SMT工艺实训

SMT工艺实训王薇概述电子产品的微型化和集成化是当代电子科技革命的重要标志，也是未来发展的方向。日新月异的高性能、高可靠、高集成、微型化、轻型化的电子产品，正在改变我们的生活，促进人类文明的进程。而这一切都要求元器件安装工艺的改革。20世纪70年代问世，80年代成熟的表面安装技术(SurfaceMountingTechnology，简称SMT)，是实现电子产品微型化和集成化的关键。该系统将复杂的工艺过程简单化，神秘的设备表面化，使学生在极短的时间里掌握SMT的基本工作过程，并亲自动手实践，完成实用小产品的制作（FM自动跟踪耳塞收音机）。一、实训目的1、掌握SMT元器件的分类与认知2、掌握SMT印制板设计与制作技术，了解SMT的特点3、学习SMT工艺流程，熟悉它的基本工艺过程，掌握最基本的操作技能二、实训目标通过本次的全程训练过程，由学生完成从电路印制电路板设计与制造直到元器件检测、焊接、安装、调试的产品设计制造全过程，使学生掌握电子产品的制造过程，掌握先进的表面贴装技术，达到培养同学们创新精神、电子产品的开发能力以及工程实践能力的目的。三、实训设备1、计算机及打印机2、裁板机3、热转印机4、焊膏印刷机5、再流焊机6、腐蚀箱7、视频钻8、适合练习手工焊接SMT电路板的电烙铁四、SMT介绍(SurfaceMountingTechnology)安装/组装/贴装/封装/黏著/着装/实装现代电子制造技术关注科技前沿志在世界一流SMT?（1）SMT优点组装密度高、产品体积小、重量轻。一般体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%可靠性高，抗振能力强。高频特性好，减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率。实际样品比较1/8普通电阻0603电阻火柴/蚂蚁/SMC◆IT是朝阳产业，电子制造业是IT的核心◆人类对产品小型化，多功能的追求无止境。例笔记本电脑◆硅片－－10年接口/功率电路SMT与时俱进(2)SMT发展前景（3）SMT组成SMT检测（AOIX）工艺与设备★贴片★点胶印刷★焊接波峰焊/再流焊返修清洗印制板SMB基础元器件SMC/SMD封装、安装性能材料粘结、焊接、清洗等生产线防护与环保表面贴装元件SMC(SMD)SMB（～board）表面贴装对PCB的要求比THT高一个数量级以上·外观要求高·热膨胀系数小，导热系数高·耐热性要求·铜箔的粘合强度高·抗弯曲强度：·电性能要求：介电常数，绝缘性能·耐清洗表面贴装元件的标识◆数码标记法：三位数字，不标单位。单位电阻为Ω，电容为pF。前两位数字表示有效数字，第三位为应乘“10”的指数”。但第三位数字为“9”，表示10－1。如：电阻标有331表示：33×101=330Ω电阻标有154表示：15×104=150KΩ电容标有630表示：63×100pF＝63pF而：109表示：10×10－1pF＝1pF表面贴装元件的包装形式带式、管式、散装、托盘式五、实训步骤1.SMT的工艺流程再流焊工艺计算机制图－打印在蜡纸上－热转印－腐蚀印制板－施加焊膏－修版－贴装元器件－再流焊－检验－修整焊盘焊膏2.印制板图热转印①将印有印制板图的蜡纸固定在覆铜板上；②启动热转印机，按“加热”键并调整温度在130－140℃；③按“转速”键，使转印机压轮正转。注意：转印时有铜的面朝上。3.腐蚀印制板①在腐蚀箱中加入适量Fecl3(带手套)，并加入40℃的水；②打开气泵，将待腐蚀印制板放入腐蚀箱；③观察腐蚀情况；④取出后用清水清洗，并用“慢干水”清洗油墨。4.印刷工艺及施涂贴片胶工艺①焊膏印刷目的：通过丝网漏印的方法使焊锡膏黏合到焊盘上，达到机械和电气性能连接。②印刷原理：焊膏（贴片胶）是触变流体，具有黏性。当刮刀以一定速度和角度向前移动，对焊膏产生一定的压力，推动焊膏在刮刀前滚动，同时将焊膏挤压注入模板的漏孔中。③印刷步骤：a.固定电路板:将电路板固定在定位针上。将模板放平，压在电路板上。通过小孔观察，发现每个小孔下面都有一个亮点，并且这些亮点充满每个小孔，说明小孔和焊盘对应很准确。发现亮点没有充满整个小孔，说明电路板没放准或托板没调正。b.准备焊锡膏：因为焊锡膏需要冷藏，使用前要将焊锡膏提前6小时取出，让焊膏恢复常温。时间的长或短都将影响焊接效果。c.刮焊锡膏：焊锡膏在刮板上的宽度应比模板上略宽。刮锡时，刮板起始角度约为60°，在刮焊锡膏的过程中角度逐渐变小，到印制板末端时角度约为30°，以使每个焊盘上焊膏均匀、相等。当刮刀以一定速度和角度向前移动，对焊膏产生一定的压力，推动焊膏在刮刀前滚动，同时将焊膏挤压注入模板的漏孔中。d.刮好焊膏后，用镊子取出印制板，放在一托盘中，且勿手摸。因为焊盘上焊膏很少，很容易被擦掉，使元件无法焊接。在刮电路板的过程中应经常用铁板尺等物体将焊膏向一起汇聚。注意：可将待印板粘在一大板子上，反复调节大板子使焊盘对准漏孔处.12345678912131410111.平衡砣2.模板支架紧固栓3.螺母14.螺母25.螺母3（里面）6.模板支架7.左右调节旋钮8.底座9.可移动平台10.前后调节旋钮11.木制托板12.模板13.模板紧固螺母14.立柱(1、2)5.贴片工艺贴片原理和过程原理：用镊子把元器件从包装中取出，并贴放到印制板相应的位置上。注意：有字的一面朝上，可用放大镜进行操作。本收音机共有贴片元件23个，每一个元件都有一张图纸和其对应，图纸上有一红色标记，标出本元件应该贴装的位置。所有元件分为电阻、电容、三极管、集成电路四种类型。a.贴装电阻时注意：它分为两面，一面为标注阻值，另一面为白色没有任何标记，有标注一面向上贴装，以备检查。b.贴装电容时注意：因为电容是没有极性，没有标注，而且大小、颜色都非常相似，所以贴装时一定注意。如果贴错，很难检查出问题。c.三极管只要按图纸相应位置贴好。d.贴装集成电路时注意：应注意集成电路标记和图纸标记对应，一次贴好，如果没放正，要垂直拿起重新贴放，不要直接挪动，以免造成短路。e.了解几种元器件贴装的注意事项后，可以开始贴片。本步操作为流水线的形式，23个元件和图纸按从1号到23号的顺序排列好，配套的图纸上明显标出23个元件的排列顺序。刮好焊锡膏的同学按从1号到23号的顺序贴好每一个元件。注意检查：23个元件贴好以后，用放大镜台灯观察元件有没有贴错、贴反、贴斜。检查无误后放入再流焊机。6.再流焊工艺①作用：焊接表面贴装元器件的设备表面安装技术中，表贴元器件的钎焊是通过再流焊完成。组成该系统的再流焊机采用先进的强制热风与红外混合加热方式，实现绝对静止状态下的焊接，具有预热时间短、内腔不易污染、能耗低、体积小、操作简便的特点。②基本结构炉体、上下加热源、空气循环装置、冷却装置、排风装置、温度控制装置以及计算机控制系统。③再流焊炉的主要技术指标a温度控制精度：应达到±0.1—0.2℃；b温度曲线测试功能：如果设备无此配置，应外购温度曲线采集器；c最高加热温度：一般为210—230℃，如果考虑无铅焊料或金属基板，应选择350℃以上。d加热区数量和长度：加热区数量越多、加热区长度越长，越容易调整和控制温度曲线。一般中小批量生产选择3—5温区即能满足要求。温度曲线的设置（分预热－焊接－达到设置温度自动下降）④工作过程：本再流焊机工件盘为抽屉式结构，将已贴装好的电路板置入工件盘，按“再流焊”键，工件即自动进入加热炉内，按设定的工艺条件依次完成预热、焊接和冷却后自动从加热炉内退出。整个过程约5分钟。参数设置：再流焊机需要设置的参数有：预热设置和再流设置的温度、时间参数。右边按键中，中间的圆键为确认键，上、下三角键用来增、减数值的大小，左、右三角键用来选择要修改的位。实测温度显示框不需设置。000实测温度预热设置再流设置60230120160⑤焊接操作a.接通电源b.检查工艺设置的“温度”、“时间”是否正确c.检查机身后上方的两个输入风机，机身前端两侧的冷却风机是否正常。d.按“焊接”键进行工艺周期检查。温度在±2℃为正常，时间是倒计时。当第一声鸣叫时，表示焊接加热结束。在冷却至120℃左右时鸣叫第二声，工具盘即自动退出。一般检查2—3个循环周期，这有利于机器的热稳定。e.上述各项正常后，即可将待焊的电路板放置工件盘内，开始焊接工作。在批量生产的最初阶段，进行试焊是必要的，以找到最佳的工艺条件。f.在焊接过程中，如有特殊情况，需要中断，可按“停止”键，工件盘即自动退出。在冷却过程中，若要提前结束冷却，可按“进入／退出”键，工件盘可立即退出。g.关机后，请将插头从电源插座中拔出。7.手工焊、修板、返修工艺①应用场合•再流焊、波峰焊、清洗后元件补焊；•样机焊接；•检验:开路、桥接、虚焊等焊点缺陷修复•需要更换元器件时。②手工焊、修板及返修工艺要求•操作人员应带防静电腕带。•一般要求采用防静电恒温烙铁，采用普通烙铁时必须接地良好，•修理SMC元件时应采用15—20W小功率烙铁。烙铁头温度控制在265℃以下；•焊接时不允许直接加热SMC元件的焊端和元器件引脚的脚跟以上部位，焊接时间不超过3s/次，同一焊点不超过2次。以免受热冲击损坏元器件。•烙铁头始终保持光滑，无钩、无刺。•烙铁头不得重触焊盘，不要反复长时间在一焊点加热，对同一焊点，如第一次未焊妥，要稍许停留，再进行焊接。•不得划破焊盘及导线。•拆卸SMD器件时，应等到全部引脚完全融化时再取下器件，以防破坏器件的共面性。•焊剂和焊料的材料要与再流焊时一致或匹配（例如采用免清洗或水清洗时焊接材料一定不能混淆）。注意：烙铁头可凿形也可扁平形。