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文檔簡介
第2章SMT基礎(chǔ)知識(shí)
§2.1SMT元器件§2.2SMT工藝材料§2.3印制電路板§2.4人工裝焊§2.6認(rèn)證考試舉例
§2.5電子整機(jī)產(chǎn)品的制造第2章SMT基礎(chǔ)知識(shí)§2.1SMT元器件§2.2S§2.1SMT元器件1.SMT元器件分類無源元件SMC(SurfaceMountingComponents)有源器件SMD(SurfaceMountingDevices)2-1.元器件§2.1SMT元器件1.SMT元器件分類無源元件SMC半導(dǎo)體集成電路的分類
數(shù)字集成電路邏輯電路門電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、加法器、延時(shí)器、鎖存器等算術(shù)邏輯單元、編碼器、譯碼器、脈沖發(fā)生器、多諧振蕩器可編程邏輯器件(PAL、GAL、FPGA、ISP)特殊數(shù)字電路ASIC微處理器通用微處理器、單片機(jī)電路數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)通用/專用支持電路ASIC特殊微處理器MCU存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)/靜態(tài)RAMROM、PROM、EPROM、E2PROM特殊存儲(chǔ)器件緩沖器、驅(qū)動(dòng)器模擬集成電路接口電路A/D、D/A、電平轉(zhuǎn)換器模擬開關(guān)、模擬多路器、數(shù)字多路/選擇器采樣/保持電路特殊接口電路光電器件光電傳輸器件光發(fā)送/接收器件光電耦合器、光電開關(guān)特殊光電器件音頻/視頻電路音頻放大器、音頻/射頻信號(hào)處理器視頻電路、電視機(jī)電路音頻/視頻數(shù)字處理電路特殊音頻/視頻電路線性電路線性放大器、模擬信號(hào)處理器運(yùn)算放大器、電壓比較器、乘法器電壓調(diào)整器、基準(zhǔn)電壓電路特殊線性電路半導(dǎo)體集成電路的分類門電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、加法器、延時(shí)器SMC無源元件的種類名稱外形尺寸長×寬×高(mm)主要特性常用包裝方式矩形片式元件片式電阻器1.6×0.8×0.451/16W±1~±10%2.2Ω~10MΩ1.編帶2.散裝2.0×1.25×0.501/10W3.2×1.6/2.5×0.601/8W/1/4W4.5×3.2×0.601/2W片式多層瓷介電容器1.6×0.8×0.92.0×1.25×1.253.2×1.6×1.5(2.5×2.0)4.5×3.2×2.05.6×5.0×2.020V/25V,0.5pF~1.5μF1.編帶2.散裝片式鉭電容器3.2×1.6×1.5(2.0×1.9)4.7×2.6×1.86.0×3.2×2.57.3×4.3×2.84~35V0.1μF~100μF1.編帶2.散裝片式鉭電容器2.0×1.253.2×1.60/2.50.047μH~33μH編帶或散裝熱敏電阻器3.2×1.61.0kΩ~150kΩ編帶或散裝壓敏電阻器8.0×6.0×3.222~270V編帶或散裝磁珠2.0×1.25~4.5×3.2Z=7~125Ω編帶或散裝SMC無源元件的種類名稱外形尺寸主要特性常用包裝方式1.6×退出SMC無源元件的種類(續(xù))圓柱形元件電阻器Φ1.0×2.01/10W±0.1~±5%10Ω~1MΩ1.編帶2.散裝Φ1.4×3.51/6WΦ2.2×5.91/4W瓷介電容器Φ1.25×2.0Φ1.5×3.416V,25V,50V1~33000pF編帶陶瓷振子Φ2.8×7.02~6MHz編帶復(fù)合元件電阻網(wǎng)絡(luò)SOP型16引線寬7.628~24元件47Ω~470kΩ編帶5.1×2.2×1.04元件電容網(wǎng)絡(luò)7.5×7.5×0.910元件1pF~0.47μF編帶濾波器5.0×5.0×2.8低通,帶通,高通,延遲線編帶4.5×3.2×2.8調(diào)幅,調(diào)頻異形元件鋁電解電容器4.3×4.3×5.75.3×5.3×6.04~50V0.1~220μF編帶微調(diào)電容器4.5×4.9×2.63~50pF編帶微調(diào)電位器3.0×3.0×1.64.5×3.8×2.8100Ω~2MΩ編帶繞線型電感器3.2×2.5×2.010nH~2.2mH機(jī)電元件變壓器8.2×6.5×5.210nH~2.2mH編帶各種開關(guān)輕觸、旋轉(zhuǎn)、扳鈕,選擇件編帶振子10.6×7.8×2.53.5~25MHz編帶繼電器16×10×8托盤式連接器直接連接器,DIP型PLCC型托盤式退出SMC無源元件的種類(續(xù))Φ1.0×2.01/10W±0SMD有源器件的種類名稱外形尺寸L×W×t(mm)特征熱性能采用標(biāo)準(zhǔn)備注二極管圓柱Φ1.35×3.4Φ2.7×5.2高速開關(guān)用80V/50mA整流用100V/1A亦有Zener二極管片式(兩端)3.8×1.5×1.12.5×1.25×0.9VHF-SBand用30V/100mAJEDECEIAJ三極管片式(多端)(同上)1—4引線PNP,NPNFET″3—6端子功率塑封4.6×4.2×1.66.8×10.3×1.6高壓及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用PNPNPN″片式(五端)2.9×2.8×1.11閘門C-MOS″5端子4000,74系列集成電路SOP(MFP)225mil型(6.5mm寬)8、10、14、16引線差″中心距50mil(1.27mm)4000、74HC系列300mil型(7.8mm寬)8、10、14、18、20、24375mil型(9.4mm寬)22、24、28引線VSOP225mil型(16.5mm)16、20引線差″中心距0.65mm300mil型(7.8mm寬)14、16、20、24、30大規(guī)模集成電路QFP/VQFP1.0mm(中心距)46、48、52、56、60、64良好″鷗翼型引線0.8mm32、44、48、60、64、80、1280.65mm52、56、100、114、148、160、208265kbit,STAM0.55mm(VQFP)28引線0.5mm(VQFP)32、48、64、80、100PLCC/SOJ1.27mm(50mil)18、20、28、32、44、52、68、64SOJ:20、24、26良好″J型引線SMD有源器件的種類名稱外形尺寸特征熱性能采用標(biāo)準(zhǔn)備注圓柱Φ2.集成電路的封裝
退出SOT,一般有SOT23,SOT89和SOT143三種,其中SOT23是通用的表面組裝三極管,SOT89適用于較高功率,SOT143一般用作射頻晶體管。SOL,是兩邊“鷗翼”引腳,特點(diǎn)是焊接容易,工藝檢測方便,但占用面積較大。SOJ是兩邊“J”形引腳,特點(diǎn)是節(jié)省PCB面積.PLCC,“J”形引線具有一定的彈性,可緩解安裝和焊接的應(yīng)力,防止焊點(diǎn)斷裂,但這種封裝焊在PCB上,檢測焊點(diǎn)較困難。LCCC,無引線地組裝在電路中,引進(jìn)的寄生參數(shù)小,噪聲和延時(shí)特性明顯改善,陶瓷外殼的熱阻也比塑料小。但因直接組裝在基板表面,沒有引線來幫助吸收應(yīng)力,易造成焊點(diǎn)開裂,LCCC比其它類型價(jià)格高。QFP,有正方形和長方形兩種,引線距有0.5mm、0.4mm和0.3mm幾種。引線數(shù)為44~160。Intel系列CPU主板采用這種封裝形式。QFN是一種無引腳封裝,呈正方形或矩形,封裝底部具有與底面水平的焊盤,在中央有一個(gè)大面積裸露焊盤用來導(dǎo)熱,圍繞大焊盤的封裝外圍四周有實(shí)現(xiàn)電氣連接的導(dǎo)電焊盤。
2.集成電路的封裝退出SOT,一般有SOT23,SOT8BGA(BALLGRIDARRAY)的種類:
PBGA(PlasricBGA)塑料BGA:Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。CBGA(CeramicBGA)陶瓷BGA:陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片(FlipChip)的安裝方式。Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過這種封裝形式。FCBGA(FilpChipBGA):硬質(zhì)多層基板。TBGA(TapeBGA)載帶自動(dòng)鍵合BGA:基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。CCGA:CeramicColumnGridArray,陶瓷柱柵陳列
MBGA:微小BGAPGA(PinGridArrayPackage)插針網(wǎng)格陣列封裝PGA芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個(gè)方陣形的插針,每個(gè)方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時(shí),將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486芯片開始,出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。BGA(BALLGRIDARRAY)的種類:PBGA(CSP(ChipSizePackage)
LeadFrameType(傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式):代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(dá)。RigidInterposerType(硬質(zhì)內(nèi)插板型):代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等。FlexibleInterposerType(軟質(zhì)內(nèi)插板型):Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA通用電氣(GE)和NEC。WaferLevelPackage(晶圓尺寸封裝):有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片,它號(hào)稱是封裝技術(shù)的未來主流,Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。芯片組裝器件和微組裝技術(shù)FPT
倒裝芯片:是將帶有凸點(diǎn)電極的電路芯片面朝下(倒裝),使凸點(diǎn)作為芯片電極與基板布線的焊點(diǎn),經(jīng)焊接實(shí)現(xiàn)牢固的連接。
載帶自動(dòng)鍵合TAB:是在聚酰薄膜(載帶)覆蓋銅箔,并以銅箔作為連接引線,通過專用焊接鍵合機(jī)同時(shí)完成電路芯片與載帶的連接(內(nèi)連接)及載帶與外圍電路的連接(外連接)。用雙層帶和三層帶TAB。
凸點(diǎn)載帶自動(dòng)鍵合:BTAB連接方式正好與TAB相反,將連接用凸點(diǎn)電極做在載帶引線上,通過自動(dòng)焊接完成與芯片的連接。芯片電極成形有三種類型。一種是不進(jìn)行任何處理直接載帶引線鍵合,另二種與TAB方式相似。
微凸點(diǎn)連接:MBB通過將履光硬化的絕緣樹脂,并利用樹脂硬化時(shí)收縮應(yīng)力,在一定的機(jī)械載荷下完成芯片電極與基板電極的連接,突破了細(xì)微電極間距集成電路芯片的組裝工藝難點(diǎn)。
多層陶瓷組裝(MCM):采用薄膜混合技術(shù)制成高密度的多層板,裝入多個(gè)IC芯片,形成多芯片組裝件。另一種是在900~1000℃溫度下共燒陶瓷多層CSP(ChipSizePackage)LeadF§2.2
SMT工藝材料在SMT生產(chǎn)中,通常將貼片膠、錫膏、鋼網(wǎng)稱之為SMT工藝材料。SMT工藝材料對(duì)SMT的品質(zhì)、生產(chǎn)效率起著致關(guān)重要的作用,是表面組裝工藝的基礎(chǔ)之一SMT工藝材料類型工藝組裝工序波峰焊再流焊手工焊貼裝粘接劑焊膏,(粘接劑)粘接劑(選用)焊接焊劑棒狀焊料焊劑焊膏預(yù)成型焊料焊劑焊絲清洗各種溶劑退出§2.2SMT工藝材料在SMT生產(chǎn)中,通常1.焊錫(焊料)
各種焊料的物理和機(jī)械性能焊料合金熔化溫度℃密度(g/cm2)機(jī)械性能熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)導(dǎo)電率SnPbAgSbBiInAu液相線固相線拉伸強(qiáng)度N/mm2延伸率%硬度HB6337183共晶8.4614516.624.011.060401838.5109030226810.8414512.728.78.259531430011.0304712.029.07.8623622151788.4643916.522.311.3197.51.5309共晶11.331509.528.77.296.53.5221共晶6.4455513.025.413.497.52.5304共晶11.330529.029.08.89552402327.25403813.3-11.94343141671359.155571425.58.04258138共晶8.77720~3019.315.45.04852117共晶1183511.715580157共晶1758513.02080280共晶28-1187596.53.5221共晶20734014.01.焊錫(焊料)各種焊料的物理和機(jī)械性能焊料合金熔化溫度合金溫度對(duì)照表合金熔點(diǎn)溫度范圍適用產(chǎn)品錫-鉛℉℃錫絲錫棒錫膏預(yù)鑄焊錫建議用途Sn63Pb37361183XXXX在電路板組裝應(yīng)用上最普遍被使用的合金比例Sn60Pb40361-374183-190XXXX通常在單面板焊錫及沾錫作業(yè)中被應(yīng)用Sn55Pb45361-397183-203XXX不常被使用,除了在高溫焊錫的沾錫作業(yè)Sn50Pb50361-420183-214XXX使用在鐵、鋼和銅等難焊金屬的焊接Sn40Pb60361-460183-238XXX使用在高溫用途,用于汽車工業(yè)冷卻器的焊接Sn30Pb70361-496183-258XXX用于修補(bǔ)汽車凹痕No.123366-503186-262XX低錫渣合金,用于高溫鍍錫線作業(yè)Sn20Pb80361-536183-280XXX不常被使用,除了在汽車工業(yè)Sn10Pb90514-576268-302XXXX用于制造BGA和CGA的球腳Sn05Pb95574-597301-314X高溫合金,很少被用到無鉛合金Sn96.5Ag3.5430221XXXX高溫合金,形成的焊點(diǎn)有很高的強(qiáng)度Sn96Ag04430-444221-229XXX在需要高強(qiáng)度的焊點(diǎn)的用途時(shí)會(huì)用到Sn95Ag05430-473221-245XXXX在需要高強(qiáng)度焊點(diǎn)時(shí)會(huì)用到100%Sn450232XXX用于添加于錫爐中補(bǔ)充錫的損耗Sn95Sb05450-464232-240XXXX高溫焊錫使用SAF-A-LLOY426-454219-235XXX專為無鉛制程發(fā)展出的合金合金溫度對(duì)照表合金熔點(diǎn)溫度范圍適用產(chǎn)品錫-鉛℉℃錫絲錫棒錫膏2.焊錫膏(SolderPaste)材料重量比(%)體積比(%)作用錫膏錫粉85-9050-60用于焊接焊劑樹脂10-1540-50賦于粘貼性﹐防止再氧化活性劑去除金屬表面的氧化物溶劑松香的流動(dòng)性﹐調(diào)整粘性賦于粘貼性粘度活性劑防止錫膏分離﹐提高印刷性﹐防止錫膏塌下退出合金組分%溫度特性℃焊膏用途SnPbAgBi熔點(diǎn)凝固點(diǎn)6337183共晶適用于焊接普通SMT電路板,不能用來焊接電極含有Ag、Ag/Pa材料的元器件6040183188同上62362179共晶適用于焊接電極含有Ag、Ag/Pa材料的元器件,印制板表面鍍層不能是水金10882268290適用于焊接耐高溫元器件和需要兩次再流焊的首次焊接,印制板表面鍍層不能是水金96.53.5221共晶適用于焊接焊點(diǎn)強(qiáng)度高的SMT電路板,印制板表面鍍層不能是水金4258138共晶適用于焊接SMT熱敏元件和需要兩次再流焊的第二次焊接2.焊錫膏(SolderPaste)材料重量比(%)體積3.助焊劑
助焊膏
助焊劑和焊膏混合物,收縮性好,可以取代焊膏無需絲印,用于焊接BGA,CSP等元器件.助焊劑的特性
當(dāng)助焊劑清除氧化層之后,干凈的被焊物表面,才可與焊錫結(jié)合。助焊劑與氧化物的化學(xué)反映有2種:相互化學(xué)作用形成第三種物質(zhì);氧化物直接被助焊劑剝離。當(dāng)助焊劑在去除氧化物反應(yīng)的同時(shí),必須還要形成一個(gè)保護(hù)膜,防止被焊物表面再度氧化,直到接觸焊錫為止。退出3.助焊劑助焊膏助焊劑的特性退出4.貼片膠(紅膠)貼片膠類型
環(huán)氧樹脂類型:屬于熱固型,一般固化溫度在140±20℃/5min以內(nèi).丙稀酸類型:屬于光固型,需要先用UV(紫外)燈照一下,打開化學(xué)鍵,然后再用150±10℃/(1-2min)完成固化.貼片膠的使用目的貼片膠的使用目的工藝波峰焊中防止元器件脫落波峰焊工藝再流焊中防止另一面元器件脫落雙面再流焊工藝防止元器件位移與立處再流焊工藝、預(yù)涂敷工藝作標(biāo)記波峰焊、再流焊、預(yù)涂敷5.導(dǎo)電粘接劑導(dǎo)電粘接劑主要是由填充導(dǎo)電體顆粒、粘接劑用樹脂、硬化劑媒介物、溶劑、稀釋劑和添加劑所組成。銀基粘接劑如果說沒有更好,至少可以說與焊料的電接觸可靠性相當(dāng)。銅基粘接劑具有較高的初始值,不能很穩(wěn)定地通過熱循環(huán)和加熱/濕度測試。有機(jī)粘接劑有微微提升粘接強(qiáng)度的傾向,焊接點(diǎn)展現(xiàn)了其穩(wěn)定的機(jī)械強(qiáng)度。4.貼片膠(紅膠)貼片膠類型環(huán)氧樹脂類型:屬于熱固型6.清洗劑
現(xiàn)在廣泛應(yīng)用以CFC-113(三氟三氯乙烷)和甲基氯仿(1,1,1三氟三氯乙烷)為主體的兩大類清洗劑。但它們對(duì)大氣臭氧層有破壞作用,聯(lián)合國已規(guī)定在1999年后停止使用。以FC-113為主要成份的幾種共沸混合物的物理特性物理特性Alpha1001Alpha1003FreonTMCFreonTMSGenesolvDTAGenesolvDMSGenesolvDES沸點(diǎn),760mmHg,℃768236.239.734.242.044.4在沸點(diǎn)的汽化潛熱,單位/Ib128100104.090.7--78.0密度g/cm3(a=68℉,b=77℉)1.420b1.477b1.404a1.462A1.486a粘度,CP(a=70℉,b=77℉)0.461b-0.538b-0.70a表面張力,dyn/cm2(a=75℉,b=77℉,c=70℉,d=68℉)21.4b17.4b22.1c19.0d19.4a貝殼松脂西醇值717186451484843幾種替代技術(shù)與CFC-113的比較工藝設(shè)備安全性溶劑可回收性能耗CFC-113氯化溶劑水清洗半水清洗醇類清洗HCFC現(xiàn)用現(xiàn)用現(xiàn)用新新新高中高低低中/高可可否否可可低/中中高高中低/中6.清洗劑現(xiàn)在廣泛應(yīng)用以CFC-113(§
2.3印制電路板單面板(Single-SidedBoards):零件集中在其中一面,導(dǎo)線則集中在另一面上。雙面板(Double-SidedBoards):電路板的兩面都有布線。電路間的「橋梁」叫做導(dǎo)孔(via)。多層板(Multi-LayerBoards):使用數(shù)片雙面板,并在每層板間放進(jìn)一層絕緣層后黏牢(壓合)。板子的層數(shù)就代表了有幾層獨(dú)立的布線層,通常層數(shù)都是偶數(shù),并且包含最外側(cè)的兩層。1.PCB的種類表面安裝印制板(SMB)的特點(diǎn)高密度、小孔徑、多層數(shù)、高板厚孔徑比、優(yōu)良的傳輸特性、高平整光潔度和尺寸穩(wěn)定性等。表3.1.2導(dǎo)線和焊墊之關(guān)系導(dǎo)線寬度(尺寸)導(dǎo)線間距(英寸)焊墊之間導(dǎo)線數(shù)目焊墊尺寸(英寸)SMT0.050″間距SMT0.1″間距DIP0.1″間距SMTDIP0.0080.0080.0060.0050.0040.0120.0870.00650.0050.00431112234456223450.0500.0420.0320.0450.0350.0620.0550.0600.0600.0552-2.PCB§2.3印制電路板單面板(Single-Sided2.基板材料
基板的分類按機(jī)械剛性分;剛性板,撓性板。按不同絕緣材料結(jié)構(gòu)分:有機(jī)樹脂類覆銅板,金屬基覆銅板,陶瓷基覆銅板。按增強(qiáng)材料劃分:玻璃布基覆銅板,紙基覆銅板,復(fù)合基覆銅板。按某些特殊性能分:高TG板;高介電性能板;防UV板。常用G10和FR-4,適用于多層印制電路板性能基板材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(℃)x,y軸的CTEppm/℃Z軸的CTEppm/℃熱導(dǎo)率W/m·℃25℃下抗撓強(qiáng)度kpsi25℃下介電常數(shù)在1MHz25℃下體積電阻率Ω·cm表面電阻Ω吸潮性(重量百分比)環(huán)氧玻璃纖維12513~18480.1645~504.8101210130.1聚酰亞胺,玻璃纖維25012~1657.90.35974.4101310120.32環(huán)氧aiamid纖維1256~8~500.12404.1101210130.85聚酰亞胺,aiamid纖維2503~7~600.15503.6101210121.5聚酰亞胺石英2506~8500.3954.0101310120.4環(huán)氧石墨1257~480.16101210130.1聚酰亞胺石墨2506.5~501.56.0101410120.35聚四氟乙烯,玻璃纖維75552.210141014000玻璃/聚砜18530143.5101510130.029環(huán)氧石英1256.548~0.163.4101210130.10氧化鋁陶瓷6.56.52.144810141014000氧化鈹陶瓷8.48.414.1506.910151015000瓷釉覆蓋鋼板1013.30.001+6.3~6.610111013000聚酰亞胺,CIC芯板2506.5+0.35/57*+101210120.35瓷釉覆蓋,CIC芯板**7+0.06/57*+6.810111013000環(huán)氧/氧化鋁芯板12515+0.16/203*101110130.10退出2.基板材料基板的分類常用G10和FR-4,適用于多層3.印制電路板制造工藝(1).單面印制板的生產(chǎn)流程覆銅板下料表面去油處理上膠曝光顯影固膜修版蝕刻去保護(hù)膜鉆孔成形表面涂覆涂助焊劑檢驗(yàn)(2).雙面印制板的生產(chǎn)流程下料鉆孔化學(xué)沉銅擦去表面沉銅電鍍銅加厚堵孔(保護(hù)金屬化孔)上感光膠顯影曝光腐蝕(酸性)去膜洗孔成形表面涂覆檢驗(yàn)雙面板與單面板的主要區(qū)別,在于增加了孔金屬化工藝,即實(shí)現(xiàn)兩面印制電路的電氣連接。堵孔法的工藝流程退出先電鍍后腐蝕先腐蝕后電鍍板面電鍍法圖形電鍍法反鍍漆膜法堵孔法漆膜法3.印制電路板制造工藝(1).單面印制板的生產(chǎn)流程覆銅板圖形電鍍法的工藝流程下料鉆孔化學(xué)沉銅擦去表面沉銅電鍍銅加厚堵孔(保護(hù)金屬化孔)上感光膠顯影曝光腐蝕(酸性)去膜洗孔成形表面涂覆檢驗(yàn)金屬芯印制板的制造工藝流程金屬板沖孔表面絕緣處理表面粘覆銅箔浸光敏液浸液態(tài)光敏抗蝕劑制作負(fù)相圖形圖形腐蝕圖形電鍍法的工藝流程下料鉆孔化學(xué)沉銅擦去表面沉銅電鍍銅加厚退出(3).多層印制電路板
多層印制電路板也稱多層板,它是由三層以上相互連接的導(dǎo)電圖形層、層間用絕緣材料相隔、經(jīng)粘合后形成的印制電路板。多層板具有如下特點(diǎn):裝配密度高、體積小、重量輕、可靠性高;增加了布線,提高了設(shè)計(jì)靈活性;可對(duì)電路設(shè)置抑制干擾的屏蔽層等干工序多層印制板的制造過程覆銅箔層壓板半固化片沖定位孔按要求尺寸切割并沖定位孔印刷、蝕刻內(nèi)層導(dǎo)電圖形,去除抗蝕膜化學(xué)處理內(nèi)層圖形層壓鉆孔孔金屬化外層抗蝕圖形(貼干膜法)圖形電鍍銅、鉛錫合金去抗蝕膜、蝕刻外層圖形插頭部分退鉛錫合金、插頭鍍金熱熔鉛錫合金加工外形測試印制阻焊劑及文字符號(hào)成品在多層板的制造過程中,不僅金屬化孔和定位精度比一般雙面印制板有更加嚴(yán)格的尺寸要求,而且增加了內(nèi)層圖形的表面處理、半固化片層壓工藝及孔的特殊處理。退出(3).多層印制電路板多層印制電路板也稱多層板,它是依產(chǎn)品的不同現(xiàn)有三種流程:A.PrintandEtch:發(fā)料→對(duì)位孔→銅面處理→影像轉(zhuǎn)移→蝕刻→剝膜B.Post-etchPunch:發(fā)料→銅面處理→影像轉(zhuǎn)移→蝕刻→剝膜→工具孔C.DrillandPanel-plate:發(fā)料→鉆孔→通孔→電鍍→影像轉(zhuǎn)移→蝕刻→剝膜內(nèi)層制作流程銅面處理→壓膜→曝光→顯像外層制作流程:→先把覆銅層板剪裁成塊,并標(biāo)出加工標(biāo)志→加熱烘干驅(qū)除含有的潮氣→然后在烘干的層板上鉆工藝孔,供多層板層壓時(shí)對(duì)準(zhǔn)用→→接著進(jìn)行內(nèi)層板圖形轉(zhuǎn)換,先在層板的銅表面上貼壓感光膜,把內(nèi)層板布線圖形的照相底板平壓在感光膜層上,并UV燈(紫外線燈)下曝光→在顯影液中未受紫外光照射的感光膜被溶去→把顯影好的內(nèi)層板放在銅的腐蝕液中,由感光膜覆蓋的銅層不溶于腐蝕液中,而裸銅層全部溶于腐蝕液中,這樣就完成了內(nèi)層板的圖形轉(zhuǎn)移,在層板表面只留下和照相底板相對(duì)應(yīng)的銅層圖形→除去銅層上的感光膜,檢查電路圖形的完整性腐蝕質(zhì)量→最后對(duì)電路圖形的銅表面進(jìn)行黑化處理,改善銅表面和半固體片間的沾合力→多層印制板的內(nèi)層就制備完畢。依產(chǎn)品的不同現(xiàn)有三種流程:內(nèi)層制作流程銅面處理→壓膜→曝光→盲埋孔結(jié)構(gòu)盲埋孔結(jié)構(gòu)4.厚膜混合集成電路(HIC)技術(shù)電路圖形的平面化設(shè)計(jì):邏輯設(shè)計(jì)、電路轉(zhuǎn)換、電路分割、布圖設(shè)計(jì)、平面元件設(shè)計(jì)、分立元件選擇和高頻下寄生效應(yīng)、大功率下熱性能、小信號(hào)下噪聲的考慮。印刷網(wǎng)板的制作:將平面化設(shè)計(jì)的圖形用顯影的方法制作在不銹鋼或尼龍絲網(wǎng)上。電路基片及漿料的選擇:制作厚膜混合集成電路通常選擇96%的氧化鋁陶瓷基片(特殊電路可以選擇其它基片),漿料一般選擇美國杜邦公司、美國電子實(shí)驗(yàn)室、日本田中等公司的導(dǎo)帶、介質(zhì)、電阻等漿料。絲網(wǎng)印刷:使用印刷機(jī)將各種漿料通過制作好電路圖形的絲網(wǎng)印刷在基片上。高溫?zé)Y(jié):將印刷好的基片在高溫?zé)Y(jié)爐中燒結(jié),使?jié){料與基片間形成良好的熔合和網(wǎng)絡(luò)互連,并使厚膜電阻的阻值穩(wěn)定。使用厚膜激光調(diào)阻機(jī)將燒結(jié)好的電路基片上印刷厚膜電阻阻值修調(diào)到規(guī)定的要求。表面貼裝:使用自動(dòng)貼裝機(jī)將外貼的各種元器件和接插件組裝在電路基片上,并經(jīng)再流焊爐完成焊接,包括焊接引出線等。電路測試:將焊接完好的電路在測試臺(tái)上進(jìn)行各種功能和性能參數(shù)的測試。電路封裝:將測試合格的電路按要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆庋b。成品測試:將封裝合格的電路進(jìn)行復(fù)測。工藝過程厚膜混合集成電路通常是運(yùn)用印刷技術(shù)在陶瓷基片上印制圖形并經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成無源網(wǎng)絡(luò)。制造工藝的工序包括:退出4.厚膜混合集成電路(HIC)技術(shù)電路圖形的平面化設(shè)計(jì)§2.4人工插焊元器件的裝插原則:應(yīng)遵循先小后大、先輕后重、先低后高、先里后外的原則。裝插元件類型:水平插裝的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好、比較牢固。立式插裝的優(yōu)點(diǎn)是密度大。1.人工插裝§2.4人工插焊元器件的裝插原則:應(yīng)遵循先小后大、先輕退出2.人工焊接
(1).烙鐵的種類
電熱絲式電烙鐵:內(nèi)熱式,電熱絲置于烙鐵頭內(nèi)部,外熱式,電熱絲包在烙鐵頭上。調(diào)溫電烙鐵:手動(dòng)式,將烙鐵接到一個(gè)可調(diào)電源上,由調(diào)壓器上的刻度可調(diào)定烙鐵溫度。自動(dòng)式,靠溫度傳感器監(jiān)測烙鐵頭的溫度,控制調(diào)壓電路,達(dá)到恒溫目的。恒溫烙鐵:代表性的產(chǎn)品如METICA公司的MS-500S,加熱電源頻率高達(dá)13.56MHz,升溫快TIP能在4SN內(nèi)自動(dòng)升溫到所需的溫度,溫度穩(wěn)定性好±1.1°C。按功率分低溫烙鐵,通常為30W、40W、60W等主要用于普通焊接;高溫烙鐵,通常指60W或60W以上烙鐵,主要用于大面積焊接,如電源線的焊接等;恒溫烙鐵,溫控烙鐵:主要用于IC或多腳密集元件的焊接恒溫烙鐵:則主要用于CHIP元件的焊接。按烙鐵頭分尖嘴烙鐵,用于普通焊接;斜口烙鐵,主要用于CHIP元件焊接;刀口烙鐵,用于IC或者多腳密集元件的焊接。按溫度控制分烙鐵焊接對(duì)象及工作性質(zhì)烙鐵頭溫度/℃選用烙鐵一般印制電路板、安裝導(dǎo)線300~40020W內(nèi)熱式、30W外熱式、恒溫式集成電路300~40020W內(nèi)熱式、恒溫式焊片,電位器,2W~8W電阻,電解電容器,大功率管350~45035W~50W內(nèi)熱式,恒溫式,50W~75W外熱式8W以上的大電阻器、ф2mm以上導(dǎo)線400~550100W內(nèi)熱式、150W~200W外熱式匯流排、金屬板等500~630300W外熱式維修、調(diào)試一般電子產(chǎn)品20W內(nèi)熱式,恒溫式,感應(yīng)式,儲(chǔ)能式,兩用式退出2.人工焊接(1).烙鐵的種類電熱絲式電烙鐵:(2).烙鐵的正確使用SMC元器件的手工焊接手工焊接QFP焊點(diǎn)的外觀要求2-3.手工插焊(2).烙鐵的正確使用SMC元器件的手工焊接手工焊接Q§2.5電子整機(jī)產(chǎn)品的制造1.電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線系統(tǒng)組成
生產(chǎn)線系統(tǒng)組成插件線SMT線調(diào)試線總裝線專用機(jī)械2.生產(chǎn)線的系統(tǒng)工程總體設(shè)計(jì)
工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)各階段的任務(wù)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)各階段的任務(wù)總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)任務(wù)、要求及約束條件要求及條件的分析確定系統(tǒng)基本方案初步設(shè)計(jì)功能分析技術(shù)要求分配確定系統(tǒng)總體方案詳細(xì)設(shè)計(jì)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)子系統(tǒng)及零部件設(shè)計(jì)樣機(jī)的試制試驗(yàn)設(shè)計(jì)是工程活動(dòng)的核心。生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)工作絕不等同于設(shè)計(jì)某些零件或部件,是由硬件、軟件和人員等要素組成的,能夠完成特定功能的現(xiàn)代工程系統(tǒng)。所以,生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的過程就是實(shí)施系統(tǒng)工程的主要過程。一般可以把全部工作分成三個(gè)階段,即方案設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。通常,方案設(shè)計(jì)階段和初步設(shè)計(jì)階段又合稱為總體設(shè)計(jì)階段。退出§2.5電子整機(jī)產(chǎn)品的制造1.電子產(chǎn)品的生產(chǎn)線系統(tǒng)組成生某計(jì)算機(jī)生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案不同節(jié)拍的生產(chǎn)線模型某計(jì)算機(jī)生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案不同節(jié)拍的生產(chǎn)線模型某廠生產(chǎn)電視機(jī)的整機(jī)裝配工藝過程2-4.整機(jī)THT工藝流程車間工段工序元器件和零部件準(zhǔn)備作業(yè)17個(gè)加工工序機(jī)芯組裝1.小件自動(dòng)插裝多條插裝流水線,每條流水線有3~4臺(tái)自動(dòng)插裝機(jī)2.小件半自動(dòng)裝配23個(gè)工位順序分類插裝不能自動(dòng)插裝的元器件,6個(gè)插裝質(zhì)量檢驗(yàn)工序3.部件裝配和波峰焊分成10個(gè)工序,在印制板上完成部件裝配后進(jìn)行波峰焊。①安裝行輸出管和電源調(diào)整管的散熱器。②安裝行輸出變壓器。③安裝高頻調(diào)諧器。④用熱熔膠固定行輸出變壓器和高頻調(diào)諧器。⑤印制電路板在波峰焊機(jī)上自動(dòng)焊接。⑥扎線。⑦補(bǔ)焊。⑧視放單元加工。⑨焊接聚焦線。⑩部品調(diào)試。4.單元裝配分成7個(gè)工序整機(jī)裝配1.總裝工段顯像管整備線流水完成5道工序,總裝線分成8道工序2.總調(diào)工段共有9個(gè)工序,順序完成電視整機(jī)的調(diào)試、檢測和老化。整機(jī)包裝紙箱整備線有4道工序,整機(jī)包裝線有9道工序某廠生產(chǎn)電視機(jī)的整機(jī)裝配工藝過程2-4.整機(jī)THT工藝流程車3.防靜電知識(shí)(1)靜電來源典型的靜電源工作臺(tái)面打臘、粉刷或清漆表面,未處理的聚乙烯和塑料玻璃地板灌封混凝土,打臘或成品木材,地瓷磚和地毯服裝和人員非ESD防護(hù)服,非ESD防護(hù)鞋,合成材料,頭發(fā)座椅成品木材,聚乙烯類,玻璃纖維,絕緣車輪包裝和操作材料塑料帶、包、封套,泡沫帶、泡沫塑料;苯聚乙烯泡沫塑料,非ESD防護(hù)料盒、托盤、容器組裝工具和材料高壓射流,壓縮空氣,合成毛刷;熱風(fēng)機(jī)、吹風(fēng)機(jī),復(fù)印機(jī)、打印機(jī)(2)靜電產(chǎn)生的方式和大小產(chǎn)生的方式:摩擦生電、電場感應(yīng)、電荷轉(zhuǎn)移。靜電帶電之現(xiàn)象:摩擦帶電,剝離帶電,流動(dòng)帶電,噴出帶電,攪拌帶電,感應(yīng)帶電。靜電量的大小:與材料分離速度,溫度有關(guān),一般而言,分離速度越快,靜電量越大,溫度越高,靜電量越低。
人體活動(dòng)相對(duì)干燥相對(duì)潮濕人在地毯上走動(dòng)3515人在乙烯樹脂地板上行走120.25人在工作臺(tái)上操作60.1包乙烯樹脂封皮70.6從工作臺(tái)上拿起普通聚乙烯袋201.2從墊有泡沫的工作椅上站起181.5芯片種類靜電破壞電壓mvMOSMOSFETGaaSFETEPROMJFETSAWOP-AMPCMOS30-1800100-200100-300100-140-7,200150-500190-2500250-3000(3)靜電消除方法:接地;增加濕度;使用靜電消除器;使用抗靜電材料降低摩擦速度。3.防靜電知識(shí)(1)靜電來源典型的靜電源工作臺(tái)面打臘、粉(4)防靜電工具和設(shè)備1.靜電帶LOW燈著﹐表示短路﹐此時(shí)紅燈亮﹐靜電環(huán)不可使用。GOOD燈著﹐表示工作正常﹐此時(shí)綠燈亮﹐靜電環(huán)可以使用。HIGH燈著﹐表示開路﹐此時(shí)紅燈亮﹐靜電環(huán)不可使用。
2.腳帶3.防靜電工作臺(tái)能防止在操作時(shí)尖峰脈沖和靜電釋放放對(duì)于敏感元件的損害。4.導(dǎo)電地板膠和導(dǎo)電臘在那些手帶不適用的地方要將地面涂上導(dǎo)電膠或?qū)щ娕D.
5.導(dǎo)電框:用于運(yùn)輸電路板.6.防靜電袋粉紅色袋用于產(chǎn)品出廠時(shí)包裝用,黑色袋用于工廠內(nèi)部傳運(yùn)。7.空氣電離器潮濕的空氣幫助驅(qū)散電子電荷積累.8.抗靜電鏈退出(4)防靜電工具和設(shè)備1.靜電帶退出第2章SMT基礎(chǔ)知識(shí)
§2.1SMT元器件§2.2SMT工藝材料§2.3印制電路板§2.4人工裝焊§2.6認(rèn)證考試舉例
§2.5電子整機(jī)產(chǎn)品的制造第2章SMT基礎(chǔ)知識(shí)§2.1SMT元器件§2.2S§2.1SMT元器件1.SMT元器件分類無源元件SMC(SurfaceMountingComponents)有源器件SMD(SurfaceMountingDevices)2-1.元器件§2.1SMT元器件1.SMT元器件分類無源元件SMC半導(dǎo)體集成電路的分類
數(shù)字集成電路邏輯電路門電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、加法器、延時(shí)器、鎖存器等算術(shù)邏輯單元、編碼器、譯碼器、脈沖發(fā)生器、多諧振蕩器可編程邏輯器件(PAL、GAL、FPGA、ISP)特殊數(shù)字電路ASIC微處理器通用微處理器、單片機(jī)電路數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)通用/專用支持電路ASIC特殊微處理器MCU存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)/靜態(tài)RAMROM、PROM、EPROM、E2PROM特殊存儲(chǔ)器件緩沖器、驅(qū)動(dòng)器模擬集成電路接口電路A/D、D/A、電平轉(zhuǎn)換器模擬開關(guān)、模擬多路器、數(shù)字多路/選擇器采樣/保持電路特殊接口電路光電器件光電傳輸器件光發(fā)送/接收器件光電耦合器、光電開關(guān)特殊光電器件音頻/視頻電路音頻放大器、音頻/射頻信號(hào)處理器視頻電路、電視機(jī)電路音頻/視頻數(shù)字處理電路特殊音頻/視頻電路線性電路線性放大器、模擬信號(hào)處理器運(yùn)算放大器、電壓比較器、乘法器電壓調(diào)整器、基準(zhǔn)電壓電路特殊線性電路半導(dǎo)體集成電路的分類門電路、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、加法器、延時(shí)器SMC無源元件的種類名稱外形尺寸長×寬×高(mm)主要特性常用包裝方式矩形片式元件片式電阻器1.6×0.8×0.451/16W±1~±10%2.2Ω~10MΩ1.編帶2.散裝2.0×1.25×0.501/10W3.2×1.6/2.5×0.601/8W/1/4W4.5×3.2×0.601/2W片式多層瓷介電容器1.6×0.8×0.92.0×1.25×1.253.2×1.6×1.5(2.5×2.0)4.5×3.2×2.05.6×5.0×2.020V/25V,0.5pF~1.5μF1.編帶2.散裝片式鉭電容器3.2×1.6×1.5(2.0×1.9)4.7×2.6×1.86.0×3.2×2.57.3×4.3×2.84~35V0.1μF~100μF1.編帶2.散裝片式鉭電容器2.0×1.253.2×1.60/2.50.047μH~33μH編帶或散裝熱敏電阻器3.2×1.61.0kΩ~150kΩ編帶或散裝壓敏電阻器8.0×6.0×3.222~270V編帶或散裝磁珠2.0×1.25~4.5×3.2Z=7~125Ω編帶或散裝SMC無源元件的種類名稱外形尺寸主要特性常用包裝方式1.6×退出SMC無源元件的種類(續(xù))圓柱形元件電阻器Φ1.0×2.01/10W±0.1~±5%10Ω~1MΩ1.編帶2.散裝Φ1.4×3.51/6WΦ2.2×5.91/4W瓷介電容器Φ1.25×2.0Φ1.5×3.416V,25V,50V1~33000pF編帶陶瓷振子Φ2.8×7.02~6MHz編帶復(fù)合元件電阻網(wǎng)絡(luò)SOP型16引線寬7.628~24元件47Ω~470kΩ編帶5.1×2.2×1.04元件電容網(wǎng)絡(luò)7.5×7.5×0.910元件1pF~0.47μF編帶濾波器5.0×5.0×2.8低通,帶通,高通,延遲線編帶4.5×3.2×2.8調(diào)幅,調(diào)頻異形元件鋁電解電容器4.3×4.3×5.75.3×5.3×6.04~50V0.1~220μF編帶微調(diào)電容器4.5×4.9×2.63~50pF編帶微調(diào)電位器3.0×3.0×1.64.5×3.8×2.8100Ω~2MΩ編帶繞線型電感器3.2×2.5×2.010nH~2.2mH機(jī)電元件變壓器8.2×6.5×5.210nH~2.2mH編帶各種開關(guān)輕觸、旋轉(zhuǎn)、扳鈕,選擇件編帶振子10.6×7.8×2.53.5~25MHz編帶繼電器16×10×8托盤式連接器直接連接器,DIP型PLCC型托盤式退出SMC無源元件的種類(續(xù))Φ1.0×2.01/10W±0SMD有源器件的種類名稱外形尺寸L×W×t(mm)特征熱性能采用標(biāo)準(zhǔn)備注二極管圓柱Φ1.35×3.4Φ2.7×5.2高速開關(guān)用80V/50mA整流用100V/1A亦有Zener二極管片式(兩端)3.8×1.5×1.12.5×1.25×0.9VHF-SBand用30V/100mAJEDECEIAJ三極管片式(多端)(同上)1—4引線PNP,NPNFET″3—6端子功率塑封4.6×4.2×1.66.8×10.3×1.6高壓及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用PNPNPN″片式(五端)2.9×2.8×1.11閘門C-MOS″5端子4000,74系列集成電路SOP(MFP)225mil型(6.5mm寬)8、10、14、16引線差″中心距50mil(1.27mm)4000、74HC系列300mil型(7.8mm寬)8、10、14、18、20、24375mil型(9.4mm寬)22、24、28引線VSOP225mil型(16.5mm)16、20引線差″中心距0.65mm300mil型(7.8mm寬)14、16、20、24、30大規(guī)模集成電路QFP/VQFP1.0mm(中心距)46、48、52、56、60、64良好″鷗翼型引線0.8mm32、44、48、60、64、80、1280.65mm52、56、100、114、148、160、208265kbit,STAM0.55mm(VQFP)28引線0.5mm(VQFP)32、48、64、80、100PLCC/SOJ1.27mm(50mil)18、20、28、32、44、52、68、64SOJ:20、24、26良好″J型引線SMD有源器件的種類名稱外形尺寸特征熱性能采用標(biāo)準(zhǔn)備注圓柱Φ2.集成電路的封裝
退出SOT,一般有SOT23,SOT89和SOT143三種,其中SOT23是通用的表面組裝三極管,SOT89適用于較高功率,SOT143一般用作射頻晶體管。SOL,是兩邊“鷗翼”引腳,特點(diǎn)是焊接容易,工藝檢測方便,但占用面積較大。SOJ是兩邊“J”形引腳,特點(diǎn)是節(jié)省PCB面積.PLCC,“J”形引線具有一定的彈性,可緩解安裝和焊接的應(yīng)力,防止焊點(diǎn)斷裂,但這種封裝焊在PCB上,檢測焊點(diǎn)較困難。LCCC,無引線地組裝在電路中,引進(jìn)的寄生參數(shù)小,噪聲和延時(shí)特性明顯改善,陶瓷外殼的熱阻也比塑料小。但因直接組裝在基板表面,沒有引線來幫助吸收應(yīng)力,易造成焊點(diǎn)開裂,LCCC比其它類型價(jià)格高。QFP,有正方形和長方形兩種,引線距有0.5mm、0.4mm和0.3mm幾種。引線數(shù)為44~160。Intel系列CPU主板采用這種封裝形式。QFN是一種無引腳封裝,呈正方形或矩形,封裝底部具有與底面水平的焊盤,在中央有一個(gè)大面積裸露焊盤用來導(dǎo)熱,圍繞大焊盤的封裝外圍四周有實(shí)現(xiàn)電氣連接的導(dǎo)電焊盤。
2.集成電路的封裝退出SOT,一般有SOT23,SOT8BGA(BALLGRIDARRAY)的種類:
PBGA(PlasricBGA)塑料BGA:Intel系列CPU中,PentiumII、III、IV處理器均采用這種封裝形式。CBGA(CeramicBGA)陶瓷BGA:陶瓷基板,芯片與基板間的電氣連接通常采用倒裝芯片(FlipChip)的安裝方式。Intel系列CPU中,PentiumI、II、PentiumPro處理器均采用過這種封裝形式。FCBGA(FilpChipBGA):硬質(zhì)多層基板。TBGA(TapeBGA)載帶自動(dòng)鍵合BGA:基板為帶狀軟質(zhì)的1-2層PCB電路板。CCGA:CeramicColumnGridArray,陶瓷柱柵陳列
MBGA:微小BGAPGA(PinGridArrayPackage)插針網(wǎng)格陣列封裝PGA芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個(gè)方陣形的插針,每個(gè)方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少,可以圍成2-5圈。安裝時(shí),將芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸,從486芯片開始,出現(xiàn)一種名為ZIF的CPU插座,專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。BGA(BALLGRIDARRAY)的種類:PBGA(CSP(ChipSizePackage)
LeadFrameType(傳統(tǒng)導(dǎo)線架形式):代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達(dá)。RigidInterposerType(硬質(zhì)內(nèi)插板型):代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等。FlexibleInterposerType(軟質(zhì)內(nèi)插板型):Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA通用電氣(GE)和NEC。WaferLevelPackage(晶圓尺寸封裝):有別于傳統(tǒng)的單一芯片封裝方式,WLCSP是將整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片,它號(hào)稱是封裝技術(shù)的未來主流,Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝后的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過1.4倍。芯片組裝器件和微組裝技術(shù)FPT
倒裝芯片:是將帶有凸點(diǎn)電極的電路芯片面朝下(倒裝),使凸點(diǎn)作為芯片電極與基板布線的焊點(diǎn),經(jīng)焊接實(shí)現(xiàn)牢固的連接。
載帶自動(dòng)鍵合TAB:是在聚酰薄膜(載帶)覆蓋銅箔,并以銅箔作為連接引線,通過專用焊接鍵合機(jī)同時(shí)完成電路芯片與載帶的連接(內(nèi)連接)及載帶與外圍電路的連接(外連接)。用雙層帶和三層帶TAB。
凸點(diǎn)載帶自動(dòng)鍵合:BTAB連接方式正好與TAB相反,將連接用凸點(diǎn)電極做在載帶引線上,通過自動(dòng)焊接完成與芯片的連接。芯片電極成形有三種類型。一種是不進(jìn)行任何處理直接載帶引線鍵合,另二種與TAB方式相似。
微凸點(diǎn)連接:MBB通過將履光硬化的絕緣樹脂,并利用樹脂硬化時(shí)收縮應(yīng)力,在一定的機(jī)械載荷下完成芯片電極與基板電極的連接,突破了細(xì)微電極間距集成電路芯片的組裝工藝難點(diǎn)。
多層陶瓷組裝(MCM):采用薄膜混合技術(shù)制成高密度的多層板,裝入多個(gè)IC芯片,形成多芯片組裝件。另一種是在900~1000℃溫度下共燒陶瓷多層CSP(ChipSizePackage)LeadF§2.2
SMT工藝材料在SMT生產(chǎn)中,通常將貼片膠、錫膏、鋼網(wǎng)稱之為SMT工藝材料。SMT工藝材料對(duì)SMT的品質(zhì)、生產(chǎn)效率起著致關(guān)重要的作用,是表面組裝工藝的基礎(chǔ)之一SMT工藝材料類型工藝組裝工序波峰焊再流焊手工焊貼裝粘接劑焊膏,(粘接劑)粘接劑(選用)焊接焊劑棒狀焊料焊劑焊膏預(yù)成型焊料焊劑焊絲清洗各種溶劑退出§2.2SMT工藝材料在SMT生產(chǎn)中,通常1.焊錫(焊料)
各種焊料的物理和機(jī)械性能焊料合金熔化溫度℃密度(g/cm2)機(jī)械性能熱膨脹系數(shù)(×10-6/℃)導(dǎo)電率SnPbAgSbBiInAu液相線固相線拉伸強(qiáng)度N/mm2延伸率%硬度HB6337183共晶8.4614516.624.011.060401838.5109030226810.8414512.728.78.259531430011.0304712.029.07.8623622151788.4643916.522.311.3197.51.5309共晶11.331509.528.77.296.53.5221共晶6.4455513.025.413.497.52.5304共晶11.330529.029.08.89552402327.25403813.3-11.94343141671359.155571425.58.04258138共晶8.77720~3019.315.45.04852117共晶1183511.715580157共晶1758513.02080280共晶28-1187596.53.5221共晶20734014.01.焊錫(焊料)各種焊料的物理和機(jī)械性能焊料合金熔化溫度合金溫度對(duì)照表合金熔點(diǎn)溫度范圍適用產(chǎn)品錫-鉛℉℃錫絲錫棒錫膏預(yù)鑄焊錫建議用途Sn63Pb37361183XXXX在電路板組裝應(yīng)用上最普遍被使用的合金比例Sn60Pb40361-374183-190XXXX通常在單面板焊錫及沾錫作業(yè)中被應(yīng)用Sn55Pb45361-397183-203XXX不常被使用,除了在高溫焊錫的沾錫作業(yè)Sn50Pb50361-420183-214XXX使用在鐵、鋼和銅等難焊金屬的焊接Sn40Pb60361-460183-238XXX使用在高溫用途,用于汽車工業(yè)冷卻器的焊接Sn30Pb70361-496183-258XXX用于修補(bǔ)汽車凹痕No.123366-503186-262XX低錫渣合金,用于高溫鍍錫線作業(yè)Sn20Pb80361-536183-280XXX不常被使用,除了在汽車工業(yè)Sn10Pb90514-576268-302XXXX用于制造BGA和CGA的球腳Sn05Pb95574-597301-314X高溫合金,很少被用到無鉛合金Sn96.5Ag3.5430221XXXX高溫合金,形成的焊點(diǎn)有很高的強(qiáng)度Sn96Ag04430-444221-229XXX在需要高強(qiáng)度的焊點(diǎn)的用途時(shí)會(huì)用到Sn95Ag05430-473221-245XXXX在需要高強(qiáng)度焊點(diǎn)時(shí)會(huì)用到100%Sn450232XXX用于添加于錫爐中補(bǔ)充錫的損耗Sn95Sb05450-464232-240XXXX高溫焊錫使用SAF-A-LLOY426-454219-235XXX專為無鉛制程發(fā)展出的合金合金溫度對(duì)照表合金熔點(diǎn)溫度范圍適用產(chǎn)品錫-鉛℉℃錫絲錫棒錫膏2.焊錫膏(SolderPaste)材料重量比(%)體積比(%)作用錫膏錫粉85-9050-60用于焊接焊劑樹脂10-1540-50賦于粘貼性﹐防止再氧化活性劑去除金屬表面的氧化物溶劑松香的流動(dòng)性﹐調(diào)整粘性賦于粘貼性粘度活性劑防止錫膏分離﹐提高印刷性﹐防止錫膏塌下退出合金組分%溫度特性℃焊膏用途SnPbAgBi熔點(diǎn)凝固點(diǎn)6337183共晶適用于焊接普通SMT電路板,不能用來焊接電極含有Ag、Ag/Pa材料的元器件6040183188同上62362179共晶適用于焊接電極含有Ag、Ag/Pa材料的元器件,印制板表面鍍層不能是水金10882268290適用于焊接耐高溫元器件和需要兩次再流焊的首次焊接,印制板表面鍍層不能是水金96.53.5221共晶適用于焊接焊點(diǎn)強(qiáng)度高的SMT電路板,印制板表面鍍層不能是水金4258138共晶適用于焊接SMT熱敏元件和需要兩次再流焊的第二次焊接2.焊錫膏(SolderPaste)材料重量比(%)體積3.助焊劑
助焊膏
助焊劑和焊膏混合物,收縮性好,可以取代焊膏無需絲印,用于焊接BGA,CSP等元器件.助焊劑的特性
當(dāng)助焊劑清除氧化層之后,干凈的被焊物表面,才可與焊錫結(jié)合。助焊劑與氧化物的化學(xué)反映有2種:相互化學(xué)作用形成第三種物質(zhì);氧化物直接被助焊劑剝離。當(dāng)助焊劑在去除氧化物反應(yīng)的同時(shí),必須還要形成一個(gè)保護(hù)膜,防止被焊物表面再度氧化,直到接觸焊錫為止。退出3.助焊劑助焊膏助焊劑的特性退出4.貼片膠(紅膠)貼片膠類型
環(huán)氧樹脂類型:屬于熱固型,一般固化溫度在140±20℃/5min以內(nèi).丙稀酸類型:屬于光固型,需要先用UV(紫外)燈照一下,打開化學(xué)鍵,然后再用150±10℃/(1-2min)完成固化.貼片膠的使用目的貼片膠的使用目的工藝波峰焊中防止元器件脫落波峰焊工藝再流焊中防止另一面元器件脫落雙面再流焊工藝防止元器件位移與立處再流焊工藝、預(yù)涂敷工藝作標(biāo)記波峰焊、再流焊、預(yù)涂敷5.導(dǎo)電粘接劑導(dǎo)電粘接劑主要是由填充導(dǎo)電體顆粒、粘接劑用樹脂、硬化劑媒介物、溶劑、稀釋劑和添加劑所組成。銀基粘接劑如果說沒有更好,至少可以說與焊料的電接觸可靠性相當(dāng)。銅基粘接劑具有較高的初始值,不能很穩(wěn)定地通過熱循環(huán)和加熱/濕度測試。有機(jī)粘接劑有微微提升粘接強(qiáng)度的傾向,焊接點(diǎn)展現(xiàn)了其穩(wěn)定的機(jī)械強(qiáng)度。4.貼片膠(紅膠)貼片膠類型環(huán)氧樹脂類型:屬于熱固型6.清洗劑
現(xiàn)在廣泛應(yīng)用以CFC-113(三氟三氯乙烷)和甲基氯仿(1,1,1三氟三氯乙烷)為主體的兩大類清洗劑。但它們對(duì)大氣臭氧層有破壞作用,聯(lián)合國已規(guī)定在1999年后停止使用。以FC-113為主要成份的幾種共沸混合物的物理特性物理特性Alpha1001Alpha1003FreonTMCFreonTMSGenesolvDTAGenesolvDMSGenesolvDES沸點(diǎn),760mmHg,℃768236.239.734.242.044.4在沸點(diǎn)的汽化潛熱,單位/Ib128100104.090.7--78.0密度g/cm3(a=68℉,b=77℉)1.420b1.477b1.404a1.462A1.486a粘度,CP(a=70℉,b=77℉)0.461b-0.538b-0.70a表面張力,dyn/cm2(a=75℉,b=77℉,c=70℉,d=68℉)21.4b17.4b22.1c19.0d19.4a貝殼松脂西醇值717186451484843幾種替代技術(shù)與CFC-113的比較工藝設(shè)備安全性溶劑可回收性能耗CFC-113氯化溶劑水清洗半水清洗醇類清洗HCFC現(xiàn)用現(xiàn)用現(xiàn)用新新新高中高低低中/高可可否否可可低/中中高高中低/中6.清洗劑現(xiàn)在廣泛應(yīng)用以CFC-113(§
2.3印制電路板單面板(Single-SidedBoards):零件集中在其中一面,導(dǎo)線則集中在另一面上。雙面板(Double-SidedBoards):電路板的兩面都有布線。電路間的「橋梁」叫做導(dǎo)孔(via)。多層板(Multi-LayerBoards):使用數(shù)片雙面板,并在每層板間放進(jìn)一層絕緣層后黏牢(壓合)。板子的層數(shù)就代表了有幾層獨(dú)立的布線層,通常層數(shù)都是偶數(shù),并且包含最外側(cè)的兩層。1.PCB的種類表面安裝印制板(SMB)的特點(diǎn)高密度、小孔徑、多層數(shù)、高板厚孔徑比、優(yōu)良的傳輸特性、高平整光潔度和尺寸穩(wěn)定性等。表3.1.2導(dǎo)線和焊墊之關(guān)系導(dǎo)線寬度(尺寸)導(dǎo)線間距(英寸)焊墊之間導(dǎo)線數(shù)目焊墊尺寸(英寸)SMT0.050″間距SMT0.1″間距DIP0.1″間距SMTDIP0.0080.0080.0060.0050.0040.0120.0870.00650.0050.00431112234456223450.0500.0420.0320.0450.0350.0620.0550.0600.0600.0552-2.PCB§2.3印制電路板單面板(Single-Sided2.基板材料
基板的分類按機(jī)械剛性分;剛性板,撓性板。按不同絕緣材料結(jié)構(gòu)分:有機(jī)樹脂類覆銅板,金屬基覆銅板,陶瓷基覆銅板。按增強(qiáng)材料劃分:玻璃布基覆銅板,紙基覆銅板,復(fù)合基覆銅板。按某些特殊性能分:高TG板;高介電性能板;防UV板。常用G10和FR-4,適用于多層印制電路板性能基板材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(℃)x,y軸的CTEppm/℃Z軸的CTEppm/℃熱導(dǎo)率W/m·℃25℃下抗撓強(qiáng)度kpsi25℃下介電常數(shù)在1MHz25℃下體積電阻率Ω·cm表面電阻Ω吸潮性(重量百分比)環(huán)氧玻璃纖維12513~18480.1645~504.8101210130.1聚酰亞胺,玻璃纖維25012~1657.90.35974.4101310120.32環(huán)氧aiamid纖維1256~8~500.12404.1101210130.85聚酰亞胺,aiamid纖維2503~7~600.15503.6101210121.5聚酰亞胺石英2506~8500.3954.0101310120.4環(huán)氧石墨1257~480.16101210130.1聚酰亞胺石墨2506.5~501.56.0101410120.35聚四氟乙烯,玻璃纖維75552.210141014000玻璃/聚砜18530143.5101510130.029環(huán)氧石英1256.548~0.163.4101210130.10氧化鋁陶瓷6.56.52.144810141014000氧化鈹陶瓷8.48.414.1506.910151015000瓷釉覆蓋鋼板1013.30.001+6.3~6.610111013000聚酰亞胺,CIC芯板2506.5+0.35/57*+101210120.35瓷釉覆蓋,CIC芯板**7+0.06/57*+6.810111013000環(huán)氧/氧化鋁芯板12515+0.16/203*101110130.10退出2.基板材料基板的分類常用G10和FR-4,適用于多層3.印制電路板制造工藝(1).單面印制板的生產(chǎn)流程覆銅板下料表面去油處理上膠曝光顯影固膜修版蝕刻去保護(hù)膜鉆孔成形表面涂覆涂助焊劑檢驗(yàn)(2).雙面印制板的生產(chǎn)流程下料鉆孔化學(xué)沉銅擦去表面沉銅電鍍銅加厚堵孔(保護(hù)金屬化孔)上感光膠顯影曝光腐蝕(酸性)去膜洗孔成形表面涂覆檢驗(yàn)雙面板與單面板的主要區(qū)別,在于增加了孔金屬化工藝,即實(shí)現(xiàn)兩面印制電路的電氣連接。堵孔法的工藝流程退出先電鍍后腐蝕先腐蝕后電鍍板面電鍍法圖形電鍍法反鍍漆膜法堵孔法漆膜法3.印制電路板制造工藝(1).單面印制板的生產(chǎn)流程覆銅板圖形電鍍法的工藝流程下料鉆孔化學(xué)沉銅擦去表面沉銅電鍍銅加厚堵孔(保護(hù)金屬化孔)上感光膠顯影曝光腐蝕(酸性)去膜洗孔成形表面涂覆檢驗(yàn)金屬芯印制板的制造工藝流程金屬板沖孔表面絕緣處理表面粘覆銅箔浸光敏液浸液態(tài)光敏抗蝕劑制作負(fù)相圖形圖形腐蝕圖形電鍍法的工藝流程下料鉆孔化學(xué)沉銅擦去表面沉銅電鍍銅加厚退出(3).多層印制電路板
多層印制電路板也稱多層板,它是由三層以上相互連接的導(dǎo)電圖形層、層間用絕緣材料相隔、經(jīng)粘合后形成的印制電路板。多層板具有如下特點(diǎn):裝配密度高、體積小、重量輕、可靠性高;增加了布線,提高了設(shè)計(jì)靈活性;可對(duì)電路設(shè)置抑制干擾的屏蔽層等干工序多層印制板的制造過程覆銅箔層壓板半固化片沖定位孔按要求尺寸切割并沖定位孔印刷、蝕刻內(nèi)層導(dǎo)電圖形,去除抗蝕膜化學(xué)處理內(nèi)層圖形層壓鉆孔孔金屬化外層抗蝕圖形(貼干膜法)圖形電鍍銅、鉛錫合金去抗蝕膜、蝕刻外層圖形插頭部分退鉛錫合金、插頭鍍金熱熔鉛錫合金加工外形測試印制阻焊劑及文字符號(hào)成品在多層板的制造過程中,不僅金屬化孔和定位精度比一般雙面印制板有更加嚴(yán)格的尺寸要求,而且增加了內(nèi)層圖形的表面處理、半固化片層壓工藝及孔的特殊處理。退出(3).多層印制電路板多層印制電路板也稱多層板,它是依產(chǎn)品的不同現(xiàn)有三種流程:A.PrintandEtch:發(fā)料→對(duì)位孔→銅面處理→影像轉(zhuǎn)移→蝕
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