SMT鋼網技術ppt課件

1、1;.2 表面貼裝（SMT） 一種無需對焊盤進行鉆插裝孔，直接將一種無需對焊盤進行鉆插裝孔，直接將表面貼裝元器件平貼并焊接于印制板的焊盤表面貼裝元器件平貼并焊接于印制板的焊盤表面上與導電圖形進行電連接的電子裝聯技術表面上與導電圖形進行電連接的電子裝聯技術. . 特點：元件腳不穿過特點：元件腳不穿過PCBPCB，元件與焊點共面。，元件與焊點共面。3表面貼裝電子產品的特點 1.1.組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體體積和重量只有傳統插裝元件的積和重量只有傳統插裝元件的1/101/10左右，一般采用左右，一般采用SMTSMT之后，之后，電子

2、產品體積縮小電子產品體積縮小40%60%40%60%，重量減輕，重量減輕60%80%60%80%。 2. 2. 可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。3. 3. 高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。4. 易于實現自動化，提高生產效率。易于實現自動化，提高生產效率。 5. 5. 降低成本達降低成本達30% - 50%30% - 50%。節(jié)省材料、能。節(jié)省材料、能源、設備、人力、時間等源、設備、人力、時間等4SMTSMT是電子裝聯技術的發(fā)展趨勢是電子裝聯技術的發(fā)展趨勢 其表現在： 1.1.電子產品追求小型化，使得以前使用的穿孔插件元件

3、 已無法適應其要求。 2.2.電子產品功能更完整，所采用的集成電路(IC)(IC)因功能 強大使引腳眾多，已無法做成傳統的穿孔元件，特別 是大規(guī)模、高集成ICIC，不得不采用表面貼片元件的封 裝。 3.3.產品批量化，生產自動化，廠方要以低成本高產量， 出產優(yōu)質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力。 4.4.電子元件的發(fā)展，集成電路(IC)(IC)的開發(fā)，半導體材料的 多元應用。 5.5.電子產品的高性能及更高裝聯精度要求。 6.6.電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流。 5 SMT是從70年代發(fā)展起來，到90年代廣泛應用的電子裝聯技術。由于其涉及多學科領域，使其在發(fā)展初其較為緩慢，隨著各學科領域

4、的協調發(fā)展，SMT在90年代得到迅速發(fā)展和普及，21世紀SMT已成為電子裝聯技術的主流。 1963年第一只貼裝元件誕生。 2010年是中國引進SMT設備25年。 現在中國已能生產所有SMT設備6Screen PrinterScreen PrinterMountMountReflowReflowAOIAOISMTSMT流程流程7Solder pasteSolder pasteSqueegeeSqueegeeStencilStencil印刷印刷Screen PrinterScreen PrinterSTENCIL PRINTINGSTENCIL PRINTINGScreen Printer Scr

5、een Printer 內部工作圖內部工作圖8 在SMT裝聯工藝技術中，印刷工藝是第一環(huán)節(jié)，也是極其重要的一個環(huán)節(jié)。印刷質量的好壞會直接影響到SMT焊接直通率的高低，在實際生產過程中，我們發(fā)現60%-70%的焊接缺陷與印刷質量有關。因此，有必要對印刷工藝的各個方面進行研究。在影響印刷工藝的各個方面中，網板的設計起著舉足輕重的作用 910模板印刷的實現過程通過刮刀移動將錫膏/紅膠在鋼網開孔位填充后涂布到PCB焊盤上。11一、模板的演變 模板最初是由絲網制成的，因此那時叫網板（mask）。開始是尼龍（聚酯）網，后來由于耐用性的關系，就有鐵絲網、銅絲網的出現，最后是不銹鋼絲網。但不論是什么材質的絲網

6、，均有成型不好、精度不高的缺點。12二、模板的構成模板由網框、網布、薄片和膠水構成。1、 網框 網框分活動網框和固定網框，活動網框直接將鋼片安裝在框上，一個網框可以反復使用；固定網框是用膠水將絲網布粘覆在網框上，后者又通過膠水與鋼片相聯。固定網框較易獲得均勻的鋼片張力，張力大小一般為352Ncm2。13 142、網布 網布用于固定鋼片和網框，可分為不銹鋼絲網和高分子聚脂網。不銹鋼絲網常用100目左右，可提供較穩(wěn)定足夠的張力，只是使用時間過長后， 不銹鋼絲易變形失去張力；聚脂網是有機物，常采有100目，它不易變形，使用壽命長久。153、薄片 即用來開孔的銅片、不銹鋼片、鎳合金片、聚脂物等。激光模

7、板常采用不銹鋼片。164、膠水 用來粘貼網框和鋼片的膠水在模板中作用較大，針對不同的客戶的使用情況，專門采用日本雙組份AB膠水及美國3M保護膠水，此膠水可保持牢固的粘著力。并且可抵抗各種模板清洗劑的復雜清洗。17 18 1、化學蝕刻法：通過在金屬箔上涂抗蝕保護劑、用銷釘定位感光工具將圖形曝光在金屬箔兩面、然后使用雙面工藝同時從兩面腐蝕金屬箔， 在鋼片上形成開孔。 工藝流程：數據文件PCB菲林制作曝光顯影蝕刻鋼 片清 洗張 網19 化學蝕刻法特點：一次成型，速度較快，價格較便宜。缺點：易形成沙漏形狀（蝕刻不夠）；或開 口尺寸變大（過度蝕刻）；客觀因素（經驗、藥劑、菲林）影響大，制作環(huán)節(jié)較多，累積

8、誤差較大，不適合fine pitch模板制作；制作過程有污染，不利于環(huán)保。 20 2、激光切割法：直接從客戶的原始Gerber數據產生，模板制作有良好的位置精度和可再生產性。激光技術是唯一允許現有的模板進行返工的工藝。 工藝流程：菲 林PCB取坐標數據文件數據處理激光切割打磨張 網21 激光切割法特點：數據制作精度高，客觀因素影響??；梯 形開口利于脫模；可做精密切割；價格適中。缺點：逐個切割，制作速度較慢。 223、電鑄成型法：通過在一個要形成開孔的基板(或芯模)上顯影光刻膠，然后逐個原子、逐層地在光刻膠周圍電鍍出模板，一種遞增而不是遞減的工藝基板上涂感光膜曝 光顯 影電鑄鎳成 型鋼 片清 洗

9、張 網23電鑄成型法特點：孔壁光滑，特別適合超細間距模板的制作缺點：工藝較難控制，制作過程有污染，不利于環(huán)保；制作周期長且價格太高。24 蝕刻模板25 激光模板26 電鑄模板27四、模板的后處理 蝕刻及電鑄模板一般不做后處理，這里講的模板后處理主要是針對激光模板而言。 因激光切割后會產生金屬熔渣附著于孔壁及開口處，所以一般要進行表面打磨；當然，打磨也不僅僅是出去熔渣（毛刺），它同時也是對鋼片表面進行粗化處理，增加表面摩擦力，以利于錫膏滾動，達到良好的下錫效果；28 有必要地話，還可以選擇“電拋光”，以完全出去熔渣（毛刺），改善孔壁。與電鑄媲美的電拋光模板29五、激光模板制作所需的資料制作激光模

10、板需要以下資料：1、PCB 2、菲林 3、數據文件制作模板的資料要求：PCB：版本正確，無變形、損壞、斷裂；菲林：包括SMD層及絲印層，并注明正反 面，確保未受冷受熱，無折痕； 30數據文件： 數據文件有多種格式：GERBER、*.PCB、*.PDF、HPGL、*.JOB、*.GWK、*.CWK、*.PWK、*.DXF等； 以及下列軟件設計的數據：PROTEL、CAM350、PADS2000、POWERPCB、GCCAM4.14、AUTOCADR14(2000)、CLENT98、V2001等。31 數據過大時應壓縮后傳送，可使用*.ZIP、*.ARJ、*.LZH等任何壓縮格式。 數據必須含有S

11、MT solder paste layer（含有Fiducial Mark數據和PCB外形數據），還必須含有字符層數據，以便檢查數據的正反面、元件類別等。32下面我們對GERBER文件進行一下簡單的了解： GERBER文件是美國GERBER公司提出的一種數據格式；它是將PCB信息轉化成多種光繪機能識別的電子數據，亦稱光繪文件。GERBER文件是一種有X、Y坐標和附加命令的軟件結構，GERBER格式正式學名叫“RS274格式”。它已經成為PCB行業(yè)的標準格式文件。33六、SMTSMT模板制作技術要求 錫膏網制作： 一、網框 二、繃網方式 三、鋼片厚度 四、MARK點刻法 五、字符 六、開口通用規(guī)

12、則 七、模板設計 八、補充裸銅板及無鉛鋼網一般開孔原則34 一、網框：框架尺寸根據印刷機的要求而定，以DEK265和MPM UP2000機型為例，框架尺寸為736*736mm（29*29inch), 采用鋁合金, 框架型材規(guī)格為40*40mm （1.5*1.5inch) 35 二、 繃網方式 若須電解拋光先將鋼片電拋光處理,保證鋼片光亮,無刺,然后選擇合適的繃網方式。 常用繃網方式： 1） 黃膠+DP100(或DP100里面全封膠)+背面貼鋁膠 帶; 2） 黃膠+里面、背面貼鋁膠帶; 超聲波清洗繃網方式： 1） 黃膠+日本AB膠，兩面全封膠，留絲網; 2） 黃膠+日本AB膠，兩面全封膠，不留絲

13、網; 3） DP420兩面全封膠，留絲網.36 三、 鋼片 1. 鋼片厚度的選擇 1）常用鋼片厚度可選擇0.1mm-0.3mm。 2）為保證足夠的錫漿/膠水量及保證焊接質量，常用推薦鋼片厚度為：印膠網為0.18mm-0.2mm, 印錫網為0.1mm-0.15mm; 3）如有重要器件（如QFP 、0201、0402、BGA等元件），為保證印錫量和焊接質量，印錫網鋼片厚度 請參照附表(一). 2. 鋼片尺寸 為保證鋼網有足夠的張力和良好的平整度，通常建議鋼片邊緣距網框內側保留有2030mm.37 四、 MARK點刻法 視客戶的印刷機而定，有印刷面半刻，非印刷面半刻，兩面半刻，全刻透封黑膠和全刻透不

14、封黑膠。38 五、字符 為能方便區(qū)分鋼網適合生產的機型、使用狀況以及與客戶之間的溝通，通常建議在鋼網上刻以下字符： K.W.E EP STENCIL 客戶型號（MODEL） 本廠編號（P/C） 鋼片厚度（T） 生產日期（DATE）如果為電拋光模板如果為電拋光模板,則刻上則刻上 EP STENCIL字樣字樣;如果為電鑄模板如果為電鑄模板,則刻上則刻上EF STENCIL字樣字樣;如果不需要電拋光如果不需要電拋光,則不刻則不刻 EP STENCIL字樣字樣.39 六、有鉛錫膏開口通用規(guī)則 1、測試點,單獨焊盤、螺絲孔,插裝焊盤，若客戶無特殊說明則不開口；如果開孔，則插裝焊盤、螺絲孔在客戶無特殊要求

15、情況下，要求避通孔處理。 2、焊盤邊緣有通孔且孔徑D0.80mm時，客戶如無特殊要求則需要避通孔處理；對于焊盤中間有D0.50mm通孔時，不需要避孔處理，但要適當加大焊盤開口，以增加焊錫量。40七、模板設計 1、開口尺寸 開口尺寸和鋼片厚度決定了印到PCB上的錫膏或膠水的量。完成一個印刷過程后，錫膏或膠水應填滿模板的開口，PCB與模板分離時，焊錫膏或膠水應非常容易地承印到PCB的焊盤上。影響焊錫膏或膠水從模板開口釋放到PCB焊盤效果的三個主要因素為: A：面積比/寬厚比 B:孔壁形狀 C:孔壁光滑度 設計依據： 三球定律 至少有三個最大直徑的錫珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三個最大直徑的

16、錫珠能水平排在模板的最小孔的寬 度方向上 模板開口一般設計標準應為：面積比0.66，寬厚比1.5412 2、印錫模板開孔設計 1). 常見元件焊盤的修改A 帶引腳SMD元件修改（如SOIC.QFP等）一般是寬度方向減少1.2-3.1mil(一般為pith的一半),長度方向減少2.0-5.1mil.對于小pith的元件可四周倒圓角,有利于模板清洗及下錫。B 塑封BGA（PBGA） 模板開口直徑減小0.05 mm2.0 mil。 C 陶瓷封裝BGA（C BGA） 模板開口直徑一般增大0.05-0.08 mm2.0-3.1 mil；或者模板用0.2 mm(7.9 mil)厚度的鋼片。D 小BGA和C

17、SP 一般開口為正方形，四角倒圓角。422).Chip元件的修改A 二極管通常采用1：1開口B 阻容件 改變開口的幾何形狀有利于減少回流焊后的錫球。所有這些設計的目的在于減少過多焊錫膏擠壓到元件下面。最主要開口形式如下圖(0402 ,0201等1：1開口，0603以上防錫珠）433 3、印膠模板開孔設計 膠水網鋼片常采用0.15mm-0.20mm厚度，開口位置在元件兩焊盤中心，開口形狀一般為長條形或圓孔,如下圖所示：44IC、QFP、SOT等其他器件常也可用圓形或長條形開孔45八. 對于無鉛工藝制程或裸銅板，SMT模板開口原則： 印錫后不能露焊盤 1) CHIP類型元件外三邊按面積共加大101

18、5%,保持內距不變，再按有鉛要求修改. 2) IC類元件（包括排插）長度向外加 0.10.20mm，寬度按有鉛要求修改，可適當加 寬一點。 3) 排阻排容類元件，長度向外加0.1mm，寬度可按有鉛要求修改。 4) 其他元件同上述要求不變（開孔可適當加大一些避免漏銅）.46模板開口設計小貼士：1、細間距IC/QFP，為防止應力集中，最好兩頭圓角；開方形孔的uBGA及0402、0201件也一樣；2、片狀元件的防錫珠開法最好選擇內凹開法，這樣可以有效地預防元件墓碑；3、模板設計時，開口寬度應至少保證4顆最大錫球能順暢通過。47七、模板的使用SMT模板是一個“嬌氣”的精密模具，因此，使用時應注意：1、

19、輕拿輕放；2、使用前應清洗（抹拭）模板，以去除運輸過程攜帶的污物；3、錫膏或紅膠要攪拌均勻，以免堵塞開孔；4、印刷壓力調到最佳，以刮刀剛好刮盡模板上的錫膏（紅膠）時的壓力最好。5、印刷時最好使用貼板印刷；6、刮刀行程走完后，可能地話，最好停2-3秒再脫模，且脫模速度不宜過快；7、不可用硬物或鋒利的刀具撞擊模板；8、模板使用完后應及時清洗干凈，并回包裝箱，置于專用儲藏架上。48八、模板的清洗 SMT模板在使用的前、中、后都要進行清洗，在使用前應抹拭；在使用過程中也要定期擦拭模板底部，以保持模板脫模順暢；使用后更要及時清洗模板，以便下次還能得到同樣好的脫模效果。 模板的清洗方式一般有擦拭和超聲波清洗：擦拭：用預先浸泡了清潔劑的不起毛抹布（或專用模板擦拭紙）去擦拭模板，以清除未固化的錫膏或膠劑。特點是方便、不受時間限制、成本低；缺點是不能徹底地清潔模板，尤其是密間距模板。 另外，有些印刷機帶有自動擦拭功能，可設定印了幾次后自動擦拭模板底部。這個過程也是用專用的模板擦拭紙，而且動作前機器會先噴射清潔劑在紙上。49 超聲波清洗：超聲波清洗主要有浸泡式和噴霧式兩種，還有一些廠家用一種半自動式的超聲波清洗機清洗模板； 清洗劑的選擇 理想的模板清洗劑必須是實用的，有效的，以及對人和環(huán)境都安全的，同時它還必須能夠很好地