最详细的SMT贴片介绍

SMT贴片技术及管控21.贴片技术简介2.SMT主要制程介绍3.锡膏印刷4.贴装元器件5.回流焊接6.外观检验7.ICT测试目录：31贴片技术简介-概要SMT是(SurfacdMountingTechnolegy简称是新一代电子组装技术,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,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。何谓SMT(SurfaceMountTechnology)呢？所谓SMT就是可在PCB焊盘上印锡膏，然后放上表面贴装元器件，再过回流焊（REFLOW）使锡膏溶融，让各元器件与基板焊盘接合装配的技术。SMT是一项综合的系统工程技术，其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。SMT设备和SMT工艺对操作现场要求：1.电压要稳定，要防止电磁干扰，防静电2.有良好的照明和废气排放设施3.对操作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求4.操作人员必须经过专业技术培训后才能上岗。41贴片技术简介-PCBA实例无线上网卡MEM模块51贴片技术简介-PCBA实例基站控制器BSD板BS面基站控制器BSD板TS面61贴片技术简介-贴片常规流程图准备领料上料检查贴Chip元件贴IC检查回流检查IPQC抽查下制程NG洗板检查OKNG校正NGOK维修NGOK重工OK报废NG印刷71贴片技术简介-常见原件封装-贴片元件QFPQFNBGA0402电阻钽电容电感SOP81.贴片技术简介2.SMT主要制程介绍3.锡膏印刷4.贴装元器件5.回流焊接6.外观检验7.ICT测试目录：92SMT主要制程介紹-单面贴片制程适用只有一面有SMD器件的产品。一般流程如下：锡膏印刷→锡膏目检→CHIP件贴片→IC件贴片→炉前目检→回流焊接→目检(AOI)PCBSMD102SMT主要制程介紹-双面贴片制程适用正反面都有SMT组件的产品一般组件分布为正面组件多而且大，背面组件较少小。这种产品的流程一般为先作小组件面，一般流程如下A面锡膏印刷→锡膏目检→CHIP件贴片→IC件贴片→炉前目检→回流焊接→目检（AOI)→B面锡膏印刷→锡膏目检→CHIP件贴片→IC件贴片→炉前目检→回流焊接→目检（AOI)PCBSMD112SMT主要制程介紹-混合制程适用正反面都有较大，较稀SMT组件的产品。点胶面SMC最好均为普通的Chip组件且数量相对较少。此种制程一般先作锡膏面，再红胶面，然后在波峰焊，一般流程如下：A面锡膏印刷→目检→CHIP件贴片→IC件贴片→回流焊接→目检（AOI)→B面红胶印刷→目检→CHIP件贴片→IC件贴片→炉前目检→回流焊接→目检（AOI)→插件→波峰焊PCBDIPSMD12SMT流水线图131.贴片技术简介2.SMT主要制程介绍3.锡膏印刷4.贴装元器件5.回流焊接6.外观检验7.ICT测试目录：143锡膏印刷-目的其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时，达到良好的电器连接，并具有足够的机械强度。153锡膏印刷怎么样保证焊膏均匀的施加在各焊盘上呢？？163锡膏印刷-钢网我们需要制作钢网。锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下将锡均匀的涂覆在各焊盘上。钢网图实例：173锡膏印刷-印锡示意图锡膏刮刀钢网PCB183锡膏印刷-钢网（Stencil）制作规范网框印刷机的大小不一样，对网框的大小要求也会不一样，所以具体网框的大小要视印刷机的情况而定。钢片钢片厚度：(厚度可用0.1mm-0.3mm)，为保证印锡量和焊接质量，印锡网钢片厚度的选择很重要。钢片尺寸：为保证钢网有足够的张力和良好的平整度，通常情况下钢片距网框内侧保留有20～30mm.MARK点刻法有印刷面半刻，非印刷面半刻，两面半刻，全刻透封黑胶和全刻透不封黑胶。字符用于区分钢网适合生产的机型、使用状况。193锡膏印刷-钢网开口PCB钢网钢网的刀锋形开口激光切割模板和电铸成行模板化学蚀刻模板钢网PCB钢网的梯形开口203锡膏印刷-印锡设备焊膏是由专用设备施加在焊盘上，其设备有：手动印刷台、半自动印刷机、全自动印刷机等。SMT中型手动印刷台半自动锡膏印刷机DEK全自动印刷机213锡膏印刷-常见锡膏印刷不良现象分析锡膏印刷不良现象原因分析解决措施连锡1.锡膏黏度太低2.印膏太偏3.印膏太厚1.增加锡膏的黏度2.加强印膏的精确度3.降低所印锡膏的厚度(降低钢版与PCB之间隙，减低刮刀压力及速度)少锡或是没有锡1.钢网塞孔2.刮刀材质太硬3.刮刀压力太小4.刮刀角度太大5.印刷速度太快6.锡膏黏度太高7.锡膏颗粒太大或不均8.钢版断面形状、粗细不佳1.印锡过程中要注意钢网的清洗2.刮刀选软一点3.印刷压力加大4.刮刀角度变小，一般为60~90度5.印刷速度放慢6.降低锡膏黏度7.选择较小锡粉之锡膏8.蚀刻钢版开孔断面中间会凸起，激光切割会得到较好的结果印锡整板偏移1.MARK点偏移2.PCB没有与钢网对正1.重新制作一个MARK点2.重新调整锡膏印刷机223锡膏印刷-锡膏的成份锡膏锡膏成分比例%沸点℃Solvent&Water清洁溶剂&水溶液2%~5%78℃~100℃Flux助焊济2%~10%170℃~172℃SolderBall锡球/锡粉85%~95%183℃锡膏专用助焊剂(FLUX)构成成份主要功能挥发形成份溶剂粘度调节，固形成份的分散固形成份树脂主成份，助焊催化功能分散剂防止分离，流动特性活性剂表面氧化物的除去233锡膏印刷-锡膏/红胶的使用锡膏/红胶的保存以密封状态存放在冰箱内,保存温度为0~10℃。锡膏从冰箱中取出时,应在其密封，常温状态下回温6-8h后再开封。锡膏使用前先用搅拌机搅30-40sec/5min。锡膏/红胶开封后尽可能在24小时内用完。未用完的锡膏/红胶必须立即紧密封盖并记录时间放回冰箱以维持其活性红胶在常温下最低回温1-2小时方可使用,不需搅拌.243锡膏印刷-印锡不良板清洗清洗是利用物理作用、化学反应去除被清洗物表面的污染物、杂质的过程。无论是采用溶剂清洗或水清洗，都要经过表面润湿、溶解、乳化作用、皂化作用等，并通过施加不同方式的机械力将污物从PCB板表面剥离下来，然后漂洗或冲洗干净，最后吹干、烘干或自然干燥。251.贴片技术简介2.SMT主要制程介绍3.锡膏印刷4.贴装元器件5.回流焊接6.外观检验7.ICT测试目录：264贴装元器件本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置贴装方法有二种，其对比如下：施加方法适用情况优点缺点手动贴装中小批量生产，产品研发操作简便，成本较低生产效率须依操作的人员的熟练程度机器贴装批量较大，供货周期紧适合大批量生产使用工序复杂，投资较大274贴装元器件人工手动贴装主要工具：真空吸笔、镊子、IC吸放对准器、低倍体视显微镜或放大镜等。284贴装元器件随着表面贴装技术及新式零件封装设计之快速发展，也连带刺激自动放置机的不断的革新。多数品牌的放置机，其对SMD自动放置的基本理念均属大同小异。其工作顺序是：由真空转轴及吸头所组成的取料头先将零件拾起。利用机械式夹抓或照像视觉系统做零件中心校正。旋转零件方向或角度以便对准电路板面的焊盘。经释放真空吸力后，使零件放置在板面的焊盘上。294贴装元器件-贴片设备YAMAHA贴片机SAMSUNG贴片机JUKI贴片机301.贴片技术简介2.SMT主要制程介绍3.锡膏印刷4.贴装元器件5.回流焊接6.外观检验7.ICT测试目录：315回流焊接回流焊是英文ReflowSoldring的直译，是通过熔化电路板焊盘上的焊膏，实现表面组装元器件焊端与印制板焊盘之间机械与电气连接。回流焊作为SMT生产中的关键工序，合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键。不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷，影响产品质量。325回流焊接-回流焊方式机器种类加热方式优点缺点红外回流焊辐射传导热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线，双面焊时PCB上下温度易控制。有阴影效应，温度不均匀、容易造成元件或PCB局部烧坏热风回流焊对流传导温度均匀、焊接质量好。温度梯度不易控制强制热风回流焊红外热风混合加热结合红外和热风炉的优点，在产品焊接时，可得到优良的焊接效果335回流焊接-热风回流焊工艺热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。Time(BGABottom)1-3℃/Sec200℃Peak225℃±5℃60-90Sec140-170℃60-120Sec预热保温回流冷却34回流焊锡炉35回流焊的工作原理图36炉温曲线跟据不同的焊料调试炉温375回流焊接-热风回流焊工艺①预热区使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去焊膏中的水份、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。②保温区保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。时间约60~120秒，根据焊料的性质有所差异。385回流焊接-热风回流焊工艺③再流焊区焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对大多数焊料润湿时间为60~90秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。冷却区焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。395回流焊接-设备八温区全热风无铅回流焊TN380405回流焊接-测温板制作为能够很好的观察产品的炉温，在产品至少5-6个位置上安装热电偶。应在PCB上选择合适的位置安装热电偶，以保证能够量测到产品温度最低和最高的位置。温度敏感组件也应被量测。正确的安装热电偶是保证量测温度精度和可靠性的前提。大的元件底部通常是温度最低的位置，而温度最高的位置通常是PCB裸露着的表面，CHIP件或是元件的表面。在元件底部安装热电偶时，应先钻一个孔，然后穿过孔安装热电偶。415回流焊接-测温板制作PCB板上一些常用的热电偶量测位置示意图425回流焊接-回流焊不良现象分析不良状况与原因对策桥接、短路：1.锡膏印刷后坍塌2.钢版及PCB印刷间距过大3.置件压力过大，LEAD挤压PASTE4.锡膏无法承受零件的重量5.升温过快6.SOLDERPASTE与SOLDERMASK潮湿7.PASTE收缩性不佳8.降温太快1.提高锡膏黏度2.调整印刷参数3.调整装着机置件高度4.提膏锡膏黏度5.降低升温速度与输送带速度6.SOLDERMASK材质应再更改7.PASTE再做修改8.降低升温速度与输送带速度零件移位或偏斜：1.锡膏印不准、厚度不均2.零件放置不准3.焊垫太大，常发生于被动零件，熔焊时造成歪斜1.改进锡膏印刷的精准度2.改进零件放置的精准度3.修改焊垫大小空焊：1.刮刀压力太大2.组件脚平整度不佳3.FLUX量过多，锡量少1.调整刮刀压力2.组件使用前作检视3.FLUX比例做调整435回流焊接-回流焊不良现象分析不良状况与原因对策冷焊：1.输送带速度太快，加热时间不足2.加热期间，形成散发出气，造成表面龟裂3.锡粉氧化，造成断裂4.锡膏含不纯物，导致断裂5.受到震动，内部键结被破坏，造成断裂1.降低输送带速度2.PCB作业前必须烘烤3.锡粉须在真空下制造4.降低不纯物含量5.移动时轻放沾锡不良：1.PASTE透锡性不佳2.钢版开孔不佳3.刮刀压力太大4.焊垫设计不当5.组件脚平整度不佳6.升温太快7.焊垫与组件脏污8.FLUX量过多，锡量少9.温度不均，使得热浮力不够10.刮刀施力不均11.板面氧化12.FLUX起化学作用