SMT制程基礎(chǔ)知識介紹1課件(PPT 33頁)

1、SMT基礎(chǔ)知識 .第1頁，共33頁。SMT簡介SMT是Surface Mount Technology的縮寫形式，譯成表面安裝技術(shù)。美國是SMT 的發(fā)明地，1963年世界出現(xiàn)第一只表面貼裝元器件和飛利蒲公司推出第一塊表面貼裝集成電路以來，SMT已由初期主要應(yīng)用在軍事，航空，航天等尖端產(chǎn)品和投資類產(chǎn)品逐漸廣泛應(yīng)用到計算機，通訊，軍事，工業(yè)自動化，消費類電子產(chǎn)品等各行各業(yè)。SMT發(fā)展非常迅猛。進(jìn)入80年代SMT技術(shù)已成為國際上最熱門的新一代電子組裝技術(shù)，被譽為電子組裝技術(shù)一次革命。.第2頁，共33頁。SMT特點組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，

2、一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%60%，重量減輕60%80%可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。 降低成本達(dá)30%50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。.第3頁，共33頁。SMT組成表面貼裝元器件（SMC/SMD）SMC: Surface mount components，主要是指一些有源的表面貼裝元件；SMD: surface mount device，主要是指一些無源的表面貼裝元件；貼裝技術(shù)單面/雙面表面貼裝、單面混合貼裝、雙面混合貼裝。貼裝設(shè)備印刷機，貼片機，回流焊和周邊設(shè)備.第4頁，共33頁。SMT發(fā)展趨勢S

3、MC向小、薄型發(fā)展。其尺寸從1206（3.21.6）0805（2.01.25）0603（1.60.8）0402（1.00.5）0201（0.60.3）01005（0.4 0.2）SMD向小型、薄型和窄引腳間距發(fā)展，引腳中心距從1.27向0.6350.50.4及0.3發(fā)展。新的封裝形式BGA（球柵陣列，ball grid arrag）、CSP（UBGA）和FILP CHIP（倒裝芯片）.第5頁，共33頁。SMT設(shè)備主要設(shè)備印刷機，貼片機，回流焊周邊設(shè)備上板機，過板機，收板機檢測設(shè)備SPI，AOI，Xray，ICT，錫膏測厚儀等.第6頁，共33頁。SMT印刷機印刷機是把焊接材料錫膏均勻地準(zhǔn)確地涂布

4、到電路基板的焊盤上的設(shè)備印刷機的種類很多，應(yīng)用比較廣泛的有:MPM，DEK，EKRA，GKG印刷機是SMT工程重要設(shè)備和品質(zhì)保證之一，在SMT工程中由 于 印 刷 不 良 所 產(chǎn) 生 的 不 良 占 有 所 有 不 良 的 7080% .第7頁，共33頁。印刷機的主要應(yīng)用參數(shù)和影響.第8頁，共33頁。刮刀壓力刮刀壓力的改變，對印刷來說影響重大。太小的壓力，會使焊膏不能有效地到達(dá)模板開孔的底部切不能很好地沉積在焊盤上；太大的壓力，則導(dǎo)致焊膏印得太薄，甚至?xí)p壞模板。理想狀態(tài)為正好把焊膏從模板表面刮干凈。另外刮刀的硬度也會影響焊膏的厚薄。太軟的刮刀會使焊膏凹陷，太硬的刮刀會損壞模板，因此一般使用有

5、彈性的鋼刮刀.第9頁，共33頁。印刷速度印刷速度快有利于模板的回彈，但同時會阻礙焊膏向印制板焊盤上傳遞，而速度過慢會引起焊盤上所印焊膏的分辨率不良。另一方面刮刀的速度和焊膏的粘稠度有很大的關(guān)系，刮刀速度越慢，焊膏的粘稠度越大；同樣，刮刀速度越快，焊膏的粘稠度越小.第10頁，共33頁。脫模距離和脫模速度脫模距離是指印制板和模板分開的距離，一般取1到2mm 脫模速度指印制板脫離模板的速度，時間過長，易在模板底部殘留焊膏，時間過短，不利于焊膏的成型 引腳間距 推薦速度 少于0.3mm 0.10.5mm/sec 0.40.5mm 0.31.0mm/sec 0.50.65mm 0.51.0mm/sec

6、超過0.65mm 0.82.0mm/sec.第11頁，共33頁。印刷間隙印刷方式可分為接觸式(on-contact)和非接觸式(off-contact)印刷。模板與印制板之間存在間隙的印刷稱為非接觸式印刷。在機器設(shè)置時，這個距離是可調(diào)整的，現(xiàn)在這種印刷方式幾乎不使用。而模板印刷沒有印刷間隙（即零間隙）的印刷方式稱為接觸式印刷。接觸式印刷的模板垂直抬起可使印刷質(zhì)量所受影響最小，它尤適用細(xì)間距的焊膏印刷。現(xiàn)在的印刷機幾乎都是采用接觸式印刷。.第12頁，共33頁。刮刀參數(shù)刮刀的參數(shù)包括刮刀的材料、厚度和寬度、刮刀相對于到刀架的彈力以及刮刀對于模板的角度等，這些參數(shù)均不同程度地影響著焊膏的分配。其中刮

7、刀相對于模板的角度為6065時，焊膏印刷的品質(zhì)最佳。在印刷的同時要考慮到開口尺寸和刮刀走向的關(guān)系。焊膏的傳統(tǒng)印刷方法是刮刀沿著模板的X或Y方向以90角運行，這往往導(dǎo)致了器件在開孔不同走向上焊膏量不同，經(jīng)實驗認(rèn)證，當(dāng)開孔長方向與刮刀方向平行時刮出的焊膏厚度比兩者垂直時刮出的焊膏厚度多了約60%。刮刀以45的方向進(jìn)行印刷，可明顯改善焊膏在不同模板開孔走向上的失衡現(xiàn)象，同時還可以減少刮刀對細(xì)間距的模板開孔的損壞。.第13頁，共33頁。模板清洗在焊膏印刷過程中一般每隔N塊板需對模板底部清洗一次，以消除其底部的附著物，通常采用無水酒精作為清洗液。清洗頻率:不同pitch的焊盤，清洗頻率不一樣，以品質(zhì)和效

8、率兩者綜合考慮清洗模式：濕擦，干擦和真空擦組合 清洗速度：30到70mm/sec.第14頁，共33頁。印刷不良與對策.第15頁，共33頁。少錫&缺焊.第16頁，共33頁。滲透.第17頁，共33頁。塌陷.第18頁，共33頁。偏離.第19頁，共33頁。拉尖.第20頁，共33頁。凹陷.第21頁，共33頁。SMT 貼片機全自動貼片機是用來實現(xiàn)高速、高精度地全自動地貼放元器件的設(shè)備，是整個SMT生產(chǎn)中最關(guān)鍵、最復(fù)雜的設(shè)備。貼片機是SMT的生產(chǎn)線中的主要設(shè)備，現(xiàn)在，貼片機已從早期的低速機械貼片機發(fā)展為高速光學(xué)對中貼片機，并向多功能、柔性連接模塊化發(fā)展。主要的貼片機廠家有Assembleon、Siemens

9、、Panasonic、FUJI、YAMAHA、JUKI、SAMSUNG、SANYO等.第22頁，共33頁。貼片機的主要性能參數(shù)制程能力CPK: Complex Process Capability index 的縮寫，是現(xiàn)代企業(yè)用于表示制程能力的指標(biāo)，制程能力是過程性能的允許最大變化范圍與過程的正常偏差的比值貼裝速度:0.028sec/chip1sec/chip換型的快捷性程序調(diào)試方便性保養(yǎng)維護(hù)的方便性.第23頁，共33頁。貼片產(chǎn)生的主要不良和對策缺件吸嘴，料架，真空，零件數(shù)據(jù)信息，PCB背面支撐位移貼裝坐標(biāo)，零件數(shù)據(jù)信息，PCB背面支撐反面料架，零件數(shù)據(jù)信息側(cè)立料架，零件數(shù)據(jù)信息極性反貼裝程

10、序.第24頁，共33頁。SMT回流焊回流焊技術(shù)是現(xiàn)今電子制造領(lǐng)域必用的而且很重要的一項技術(shù)，手機主板的元件都是通過這種工藝焊接到線路板上的，這種設(shè)備的內(nèi)部有一個加熱電路，將空氣或氮氣加熱到足夠高的溫度后吹向已經(jīng)貼好元件的線路板，讓元件兩側(cè)的焊料融化后與主板粘結(jié)。這種工藝的優(yōu)勢是溫度易于控制，焊接過程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。.第25頁，共33頁。無鉛回流焊的設(shè)備要求有效防止?fàn)t腔翹曲和軌道變形：無鉛回流焊爐的爐腔應(yīng)使用整塊板金加工而成，如果爐腔是使用小塊板金拼接而成，那么在無鉛高溫下很容易發(fā)生爐腔翹曲。在高溫和低溫情況下的軌道平行度測試是非常必要的。如果由于用材和設(shè)計導(dǎo)致軌道在高溫情

11、況下發(fā)生變形，那么卡板和掉板情況的發(fā)生將無法避免。.第26頁，共33頁。無鉛回流焊的設(shè)備要求避免擾動焊點的產(chǎn)生：以往的Sn63Pb37有鉛焊料是一種共晶合金，其熔點及凝固點溫度是相同的，均為183。而SnAgCu的無鉛焊點不是共晶合金，其熔點范圍為217221，溫度低于217為固態(tài)，溫度高于221為液態(tài)，當(dāng)溫度處在217至221之間時合金呈現(xiàn)出一種不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)焊點處在這種狀態(tài)時設(shè)備的機械振動很容易使焊點形態(tài)發(fā)生改變，造成擾動焊點，這在電子產(chǎn)品可接受條件IPCA610D標(biāo)準(zhǔn)中是一種不能接受的缺陷。因此無鉛回流焊設(shè)備的傳送系統(tǒng)應(yīng)該具備良好的免震動結(jié)構(gòu)設(shè)計以避免擾動焊點的產(chǎn)生。.第27頁，共33頁

12、。無鉛回流焊溫度曲線.第28頁，共33頁。爐溫曲線解析預(yù)熱區(qū)：在預(yù)熱區(qū)，焊膏內(nèi)的部分溶劑被蒸發(fā)，并降低對元器件的熱沖擊；要求：升溫速率為1.52.5/秒。若升溫速度太快,則可能會引起錫膏中焊劑成分惡化,形成錫球、橋連等現(xiàn)象。同時會使元器件承受過大的熱應(yīng)力而受損。.第29頁，共33頁。爐溫曲線解析恒溫區(qū)（活性區(qū)）在該區(qū)焊劑開始活躍，并使PCB 各部分在到達(dá)回流區(qū)前潤濕均勻。要求：溫 度：140160時 間：6090 秒，升溫速度：2/秒.第30頁，共33頁。爐溫曲線解析回焊區(qū)（焊接區(qū)）錫膏中的金屬顆粒熔化，在液態(tài)表面張力作用下形成焊點。要求：最高溫度：235245（96.5%Sn/3.0%Ag/0.5%Cu）（高于溶點30），時 間：217（溶點以上）4060秒/6090秒（非熱敏感器件）高于230時間為1020 秒。若峰值溫度過高或回焊時間過長，可能會導(dǎo)致焊點變暗、助焊劑殘留物碳化變色、元器件受損等。若溫度太低或回焊時間太短，則可能會使焊料的潤濕性變差而不能形成高品質(zhì)的焊點，具有較大熱容量的