SMT焊接工艺过程

1恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT焊接工艺过程编制：吴凤宪日期：2013-11-162恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0目录什么是SMTSMT工艺流程SMT工序讲解SMT供应商设备能力对比SMTIC封装SMT常用名词中英文对照表SMT常用分析及实验检测方法当前SMT试产常见问题3恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0什么是SMT？4恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT(SurfaceMountingTechnology)表面粘着技术/表面贴装技术5恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT发展历史起源于1960年中期军用电子及航空电子1970年早期SMD的出现开创了SMT应用另一新的里程碑1970年代末期SMT在计算机制造业开始应用.今天,SMT已广泛应用于医疗电子,航天电子及信息产业SMT特点组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片组件的体积和重量只有传统插装组件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%-60%，重量减轻60%-80%；可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低；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；降低成本达30%-50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等；6恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT名词解释SMT=Surfacemounttechnology(表面粘贴技术)，通过一定的工艺过程，将零件贴于PCB表面，以达成既定的机械性能和电器性能；SMD--SurfaceMountingDevice(表面粘着设备)；SMC--SurfaceMountingComponent(表面粘着组件)；SMT生产流程为:PCB+电子零件=PCBA的过程；PCB--PrintedCircuitBoard(印刷电路板)；PCBA--PrintedCircuitBoardAssembly(印刷电路板组装)；7恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT车间现场8恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT工艺流程9恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0ICT终检OQC(Packing)插件助焊剂喷涂波峰焊接检验Pre-AOI回流炉高速机SPI印刷机送板机泛用机Post-AOI分板10恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0送板：将PCB依序自动送入锡膏印刷机LoadSPIPick&PlacePre-AOIReflowPost-AOISolderPrint锡膏印刷：使用钢板将锡膏均匀的涂覆到PCB板PAD上锡膏检测机：全面检查锡膏印刷质量贴片：将Chip器件按照预定程序贴装至印刷后的PCB板上炉前检查：检查元器件自身外观及贴装置件质量回流焊接：热风+氮气，高温下熔融的焊膏将器件和PCB焊接炉后检查：全面检查元器件焊点外观质量WaveSolder波峰焊接：PCBA半成品插件后经过熔融的焊锡波峰焊接11恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0ICTRouterPacking在线测试：通过测试网络在线测试元器件的电气特性值包装：将良好的PCBA使用静电袋包裹，并装箱入库：将包装好的产品入库分板：使用分板或铣板机去除拼板PCBA的工艺边StockFQC终检：对产品进行全面的品质检查，包括外观、性能12恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT工序讲解13恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0将PCB依序送入锡膏印刷机；按要求粘贴PCBA追溯标签于PCB；人工放置PCB或采用自动送板机设备按放PCB于输送带上。送板14恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0SMT生产对PCB的要求光滑平整,不可有超出标准的翘曲或高低不平，同时基板不允许出现起层，超出标准的划伤和漏洞不良。PCB翘曲度是一个比值，是衡量器件或PCB板出厂或回流焊接过程中的翘曲程度。PCB的翘曲值(H)是PCB相对于基准水平面的的翘曲高度，翘曲度=H/L(其中L为PCB的对角线长度）。根据《刚性PCB检验规范及验收标准》，板厚≥1.6mm的SMT板，最大翘曲度允收标准为0.5%，同时最大弓曲变形量（翘曲高度）允收标准为≤1.5mm。基准水平面PCBL单板板的状况最大翘曲度D无SMT的板0.7％板厚1.6mm的SMT板0.7％板厚≥1.6mm的SMT板0.5％，同时最大弓曲变形量≤1.5mm混压板0.7%送板15恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0常见的PCB表面处理方式常见的PCB表面处理工艺有：热风整平（HASL，hotairsolderleveling），有机涂覆（OSP），化学镀镍/浸金(ENIG)，浸银，浸锡等。从焊后可靠性来讲，应该是OSP浸锡热风整平ENIG浸银。PCB设计DFM知识包含两方面的内容：PCB设计的DFM和PCBA的DFM两方面内容，当前主要考虑的是PCBA的DFM。PCBA的DFM内容当前主要包含以下内容：PCB的拼板设计、生产传送方向选择及工艺边、光学定位点、定位孔、器件布局、测试点、热设计等，具体要求请参考公司《HR-Q16949-08-03PCB设计规范》。举例如下：1.PCB测试点一般选用圆形实心焊盘，推荐使用直径1mm，最小直径为0.8mm。特殊的测试点，例如程序下载点、电源测试点推荐采用直径1.5mm，最小直径为1.2mm;2.除接口器件、V-CUT外，所有器件均需放在距板框2mm范围内。V-Cut设计按3mm来要求。送板16恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0当前公司常用追溯标签尺寸及碳带。送板PCBA常用追溯条码条码纸ERP条码纸尺寸对应碳带ERP备注83210000810*6831100001非耐高温，上海用83360010118*6831100001耐高温，上海用83200001120*6831100001非耐高温，昆达用83210000620*6831100001耐高温，上海用83210000730*4831100001耐高温，上海用83210000132*10831100001非耐高温，电通用83210000427*10831100001非耐高温，昆达用17恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0将锡膏印刷到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备；PCB上器件的焊接点，称之为焊盘（PAD）。刮刀推动挤压添加至钢网上的锡膏，将锡膏透过钢网开口印刷覆盖到PCB特定的焊盘上，再经过脱模动作，即完成锡膏印刷。SolderpasteSqueegeeStencil锡膏印刷18恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0锡膏锡膏成份：锡膏（主要）由锡粉、助焊剂组成；锡粉：焊接时金属成分，通常是由氮气雾化或转碟法制造，后经丝网筛选而成；助焊剂：主要由粘接剂（树脂），活化剂，触变剂，溶剂组成，它对锡膏从印刷到焊接整个过程起着至关重要的作用。各组成部分的作用：锡粉：导电、键接粘合剂（树脂）：主要起到加大锡膏粘附性，而且有保护和防止焊后PCB再度氧化的作用；该项成分对零件固定起到很重要的作用；活性剂：主要起到去除PCB铜膜焊盘表层及零件焊接部位的氧化物质的作用，同时具有降低锡、铅表面张力的功效；触变剂（抗垂流剂）：主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出现拖尾、粘连等现象的作用溶剂：焊剂组份的溶剂，在锡膏的搅拌过程中起调节均匀的作用，对焊锡膏的寿命有一定的影响；常见锡膏如下：有铅锡膏：63Sn/37Pb;无铅锡膏:96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu锡膏印刷19恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0锡膏的储存和使用：锡膏存储条件一般为温度0℃-10℃，相对湿度为20%-30%，有效期6个月。在使用时要注意几点（按照先进先出的原则）：A.保存的温度；B.使用前应先回温；C.使用前应先搅拌；D.尽量缩短进入回流焊的等待时间；E.开瓶24小时内必须使用完，否则做报废处理。影响锡膏印刷质量（高度、面积、体积）的主要因素：A.钢网：钢网厚度决定了印刷厚度，钢网开口壁的粗糙度决定了脱模质量；B.印刷速度：影响锡膏在钢网开口内的填充效果，一般在40-80MM/S；C.刮刀角度：影响锡膏在钢网开口内的填充效果，通常为60度；D.刮刀压力：影响锡膏在钢网开口内的填充效果，一般使用较硬的金属刮刀，设定刮刀压力，理想状态为在合适的速度及压力下把模板刮干净；E.脱模距离：影响锡膏脱模质量；F.脱模速度：影响锡膏脱模质量。锡膏印刷20恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0钢板的制作方法蚀刻：孔壁形状是中间小，两头大，制作时还要留下蚀刻余量。很容易使锡膏残留在模板孔壁上，印刷时造成锡膏侧面不齐，加工的误差大；激光切割：尺寸精密，重复性好，孔壁锡膏残留少，加工误差小；激光激光切割+电抛光：在激光的基础上加电解抛光,有效去除孔壁毛刺,使孔壁光滑,提高印刷质量；电铸：孔壁光滑,张力小,脱模顺畅;利于锡膏滚动,硬度比普通钢片增加30%,使用寿命可达到50万次,但成本较高，制造周期长，一次成功率低；蚀刻激光切割激光切割+电抛光锡膏印刷21恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0针对PCB上锡膏的印刷效果，进行品质检测；采用结构光（主流）或激光（非主流）等技术手段，利用三角量测原理，2D或3D高精度检测锡膏印刷的高度、面积、体积、和偏移量等数据加以分析，判定锡膏印刷品质。3D检测画面锡膏检测22恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0将表面组装元器件准确的贴装至PCB的固定位置上；贴片机是SMT过程中的第二个关键工站，零件贴片的精准度和操作人员的熟练度，直接影响产品的品质和产能效率；贴片吸嘴高速上料站feeder23恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0高速贴片机功用：实现chip类器件的自动贴装，例如R、L、C类器件等。贴片24恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0泛用机功用：实现finepitch连接器、IC和异形机构件自动贴装。贴片25恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0泛用机FEEDER贴片机内部示意图纸带料胶带料Feeder及料带识别贴片26恒润科技公司www.hirain.comConfidentialREV:V1.0表面贴装使用LCR器件介绍：LCR片式物料料带长度与数量对应表种类序号英制公制物料步距料带长度对应物料数量（80mm）备注片式电阻102010603241PCS204021005241PCS306031608421PCS408052012421PCS512063216421PCS612103225421PCS718124532421PCS820105025421PCS925126432421PCS片式电容104021005241PCS206031608421PCS308052012421PCS412063216421PCS512103