SMT贴片技术及管控

1、SMTSMT贴片技术及管控贴片技术及管控21. 贴片技术简介2. SMT主要制程介绍3. 锡膏印刷4. 贴装元器件5. 回流焊接6. 外观检验7. ICT测试目录：目录：31 贴片技术简介贴片技术简介-概要概要| SMT是(Surfacd Mounting Technolegy简称是新一代电子组装技术,它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。 | 何谓SMT(Surface Mount Technology)呢？所谓SMT就是可在 PCB焊盘上印锡膏，然后放上表面贴装元器件，再过回流焊（REFLOW）使锡膏

2、溶融，让各元器件与基板焊盘接合装配的技术。| SMT是一项综合的系统工程技术，其涉及范围包括基板、设计、 设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。| SMT设备和SMT工艺对操作现场要求： 1.电压要稳定，要防止电磁干扰，防静电 2.有良好的照明和废气排放设施 3.对操作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求 4.操作人员必须经过专业技术培训后才能上岗。41 贴片技术简介贴片技术简介-PCBA实例实例无线上网卡无线上网卡MEM模块模块51 贴片技术简介贴片技术简介-PCBA实例实例基站控制器BSD板BS面基站控制器BSD板TS面61 贴片技术简介贴片技术简介-贴片常规流程图贴片常规流程图

3、 准备准备领料领料上料上料检查检查贴贴Chip元件元件贴贴IC检查检查回流回流检查检查IPQC抽抽查查下制程下制程NG洗板洗板检查检查OKNG校正校正NGOK维修维修NGOK重工重工OK报废报废NG印刷印刷71 贴片技术简介贴片技术简介-常见原件封装常见原件封装-贴片元件贴片元件 QFP QFN BGA0402电阻 钽电容 电感 SOP81. 贴片技术简介贴片技术简介2. SMT主要制程介绍主要制程介绍3. 锡膏印刷锡膏印刷4. 贴装元器件贴装元器件5. 回流焊接回流焊接6.外观检验外观检验7. ICT测试测试目录：目录：92 SMT主要制程介紹主要制程介紹 -单面贴片制程单面贴片制程 适用只

4、有一面有SMD器件的产品。一般流程如下：锡膏印刷锡膏目检CHIP件贴片IC件贴片炉前目检回流焊接目检(AOI)PCBSMD102 SMT主要制程介紹主要制程介紹 -双面贴片制程双面贴片制程 适用正反面都有SMT组件的产品一般组件分布为正面组件多而且大，背面组件较少小。这种产品的流程一般为先作小组件面，一般流程如下A面锡膏印刷锡膏目检CHIP件贴片IC件贴片炉前目检回流焊接目检（AOI)B面锡膏印刷锡膏目检CHIP件贴片IC件贴片炉前目检回流焊接目检（AOI)PCBSMD112 SMT主要制程介紹主要制程介紹 -混合制程混合制程适用正反面都有较大，较稀SMT组件的产品。点胶面SMC最好均为普通的

5、Chip组件且数量相对较少。此种制程一般先作锡膏面，再红胶面，然后在波峰焊，一般流程如下：A面锡膏印刷目检CHIP件贴片IC件贴片 回流焊接目检（AOI)B面红胶印刷目检CHIP件贴片IC件贴片 炉前目检回流焊接目检（AOI) 插件波峰焊PCBDIPSMD12SMT流水线图流水线图131. 贴片技术简介贴片技术简介2. SMT主要制程介绍主要制程介绍3. 锡膏印刷锡膏印刷4. 贴装元器件贴装元器件5. 回流焊接回流焊接6.外观检验外观检验7. ICT测试测试目录：目录：143锡膏印刷锡膏印刷-目的目的 其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊

6、接时，达到良好的电器连接，并具有足够的机械强度。 153锡膏印刷锡膏印刷怎么样保证焊膏均匀的施加在各焊盘上呢？163锡膏印刷锡膏印刷-钢网钢网我们需要制作钢网。锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下将锡均匀的涂覆在各焊盘上。钢网图实例：173锡膏印刷锡膏印刷-印锡示意图印锡示意图锡膏锡膏刮刀刮刀钢网钢网PCB183锡膏印刷锡膏印刷-钢网（钢网（Stencil）制作规范）制作规范 网框 印刷机的大小不一样，对网框的大小要求也会不一样，所以具体网框的大小要视印刷机的情况而定。 钢片钢片厚度 ： (厚度可用0.1mm-0.3mm)，为保证印锡量和焊接质量，印锡网钢片厚度的选择很重要。 钢片

7、尺寸：为保证钢网有足够的张力和良好的平整度，通常情况下钢片距网框内侧保留有2030mm.MARK点刻法 有印刷面半刻，非印刷面半刻，两面半刻，全刻透封黑胶和全刻透不封黑胶。字符 用于区分钢网适合生产的机型、使用状况。193锡膏印刷锡膏印刷-钢网开口钢网开口 203锡膏印刷锡膏印刷-印锡设备印锡设备 焊膏是由专用设备施加在焊盘上，其设备有：手动印刷台、半自动印刷机、全自动印刷机等。 SMT中型手动印刷台 半自动锡膏印刷机 DEK全自动印刷机21 3锡膏印刷锡膏印刷-常见锡膏印刷不良现象分析常见锡膏印刷不良现象分析 锡膏印刷不良现象原因分析解决措施连锡 1.锡膏黏度太低2.印膏太偏3. 印膏太厚1

8、.增加锡膏的黏度2.加强印膏的精确度3.降低所印锡膏的厚度(降低钢版与PCB之间隙，减低刮刀压力及速度)少锡或是没有锡1. 钢网塞孔2.刮刀材质太硬3.刮刀压力太小4.刮刀角度太大5.印刷速度太快6.锡膏黏度太高7.锡膏颗粒太大或不均8. 钢版断面形状、粗细不佳1. 印锡过程中要注意钢网的清洗2.刮刀选软一点3.印刷压力加大4.刮刀角度变小，一般为6090度5.印刷速度放慢6.降低锡膏黏度7.选择较小锡粉之锡膏8. 蚀刻钢版开孔断面中间会凸起，激光切割会得到较好的结果印锡整板偏移1. MARK点偏移2. PCB没有与钢网对正1. 重新制作一个MARK点2. 重新调整锡膏印刷机22 3锡膏印刷锡

9、膏印刷-锡膏的成份锡膏的成份 锡膏 锡膏成分比例%沸点清洁溶剂&水溶液2%5%78 100 Flux 助焊济2%10%170 172 Solder Ball 锡球/锡粉85%95%183 锡膏专用助焊剂(FLUX) 构 成 成 份主 要 功 能挥发形成份溶剂粘度调节，固形成份的分散固形成份树脂主成份，助焊催化功能分散剂防止分离，流动特性活性剂表面氧化物的除去233锡膏印刷锡膏印刷-锡膏锡膏/红胶的使用红胶的使用 锡膏/红胶的保存以密封状态存放在冰箱内,保存温度为010。 锡膏从冰箱中取出时,应在其密封，常温状态下回温6-8 h后再开封。 锡膏使用前先用搅拌机搅30-40sec/5min

10、。 锡膏/红胶开封后尽可能在24小时内用完。 未用完的锡膏/红胶必须立即紧密封盖并记录时间放回冰箱以维持其活性 红胶在常温下最低回温1-2小时方可使用,不需搅拌.243锡膏印刷锡膏印刷-印锡不良板清洗印锡不良板清洗 清洗是利用物理作用、化学反应去除被清洗物表面的污染物、杂质的过程。无论是采用溶剂清洗或水清洗，都要经过表面润湿、溶解、乳化作用、皂化作用等，并通过施加不同方式的机械力将污物从PCB板表面剥离下来，然后漂洗或冲洗干净，最后吹干、烘干或自然干燥。251. 贴片技术简介贴片技术简介2. SMT主要制程介绍主要制程介绍3. 锡膏印刷锡膏印刷4. 贴装元器件贴装元器件5. 回流焊接回流焊接6

11、.外观检验外观检验7. ICT测试测试目录：目录：264 贴装元器件贴装元器件 本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置贴装方法有二种，其对比如下： 施加方法适用情况优 点缺 点手动贴装中小批量生产，产品研发操作简便，成本较低生产效率须依操作的人员的熟练程度机器贴装批量较大，供货周期紧适合大批量生产使用工序复杂，投资较大274 贴装元器件贴装元器件 人工手动贴装主要工具：真空吸笔、镊子、IC吸放对准器、低倍体视显微镜或放大镜等。284 贴装元器件贴装元器件 随着表面贴装技术及新式零件封装设计之快速发展，也连带刺激自动放置机的不断的革新。多数品牌的放置

12、机，其对SMD自动放置的基本理念均属大同小异。其工作顺序是：由真空转轴及吸头所组成的取料头先将零件拾起。利用机械式夹抓或照像视觉系统做零件中心校正。旋转零件方向或角度以便对准电路板面的焊盘。经释放真空吸力后，使零件放置在板面的焊盘上。294 贴装元器件贴装元器件-贴片设备贴片设备 YAMAHA贴片机 SAMSUNG贴片机 JUKI贴片机301. 贴片技术简介贴片技术简介2. SMT主要制程介绍主要制程介绍3. 锡膏印刷锡膏印刷4. 贴装元器件贴装元器件5. 回流焊接回流焊接6.外观检验外观检验7. ICT测试测试目录：目录：315回流焊接回流焊接 回流焊是英文Reflow Soldring的直

13、译，是通过熔化电路板焊盘上的焊膏，实现表面组装元器件焊端与印制板焊盘之间机械与电气连接。 回流焊作为SMT生产中的关键工序，合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键。不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷，影响产品质量。325回流焊接回流焊接-回流焊方式回流焊方式 机器种类加热方式优点缺点红外回流焊辐射传导热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线，双面焊时PCB上下温度易控制。有阴影效应，温度不均匀、容易造成元件或PCB局部烧坏热风回流焊对流传导温度均匀、焊接质量好。温度梯度不易控制强制热风回流焊红外热风混合加热结合红外和热风炉的优点，在产品焊接时，可得到优

14、良的焊接效果335回流焊接回流焊接-热风回流焊工艺热风回流焊工艺 热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。 TemperatureTime (BGA Bottom)1-3 /Sec200 Peak 225 5 60-90 Sec140-170 60-120 Sec 预热保温回流冷却34回流焊锡炉回流焊锡炉35回流焊的工作原理回流焊的工作原理 图36炉温曲线炉温曲线 跟据不同的焊料调试炉温375回流焊接回流焊接-热风回流焊工艺热风回流焊工艺预热区 使PCB和元器件预热 ，达到平衡，同时除去焊膏中的水份 、溶 剂，以防焊

15、膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。保温区 保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。时间约60120秒，根据焊料的性质有所差异。385回流焊接回流焊接-热风回流焊工艺热风回流焊工艺再流焊区 焊膏中的焊料使金粉开始熔化，再次呈流动状态，替代液态焊剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用导致焊料进一步扩展，对大多数焊料润湿时间为6090秒。再流焊的温度要高于

16、焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区，即熔融区和再流区。冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同预热速度相同。395回流焊接回流焊接-设备设备八温区全热风无铅回流焊八温区全热风无铅回流焊TN380 405回流焊接回流焊接-测温板制作测温板制作 为能够很好的观察产品的炉温，在产品至少5-6个位置上安装热电偶。 应在PCB上选择合适的位置安装热电偶，以保证能够量测到产品温度最低和最高的位置。温度敏感组件也应被量测。 正确的安装热电偶是保证量测温度精度和可靠性的前提。大的元件底部通常是温度最低的位置，而温度最高

17、的位置通常是PCB裸露着的表面，CHIP件或是元件的表面。 在元件底部安装热电偶时，应先钻一个孔，然后穿过孔安装热电偶。415回流焊接回流焊接-测温板制作测温板制作PCB板上一些常用的热电偶量测位置示意图425回流焊接回流焊接-回流焊不良现象分析回流焊不良现象分析 不 良 状 况 与 原 因对 策桥接、短路：桥接、短路：1.锡膏印刷后坍塌2.钢版及PCB印刷间距过大3.置件压力过大，LEAD挤压PASTE4.锡膏无法承受零件的重量5.升温过快6.SOLDER PASTE与SOLDER MASK潮湿7.PASTE收缩性不佳8.降温太快1. 提高锡膏黏度2. 调整印刷参数3. 调整装着机置件高度4

18、. 提膏锡膏黏度5. 降低升温速度与输送带速度6. SOLDER MASK材质应再更改7. PASTE再做修改8. 降低升温速度与输送带速度零件移位或偏斜：零件移位或偏斜：1.锡膏印不准、厚度不均2.零件放置不准3.焊垫太大，常发生于被动零件，熔焊时造成歪斜1.改进锡膏印刷的精准度2.改进零件放置的精准度3.修改焊垫大小空焊：空焊：1. 刮刀压力太大2. 组件脚平整度不佳3. FLUX量过多，锡量少1.调整刮刀压力2.组件使用前作检视3.FLUX比例做调整435回流焊接回流焊接-回流焊不良现象分析回流焊不良现象分析不 良 状 况 与 原 因对 策冷焊：冷焊：1. 输送带速度太快，加热时间不足2

19、. 加热期间，形成散发出气，造成表面龟裂3. 锡粉氧化，造成断裂4. 锡膏含不纯物，导致断裂5. 受到震动，内部键结被破坏，造成断裂1.降低输送带速度2.PCB作业前必须烘烤3.锡粉须在真空下制造4.降低不纯物含量5.移动时轻放沾锡不良：沾锡不良：1. PASTE透锡性不佳2. 钢版开孔不佳3. 刮刀压力太大4. 焊垫设计不当5. 组件脚平整度不佳6. 升温太快7. 焊垫与组件脏污8. FLUX量过多，锡量少9. 温度不均，使得热浮力不够10.刮刀施力不均11.板面氧化12.FLUX起化学作用13.PASTE内聚力不佳1.PASTE透锡性、滚动性再要求2.钢版开设再精确3.调整刮刀压力4.PC

20、B重新设计5.组件使用前应检视6.降低升温速度与输送带速度7.PCB及组件使用前要求其清洁度8.FLUX和锡量比例再调整9.炉子之检测及设计再修定10.调整刮刀压力11.PCB制程及清洗再要求12.修改FLUX SYSTEM13.修改FLUX SYSTEM445回流焊接回流焊接-回流焊不良现象分析回流焊不良现象分析不 良 状 况 与 原 因对 策不熔锡：不熔锡：1.输送带速度太快2.吸热不完全3.温度不均1.降低输送带速度2.延长REFLOW时间3.检视炉子并修正锡球：锡球：1.预热不足，升温过快2.锡膏回温不完全3.锡膏吸湿产生喷溅4.PCB中水份过多5.加过量稀释剂6.FLUX比例过多7.

21、粒子太细、不均8.锡粉己氧化9.SOLDER MASK含水份1. 降低升温速度与输送带速度2. 选择免冷藏之锡膏或回温完全3. 锡膏储存环境作调适4. PCB于作业前须作烘烤5. 避免添加稀释剂6. FLUX及POWDER比例做调整7. 锡粉均匀性须协调8. 锡粉制程须再严格要求真空处理9. PCB烘考须完全去除水份焊点不亮：焊点不亮：1. 升温过快，FLUX氧化2. 通风设备不佳3. 回焊FLUX比例过低4. 时间过久，锡粉氧化时间增长1. 降低升温速度与输送带速度2. 避免通风口与焊点直接接触3. 调整温度及速度4. 调整FLUX比例451. 贴片技术简介贴片技术简介2. SMT主要制程介

22、绍主要制程介绍3. 锡膏印刷锡膏印刷4. 贴装元器件贴装元器件5. 回流焊接回流焊接6.外观检验外观检验7. ICT测试测试目录：目录：466 外观检验外观检验外观检验的方法有： AOI 目检 X-Ray476外观检验外观检验-AOI AOI(Automatic Optical Inspection)是近几年才兴起的一种新型测试技术，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? : :? ? ? ? ?

23、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? : :1 1. . ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2. .? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? : : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , ,? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

24、= =( ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) )1.+ + +2.- - -(? ? ? ? ? ? ? ? )3.+ +- -(? ? ? ? ? ? ? ? )4.+ +- -? ? ? ? ? ? ? ? 2 20 00 00 0? ? 1 12 2? ? 3 31 1? ? , ,? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 15 50 00 00 00 00 0? ? , ,? ? ? ? ? ? 1 15 50 00 00 00 00 0? ? ? ? ? ? ? = =? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?( (? ? ? ? ) )

25、( ? ? ? ? ) 486外观检验外观检验-AOI 虽然AOI可用于生产线上的多个位置，各个位置可检测特殊缺陷，但AOI检查设备应放到一个可以尽早识别和改正最多缺陷的位置。有三个检查位置是主要的： （1）锡膏印刷之后。 典型的印刷缺陷包括以下几点： A.焊盘上焊锡不足。 B.焊盘上焊锡过多。 C.焊锡对焊盘的重合不良。 D.焊盘之间的焊锡桥。 AOI在产线放置位置 496外观检验外观检验-AOI（2）回流焊前。 检查是在元件贴放在板上锡膏内之后和PCB送入回流炉之前完成的。这是一个典型地放置检查机器的位置，因为这里可发现来自锡膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷。在这个位置产生的定量的过程控制信

26、息，提供高速片机和密间距元件贴装设备校准的信息。这个信息可用来修改元件贴放或表明贴片机需要校准。这个位置的检查满足过程跟踪的目标。AOI在产线放置位置 506 外观检验外观检验-AOI（3）回流焊后。 在SMT工艺过程的最后步骤进行检查，这是目前AOI最流行的选择，因为这个位置可发现全部的装配错误。回流焊后检查提供高度的安全性，因为它识别由锡膏印刷、元件贴装和回流过程引起的错误。AOI在产线放置位置 516 外观检验外观检验-目检目检 目检就是先用眼睛扫瞄整片板子，再用显微镜对有缺陷的地方作检查。如缺锡、短路或接脚扭曲(bending)都可以再经由倾斜板子，来调整最佳视线时容易的发现。用眼睛来

27、检查不规则的地方，通常要比用显微镜一点一点的检查要容易的多，也更节省时间。当问题被发现后，再用显微镜来作更详细的检验。 526外观检验外观检验-X-Ray检测检测 自动Xray检测技术(Automatic X-ray Inspection，简称AXI) X射线具备很强的穿透性是最早用于各种检测场合的一种仪器。X射线透视图可以显示焊点厚度形状及质量的密度分布。这些指针能充分反映出焊点的焊接质量包括开路短路孔洞内部气泡以及锡量不足并能做到定量分析X-Ray测试机就是利用X射线的穿透性进行测试的 536 外观检验外观检验-X-Ray检测检测 546外观检验外观检验-X-Ray检测检测不同材料对X射线的不透明度系数 材料用途X射线不透明度塑料包装极小环氧树脂PCB基板极小硅半导体芯片极小铝芯片引线键合，散热片极小铜PCB印制板中等铅焊料高锡焊料高金芯片引脚键合非常高556 外观检验外观检验-X-Ray检测检测2D2D传输影象传输影象 Cross sectional image(3D Image)(Bottom side, Bridge Error)3 3D D 影象影象 566 外观检验外观检验-X-Ray检测检测漏焊漏焊2D2D传输影象传输影象