器件矩形元件：电阻、瓷片电容等柱形元件：二极管等异形元件：电位器、电感、电解电容等封装形微形封装：三极管等扁平封装：QFP、SOP等芯片载体：裸芯片型驱动孔Q/WP1101-20024表1各种包装结构尺寸要求（单位mm）送料器规格元件类别ABCDEFGH8mm带式送料器10050.7±0.11.2±0.18±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.12±0.12±0.0516081.1±0.21.9±0.28±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.14±0.12±0.0520121.5±0.22.3±0.28±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.14±0.12±0.0532161.9±0.23.5±0.28±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.14±0.12±0.0532252.9±0.23.6±0.28±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.14±0.12±0.0512mm带式送料器45323.6±0.24.9±0.212±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.18±0.12±0.0557505.4±0.26.1±0.212±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.18±0.12±0.0516mm带式送料器小型SOP16±0.21.75±0.1Φ1.5±0.14±0.15.5片状元件称呼方法见表2（我公司应统一使用公制的标称方法）表2元件称呼方法外形尺寸（单位mm）公制英制日本的习惯称呼方法长宽厚1.00.50.35100504021.60.81.0160806031型2.01.251.25201208052型3.21.61.45321612063型3.22.51.5322512104型4.53.22.0453218125型5.75.02.0575022206型注：因部品编号目前已经使用了英制的标称方法，改动比较烦琐，所以部品编号暂时仍采用英制标称。6生产工艺流程分类（不包含过程检验）a）单面贴装工艺印刷锡膏→贴装→回流焊b）双面贴装工艺A面印刷锡膏→A面贴装→回流焊→B面印刷低温锡膏→B面贴装→回流焊c）面混装工艺（在同一PCB面既有表面贴装元器件又有通孔插装元器件）印刷锡膏→贴装→回流焊→自动插件→人工插件→波峰焊接d）面混装工艺A面自动插件→B面点胶→B面贴装→高温固化→A面人工插件→B面双波峰焊接CHIP插入孔图1Q/WP1101-20025e）面贴装＋单面插件工艺A面印刷锡膏→A面贴装→回流焊→A面自动插件→B面点胶→B面贴装→高温固化→A面人工插件→B面双波峰焊接注：如果自插元件较少或有高密度贴片元件，可将自插并入手插并将点胶改为印锡膏工艺。7锡膏印刷工艺7.1设备：半自动印刷机，适合于0.5mm及以上脚间距的QFP等元器件焊盘的锡膏印刷。7.1.1对PCB的要求：厚度0.4mm～3mm，最大尺寸330mm×250mm。7.1.2对动力的要求：电源AC220V、50Hz，压缩空气4kgf/cm2～6kgf/cm2。7.1.3对钢网的要求a）尺寸要求：框架尺寸370mm×470mm～550mm×650mm，框架内边与印刷图形（或钢网漏孔）的距离必须大于90mm和50mm，如图2。b）材料要求：钢网材料要求使用不锈钢材料，网框要求使用金属材料。c）度要求：钢网的厚度直接影响印刷锡膏的厚度，钢网厚度优选0.15mm～0.2mm。（参见表4）7.2锡膏7.2.1成份：推荐使用Sn63/Pb37的锡膏，熔点183℃。7.2.2助焊剂a）作用：1）清除PCB焊盘和贴片元件引脚（或电极）的氧化层；2）保护焊盘和元件引脚（或电极）不再氧化；3）减少焊接中焊料的表面张力。b）种类：RSA（强活化型）、RA（活化型）、RMA（弱活化型）和R（非活化型），根据我司的工艺特点（免清洗），要求选用弱活化型助焊剂（RMA），优先推荐使用免清洗锡膏。7.2.3粘度：锡膏的粘度是影响印刷性能的重要因素，粘度太大，锡膏不易穿过钢网的开孔，印刷出的线条残缺不全；而粘度太低，易流淌和塌边，影响印刷的分辨率和线条的平整性。使用钢网印刷时优先选用粘度在600Pa.s～900Pa.s的锡膏。锡膏粘度的简易判断方法：用刮刀搅拌锡膏30分钟左右，用刮刀挑起少许锡膏，让锡膏自然落下，若锡膏慢慢地逐段落下，说明锡膏的粘度适中；若锡膏根本不滑落，说明锡膏粘度太大；若锡膏不停地快速滑落，则说明锡膏粘度太小。7.2.4焊料粉末颗粒直径：颗粒直径同钢网开孔尺寸有着密切的联系。颗粒直径过大，容易造成印刷时钢网堵塞；直径小则锡膏会有更好的锡膏印条清晰度，但容易产生塌边，同时被氧化的程度和机率也高。a）引脚间距、钢网开孔宽度和焊锡颗粒的对应关系应满足表3要求表3元件引脚间距、钢网开孔宽度、焊锡颗粒对应关系表引脚间距（单位mm）0.80.650.50.4开孔宽度（单位mm）0.40.330.250.2颗粒直径（单位μm）75605040b）经常使用的四种颗粒等级的锡膏如下表（单位μm）类型小于1%的颗粒尺寸至少80%的颗粒尺寸最多10%的颗粒尺寸115075～1502027545～752034520～4520图2Q/WP1101-2002643820～3820注：优先推荐使用焊料粉末颗粒直径为45μm～75μm和20μm～45μm的锡膏。7.2.5合金含量的重量百分比：印刷锡膏时，推荐使用金属含量在85%～92%的锡膏。7.2.6工作寿命：指锡膏印刷后到进行回流焊接的时间，要求使用工作寿命在4小时以上的锡膏。7.2.7储存条件：以密封形态在4℃～10℃的温度下冷藏，存储期限一般为3～6个月（具体参考锡膏的规格要求）。注：如储存温度过高，锡膏中的合金粉末和焊剂产生化学反应，使锡膏的粘度升高，影响其印刷质量；如存储温度过低（低于0℃），锡膏中的松香成分会发生结晶现象，在焊接中易出现焊料球或虚焊等问题。7.2.8使用要求a）锡膏从冰箱中取出后必须在室温下回温5小时以上才能开盖使用，以免空气中的水气凝结混入其中，造成锡膏性能劣化。注意：不能使用加热的方法来回温，以防锡膏性能劣化。b）锡膏回温后，必须用刮刀等工具充分搅拌30分钟以上（以使锡膏内部颗粒均匀一致并保持良好的粘度）才可以使用。7.3生产工艺标准a）锡膏印刷的环境温度应为22℃～26℃，湿度要在65%以下。b）对刮刀的要求：如刮刀太软会使锡膏凹陷，所以要求使用硬度较高的金属刮刀。c）刮刀的压力：要同刮刀的压力、倾角和印刷速度以及锡膏的粘度相配合，压力太小会使印刷板上的锡膏量不足，太大的压力会使锡膏印刷的太薄。一般应使刮刀的压力正好把钢网上的锡膏刮干净。IC引脚间距、钢网开口的尺寸、钢网的厚度以及印刷后锡膏的厚度关系应满足表4的要求。表4IC引脚间距、钢网开口的尺寸、钢