富士康-SMT工藝基本知識(shí)介紹

FoxconnTechnologyGroupSMTTechnologyDevelopmentCommitteeSMTTechnologyCenterSMT技術(shù)中心SMT工藝基本知識(shí)介紹Company:富士康科技集團(tuán)(深圳總部)Department:工程部Name:羅輝Education:本科/機(jī)械電子工程Experience:六年SMT經(jīng)驗(yàn)Telephone83493E-mail：Danny.H.Luo@Summary一.SMT概述二.表面貼裝技術(shù)(SMT)三.SMT設(shè)備四.小結(jié)PCBPad引腳電極一.SMT概述表面貼裝技術(shù),最早源自二十世紀(jì)六十年代。就是在PCB上直接裝配SMD的零件，最大的優(yōu)點(diǎn)是其每一零件之單位面積上都有極高的佈線密度,並且縮短連接線路，從而提高電氣性能。1.1.SMT:SurfaceMountingTechnology.這就是SMT!!1.2.什么叫SMT一.SMT概述1.3.SMT工藝流程

PCB投入錫膏印刷印刷檢查貼片焊接後檢查回流焊接貼片檢查SMT產(chǎn)線:印刷機(jī)貼片機(jī)回流焊一.SMT概述SMT的制程種類I類:印刷錫膏貼裝元件回流焊清洗錫膏——回流焊工藝簡(jiǎn)單，快捷涂敷粘接劑

加熱表面安裝元件固化翻轉(zhuǎn)插通孔元件波峰焊清洗貼片——波峰焊工藝價(jià)格低廉，但要求設(shè)備多，難以實(shí)現(xiàn)高密度組裝一.SMT概述通常先作B面再作A面印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)貼裝元件印刷錫膏回流焊翻轉(zhuǎn)清洗雙面回流焊工藝A面布有大型IC器件B面以片式元件為主充分利用PCB空間，實(shí)現(xiàn)安裝面積最小化，工藝控制復(fù)雜，要求嚴(yán)格常用于密集型或超小型電子產(chǎn)品，如手機(jī)II類:一.SMT概述混合安裝工藝多用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的組裝，如電腦主板波峰焊插通孔元件清洗印刷錫膏貼裝元件回流焊翻轉(zhuǎn)印刷錫膏貼裝元件回流焊先作B面：再作A面：插通孔元件后再過波峰焊：III類:一.SMT概述1.4.為什麼要用表面貼裝技術(shù)(SMT)

1.>電子產(chǎn)品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小

2.>電子產(chǎn)品功能更完整，所採(cǎi)用的積體電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成IC，不得不採(cǎi)用表面貼片元件

3.>產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動(dòng)化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力一.SMT概述1.5.SMT之優(yōu)點(diǎn)1.>能節(jié)省空間50~70%.2.>大量節(jié)省元件及裝配成本.3.>可使用更高腳數(shù)之各種零件.4.>具有更多且快速之自動(dòng)化生產(chǎn)能力.5.>減少零件貯存空間.6.>節(jié)省製造廠房空間.7.>總成本降低.一.SMT概述表面貼裝技朮是錫膏印刷﹑元件貼裝﹑回流焊接及其衍生的相關(guān)工藝的總和﹐下面以此三大主要部分的工藝論述﹕二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1錫膏印刷2.1.1.>錫膏(Solderpaste)2.1.2.>鋼板(Stencil)2.1.3.>刮刀(Squeegee)2.1.1錫膏a.成份:二.表面貼裝技術(shù)(SMT)錫膏的基本成分是由助焊劑和錫粉均勻混合而成,錫粉通常是由氮?dú)忪F化或轉(zhuǎn)碟法製造,後經(jīng)絲網(wǎng)篩選而成.而助焊劑則是由粘結(jié)劑(樹脂),溶劑,活性劑,觸變劑及其它添加劑組成,它對(duì)錫膏從絲網(wǎng)印刷到焊接整個(gè)過程起著至關(guān)重要的作用2.1.1錫膏a.成份:二.表面貼裝技術(shù)(SMT)原材料重量(%)功效金屬合金85--92元件與電路板間電氣性和機(jī)械性的接合助焊劑松香(Rosin)2--8給以黏性﹐黏著力﹐金屬氧化物的去除黏著劑1--2防止滴下﹐防止焊料表面氧化活性劑0--1金屬氧化物的去除溶劑1--7黏性﹐印刷性的調(diào)整附表一列出了錫膏的基本成份配合合成比例。二.表面貼裝技術(shù)(SMT)金屬成分-有鉛錫膏

Sn63Pb37,SnPb36Ag2,Sn60Pb40-無鉛錫膏

SnAgCu(305,405),SnCu0.7,Sn42Bi58,SnZn9助焊劑的成分成份功能松香焊接能力/防止塌陷/黏滯力/殘留物之顏色/印刷能力/ICT測(cè)試能力活性劑活化強(qiáng)度/信賴度/保存期限溶劑防止塌陷/黏滯時(shí)間/黏度控制抗垂流劑黏度/印刷能力/防止塌陷325表示:325孔/平方英寸說明︰網(wǎng)眼大小325400500(-325/+400)(-400/+500)二.表面貼裝技術(shù)(SMT)錫粉顆粒大小:

說明︰顆粒等級(jí)二.表面貼裝技術(shù)(SMT)Lessthan1%80%minimum10%MaximumLargerthanBetweenLessthanType1150μm150-75μm75μmType275μm75-45μm45μmType345μm45-20μm20μmType438μm38-20μm20μmType525μm25-15μm15μmType615μm15-5μm5μmb.錫膏管理:保存：需在0~10℃的冰箱里冷藏,否則會(huì)影響錫膏性能.儲(chǔ)存時(shí)間不超過6個(gè)月.

回溫:在錫膏回溫到室溫前切勿拆開容器或攪拌錫膏,一般回溫時(shí)間約為4~12小時(shí)(以自然回溫方式）;如未回溫完全就使用錫膏,會(huì)冷凝空氣中的水氣.錫膏使用前一般需用攪拌機(jī)攪拌約1~3分鐘.

使用:時(shí)間不超過8小時(shí),回收的錫膏最好不要用,印刷錫膏過程在21~25℃,35%~65%RH環(huán)境作業(yè)最好,不可有冷風(fēng)或熱風(fēng)直接對(duì)著吹.二.表面貼裝技術(shù)(SMT)c.錫膏使用流程:二.表面貼裝技術(shù)(SMT)進(jìn)料入庫(kù)回溫?cái)嚢栝_封1錫膏依不同批號(hào),自序號(hào)較小之瓶先取用,保證先進(jìn)先出2回溫完成後,打開錫膏,登記“開封”時(shí)間及開封后使用“期限”

3已開封的錫膏在使用後不得再放入冰箱中冷藏,在鋼板上印刷超過8個(gè)小時(shí)以及錫膏開封後超過24小時(shí),尚未用完的,必須報(bào)廢.

4錫膏領(lǐng)料員需拿已用完錫膏的空瓶去交換新的錫膏.領(lǐng)取錫膏時(shí),需對(duì)錫膏的回溫時(shí)間,攪拌時(shí)間進(jìn)行檢查.二.表面貼裝技術(shù)(SMT)○錫膏進(jìn)出管制卡存儲(chǔ)溫度:

入庫(kù)時(shí)間:

回溫時(shí)間:

回溫失效時(shí)間:

開封時(shí)間:

序號(hào)失效時(shí)間:

錫膏品牌型號(hào)回溫時(shí)間攪拌時(shí)間冰凍有效期限室溫有效期限保存條件備注TUPNL-005S42B4~12Hrs2Min6Mon3Mon0~10℃開封前機(jī)器攪拌,並用筆在燈點(diǎn)上劃“v”2.1.2鋼板(Stencil)二.表面貼裝技術(shù)(SMT)從制作方式和發(fā)展歷程分為三類﹕化學(xué)蝕刻﹐鐳射切割﹐電鑄成型。從黏結(jié)方式分為金屬鋼板和柔性鋼板成型的金屬鋼片直接粘接在框架上,稱為金屬鋼板,若是通過金屬絲網(wǎng)與框架進(jìn)行粘接,則稱為柔性鋼板。我們通常用的是柔性鋼板。2.1.2鋼板(Stencil).>鋼板的功能鋼板的主要功能是幫助錫膏沉積到PCB的Pad上﹐目的是將準(zhǔn)確數(shù)量的錫膏轉(zhuǎn)移到PCB上準(zhǔn)確的位置二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.2鋼板(Stencil).鋼板的結(jié)構(gòu)網(wǎng)框鋼片絲網(wǎng)A.鋼片﹕鋼片材質(zhì)的好壞直接影響鋼板使用壽命和印刷效果﹐選用鋼片材質(zhì)﹕SUS304H﹐使用壽命達(dá)到20萬次以上

特點(diǎn)﹕硬度高﹐無磁性﹐耐腐蝕。B.絲網(wǎng)﹕絲網(wǎng)選用100目鋼絲網(wǎng)﹐張力大、平整度好﹐熱膨脹系數(shù)與不銹鋼片相匹配不易變形。二.表面貼裝技術(shù)(SMT).鋼板的結(jié)構(gòu)網(wǎng)框鋼片絲網(wǎng)繃網(wǎng)采用紅膠+鋁膠帶方式，在鋁框與膠粘接處，須均勻刮上一層保護(hù)漆（S224）。同時(shí)，應(yīng)保證網(wǎng)板有足夠的張力(不小于35N/cm)和良好的平整度C.網(wǎng)框:框架尺寸根據(jù)印刷機(jī)的要求而定，以DEK265和MPMUP2000機(jī)型為例，框架尺寸為29*29inch,采用鋁合金,框架型材規(guī)格為1.5*1.5inch二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.2鋼板(Stencil).鋼板的發(fā)展歷程主要經(jīng)過三種制作方式二.表面貼裝技術(shù)(SMT)a.化學(xué)腐蝕是在一塊一定厚度的金屬鋼板上通過圖形轉(zhuǎn)移和化學(xué)藥液腐蝕形成開孔;具體方法﹕取薄銅板或不銹鋼板，在兩面涂蓋光敏耐酸物，正趨光性(黑色焊盤)模版分別疊放在兩面，用強(qiáng)力紫外光曝光﹐曝光區(qū)域變硬，而軟的焊盤區(qū)域可以被沖洗掉。然后將板放入酸中洗浴，從兩面腐蝕掉所希望孔。如圖所示﹕二.表面貼裝技術(shù)(SMT).鋼板技朮的發(fā)展歷程b.鐳射切割是在一塊一定厚度的不銹鋼片上用電腦控制的CO2或YAG激光從板的一面切割出開孔，激光切割形成V形開口；激光將熔化的金屬切割出開孔的同時(shí)也容易熔化模板表面，造成表面粗糙。因此需要用沙拋光或用化學(xué)方法(電拋光)來清洗表面。

二.表面貼裝技術(shù)(SMT).鋼板技朮的發(fā)展歷程C.電鑄模板是利用電沉積方法﹐在芯模上沉積要求厚度的鎳金屬后﹐剝離芯模形成薄板的有孔的圖形﹐具體方法﹕用光敏絕緣乳膠埋蓋住芯板(基板)，通過負(fù)趨光性模版(焊盤區(qū)透明，非焊盤區(qū)不透明)用紫外光曝光﹐使焊盤區(qū)域變硬，而其它軟的非焊盤區(qū)被清洗掉，然后將芯板浸浴在酸性電解溶液內(nèi)，作為陰極聯(lián)接在電源上，陽極為耗損性鎳。經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)，鎳就沉淀在導(dǎo)電區(qū)域(非焊盤)，并可以象一張紙一樣撕下，形成網(wǎng)孔。二.表面貼裝技術(shù)(SMT).鋼板技朮的發(fā)展歷程2.1.2鋼板(Stencil)兩個(gè)附加工藝拋光和鍍鎳﹐是用來進(jìn)一步提高表面光潔度﹐消除表面不規(guī)則﹔這可以改善錫膏的釋放﹐提高鋼板的性能。二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.2鋼板(Stencil).>三種工藝流程的比較﹕二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.2鋼板(Stencil).>三種工藝流程的比較﹕二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.2鋼板(Stencil)1.開口的寬厚比/面積比2.開口側(cè)壁的幾何形狀3.孔壁的光潔度后兩個(gè)因素由模板的制造技朮決定的，前一個(gè)我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)考慮的更多。.>錫膏從內(nèi)孔壁釋放的能力主要決定于三個(gè)因素:二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.2鋼板(Stencil)若L＞5W,則考慮寬厚比(開口的寬度L除以鋼板的厚度T)；

否則考慮面積比(開口的表面積除以鋼板開口側(cè)壁的面積)二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.3刮刀(Squeegee)的結(jié)構(gòu)A.刀片﹕刀片材質(zhì)的好壞直接影響鋼板使用壽命和印刷效果﹐選用鋼片,特點(diǎn)﹕硬度高﹐無磁性﹐耐腐蝕,常用硬度為80~85肖氏回跳硬度（Shore）;也有聚胺酯刮刀.二.表面貼裝技術(shù)(SMT)2.1.3刮刀(Squeegee)的結(jié)構(gòu)B.刀座﹕是固定刮刀片,並起調(diào)整刮刀的角度,常用得角度為45o或60o二.表面貼裝技術(shù)(SMT)刮刀菱形刮刀拖裙形刮刀聚乙烯材料或類似材料金屬10mm45度角SqueegeeStencil菱形刮刀拖裙形刮刀SqueegeeStencil45-60度角二.表面貼裝技術(shù)(SMT)C.刮刀壓力﹕刮刀壓力設(shè)定是剛好將鋼板表面的錫膏刮干淨(jìng)為準(zhǔn)刮刀壓力設(shè)定：第一步：在每50mm的刮刀長(zhǎng)度上施加1kg的壓力。第二步：減少壓力直到錫膏開始留在模板上刮不干凈。第三步：在錫膏刮不干凈開始到刮刀沉入開孔內(nèi)挖出錫膏之間，增加

1～2kg的可接受范圍即可達(dá)到好的印制效果。D.刮刀的硬度范圍用顏色代號(hào)來區(qū)分：

很軟

紅色

軟綠色

硬藍(lán)色

很硬

白色三.表面貼裝設(shè)備3.1印刷機(jī)︰是將焊料（錫膏或膠水等）通過鋼板和刮刀印刷到PCB板上的設(shè)備印刷機(jī)類型︰

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