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SMT技術簡介製作人:張偉浩功能强大的Word！課程内容•SMT的定義•SMT主要包含的內容•本廠所使用的SMT技術與設備•常見的黏著問題發生與改善功能强大的Word！電子組裝技術的發展•隨著電子元器件的小型化、高集成度的發展，電子組裝技術也經曆了以下幾個發展階段：•手工(50年代)→半自動插裝浸焊(60年代)→全自動插裝波峰焊(70年代)→SMT(80年代)→窄間距SMT(90年代)→超窄間距SMT功能强大的Word！•SMT是從厚、薄膜混合電路、演變發展而來的•美國是世界上SMD與SMT最早起源的國家•日本在SMT方面處於世界領先地位•我國的SMT起步於20世紀80年代初SMT的發展概況功能强大的Word！•什麼是SMT•SMT有何特點•為什麼要用SMT技術•SMT發展趨勢SMT的定義功能强大的Word！什麼是SMT•SMT（SurfaceMountingTechnology）就是表面封裝技術或稱為表面黏著技術，是目前電子組裝行業裡面最常用的一種技術和工藝。•SMT的主要內容包括:1.SMD(Device)表面黏著元件2.貼裝設備3.焊接設備4.其他組裝輔助設備及材料等等内容的綜合系统技術。功能强大的Word！SMT有何特點1、組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插装元件的1/10左右，一般採用SMT之後，電子產品的體積可以缩小40%~60%，重量減輕60%~80%。2、可靠性高、抗振能力强。焊點的缺陷率低3、高频特性好。減少了電磁的干擾4、易於實現自動化，提高生產效率。降低成本達30%~50%。節省材料、能源、人力、時間等功能强大的Word！為什麼要用SMT技術1、電子產品追求精緻化迷你化,以前使用的穿孔插件的電子元件已無法縮小2、電子產品的功能更完整,半導體材料的運用,積體電路(IC)的開發減少穿孔元件，特别是大規模、高密度IC，不得不採用SMD3、產品批量化，生產自動化，降低成本提高產量及品質，增加市場的競爭力功能强大的Word！SMT的發展趨勢•據飛利浦公司預測,到2010年全球範圍插裝元器件的使用率將下降到10%,SMC/SMD將上升到90%左右.(目前,日本已到這個水平)•SMT是電子裝聯技術的發展方向,SMT已成為世界電子整機組裝技術的主流功能强大的Word！SMD(SurfaceMountingDevice)表面黏著元件•晶片元件---電阻,電容,二極體…等•IC---CSP,TSOP,SOP,BGA,QFP…各種封裝方式的IC•異形元件---連接器。功能强大的Word！元器件發展動態-11)SMC----片式元件向小型薄型發展其尺寸從1206(3.3×1.6mm)→0805(2.0×1.25mm)→0603(1.6×0.8mm)→0402(1.0×0.5mm)→0201(0.6×0.3mm)最新推出01005(0.4×0.2mm)預計2010年0402(1.0×0.5mm)→將向03015(0.3×0.15mm)發展功能强大的Word！元器件發展動態-22)SMD---表面組裝器件向小型、薄型和窄引腳間距發展功能强大的Word！窄間距技術(FPT)是SMT發展的必然趨勢•FPT是指將引腳間距在0.635-0.3mm之間的SMD和長×寬≤1.6mm×0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術•由於電子產品多功能小型化促使半導體集成電路的集成度越來越高，SMC越來越小，SMD的引腳間距也越來越窄，目前0.635mm和0.5mm引腳間距的QFP已成為工業和軍用電子裝備中的通用器件功能强大的Word！貼裝設備將SMD表面黏著元件正確放置在印刷電路板上的設備主要構造:1.吸取零件移動2.視覺校正處理3.補正之裝著4.X,Y檯面移動5.送出裝著完成的基板功能强大的Word！貼片機分類按貼片方式可分為：•順序式•同時式•在線式國內普便使用是順序式貼裝設備M1貼片機Fuji143E貼片機功能强大的Word！焊接設備•定義:通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釺焊料,實現表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連結的軟釺焊•影響焊接效果的主要因素包括：元件的可焊性、焊料的性能和給PCB板提供的熱量。為了給PCB板提供適當且足够的熱量,就需要準確的控制加熱溫度與時間功能强大的Word！焊接設備•以加熱方式分類a.熱風對流回流焊.b.紅外線輻射回流焊c.激光加熱回流焊•以加熱溫區分類a.SMT-A線的為上十下九十九溫區b.SMT-B線的為上五下五十溫區功能强大的Word！焊接設備-SMT-A內部結構示意圖外觀示意圖功能强大的Word！焊接設備-SMT-B內部結構示意圖外觀示意圖功能强大的Word！回流焊的原理•回流焊的原理：當PCB進入升溫區(干燥區)時,焊膏中的溶劑、氣體蒸發掉,焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤,將焊盤、元件焊端與氧氣隔離;PCB進入保溫區時,使PCB和元器件得到充分的預熱,以防PCB突然進入焊接高溫區而損壞PCB和元器件;在助焊劑活化區,焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元件焊端,並清洗氧化層;當PCB進入焊接區時,溫度迅速上升使焊盤達到熔化狀態,液態焊錫潤濕PCB的焊盤、元件焊端,同時發生擴散、溶解、冶金結合,漫流或回流混合形成焊錫接點;PCB進入冷卻區,使焊點凝固.此時完成了回流焊.功能强大的Word！回流焊工藝特點•自定位效應(Selfalignment)---當元器件貼放位置有一定偏離時,由於熔融焊料表面張力作用,當其全部焊端或引腳與相應焊盤同時被潤濕時,在表面張力作用下,自動被拉回到近目標位置的現象.功能强大的Word！溫度曲線圖•迴流焊的過程包括升温、恆温、焊接、冷却四個階段，表現在温度曲線上即為升温區、恆温區、焊接區、冷却區，對每種PCB板確定每一個溫區的工作參數，開發合理的溫度曲線,保證每個區的温度與時間達到最佳配置功能强大的Word！無鉛焊接溫度曲線技術規範說明:1.常溫至150℃的升溫速率為1~4℃/sec2.預熱溫度150~180℃，時間約60~90sec3.220℃以上保持20~40sec；峰值溫度為230~240℃之間4.焊接制程冷卻速率為2~10℃/sec功能强大的Word！組裝輔助設備,材料•錫膏印刷機•錫膏攪拌機•焊接材料•PCB供給裝置•塗膠機•清洗機•PCB卸載裝置功能强大的Word！錫膏印刷機-1機台分類：A.手動；B.半自動；C.全自動；功能强大的Word！錫膏印刷機-2機台參數：1.使用氣壓(5~6kg/c㎡)2.刮刀與鋼網的角度(60~75度)3.刮刀壓力(4~5kg/c㎡)4.刮刀移動速度(10~150mm/sec)5.鋼板脫離的速度功能强大的Word！焊接材料-1錫膏:是一種錫鉛合金球狀顆粒與助焊劑的混合物.助焊劑:其主要成分是松香樹脂,具有易揮發性.a.作用:清潔潤濕表面,防止再度氧化,降低表面擴張力.b.分類:有機酸系列,無機酸系列,樹脂系列等.我司現在使用的是TAMURATLF-204-93K.a.其成份為:SnAg3.0Cu0.5.b.錫鉛粉末粒度為:20-41um.c.錫鉛粉末的形狀為:球形顆粒狀.d.熔點:227℃.功能强大的Word！焊接材料-2錫膏分類1.按成份來分：a.有鉛錫膏(Sn63/Pb37)b.無鉛錫膏(Sn3.0Ag/0.5Cu)2.按溶融點來分：a.低溫焊錫(74~177)b.一般焊錫(183)c.高溫焊錫(217~305)注：溶融點溫度與錫鉛的含量有關功能强大的Word！无铅焊接材料-1•目前應用最多的用於回流焊的無鉛焊料是三元共晶或近共晶形式的Sn-Ag-Cu焊料.Sn(3~4)wt%Ag(0.5~0.7)wt%Cu是可接受的範圍,其熔點為217℃左右.•美國采用Sn3.9Agwt%0.6wt%Cu無鉛合金•歐洲采用Sn3.8Agwt%0.7wt%Cu無鉛合金•日本采用Sn3.0Agwt%0.5wt%Cu無鉛合金•Sn-0.7Cu-Ni焊料合金用於波峰焊.其熔點為227℃•手工電烙鐵焊大多采用Sn-Cu、Sn-Ag或Sn-Ag-Cu焊料功能强大的Word！无铅焊接材料-2合金成份熔點(℃)Sn-37Pb(傳統)183Sn-58Bi138Sn-20In-2.8Ag179-189Sn-10Bi-5Zn168-190Sn-8.8Zn198.5Sn-3.5Ag-4.8Bi205-210Sn-7.5Bi-2Ag-0.5Cu213-218Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7217-218Sn-3.5Ag-1.5In218Sn96.5\Ag3.0\Cu0.5216-220Sn-3.5Ag221Sn-2Ag221-226Sn-0.7Cu-Ni(用於波峰焊)227Sn-5Sb232-240功能强大的Word！有铅和无铅锡膏性能对比合金成份密度g\m㎡熔點℃膨脹系數熱傳導率電導率%IACS電阻系數M-cm表面張力260℃mNmSn63\Pb378.518323.95011.515481Sn\Ag3.8\Cu0.77.521723.573.215.611548小好小好小好大好大好小好小好×10-6WmK-1-1Ω-1功能强大的Word！錫膏的管制與使用1.環境對錫膏的影響錫膏對高溫,低溫及濕度非常敏感,一旦受到這些因素的影響它的壽命和性能就會大大的下降.高溫:30℃以上過熱導致助焊劑與錫膏本身分離,然后會改變錫膏的流動性,造成印刷不良低溫:0℃度以下,會造成助焊劑的沉澱,降低焊接性濕度:所有的錫膏都有吸濕性,如果吸濕過多,在使用時就會給其焊接時帶來一系列品質間題:如空焊,錫珠,焊接強度不良等功能强大的Word！錫膏的管制與使用2.儲存環境：a.0~10℃3.使用環境：a.溫度：25±5℃b.濕度：40~60%RH4.使用條件：a.回溫4~8小時b.攪拌1~3分鐘功能强大的Word！紅膠的使用與管制•主要成份：環氧樹脂•硬化條件為:a.150℃時間在60-90Sb.120℃時間在150-180S.•紅膠的管制與錫膏類似,保存期限六個月•我司現用為富士公司生產型號為NE8800K功能强大的Word！錫膏與紅膠的儲存圖片紅膠錫膏功能强大的Word！SMT常見的焊接缺陷•印刷不良所造成的缺陷•回流焊缺陷分析及預防對策功能强大的Word！印刷不良所造成的缺陷不良分類不良名詞過回焊後不良現象位置的不良印量不夠斷路(接點斷開)印刷偏位膜厚過厚/不足錫橋印刷量的不良錫橋錫角其它形式偏位坍陷錫球功能强大的Word！回流焊缺陷分析及预防对策1)焊膏熔化不完全10)元件裂紋缺損2)潤濕不良11)元件端頭鍍層剝落3)焊料量不足與虛焊12)元件側立4)立碑和移位13)元件貼反5)焊點橋接或短路14)冷焊、焊點攏動6)焊錫球15)焊錫裂紋7)氣孔、空洞16)焊盤露銅8)吸料現象17)爆米花現象9)錫絲18)其它功能强大的Word！回流焊缺陷分析及预防对策1焊膏熔化不完全---全部或局部焊點周圍有未溶化的殘留焊膏焊膏熔化不完全的原因分析預防對策a.溫度低---回流焊峰值溫度低或再流時間短,造成焊膏熔化不充分調整溫度曲線,峰值溫度一般定在比焊膏熔點高30℃~40℃左右,回流時間為30S-60Sb.回流焊爐---橫向溫度不均勻.一般發生在爐體較窄,保溫不良的設備適當提高峰值溫度或延長回流時間.儘量將PCB放置在爐子中間部位進行焊接c.PCB設計---當焊膏熔化不完全發生在大焊點,大元件,以及大元件周圍,或印制板背面有大器件1.儘量將大元件布在PCB的同一面,確實排布不開時,應交錯排布2.適當提高峰值溫度或延長回流時間d.紅外爐---深顏色吸熱多,黑色比白色約高30℃~40℃,PCB上溫差大為了使深顏色周圍的焊點和大體積元器件達到焊接溫度,必須提高焊拉溫度e.焊膏質量問題---金屬粉含氧量高;助焊性能差;或焊膏使用不當;沒有回溫或使用回收與過期失效焊膏不使用劣質焊膏;制訂焊膏使用管理制度;如在有效期內使用;從冰箱取出焊膏,達到室溫後地能打開容器蓋;回收的焊膏不能與新