SMT制程基础知识介绍1课件(PPT 33页)

1、SMT基础知识 .第1页，共33页。SMT简介SMT是Surface Mount Technology的缩写形式，译成表面安装技术。美国是SMT 的发明地，1963年世界出现第一只表面贴装元器件和飞利蒲公司推出第一块表面贴装集成电路以来，SMT已由初期主要应用在军事，航空，航天等尖端产品和投资类产品逐渐广泛应用到计算机，通讯，军事，工业自动化，消费类电子产品等各行各业。SMT发展非常迅猛。进入80年代SMT技术已成为国际上最热门的新一代电子组装技术，被誉为电子组装技术一次革命。.第2页，共33页。SMT特点组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，

2、一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低高频特性好。减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率。 降低成本达30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。.第3页，共33页。SMT组成表面贴装元器件（SMC/SMD）SMC: Surface mount components，主要是指一些有源的表面贴装元件；SMD: surface mount device，主要是指一些无源的表面贴装元件；贴装技术单面/双面表面贴装、单面混合贴装、双面混合贴装。贴装设备印刷机，贴片机，回流焊和周边设备.第4页，共33页。SMT发展趋势S

3、MC向小、薄型发展。其尺寸从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、薄型和窄引脚间距发展，引脚中心距从1.27向0.6350.50.4及0.3发展。新的封装形式BGA（球栅阵列，ball grid arrag）、CSP（UBGA）和FILP CHIP（倒装芯片）.第5页，共33页。SMT设备主要设备印刷机，贴片机，回流焊周边设备上板机，过板机，收板机检测设备SPI，AOI，Xray，ICT，锡膏测厚仪等.第6页，共33页。SMT印刷机印刷机是把焊接材料锡膏均匀地准确地涂布

4、到电路基板的焊盘上的设备印刷机的种类很多，应用比较广泛的有:MPM，DEK，EKRA，GKG印刷机是SMT工程重要设备和品质保证之一，在SMT工程中由 于 印 刷 不 良 所 产 生 的 不 良 占 有 所 有 不 良 的 7080% .第7页，共33页。印刷机的主要应用参数和影响.第8页，共33页。刮刀压力刮刀压力的改变，对印刷来说影响重大。太小的压力，会使焊膏不能有效地到达模板开孔的底部切不能很好地沉积在焊盘上；太大的压力，则导致焊膏印得太薄，甚至会损坏模板。理想状态为正好把焊膏从模板表面刮干净。另外刮刀的硬度也会影响焊膏的厚薄。太软的刮刀会使焊膏凹陷，太硬的刮刀会损坏模板，因此一般使用有

5、弹性的钢刮刀.第9页，共33页。印刷速度印刷速度快有利于模板的回弹，但同时会阻碍焊膏向印制板焊盘上传递，而速度过慢会引起焊盘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关系，刮刀速度越慢，焊膏的粘稠度越大；同样，刮刀速度越快，焊膏的粘稠度越小.第10页，共33页。脱模距离和脱模速度脱模距离是指印制板和模板分开的距离，一般取1到2mm 脱模速度指印制板脱离模板的速度，时间过长，易在模板底部残留焊膏，时间过短，不利于焊膏的成型 引脚间距 推荐速度 少于0.3mm 0.10.5mm/sec 0.40.5mm 0.31.0mm/sec 0.50.65mm 0.51.0mm/sec

6、超过0.65mm 0.82.0mm/sec.第11页，共33页。印刷间隙印刷方式可分为接触式(on-contact)和非接触式(off-contact)印刷。模板与印制板之间存在间隙的印刷称为非接触式印刷。在机器设置时，这个距离是可调整的，现在这种印刷方式几乎不使用。而模板印刷没有印刷间隙（即零间隙）的印刷方式称为接触式印刷。接触式印刷的模板垂直抬起可使印刷质量所受影响最小，它尤适用细间距的焊膏印刷。现在的印刷机几乎都是采用接触式印刷。.第12页，共33页。刮刀参数刮刀的参数包括刮刀的材料、厚度和宽度、刮刀相对于到刀架的弹力以及刮刀对于模板的角度等，这些参数均不同程度地影响着焊膏的分配。其中刮

7、刀相对于模板的角度为6065时，焊膏印刷的品质最佳。在印刷的同时要考虑到开口尺寸和刮刀走向的关系。焊膏的传统印刷方法是刮刀沿着模板的X或Y方向以90角运行，这往往导致了器件在开孔不同走向上焊膏量不同，经实验认证，当开孔长方向与刮刀方向平行时刮出的焊膏厚度比两者垂直时刮出的焊膏厚度多了约60%。刮刀以45的方向进行印刷，可明显改善焊膏在不同模板开孔走向上的失衡现象，同时还可以减少刮刀对细间距的模板开孔的损坏。.第13页，共33页。模板清洗在焊膏印刷过程中一般每隔N块板需对模板底部清洗一次，以消除其底部的附着物，通常采用无水酒精作为清洗液。清洗频率:不同pitch的焊盘，清洗频率不一样，以品质和效

8、率两者综合考虑清洗模式：湿擦，干擦和真空擦组合 清洗速度：30到70mm/sec.第14页，共33页。印刷不良与对策.第15页，共33页。少锡&缺焊.第16页，共33页。渗透.第17页，共33页。塌陷.第18页，共33页。偏离.第19页，共33页。拉尖.第20页，共33页。凹陷.第21页，共33页。SMT 贴片机全自动贴片机是用来实现高速、高精度地全自动地贴放元器件的设备，是整个SMT生产中最关键、最复杂的设备。贴片机是SMT的生产线中的主要设备，现在，贴片机已从早期的低速机械贴片机发展为高速光学对中贴片机，并向多功能、柔性连接模块化发展。主要的贴片机厂家有Assembleon、Siemens

9、、Panasonic、FUJI、YAMAHA、JUKI、SAMSUNG、SANYO等.第22页，共33页。贴片机的主要性能参数制程能力CPK: Complex Process Capability index 的缩写，是现代企业用于表示制程能力的指标，制程能力是过程性能的允许最大变化范围与过程的正常偏差的比值贴装速度:0.028sec/chip1sec/chip换型的快捷性程序调试方便性保养维护的方便性.第23页，共33页。贴片产生的主要不良和对策缺件吸嘴，料架，真空，零件数据信息，PCB背面支撑位移贴装坐标，零件数据信息，PCB背面支撑反面料架，零件数据信息侧立料架，零件数据信息极性反贴装程

10、序.第24页，共33页。SMT回流焊回流焊技术是现今电子制造领域必用的而且很重要的一项技术，手机主板的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。.第25页，共33页。无铅回流焊的设备要求有效防止炉腔翘曲和轨道变形：无铅回流焊炉的炉腔应使用整块板金加工而成，如果炉腔是使用小块板金拼接而成，那么在无铅高温下很容易发生炉腔翘曲。在高温和低温情况下的轨道平行度测试是非常必要的。如果由于用材和设计导致轨道在高温情

11、况下发生变形，那么卡板和掉板情况的发生将无法避免。.第26页，共33页。无铅回流焊的设备要求避免扰动焊点的产生：以往的Sn63Pb37有铅焊料是一种共晶合金，其熔点及凝固点温度是相同的，均为183。而SnAgCu的无铅焊点不是共晶合金，其熔点范围为217221，温度低于217为固态，温度高于221为液态，当温度处在217至221之间时合金呈现出一种不稳定状态。当焊点处在这种状态时设备的机械振动很容易使焊点形态发生改变，造成扰动焊点，这在电子产品可接受条件IPCA610D标准中是一种不能接受的缺陷。因此无铅回流焊设备的传送系统应该具备良好的免震动结构设计以避免扰动焊点的产生。.第27页，共33页

12、。无铅回流焊温度曲线.第28页，共33页。炉温曲线解析预热区：在预热区，焊膏内的部分溶剂被蒸发，并降低对元器件的热冲击；要求：升温速率为1.52.5/秒。若升温速度太快,则可能会引起锡膏中焊剂成分恶化,形成锡球、桥连等现象。同时会使元器件承受过大的热应力而受损。.第29页，共33页。炉温曲线解析恒温区（活性区）在该区焊剂开始活跃，并使PCB 各部分在到达回流区前润湿均匀。要求：温 度：140160时 间：6090 秒，升温速度：2/秒.第30页，共33页。炉温曲线解析回焊区（焊接区）锡膏中的金属颗粒熔化，在液态表面张力作用下形成焊点。要求：最高温度：235245（96.5%Sn/3.0%Ag/0.5%Cu）（高于溶点30），时 间：217（溶点以上）4060秒/6090秒（非热敏感器件）高于230时间为1020 秒。若峰值温度过高或回焊时间过长，可能会导致焊点变暗、助焊剂残留物碳化变色、元器件受损等。若温度太低或回焊时间太短，则可能会使焊料的润湿性变差而不能形成高品质的焊点，具有较大热容量的