电子常识与工艺基础教材

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第一章表面贴片组件知识第一节SMT的意义一、SMT简介(一).什么是SMT?1.无引线元器件贴装在PCB表面经整体加热实现元器件与PCB互连。2.薄膜电路属SMT范畴。SMT主要是指PCB组装。(二).SMT工艺的优点1.组装密度高、体积小、重量轻、成本低。2.高可靠、抗震能力强。3.自动化能力高,生产率高。(三).什么是SMC/SMD?1.SMC泛指无源表面安装组件总称,如:厚膜电阻、陶瓷电容、旦电容等。2.SMD泛指有源表面安装组件:PLCC、SOT、SOIC、QFP等。(四).有源器件引脚的种类?1.鸥翼型:QFP、SOP2.J型:PLCC、SOJ3.球型:BGA/CSP二、阻容组件识别方法(一).组件尺寸公英制换算(0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil)Chip(阻容组件)IC英制名称公制mm公制名称英制mil公制mm12063.2×1.63216501.2708052.0×1.252125300.806031.6×0.81608250.6504021.0×0.51005200.502010.6×0.30603120.3(二).片式电阻、电容识别标记电阻电容标印值电阻值标印值电容量2R22.2Ω0R50.5PF5R65.6Ω0101PF1021KΩ11011PF6826800Ω471470PF33333KΩ3323300PF104100KΩ22322000PF564560KΩ51351000PF说明:当阻值为1%精度时用四个数来表示——前三个数为有效数,第四位为“0”的个数,如:CA—D—476—M—C—T国标钽组件容值误差值额定包装电容型号尺寸电压CT41—0805—B—102—K—250—N—T二类片尺寸规格介质容值误差值额定端头包装状电容电压材料RC05—K—103—J—A电阻尺寸温度阻值误差包装功率系数三、表面贴装电子组件分类及举例:(一).分类Chip片电阻,电容等,尺寸规格(英制):0201、0402、0603、0805、1206等(公制):0603、1005、1608、2125、3216等钽电容,尺寸规格:TANA、TANB、TANC、TAND、SOT晶体管、SOT23、SOT143、SOT89等Melf:圆柱形组件、二极管、电阻等SOIC:集成电路,尺寸规格:SOIC08、14、16、18、20、24、28、32QFP:密脚距集成电路PLCC:集成电路,PLCC20、28、32、44、52、68、84BGA:球栅列阵包装集成电路,列阵间距规格:1.27、1.00、0.80CSP:集成电路,组件边长不超过里面芯片边长的1.2倍,列阵间距0.50的µBGA(二).举例PLCCSOJChipBGAQFPSOPTSOP连接器三极管SOT模块第二章锡膏、红胶印刷知识在SMT(SufaceMountTechnology)工艺中,影响最终焊接品质的因素很多,其中,焊锡膏的印刷是最初的也是影响最大的一道工序。连焊、虚焊、锡珠等现象都与此有关。在实际印刷中钢网、焊锡膏、刮刀等几个方面的影响关系较大。所以,有必要进行进一步的了解。第一节锡膏的相关知识一、锡膏的成分二.铅锡焊膏的温度至少183OC才能熔化,形成液状体。錫粉鉛粉成份焊料粉末糊狀焊劑活化劑松膏溶劑其他助焊劑焊劑三.焊锡膏的评价,主要包括三个方面:锡膏的使用性能,金属粉末、焊剂。四.焊锡膏的评价主要为外观检测:(一)。焊膏的商标:包括制造商名称、产品名称标准分类号、批号、生产日期、合金比重、保存期等。(二)。外观上没有硬块,合金粉末和焊剂应分布均匀。五.焊锡膏的使用及保管:(一).一般情况应遵循“先进先出”的基本原则,即采购一批锡膏,先用完这批之后,再采购,防止人为的保管期限过长,对于回储锡膏理应在第一时间全部优化先用完(但计算机主机板不使用回储锡膏,一定要用新采购锡膏)。(二).保存温度2-10OC,温度过低,锡膏会结晶起块,温度过高,助焊剂挥发影响可焊性。(三).从冰箱中拿出解冻需4小时。(四).用前,要安全搅拌锡膏,通常为3分钟,使锡膏均匀防止颗粒太大堵30000SN%錫鉛100%·A共晶點183OCB232OCC(一)327OC(三)①.焊剂酸值测定焊剂②.焊剂化物测定③.焊剂水溶物电导率测定④.焊剂铜腐蚀试验⑤.焊剂绝缘电阻测定使用性能①.外观②.印刷性③.粘性试验④.塌落度⑤.热熔后残渣干燥度⑥.锡球试验⑦.焊锡膏湿润性护展率试验借助于相应的仪器设备金属粉末(二)①.焊料重量百分比②.焊料成分测定③.焊料粒度分布④.焊料粉末形状借助于相应的仪器设备住钢网孔。(五).于开过盖的残留锡膏,在不使用时,瓶盖要紧闭,预防锡膏变干和氧化,延长在使用过程中的锡膏寿命。(六).不使用时,为保持锡膏的最佳状况,锡膏在网上的用量不要太多,以防变干及不必要的钢网堵孔。(七).不要把新旧锡膏同时装入一个瓶内,防止新锡膏补旧锡膏污染。第二节钢网的相关知识在实际生产过程中,钢网对印刷的质量的影响相当重大,所以有必要了解一下钢网。一.开口率与开口形状:开口率:钢网开口的面积与所对应焊盘面积之比。开口率决定着焊锡膏漏印的多少,也就是最终使用焊锡膏的多少,焊锡过多、不足,产生焊锡球均与此有关。开口率对于片式组件一般在70%-80%之间,对细间距(≤0.5mm)的IC,一般在20%左右,对于大开口(如主板上贴片三极管等)一般在50%-60%之间。二.制造方法:不锈钢钢网的制造方法,目前在实际生产中主要有腐蚀法、激光切割法。激光切割的精度高,可做任意形状开口为主要制造方法。三.验收:验收时首先确认钢网的尺寸,钢网厚度、框架尺寸、定位孔、开口率、开口形状是合符指定要求,再仔细观察钢网表面是否平整、光洁、无划伤,开口边缘无毛刺、无卷边现象。最后实际平面检查,将框架放到一个绝对水平台上,将一个角接触平面,另一个角与平面的缝隙不大于1mm。第三节刮刀(刮板)相关知识一.材料:金属或聚醛塑料。二.硬度:指刮刀的硬度,较软的刮刀易变形。压力大时,容易将大焊盘上的锡膏刮走,一般要根据印刷效果来选用刮刀。三.刮刀使用角度:角度的选择与焊锡膏的粘度有关,以保证焊锡膏滚动为准。角度小,易使锡膏滚动,一般在60-750为宜。五.压力:在使用刮刀时,用力的大小关系印刷效果。压力以保证印出的锡膏边缘清晰,表面平整,厚度适宜为准。适当的压力有利于延长刮刀及钢网的使用寿命。六.平行度:指刮刀与基板(PCB)保持平行,用力均匀,才能保证锡膏的厚度一致。七.寿命:如果用手摸刮板工作边,感觉到缺损或明显感觉不到刀口的存在时,就要更换了。再者可以用肉眼直接观察刀口的形状。第四节红胶的相关知识一.作用:是在组装过程中及波峰焊时将表面安装的元器件固定在印制板上,以免组件因加速、振动、冲击等原因而发生偏移或脱落,在焊接之后胶制品残留在PCB板上,但已不再起任何作用。此时由焊料代替起红胶的固定作用,并提供的电子焊接。1.性能要求:在实际生产中,对红胶的性能要求是:1)未固化的红胶水必须具有足够的湿强度,可将放好的组件不会产生移位。2)固化后的红胶水必须有足够的粘接强度,在储存、搬运及波峰焊接过程中,可将组件固定在电路板上,而不脱落。3)焊接后,残留的红胶不可以影响电路,不腐蚀基板及元器件。为了满足这些工艺要求,胶水必须具有以下主要性能特点:1)稳定的单组分体系。2)保存期长,储存稳定,批量之间质量有可靠保证。3)包装好的胶水无污染,无气泡。4)合适的粘度。5)良好的触变特性。6)胶点形状稳定,无拖尾现象。7)粘接强度适当,能接受PCB移动,振动及其它冲击,同时又便于返修。8)高化学稳定性和抗潮性,抗腐蚀能力强。9)固化后具有良好的电气特性,较高绝缘阻率。2.红胶的化学组成:红胶一般由基本树脂(主要是环氧树脂),固化剂、固化促进剂、增韧剂及无机填料等组成,但其主要成份为环氧树脂。环氧树脂特性:1)对温度敏感,必须低温,储存以确保使用寿命及质量,一般5OC左右保存6个月。2)固化温度相对较低,但固化速度慢,时间长。3)粘接强度高,电气特性优良。4)随着温度的升高,胶粘剂寿命缩短,在40OC时,其寿命质量迅速下降。5)高速点胶时,性能不佳。3.红胶的封装形式:1)注射筒封装,一般分为5ml.10ml,20ml,30ml等规格,它使用方便,质量易于保证,国外普遍采用此类封装。2)牙膏状管式封装。3)塑料筒式封装,一般为300ml,呈长圆筒状。它的有效利用率超过注射筒封装和牙膏状管形式封装,因而,成本相对较低。4)罐工封装:1公斤/罐:质量难于控制,浪费较大。5.红胶的性能评价:1)胶点稳定性:指进行刷胶后,会得到一个较为理想的胶点,但若长时间未过回流炉,则胶点的形状会随时间的流逝而改变,不能与元器件良好粘接。这就要求红胶本身的配方和流动性有较高要求。2)湿强度:指固化前,红胶水所具有粘接强度,就是指组件暂时固定从而抵抗震动、冲动或基板移动等的能力。它是判断红胶水一个好坏的重要指针。3)粘接强度:指固化后,抵抗振动和波峰焊接的能力。它包括两方面:一是,指运输过程中或插件途中,不会因为撞击而掉件。二是,指进行波峰焊接时,由于高温使胶软化以及波峰的冲击力,表面安装器件必须牢牢的固定。6.红胶的固化过程1.红胶焊接后存在的缺陷。1)虚焊多数情况下,是由于胶水污染焊盘所引起的,通常称为溢胶。包括两方面原因:一是印刷胶量过多。二是胶水存在拖尾现象。2)掉件指在过波峰焊时,由于在高温下,已固化的胶粘剂的粘接强度迅速降低,因而在波峰的冲击作用下,致使部分组件掉入锡炉中,另外一种是在搬运过程中,由于冲击力振动等人为原因,使元器件掉落的现象,引起掉件的原因有:①.粘胶剂过期。②.固化强度不够。③.点胶量不够。④.胶水中由于受潮而存在着气泡。气泡存在的原因是:该胶水的抗潮性较差,吸收空气中水分而形成。它的粘接强度将下降很多。8.红胶使用注意事项1)储藏:按供货商提供的条件储存,一般为2-5OC左右。2)解冻:从冰箱里取出,放在室温下解冻,一般情况为30分钟。3)施胶:A:确保钢网、刮刀无脏物、无污染。B:挤出适当红胶量置于钢网的印刷孔前方。C:成75O夹角,用力均匀的施胶。4)清洗:这批板卡在刷完以后,必须对钢网、刮刀进行清洗,以防止红胶干涸后堵塞钢网孔。可以使用三氧乙烷(即洗板水)进行清洗。五、锡膏印刷:1.作业内容:1)刷锡膏前应调整钢网及用酒精将印刷台和钢网清洗干净。2)打开锡膏瓶盖,取出内盖,将有沾锡膏面向上放在干净的桌面上。3)用锡膏搅拌刀,均匀搅拌,达到用搅拌刀刮起后,锡膏可以自动掉下,且用肉眼观察没有明显颗料。4)搅拌刀取锡膏放入钢网内,放入量以每次印刷刀刚好刮完且锡膏量不低于印刷刀的2/3为宜。5)选择与所刷基板相一致的刮刀,先察看是否完好,若有缺口则更换。6)将PCB板按所走方向放好,PCB要平整,确认无异物置PCB底下,再把钢网压至PCB上。7)印刷刀到锡膏外侧,印刷刀与钢网夹角为45-90O向着印刷大的方向均匀刮动。8)刮至网孔边界后迅速提印刷刀,将锡膏提回印刷原始位置。9)取锡膏后,随机将搅拌刀及锡膏瓶口擦干净,盖回瓶盖,以免锡膏干涸产生锡膏颗料。OC050OC100OC150OC60S120S180S240S300SS135OC165OC10)提起钢网,取出PCB检查PCB上印刷厚度是否和样板位置厚度一致。11)印刷第二片,重复至目检动作。1.注意事项:1)浸洗时,一定要干净,以防止工序过回流焊时造成线路短路。2)印刷红胶时不能有拖曳现象。3)当锡膏偏少时,一定加适量锡膏。清洗时,一定要清洗干净,以防止工序过回流焊造成线路短路。六、锡膏印刷操作保养:1.作业内容:1)平台调整水平。2)调整钢板夹具高度,使钢板与平台紧贴。3)平台微调复位。4)印刷板定位,以钢板上网孔位置估计或测量。5)移动钢板,粗调准后,固定钢板。6)用平台微调,细调到每个孔与焊盘绝对对中,及把多余网孔及没有用到的网孔用胶纸封好。7)用牙刷、白布沾洗板水清洗钢板。8)将搅拌均匀的锡膏待洗板蒸发完后用搅拌刀放入钢板上。9)匀速刮印,刀与
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