smt-表面贴装技术[1]

表面贴装技术SMTSURFACEMOUNTTECHNOLOGYSMT:PCB上无需通孔,直接将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术表面贴装技术SMT的组成装联设备装联工艺表面贴装元器件.流程简介简易流程图示：印刷锡膏装贴元件炉前QC回流焊外观QC转下道工序OKOKOKOKOKNGNGNGPCB板第一篇元器件SMC-SURFACEMOUNTCOMPONENT主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。SMD-SURFACEMOUNTDEVICE主要有片式晶体管和集成电路，集成电路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP、FC、MCM等。1.连接件(Interconnect)：提供机械与电气连接/断开，由连接插头和插座组成，将电缆、支架、机箱或其它PCB与PCB连接起来；可是与板的实际连接必须是通过表面贴装型接触。2.有源电子元件(Active)：在模拟或数字电路中，可以自己控制电压和电流，以产生增益或开关作用，即对施加信号有反应，可以改变自己的基本特性。3.无源电子元件(Inactive)：当施以电信号时不改变本身特性，即提供简单的、可重复的反应。4.异型电子元件(Odd-form)：其几何形状因素是奇特的，但不必是独特的。因此必须用手工贴装，其外壳(与其基本功能成对比)形状是不标准的，例如：许多变压器、混合电路结构、风扇、机械开关块，等。例:一.元器件的识别电容（CAPACITOR）电阻（RESISTOR）电感（INDUCTOR）其它器件1.电容（CAPACITOR）1)种类：瓷介电容、铝电解电容、钽电容…2）规格1in=25.4mm英制in04*0206*0308051206SI制mm10*0516*08212532163)容量单位:1UF=103NF=106PF标识:ABC=AB*10C103=10*103PF4)误差:J±5%K±10%M±20%5)网络电容CN(CapacitorNetworks)例1:TDKC2012PH1H300J.尺寸温度特性耐压标称容量容量偏差注:耐压1C-16V1E-25V1H-50V容量偏差C±0.25PFD±0.5PFF-±1.0PFJ±5%K±10%M±20%6)特性(温度):特性符号标准(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.电阻（RESISTOR）1）种类：瓷片电阻、碳膜电阻、陶瓷电阻、电位器…2）规格：见电容规格3）阻值单位:1MΩ=103KΩ=106Ω4)误差:F±1%G±2%J±5%K±10%O跨接电阻5）跳线电阻JUMP6)网络电阻RN：ResistorNetworks7)标识:数字普通电阻ABC=AB*10CΩ精密电阻ABCD=ABC*10DΩ色环色环黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银数值012345678910-110-2误差%±1±2±0.5±0.25±0.1+50-20±5%±10%例2：RR1206561J.种类尺寸、功耗标称阻值允许偏差3.电感（INDUCTOR）绕线形片式电感器1H=103mH=106uH多层形片式电感器片式磁珠（ChipBead）CBG1608U050T（B）产品代码规格尺寸材料代码阻抗（100MHZ）包装方式4.其它器件第二篇印刷技术锡膏Solderpaste丝印模板Stencils丝印刮刀Squeegees网版印刷术语1开孔面积百分率openmeshareapercentage丝网所有网孔的面积与相应的丝网总面积之比,用百分数表示。2模版开孔面积openstencilarea丝网印刷模版上所有图像区域面积的总和。3网框外尺寸outerframedimension在网框水平位置上，测得包括网框上所有部件在内的长与宽的乘积。4印刷头printinghead印刷机上通过靠着印版动作、为焊膏或胶水转移提供必要压力的部件。5焊膏或胶水印刷过程中敷附于PCB板上的物质。6印刷面printingside(lowerside)丝网印版的底面，即焊膏或胶水与PCB板相接触的一面。网版印刷术语7丝网screenmesh一种带有排列规则、大小相同的开孔的丝网印刷模版的载体。8丝网印刷screenprinting使用印刷区域呈筛网状开孔印版的漏印方式。9印刷网框screenprintingframe固定并支撑丝网印刷模版载体的框架装置。10离网snap-off印刷过程中，丝网印版与附着于PCB板上的焊膏或胶水的脱离。11刮刀squeegee在丝网印刷中，迫使丝网印版紧靠PCB板，并使焊膏或胶水透过丝网印版的开孔转移到PCB板上，同时刮除印版上多余焊膏或胶水的装置。网版印刷术语12刮刀角度squeegeeangle刮刀的切线方向与PCB板水平面或与压印辊接触点的切线之间的夹角，在刮刀定位后非受力或非运动的状态下测得。13刮刀squeegeeblade刮刀的刀状部分，直接作用于印版上的印刷焊膏或胶水，使焊膏或胶水附着在PCB板上。14刮区squeegeeingarea刮刀在印版上刮墨运行的区域。15刮刀相对压力squeegeepressure,relative刮刀在某一段行程内作用于印版上的线性压力除以这段行程的长度。16丝网厚度thicknessofmesh丝网模版载体上下两面之间的距离。一.锡膏Solderpaste1）作用：焊接前有一定的粘性，使元器件在贴片过程中黏结在PCB焊盘上；焊接后完成PCB焊盘与元器件电极之间的物理、电器连接。2)成分组成主要成分功能合金焊料粉铅Pb、锡Sn元器件和电路之间的物理、电气连接焊剂系统焊剂粘接剂活化剂溶剂松香、合成树脂松香、松香脂、聚丁烯硬脂酸、盐酸、联氨、三乙醇胺等甘油、乙二醇帮助印刷成型、脱模,除去元件引脚、焊盘和锡珠上的氧化物等3）分级(1mm=1x10-3mm,1thou=1x10-3inches,25mm=1thou)4)粘度(500kcps~1200kcps)5).焊膏的使用与保管a.焊膏必须以密封状态在2～10℃条件下存储。如果温度升高，焊膏中的合金粉末和焊剂化学反应后，使其粘度上升而影响其印刷性；如果温度过低（0℃以下）焊剂中的松香成分会发生结晶想象，使焊膏状态恶化。b.焊膏从冰箱里取出来后不能直接使用，必须在室温下回温，待焊膏温度达到室温后方可打开容器盖，以防止空气中的水汽凝结而混入其中。回温时间是4～8小时，至少要2小时，切不可用加温方法使其回温，这样会使焊膏性能劣化。c.使用前应用刮刀或不锈钢棒等工具充分搅拌，使焊膏内合金粉颗粒均匀一致并保持良好的粘度，搅拌时间为2～3分钟，搅拌使朝一个方向。d.添加完焊膏后，应该盖好容器盖。e.如果印刷间隔时间超过1小时，须将焊膏从模板上拭去，将焊膏回收到当天使用的容器中以防止焊膏的焊剂中易挥发组成物质逐渐减少，使其粘度增大，相关性能改变。（免清洗焊膏不能使用回收的焊膏）f.焊膏被印刷到PCB板上后，放置与室温下时间过久会由于溶剂挥发，吸收水分因素造成性能劣化，因而要缩短进入回流焊的等待时间，尽量在4小时内完成。g.焊膏印刷环境最好在25±3℃，相对湿度在65%以下。6）几种常见的锡膏松香型锡膏水溶性锡膏免清洗低残留物锡膏无铅锡膏二.印刷模板StencilsSMT印刷模板制造方法1.化学蚀刻2.激光切割3.电铸法现常用激光切割制造印刷模板三.丝印机手工印刷机半自动印刷机全自动印刷机1.刮刀Squeegees1).刮刀的两种形式：菱形和拖裙形，拖裙形分成聚乙烯(或类似)材料和金属。60~65shoreverysoft红色70~75shoresoft绿色80~85shorehard蓝色90+shoreveryhard白色2).刮刀压力的经验公式在金属模板上使用蓝色刮板，为了得到正确的压力，开始时在每50mm的刮板长度上施加1kg压力，例如300mm的刮板施加6kg的压力，逐步减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，然后再增加1kg压力。在锡膏刮不干净开始到刮板沉入丝孔内挖出锡膏之间，应该有1~2kg的可接受范围都可以到达好的丝印效果。2.丝印速度丝印速度的经验公式对PCB上最密元件引脚的每thou长度，可以允许每秒1mm的最大速度最密引脚间隔最小丝孔最大丝印速度50thou25thou每秒50mm25thou12.5thou每秒25mm16thou8thou每秒16mm四.SMT焊膏印刷的品质控制1.焊膏印刷的常见缺陷A.少印B.连印C.错印D.凹形E.边缘不齐F.拉尖G.塌落H.玷污2.影响印刷效果的因素主要有：A.印刷设备的精度B.PCB板焊盘的设计C.印刷模板的设计与制作D.焊膏的成份及使用E.印刷时PCB板的平整度和光洁度F.工艺参数的调整五.焊膏印刷过程中的工艺控制涂敷焊膏的基本要求：A.涂敷焊膏应适量均匀，一致性好，焊膏图形清晰，相邻的图形之间尽量不要沾连，焊膏图形与焊盘图形要一致尽量不要错位。B.在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应该为0.8mg/平方mm左右，对窄间距的元件应为0.5mg/平方mm。C.涂敷在PCB焊盘上的焊膏量与期望值比较，可允许有一定的偏差，但焊膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上。五.焊膏印刷过程中的工艺控制D.焊膏涂敷后，应无严重塌落，边缘整齐，错位不大于0.2mm，对窄间距元件焊盘，错位不大于0.1mm，PCB不允许被焊膏污染。第三篇贴装技术贴片机1.贴片机类型a.动臂式贴片机具有较好的灵活性和精度，适用于大部分元件，高精度机器一般都是这种类型，但其速度无法与复合式、转盘式和大型平行系统相比。可分为单臂式和多臂式1.贴片机类型b.复合式贴片机复合式机器是从动臂式机器发展而来，它集合了转盘式和动臂式的特点，在动臂上安装有转盘,如Simens最新推出的HS50机器就安装有4个这样的旋转头，贴装速度可达每小时5万片1.贴片机类型c.转盘式贴片机转盘式机器由于拾取元件和贴片动作同时进行，使得贴片速度大幅度提高,如松下公司的MSH3机器贴装速度可达到0.075秒/片FUJICP61.贴片机类型d.大型平行系统大型平行系统由一系列的小型独立组装机组成。各自有丝杠定位系统机械手，机械手带有摄象机和安装头。如PHILIPS公司的FCM机器有16个安装头，实现了0.0375秒/片的贴装速度，但就每个安装头而言，贴装速度在0.6秒/片左右2.视觉系统1)俯视摄像机(CCD)2)仰视摄像机(CCD)3)头部摄像机(Line-sensor)4)激光对齐3.送料系统1)带式(TAPE)2)盘式(TRAY)3)散装式(BLUK)4)管式(STICK)4.灵活性柔性制造系统(FMS)。第四篇焊接技术手工焊接波峰焊接再流焊接传导对流辐射常见术语解释1.焊接:依靠液态焊料添满母材的间隙并与之形成金属结合的一种过程2.润湿:熔融焊料在被焊金属表面上形成均匀、平滑、连续并且附着牢固的合金过程手工焊接过程：快速地把加热和上锡的烙铁头接触带芯锡线(coredwire)，然后接触焊接点区域，用熔化的焊锡帮助从烙铁到工件的最初的热传导。然后把锡线移开将要接触焊接表面的烙铁头。焊接温度：焊锡的液化温度之上大约100°F。焊接时间：大约3秒钟波峰焊接波峰焊：将熔融的液态焊料，借助与泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插/贴装了元器件的PCB置于传送链上，经特定角度及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程一．波峰焊接主要材料1.