软性印刷电路板SMT制程介绍

www.uniflex.com.tw软性印刷电路板SMT制程介绍TeamLeader：DAVYMembers：ANDY/JERYwww.uniflex.com.twSMT简介•表面贴装技术（SurfaceMountingTechnology简称SMT)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，从而实现电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、成本低及生产的自动化。•这种小型化的元器件称为：SMC(SurfaceMountingComponent)www.uniflex.com.tw与传统工艺相比SMT的特点SurfacemountThrough-hole高密度、高可靠、低成本、小型化、自动化低空间利用率、低可靠、高成本、自动化不高www.uniflex.com.twSMT工艺及设备SMT工艺过程主要可分为三大步：•（A）涂布将锡膏（或焊接剂）涂布到FPC板上。主要的设备有锡膏印刷机、点膏机•（B）贴装将SMC元件贴装到FPC板上对应的位置。主要的设备有自动贴片机•（C）焊接将组件板升温使锡膏熔化，使得器件与FPC焊盘达到电气连接。主要的设备有回流焊炉www.uniflex.com.twSMT流程锡膏印刷贴装回流焊AOIwww.uniflex.com.twFPC板SMT流程图进料检验标识不良品烘烤（120℃/60mins)过回流焊收板（外观检查）出货锡膏印刷转载SMT治具贴装中检成品检验包装www.uniflex.com.twSMT工艺流程图通常先作B面再作A面印刷锡高贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡高再流焊翻转清洗双面再流焊工艺A面布有大型IC器件B面以片式元件为主充分利用PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格常用于密集型或超小型电子产品，如手机元器件介绍www.uniflex.com.tw烘烤烘烤：因FPC的材质有一定的吸湿性，这样我们在过REFLOW时就会因高温导致FPC产生水气而爆板。故我们在SMT前要先赶走板材内的水份。烘烤条件：温度：120℃时间：60Minswww.uniflex.com.tw半自动锡膏印刷机锡膏涂布：通过网板将锡膏均匀地涂布于FPC焊垫上，以作为电子元气件的焊接材料，在过回流焊炉后起到电路连通之功能。印刷视频www.uniflex.com.tw网板印刷工作原理图锡膏刮刀网板www.uniflex.com.tw网板网板：我们在一张薄钢片上依FPC须贴装零件的PAD处镂空，使得印刷锡膏时在该处下锡。网板管控重点：厚度：依所需锡面厚度而定。张力：35N±/CM开口：依PAD及PITCH订定大小及形状连续印刷：20K次要例行检查www.uniflex.com.tw网板的制造技术模板制造技术化学蚀刻模板电铸成行模板激光切割模板简介优点缺点在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面，然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶，然后逐个原子，逐层地在光刻胶周围电镀出模板直接从客户的原始Gerber数据产生，在作必要修改后传送到激光机，由激光光束进行切割成本最低周转最快形成刀锋或沙漏形状纵横比1.5：1提供完美的工艺定位没有几何形状的限制改进锡膏的释放要涉及一个感光工具电镀工艺不均匀失去密封效果密封块可能会去掉纵横比1：1错误减少消除位置不正机会激光光束产生金属熔渣造成孔壁粗糙纵横比1：1www.uniflex.com.tw锡膏锡膏的主要成分：成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用Sn/PbSn//Ag/Cu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www.uniflex.com.tw锡膏储存及回温储藏：一般锡膏存储条件为：-20℃～5℃，且保质期为6个月。回温：使用之前要将锡膏回温到室温,回温时间4-8小时,方法是将锡膏瓶倒置,让其自然回温。搅拌：在往钢板上涂布锡膏之前，先将锡膏放入搅拌机内搅拌3－5分钟，使其均匀。判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。涂布：一次性涂布锡膏量应适中，整瓶的1/2锡量,不宜过多，剩余之锡膏应密封存放于生产线上。www.uniflex.com.tw刮刀拖裙形刮刀刮刀网板45-60度角10mm45度角刮刀网板菱形刮刀拖裙形刮刀聚乙烯材料或类似材料金属刮刀菱形刮刀www.uniflex.com.tw刮刀刮刀的硬度范围用颜色代号来区分：verysoft红色soft绿色hard蓝色veryhard白色刮刀的压力设定：第一步：在每50mm的刮刀长度上施加1kg的压力。第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加1kg的压力第三步：在锡膏刮不干净开始到刮板沉入丝孔内挖出锡膏之间有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。www.uniflex.com.tw载具：因FPC本体比较软，这样会造成我们用自动贴片机打件困扰，故我们在贴片时将FPC贴于载板上，以辅助其强度。管控重点：(A)载具的平整度(B)FPC在载具上的定位一致性(C)载具大小形状的一致性载具www.uniflex.com.twYAMAHA全自动贴片机自动贴片机：自动贴片机的原理：通过吸嘴将料枪中的零件按FPC对应的PAD位置贴装上元器件。管控重点：(A)元气件装贴位置与BOM表的一致性(B)料枪中料件的使用正确性(C)料枪位置摆放之准确性www.uniflex.com.twYAMAHA全自动贴片机贴装视频www.uniflex.com.tw回流焊炉回流焊炉：加热打完零件之FPC板材，完成锡膏焊接功能。其内部温区按不同作用可分为四个温区：预热区：1-3℃/Sec保温区：140℃-170℃,60-120Sec再流焊区：200℃,60-90Sec冷却区：4℃/Secwww.uniflex.com.tw回流焊温度曲线Time(BGABottom)1-3℃/Sec200℃峰值225℃±5℃60-90Sec140-170℃60-120Sec预热区保温区再流区冷却区热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，(A)溶剂挥发；(B)焊剂清除焊件表面的氧化物;(C)焊膏的熔融、再流动(D)焊膏的冷却、凝固。www.uniflex.com.tw温区介绍一）预热区目的：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。www.uniflex.com.tw温区介绍二）保温区目的：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。www.uniflex.com.tw温区介绍三）再流区目的：焊膏中的焊料开始熔化，再次呈流动状态，该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。www.uniflex.com.tw温区介绍四）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。www.uniflex.com.tw收板收板：为方便搬运及妥善保护FPC不受折压，我们对焊接后的FPC用纸板转载。www.uniflex.com.tw元器件介绍表面贴装元件的种类有源元件（陶瓷封装）无源元件单片陶瓷电容钽电容厚膜电阻器薄膜电阻器轴式电阻器CLCC（ceramicleadedchipcarrier）陶瓷密封带引线芯片载体DIP（dual-in-linepackage）双列直插封装SOP（smalloutlinepackage）小尺寸封装QFP(quadflatpackage)四面引线扁平封装BGA(ballgridarray)球栅阵列SMC泛指无源表面安装元件总称SMD泛指有源表面安装元件www.uniflex.com.tw元器件介绍电容电阻阻容元件识别方法www.uniflex.com.tw元器件介绍IC第一脚的的辨认方法www.uniflex.com.tw元器件介绍www.uniflex.com.tw元器件介绍www.uniflex.com.tw静电防护ESD(Electro-StaticDischarge,即静电释放)带电（静电）的情况下接触另一种物体时，因电压的差异而放电，这时发生瞬间高压的现象。怎样能产生静电？摩擦电静电感应电容改变在日常生活中，任何不相同材质的东西相接触再分离后都会产生静电静电强度(Volt)活动情形10%-20%相对湿度65%-95%相对湿度走过地毯走过塑胶地板在椅子上工作拿起塑料文件夹拿起塑胶带工作椅垫摩擦35,00012,0006,0007,00020,00018,0001,5002501006001,0001,500www.uniflex.com.tw静电防护对静电敏感的电子元件晶片种类静电破坏电压VMOSMOSFETGaaSFETEPROMJFETSAWOP-AMPCMOS30-1,800100-200100-300100-140-7,200150-500190-2,500250-3,000www.uniflex.com.tw静电防护1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（如计算机，电脑及电脑终端机）放在一起。2.把所有工具及机器接上地线。3.用静电防护桌垫。4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。静电防护步骤www.uniflex.com.twwww.uniflex.com.tw贴片机的介绍拱架型(Gantry)元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。这类机型的缺点在于：贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。www.uniflex.com.tw贴片机的介绍对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。www.uniflex.com.tw贴片机的介绍转塔型(Turret)元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，将动作细微化，