SMT技术讲解

Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT基础知识概述Since1984表面组装技术(SMT)基础培训第一篇：SMT简介第二篇：SMT材料篇第三篇：SMT印刷工艺篇第四篇：SMT贴片及焊接工艺篇第五篇：SMT品质控制篇Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT(SurfaceMountTechnology)的英文缩写，中文意思是表面组装工艺，是一种相对较新的电子组装技术，它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。表面安装不是一个新的概念，它源于较早的工艺，如平装和混合安装。SurfacemountThrough-hole小型化生产的自动化高密度高可靠低成本与传统工艺相比SMA特点什么是SMTSince1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT发展史Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT发展驱动力-半导体技术Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT发展驱动力-IC封装技术Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT发展驱动力-IC封装技术Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT发展驱动力-IC封装技术Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT前后端工艺-电子产品制造流程Since1984表面组装技术(SMT)基础培训来料检测=丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=回流焊接=清洗=检测=返修单面组装双面组装来料检测=PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=A面回流焊接=清洗=翻板=PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干=回流焊接（最好仅对B面）=清洗=检测=返修）适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用来料检测=PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=A面回流焊接=清洗=翻板=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=B面波峰焊=清洗=检测=返修）工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺SMT组装流程Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT组装流程Since1984表面组装技术(SMT)基础培训来料检测=PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=回流焊接=清洗=插件=波峰焊=清洗=检测=返修单面混装工艺双面混装工艺来料检测=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=PCB的A面插件=波峰焊=清洗=检测=返修来料检测=PCB的A面插件（引脚打弯）=翻板=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=波峰焊=清洗=检测=返修先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况来料检测=PCB的A面丝印焊膏=贴片=烘干=回流焊接=插件，引脚打弯=翻板=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=波峰焊=清洗=检测=返修SMT组装流程Since1984表面组装技术(SMT)基础培训双面混装工艺来料检测=PCB的B面点贴片胶=贴片=固化=翻板=PCB的A面丝印焊膏=贴片=A面回流焊接=插件=B面波峰焊=清洗=检测=返修来料检测=PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=回流焊接=翻板=PCB的A面丝印焊膏=贴片=烘干=回流焊接1（可采用局部焊接）=插件=波峰焊2（如插装元件少，可使用手工焊接）=清洗=检测=返修先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况SMT组装流程Since1984表面组装技术(SMT)基础培训第一篇：SMT简介第二篇：SMT材料篇第三篇：SMT印刷工艺篇第四篇：SMT贴片及焊接工艺篇第五篇：SMT品质控制篇Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT材料-PCB★元器件更小、密度更高、低成本的PCB、容易实现自动化★高频响应能力好★电磁干扰性能好★发热密度高、清洗不便、视觉检测难★机械可靠性低。★手工返修难。★热膨胀系数的匹配比较难★PCB★焊膏★元器件★印刷机★贴片机★回流炉★组装工艺Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT材料-PCBSince1984表面组装技术(SMT)基础培训★最常用的印制线路板种类：—FR-4：成本低、广泛适用。—陶瓷基板：热稳定性好、散热快。—软线路板：柔性好。★何时不使用FR-4?—高可靠性要求或高温元器件。—超高频电子产品。—低介电常数要求。—热膨胀系数匹配要求。★FR-4：Flameresistance,Tg~130,EpoxybasedWovenglass.SMT材料-PCBSince1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT材料-PCB设计Since1984表面组装技术(SMT)基础培训锡膏成分成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用SnPb活化剂增粘剂溶剂摇溶性附加剂SMD与电路的连接松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸金属表面的净化松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良SMT材料-焊膏Since1984表面组装技术(SMT)基础培训锡膏的储存和使用：冷藏温度4-10摄氏度，可保存6个月左右。取出后回温4-6小时。使用前搅拌1-3分钟，每分钟60-80转。取出冰箱后尽量用完，未用完的锡膏不得放回冰箱。锡膏印刷时的环境温度23-25摄氏度，湿度45%-75%。判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。SMT材料-焊膏Since1984表面组装技术(SMT)基础培训合金系统及定义成份（质量%）固相线液相线高温合金：S:217C以上L:225C以上Sn-5SbSn-0.7CuSn-0.7Cu-0.3Ag238227217241227226中高温合金：S:217C以上L:225C以下Sn-3.5AgSn-3.0Ag-0.5CuSn-3.8Ag-0.7Cu221217217221219217中温合金：S:217C以下,150C以上L:200C以上Sn-2.5Ag-1Bi-0.5CuSn-3.5Ag-4In-0.5BiSn-3.5Ag-8In-0.5Bi213207196218212206中低温合金：S:150C以上L:200C以下Sn-9ZnSn-8Zn-3Bi198190198196低温合金：S:150C以下Sn-58BiSn-52In139119139119SMT材料-焊膏Since1984表面组装技术(SMT)基础培训型号网目代号直径（μm）通用间距（mm）2-200～+30045～75≥0.652.5-230～+50025～63≥0.53-325～+50025～45≥0.44-400～+50025～38≥0.45-400～+63520～38≥0.36N.A.10～30MicroBGA合金粉直径、型号及使用范围SMT材料-焊膏Since1984表面组装技术(SMT)基础培训合金比例钎料合金所占比例比例越高，锡膏粘度越大，降低印刷性能。提高合金比例可降低锡珠溅出的可能性。常见应用：刮板印刷88%-90%针筒式点膏83%-86%移针印刷83%-85%SMT材料-焊膏Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT材料-元器件Since1984表面组装技术(SMT)基础培训第一篇：SMT简介第二篇：SMT材料篇第三篇：SMT印刷工艺篇第四篇：SMT贴片及焊接工艺篇第五篇：SMT品质控制篇Since1984表面组装技术(SMT)基础培训环境SMT印刷工艺印刷质量工艺参数焊膏钢网刮刀压力刮刀速度刮刀角度脱模速度清洗间隔颗粒度金属含量触变性开孔加工方式厚度材质温度湿度储存使用设备精度工艺能力Since1984表面组装技术(SMT)基础培训印刷方向刮刀焊膏模板PCBSolderpasteSqueegeeStencilSMT印刷工艺Since1984表面组装技术(SMT)基础培训三球定律：至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上,至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上。钎料颗粒大小和孔径大小的比值要求4:5以下SMT印刷工艺Since1984表面组装技术(SMT)基础培训触变性搅拌速度提高时，触变指数越大，锡膏的粘度下降速度越大。触变性差的锡膏可适应的工艺窗口更窄。bXaY型号AB触变指数0.450.42CDE0.500.580.62SMT印刷工艺之焊膏Since1984表面组装技术(SMT)基础培训聚氨脂/橡胶不锈钢SMT印刷工艺之刮刀Since1984表面组装技术(SMT)基础培训化学蚀刻模板:成本低，孔壁较粗糙激光切割模板:可以开出梯形孔,孔壁粗糙度一般为5-6μm左右成本稍高在加工时熔化金属的飞溅会使模板表面比较粗糙，不过经过抛光工序后，可以改善这一点SMT印刷工艺之钢网Since1984表面组装技术(SMT)基础培训电铸模板:孔壁粗糙度一般为2.5μm左右，很高的精度开口的周围可加工出密封圈,形成完整的焊膏形状电镀工艺不均匀失去密封效果，密封块可能会去掉成本高,制作周期长SMT印刷工艺之钢网Since1984表面组装技术(SMT)基础培训TWL2WL面积比率WT截面比率2trrt2r2面积比圆形孔：SMT印刷工艺之钢网方形孔：tP开孔尺寸P：钎料膏体积要使焊膏顺利释放到焊盘上:面积比率不能小于0.6截面比率不能小于1.5Since1984表面组装技术(SMT)基础培训模板厚度焊膏印刷厚度范围最佳厚度0.180.15~0220.220.150.13~0.180.160.130.11~0.160.140.100.08~0.130.11开孔尺寸小，钢网厚开孔尺寸太大SMT印刷工艺之钢网Since1984表面组装技术(SMT)基础培训微型元件使用越来越多，如何兼顾大小焊盘上的焊膏量：阶梯形模板印刷法和二次印刷法，对印刷机、刮刀、模板、加工工艺提出了太高的要求，目前不适于广泛使用。用模板开孔形状和尺寸来控制是最直接的方法，对于这些特殊的开孔方案，除了要求其有良好的释放率，更重要的是其释放率的差异要小。SMT印刷工艺之钢网Since1984表面组装技术(SMT)基础培训平行、垂直方向上锡量差距增大与印刷方向平行的细长焊盘上锡量会比垂直方向多5-8%。部分钢网制作商会相应减少平行方向开孔宽度。SMT印刷工艺之钢网Since1984表面组装技术(SMT)基础培训式中：r—与刮刀模板接触点的距离，α—刮刀角度V—刮刀速度，η—焊膏粘度，Q—焊膏量f（α）是压力系数，主要取决于刮刀角度，在角度不变的情况下为恒定值。)r/1(V)sin/(sin2dPP22squeegeesqueegee)r/1(V)(fV)Q(f)(fdrPFsqueegeeliftSMT印刷工艺之刮刀压力Since1984表面组装技术(SMT)基础培训对于SMT工艺一般要求印刷刮板压力在3-5kg之间。SMT印刷工艺之刮刀压力Since1984表面组装技术(SMT)基础培训沾污，造成锡珠等缺陷；锡膏成型差；清洗频率增加钢网上面刷不干净；锡膏成型差；少锡、缺印SMT印刷工艺之清洗Since1984表面组装技术(SMT)基础培训锡膏不滚动,网孔填充不量,锡膏漏印或缺损SMT印刷工艺之印刷速度Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT印刷工艺之印刷速度印刷速度：12.7mm/s~203.2mm/s，具体参数取决于刮板压力和钎料膏的物理性能Since1984表面组装技术(SMT)基础培训脱模速度0.8m