SMT表面贴装技术经典教程

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什么是SMTSince1984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Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT特点★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SMT印刷设备—丝印机半自动丝印机Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT印刷设备—丝印机全自动丝印机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0.8mm/s脱模速度0.2mm/sSMT印刷工艺之印刷脱模速度Since1984表面组装技术(SMT)基础培训原因：•模板清洗不足，焊膏留在孔内；•钢网上焊膏不足；•经过激光切割后的模板孔印板，被切割块没有完全分离；•焊膏中有较大尺寸的金属粉末颗粒，造成细间距版孔堵塞；•焊膏粘度问题，在脱模时不能完全留在焊盘上；•刮刀磨损，导致局部压力不够而产生印刷不良。防止措施：•选用合适粘度以及粒度的锡膏；•模板清洗干净；•注意及时更换不能满足要求的设备;•减慢脱模速度。印刷不全（IncompleteSolderPaste）Since1984表面组装技术(SMT)基础培训产生原因：•初始的模板与焊盘未对准造成，或是由于印刷电路板的变化造成的；•装置本身的位置精度不好，工作台支撑电路板的时候并不一直在同一个位置；•由刮刀及其摩擦因素对网版形成的一种不良的侧拉力，致使焊膏印刷时进入网版开口部的均匀性差；•基板各尺寸的误差或是钢网制作时的误差防止措施：•一定注意对准网口与焊盘，并固定好；•采用高精度的印刷机。印刷偏移（PrintingExcursion）Since1984表面组装技术(SMT)基础培训原因：•钢网与PCB存在间隙，在很高的刮刀压力或速度综合作用下，焊膏渗漏下来，附着到钢网背面而产生桥连；•设计网板时，开口部与焊盘尺寸相比较大或相等，在大的焊膏压力作用下出现漫流而导致连接；•元器件贴装压力设置不当，增加焊盘之间焊膏量的扩展，产生焊膏桥连或漫流；•搅拌过度造成粘度低下或是锡膏本身粘度不够。防止措施：•钢网与PCB应该以最小压力紧密接触；•调整刮刀压力和速度；•选用钎料直径稍大的锡膏。锡膏桥连（Bridging）Since1984表面组装技术(SMT)基础培训产生原因：•钢网背面污染；•钢网与PCB存在大的间隙，在高的印刷压力及速度下造成渗漏；•锡膏流变性差，脱模后坍塌；•锡膏金属含量低，粘度低；•操作不慎。印刷污染（PrintingContamination）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-贴片Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT-贴片Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT-贴片Since1984表面组装技术(SMT)基础培训预热区的作用：将PCB温度从室温提升到预热温度。最佳升温速率：2℃/sec速率太大导致对PCB和元器件造成损害，容易发生助焊剂爆喷。加热速率通常受到元器件制造商推荐值的限制，一般最大4℃/sec，不超过2分钟。速率太小导致助焊剂溶剂挥发不完全。此阶段PCB上各元器件升温速率存在差异，PCB上存在温度梯度分布。SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训保温区/渗透区作用：使PCB各区域在进入焊接区前温度达到均匀一致；助焊剂得到足够蒸发；树脂、活性剂充分清理焊接区域，去除氧化膜。理想状态：温度均匀，焊盘、钎料球、元件引脚上的氧化膜均被清除保温区长度与PCB有关。SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训再流区作用：使钎料熔化并可靠的润湿被焊金属（焊盘、元件引脚）表面。温度设定：温度高时助焊剂效率高，钎料粘度、表面张力下降，有助于更快的润湿。过高则造成PCB和元器件热损伤。钎料熔融时间：30-60sec，过短助焊剂未完全消耗，焊点中存在杂质；过长使IMC过量，焊点变脆，元件受损。SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训冷却区/凝固区作用：使钎料凝固，形成焊点。冷却速率：冷却过慢使更多基体金属溶入焊点，焊点粗糙暗淡。冷却过快形成热应力损坏PCB、元器件。SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训线路板比较大，钎剂的活性并不很好时，可以选择较长时间的回流时间，并采用具有明显浸泡时间的加热曲线。钎料膏的活性很好，热风速度比较缓慢，线路板中元器件之间的温度差别并不很大时，完全可以采用无明显浸泡时间段的回流曲线，这样还可以减少回流焊时间SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训确认元器件的特点。一般产品的元器件对温度不敏感，但是有些元件对加热温度和速度有特别的要求。根据这些要求设定工艺曲线或回流焊设备。确认线路板的大小、重量、难加热元件的存在。根据不同情况设定加热速度。根据元件特性和工艺曲线要求选择钎料膏产品。进行试验焊接。加热曲线设定的关键因素SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训影响焊接性能的各种因素工艺因素焊接前处理方式，处理的类型，方法，厚度，层数。处理后到焊接的时间内是否加热，剪切或经过其他的加工方式。焊接工艺的设计焊区：指尺寸，间隙，焊点间隙导带（布线）：形状，导热性，热容量被焊接物：指焊接方向，位置，压力，粘合状态等SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训焊接条件指焊接温度与时间，预热条件，加热，冷却速度焊接加热的方式，热源的载体的形式（波长，导热速度等）焊接材料焊剂：成分，浓度，活性度，熔点，沸点等焊料：成分，组织，不纯物含量，熔点等母材：母材的组成，组织，导热性能等焊膏的粘度，比重，触变性能基板的材料，种类，包层金属等SMT-焊接工艺之基础Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT-焊接-回流焊炉Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT-焊接-回流焊炉Since1984表面组装技术(SMT)基础培训SMT生产线