《電子裝配工藝》PPT課件

1、西安孚萊德光電科技有限公司主講人：Read LIU1可編輯ppt第五章 表面安裝技術(shù)5.1表面安裝器件5.2表面安裝流程2可編輯ppt什么是“表面安裝技術(shù)” ( Surface Mounting Technology)(簡稱SMT) 它是將電子元器件直接安裝在印制電路板的表面，它的主要特征是元器件是無引線或短引線，元器件主體與焊點均處在印制電路板的同一側(cè)面。3可編輯ppt5.1表面安裝元器件(簡稱SMC) 表面安裝元器件又稱為片狀元件，片狀元件主要特點：尺寸小；重量輕; 形狀標(biāo)準(zhǔn)化; 無引線或短引線；適合在印制板上進(jìn)行表面安裝。4可編輯ppt電 阻 電 容集成電路 電位器5可編輯ppt5.2表

2、面安裝的工藝流程5.2.1 表面安裝組件的類型: 表面安裝組件(Surface Mounting Assembly) (簡稱：SMA) 類型： 全表面安裝(型) 雙面混裝 (型) 單面混裝(型) 6可編輯ppt1.全表面安裝(型)：全部采用表面安裝元器件，安裝的印制電路板是單面或雙面板.7可編輯ppt2.雙面混裝(型)：表面安裝元器件和有引線元器件混合使用，印制電路板是雙面板。8可編輯ppt3.單面混裝(型)： 表面安裝元器件和有引線元器件混合使用，與型不同的是印制電路板是單面板。9可編輯ppt5.2.2 工藝流程 由于SMA有單面安裝和雙面安裝； 元器件有全部表面安裝及表面安裝與通孔插裝的混

3、合安裝； 焊接方式可以是再流焊、波峰焊、或兩種方法混合使用； 通孔插裝方式可以是手工插，或機械自動插；從而演變?yōu)槎喾N工藝流程，目前采用的方式有幾十種之多，下面僅介紹通常采用的幾種形式10可編輯ppt1.單面全表面安裝11可編輯ppt2雙面全表面安裝12可編輯ppt3.單面混合安裝13可編輯ppt4.雙面混合安裝14可編輯ppt表面安裝技術(shù)(二)5.3 表面安裝工藝15可編輯ppt 制造SMA的關(guān)鍵工藝為： 涂膏、點膠、固化、貼片、焊接、清洗、檢測。 5.3.1涂膏作用： 提供焊接所需的助焊劑和焊料， 在再流焊前將SMC初步粘合在規(guī)定位置。16可編輯ppt1.SMT焊膏組分 它是由作為焊料的金屬

4、合金粉末與糊狀助焊劑均勻混合而形成的膏狀焊料,17可編輯ppt合金粉末成分 常用焊料合金有： 錫-鉛(63%Sn-37%Pb)、 錫-鉛(60%Sn-40%Pb)、 錫-鉛-銀(62%Sn-36%Pb-2%Ag)， 助焊劑的活性 采用活性為RMA級的弱活性松香助焊劑18可編輯ppt3.常用涂膏方法 (1)印刷法：就是將焊膏以印刷的方法通過絲網(wǎng)板或模板的開口孔涂敷在焊盤上。19可編輯ppt絲網(wǎng)印刷法 絲網(wǎng)板的結(jié)構(gòu):它是將絲網(wǎng)(單根聚脂絲或不銹鋼絲)緊繃在鋁制框架上， 獲得一個平坦而有柔性的絲網(wǎng)表面，絲網(wǎng)上粘有光敏乳膠，用光刻法制作出開口圖形。開口部分與印制板上的焊盤相對應(yīng)。20可編輯ppt21可

5、編輯ppt絲網(wǎng)印刷的原理： 利用了流體動力學(xué)的原理。 靜態(tài)時，絲網(wǎng)與SMB之間保持“階躍距離”， 刮刀刷動時，向下的壓力使絲網(wǎng)與SMB接觸，當(dāng)刮刀向前移動，在它后方的絲網(wǎng)即回彈脫離SMB表面，結(jié)果在SMB焊盤上就產(chǎn)生一低壓區(qū)，由于殘留在絲網(wǎng)孔中焊膏上的大氣壓與這 一低壓區(qū)存在壓差， 所以就將焊膏從網(wǎng)孔 中推向SMB表面， 形 成焊膏圖形。22可編輯ppt利用了焊膏的流變特性。 靜態(tài)時，焊膏的粘性較高； 在刮刀刷動時,焊膏在作用力下粘度下降,則順利的從絲網(wǎng)孔中流出, 一旦沉淀在焊盤上后,又恢復(fù)至高粘度狀態(tài)。23可編輯ppt模板印刷法： 模板的結(jié)構(gòu):它是在金屬模板上通過激光切割、電鍍或蝕刻的方法制

6、作出開口圖形。 模板類型：全金屬模板:不銹鋼板或黃銅板(變形量小的材料)柔性金屬模板:將金屬模板粘接在絲網(wǎng)上，實際上是絲網(wǎng)板與金屬模板的結(jié)合24可編輯ppt激光刻模板25可編輯ppt26可編輯ppt全自動絲網(wǎng)機27可編輯ppt(2)注射法 將焊膏置于注射器內(nèi)部并借助于氣動、液壓或電驅(qū)動方式加壓，使焊膏經(jīng)針孔排出點在SMB焊盤表面。 形狀由注射針尺寸、點膠時間和壓力大小來控制。28可編輯ppt注射法與印刷法的比較： 速度： 注射法的速度不及絲網(wǎng)/模板印刷快，注射法是逐點進(jìn)行；印刷法是一次完成。 適應(yīng)性： 注射法非常靈活，可應(yīng)用在絲網(wǎng)/模板不能采用的場合(基板表面已裝入其它元器件時)， 而且通用性

7、強，轉(zhuǎn)產(chǎn)時不需調(diào)換注射器，適用于小批量、多品種的生產(chǎn)模式。 印刷法適用于大批量、單一品種的生產(chǎn)。29可編輯ppt30可編輯ppt4.涂膏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 總的來說，涂膏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是“適量”、“準(zhǔn)確”四個字，具體要求如下： (1)形貌：良好涂膏的形貌如圖所示，均勻覆蓋在焊盤上，無凸峰、邊緣不清、拉絲、搭接等不良現(xiàn)象； 31可編輯ppt(2)印刷面積： 焊膏圖形與焊盤對準(zhǔn)，兩者尺寸和形狀相符，焊膏圖形在焊盤的覆蓋面積必須大于焊盤面積的75%，小于焊盤面積的兩倍； (3)印刷厚度： 印刷厚度決定了焊點處的焊料體積，一般漏印焊膏的厚度要求在100-300m，間距越細(xì)要求印刷厚度越薄。 32可編輯ppt5.不良涂

8、膏現(xiàn)象 常見的不良涂膏現(xiàn)象及產(chǎn)生的主要原因。(1)漏印或空洞(2)失準(zhǔn)33可編輯ppt (3)塌陷 (4)輪廓模糊34可編輯ppt5.4.1 點膠 是指在SMC/SMD主體的下方（非焊接部位）點上膠粘劑的方法及過程，作用: 是在焊接前固定它們的位置。 35可編輯ppt SMT在實際生產(chǎn)時，有兩種情況需要點膠： 采用波峰焊焊接前，需先將片狀元件用膠粘劑粘貼在SMB的規(guī)定位置，然后才能進(jìn)入波峰焊焊接;36可編輯ppt 采用再流焊焊接雙面板前,為防止先焊好的A面上的大型器件B面再流焊時脫落,需要在先焊的A面大型器件下點膠,將其粘接在SMB上。37可編輯ppt2.常用膠粘劑種類 SMT使用的膠粘劑,又

9、稱貼片膠,它是一種紅色的膏狀體,其主要成分為：膠粘劑、固化劑、顏料、溶劑。 常用的表面安裝膠粘劑主要有兩類，即:環(huán)氧樹脂和聚炳烯類。38可編輯ppt環(huán)氧樹脂類 它屬于熱固型、高粘度的膠粘劑,耐腐蝕的能力最強, 但易脆裂。 它有單組分和雙組分兩種, 可以做成液體、膏劑、薄膜和粉劑等形式供使用,它是用途最為廣泛的膠粘劑。聚炳烯類 它在紫外線照射及適當(dāng)加熱下幾秒鐘內(nèi)能固化，其粘度特性非常適合于高速點膠機， 但粘結(jié)強度略低，是比較新型的膠粘劑。 39可編輯ppt3.常用點膠方法印刷法 與焊膏的印刷方法相仿。針孔轉(zhuǎn)印法：在硬件系統(tǒng)控制下，針板網(wǎng)格在膠粘劑托盤中吸收膠粘劑后轉(zhuǎn)移到SMB上。它的優(yōu)點是簡便高

10、效，適用于單一品種的大批量生產(chǎn)注射法（P132）與焊膏的印刷方法相仿40可編輯ppt41可編輯ppt42可編輯ppt 4.點膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (1)膠點輪廓:不應(yīng)出現(xiàn)塌落、拉絲、沾污焊盤等不良現(xiàn)象。43可編輯ppt(2)點膠量：C 2(A+B)44可編輯ppt5.不良點膠現(xiàn)象(1)拉絲(又稱拖尾)(2)過量45可編輯ppt(3)塌落(4)失準(zhǔn)(5)空點46可編輯ppt5.4.2固化 固化方法是根據(jù)所使用的膠粘劑的類型而確定。 1.常用固化方法 (1)熱固化 適用于環(huán)氧膠粘劑的固化，熱固化可以在紅外爐內(nèi)通過紅外輻射加熱完成。 (2)紫外光加熱固化 適用于聚丙烯的膠粘劑固化，先用紫外光照射幾秒鐘，然后再

11、加熱固化，它較單一的熱固化更快。47可編輯ppt5.4.4 貼片 是指在涂膏或點膠完成后，將SMC/SMD貼放到SMB的規(guī)定位置的方法及過程。 貼片可以采用手工、半自動、全自動的方式，貼片設(shè)備通常叫做貼片機。由于片狀元器件的微小化、安裝的高密度的特點，貼片作業(yè)基本上均需采用貼片機，手工貼放只是在數(shù)量很少的情況下才使用。48可編輯ppt1手工貼放 雖然，手工貼放片狀元器件既不可靠、也不經(jīng)濟，但在試生產(chǎn)時往往還需采用這種方式。 元件的貼放主要是拾取和貼放下去 兩個動作。手工貼放時，最簡單的工具是小鑷子，但最好是采用手工貼放機的真空吸管拾取元件進(jìn)行貼放。49可編輯ppt50可編輯ppt2.自動貼片

12、在規(guī)模生產(chǎn)中，由于貼片的準(zhǔn)確度要求，幾乎迫使人們必須采用自動化的設(shè)備，它是SMT的關(guān)鍵設(shè)備。在中等產(chǎn)量的表面安裝生產(chǎn)線中，貼片設(shè)備的費用約占總投資的50%左右。自動貼片機主要由下列五個部分組成：51可編輯ppt52可編輯ppt貼片機的組成: (1)貼裝頭： 貼裝頭也叫做吸/放頭，它的工作由移動/定位、拾取/釋放兩種模式組成: 第一，貼裝頭通過程序控制完成三維的往復(fù)運動，實現(xiàn)從供料系統(tǒng)取料后移動到SMB的指定位置上。 第二，貼裝頭的端部有一個用真空泵控制的吸盤，當(dāng)換向閥打開時，吸盤上的負(fù)壓把元器件從供料系統(tǒng)中吸上來；當(dāng)換向閥門關(guān)閉時吸盤把元器件釋放到SMB上53可編輯ppt54可編輯ppt(2)

13、供料系統(tǒng)： 供料系統(tǒng)由元器件包裝容器及機械供料器組成。 供料系統(tǒng)的工作方式根據(jù)元器件的包裝形式和貼片機的類型而確定。 元器件的包裝形式有散裝、編帶、棒式、托盤四種。55可編輯ppt(3) SMB定位系統(tǒng)： 是一個固定的二維平面移動的工作臺，在計算機控制系統(tǒng)的操縱下，隨工作臺移動到工作區(qū)域內(nèi)，并被精確定位，使貼裝頭能把元器件準(zhǔn)確地釋放到需要的位置上。(4)計算機控制系統(tǒng)： 貼片機能夠準(zhǔn)確有序地工作，其核心機構(gòu)是微型計算機。它是通過計算機程序，控制貼片機的自動工作步驟。56可編輯ppt(5) 視覺檢測系統(tǒng)： 它也是以計算機為主體的圖像觀察、識別和分析系統(tǒng)。 視覺檢測系統(tǒng)的主要功能通常有： SMB的

14、精確定位、 元器件定心和對準(zhǔn)、 元器件有/無、 機械性能及電器性能的檢測等。57可編輯ppt 隨著SMT技術(shù)的發(fā)展，全自動貼片機的功能、效率、精度及靈活性越來越強，全視覺、多功能、模塊式、高速度的貼片機不斷推出， 能適應(yīng)從片狀元件直至BGA、 CSP及0.3mm細(xì)間隙QPF等精密器件的貼放； 精度達(dá)到 0.03mm； 貼片速度達(dá)到0.04s/片甚至更高。 所以，SMA的裝聯(lián)效率之高是通孔插裝組件所無法比擬的。58可編輯ppt 第六章 裝聯(lián)技術(shù)的新發(fā)展 6.1 錫焊技術(shù)的新發(fā)展 6.2 免清洗技術(shù)59可編輯ppt6.1錫焊技術(shù)的新發(fā)展 6.1.1惰性氣體保護(hù)焊接 是指在惰性氣體(氮氣)的氛圍下焊

15、接,可避免焊件、焊料與氧氣的接觸，克服它們在高溫下的氧化，有效提高潤濕性能。 當(dāng)熔化的焊料暴露在大氣中時， 會產(chǎn)生快速的氧化現(xiàn)象，從而形成一層薄薄的氧化錫和氧化鉛層，統(tǒng)稱為氧化皮，它不僅會破壞波峰的動態(tài)特性，而且直接導(dǎo)致了焊料的大量損失。 傳統(tǒng)的消除氧化皮的方法,是在焊料中摻入礦物油，油膜薄層浮在焊料的表面隔離空氣, 但副作用是礦物油對板面的污染和高溫下產(chǎn)生的刺激氣味對環(huán)境的污染。60可編輯ppt 新型的焊接設(shè)備一般均具有可供選擇的氮氣保護(hù)功能，它是在波峰焊或再流焊設(shè)備中充入氮氣，充氮區(qū)段的結(jié)構(gòu)有: 隧道式將預(yù)熱及焊接區(qū)域全部密封在沖氮的管道內(nèi)，可以將焊料與氧的接觸機會降低至5l0一6； 頭罩式僅在焊接部位的波峰口上裝有氮氣罩，氮氣僅覆蓋在焊料溢出口的焊接部位，這種結(jié)構(gòu)焊料與氧的接觸機會比隧道式高一倍。 前者對提高焊接質(zhì)量及減少焊料的氧化更有利，但氮氣的耗用量較多。后者耗氮量較少，維修更方便。61可編輯ppt6.1.2再流焊的新發(fā)展-穿孔回流焊 簡稱：PIHR 是一種用再流焊方式焊接通孔插裝焊點的新工藝，它的應(yīng)用拓寬 了再流焊的適用范圍。 62可編輯ppt工藝步驟63可編輯ppt(1)涂膏：將焊膏通過安裝在焊膏盤上的管嘴（針管）漏印在通孔插裝的焊盤上。64可編輯ppt(2)插件：將PCB翻轉(zhuǎn)，插入THC；(3)焊接：PCB置于回流爐上方，