表面贴装技术介绍

1、外表贴装技术.SMT(Surface Mount Technology)的英文缩写，中文意思是 外表贴装技术 。是新一代电子组装技术，它将传统的电子元器件紧缩成为体积只需几非常之一的器件。 外表安装不是一个新的概念，它源于较早的工艺，如平装和混合安装。 电子线路的装配，最初采用点对点的布线方法，而且根本没有基片。第一个半导体器件的封装采用放射形的引脚，将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通孔中。50年代，平装的外表安装元件运用于高可靠的军方，60年代，混合技术被广泛的运用，70年代，受日本消费类电子产品的影响，无源元件被广泛运用，近十年有源元件被广泛运用。.Surface mountT

2、hrough-hole与传统工艺相比SMT的特点：高密度高可靠小型化低本钱消费的自动化.自动化程度类型THT(Through Hole Technology)SMT(Surface Mount Technology)元器件双列直插或DIP,针阵列PGA有引线电阻，电容SOIC,SOT,SSOIC,LCCC,PLCC,QFP,PQFP,片式电阻电容基板印制电路板，2.54mm网格，0.8mm0.9mm通孔印制电路板，1.27mm网格或更细，导电孔仅在层与层互连调用 0.3mm0.5mm，布线密度高2倍以上，厚膜电路，薄膜电路，0.5mm网格或更细焊接方法波峰焊再流焊面积大小，减少比约1：31：1

3、0组装方法穿孔插入外表安装-贴装自动插件机自动贴片机，消费效率高.年 代代表产品器 件元 件组装技术电子管收音机电子管带引线的大型元件札线，配线,手工焊接60 年 代黑白电视机晶体管 轴向引线小型化元件半自动插装浸焊接70 年 代彩色电视机集成电路整形引线的小型化元件自动插装波峰焊接80 年 代 录象机电子照相机大规模集成电路外表贴装元件 SMC外表组装自动贴 装和自动焊接电子元器件和组装技术的开展.外表组装技术片时元器件关键技术各种SMD的开发与制造技术产品设计构造设计，端子外形，尺寸精度，可焊型包装盘带式，管装式，散装式装联工艺贴装资料焊锡膏与无铅焊料黏接剂/贴片胶助焊剂导电胶贴装印制板涂

4、布工艺贴装方式基板资料：有机玻璃纤维，陶瓷板，合金板电路图形设计：图形尺寸设计，工艺型设计锡膏精细印刷工艺贴片胶精细点涂工艺及固化工艺纯片式元件贴装，单面或双面SMD与通孔元件混装，单面或双面贴装工艺：最优化编程焊接工艺波峰焊再流焊：红外热风式，N2维护再流焊，汽相焊，激光焊，通孔器件再流焊助焊剂涂布方式：发泡，喷雾双波峰，0型波，温度曲线的设定设备：印刷机，贴片机，焊接设备，清洗设备(在较早的工艺中运用，检测设备，维修设备清洗技术：清洗剂，清洗工艺检测技术：焊点质量检测，在现测试，功能检测防静电消费管理.通常先作B面再作A面印刷锡高贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡高再流焊翻转清洗双面再流焊工

5、艺A面布有大型IC器件B面以片式元件为主充分利用 PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严厉常用于密集型或超小型电子产品，如 手机.波峰焊插通孔元件清洗混合安装工艺多用于消费类电子产品的组装印刷锡高贴装元件再流焊翻转点贴片胶贴装元件加热固化翻转先作A面：再作B面：插通孔元件后再过波峰焊：.印刷锡高贴装元件再流焊清洗锡膏再流焊工艺简单，快捷涂敷粘接剂红外加热外表安装元件固化翻转插通孔元件波峰焊清洗贴片波峰焊工艺价钱低廉，但要求设备多，难以实现高密度组装.印刷机贴片机回流焊AOI自动光学检测仪.SMT关键工序的工艺控制.SMT关键工序的工艺控制 1.印刷工艺 2.贴装元件工艺 3.焊接

6、原理和再流焊工艺.一.印刷焊膏工艺.印刷焊膏是SMT的关键工序 印刷焊膏是保证SMT质量的关键工序。目前普通都采用模板印刷。 据资料统计，在PCB设计正确、元器件和印制板质量有保证的前提下，外表组装质量问题中有70%的质量问题出在印刷工艺。.了解印刷原理，提高印刷质量.1. 印刷焊膏的原理焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定速度和角度向前挪动时，对焊膏产生一定的压力，推进焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变，切变力使焊膏的粘性下降，使焊膏顺利地注入网孔或漏孔。.刮板 焊膏模板PCB a焊膏在刮板前滚动前进 b产生将焊

7、膏注入漏孔的压力 c切变力使焊膏注入漏孔 X Y F 刮刀的推进力F可分解为 推进焊膏前进分力X和 将焊膏注入漏孔的压力Y d焊膏释放脱模图1-3 焊膏印刷原理表示图. 焊膏在刮板前滚动，才干产生将焊膏注入开口的压力刮板 焊膏 印刷时焊膏填充模板开口的情况脱模焊膏滚动.2. 影响焊膏脱模质量的要素(a) 模板开口尺寸：开口面积B与开口壁面积A比0.66时焊膏释放脱模顺利。 面积比0.66，焊膏释放体积百分比80% 面积比0.5，焊膏释放体积百分比 60%(b) 焊膏黏度：焊膏与PCB焊盘之间的粘合力Fs焊膏与开口壁之间的摩擦力Ft时焊膏释放顺利。(c) 开口壁的外形和光滑度：开口壁光滑、喇叭口

8、向下或垂直时焊膏释放顺利。. 图1-4 放大后的焊膏印刷脱模表示图Ft焊膏与PCB焊盘之间的粘合力与开口面积、焊膏黏度有关Fs焊膏与开口壁之间的摩檫阻力与开口壁面积、光滑度有关A焊膏与模板开口壁之间的接触面积；B焊膏与PCB焊盘之间的接触面积(开口面积)PCB开口壁面积A开口面积B. (a) 垂直开口 (b) 喇叭口向下 (c) 喇叭口向上 易脱模 易脱模 脱模差图1-5 模板开口外形表示图.(d) 印刷方式 单向印刷刮刀只能作一个方向印刷 单向印刷时有一块刮刀是印刷用的，另一块刮刀是作为回料用的； 双向印刷 双向印刷时两块刮板进展交替往返印刷。. 传统的印刷方式都是开放式印刷，焊膏暴露在空气

9、中，在刮刀的推进下在模板外表来回滚动。有单向印刷和双向印刷两种印刷方式。 新型的印刷方式随着SMT向高密度、窄间距、无铅焊接的开展，对印刷精度、速度以及印刷质量有了进一步的要求。印刷设备和技术也在不断地改良和开展。出现了各种密封式的印刷技术。最初有英国DEK公司和美国MPM公司推出的刮刀旋转45以及密封式ProFlow捷流导流包印刷技术。最近日本Minami公司和Hitachi公司相继推出了单向旋转和双向密闭型印刷技术，见图2-8。这些新技术适宜免清洗、无铅焊接、高密度、高速度印刷的要求。.(a)传统开放式 (b)单向旋转式 (c)固定压入式 (d) 双向密闭型图2-8 各种不同方式的印刷技术

10、表示图.4. 影响印刷质量的主要要素 a 首先是模板质量模板印刷是接触印刷，因此模板厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接，焊膏量过少会产生焊锡缺乏或虚焊。模板开口外形以及开口能否光滑也会影响脱模质量。 b 其次是焊膏质量焊膏的黏度、印刷性滚动性、转移性、触变性、常温下的运用寿命等都会影响印刷质量。 c 印刷工艺参数刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度以及焊膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此只需正确控制这些参数，才干保证焊膏的印刷质量。. d 设备精度方面在印刷高密度窄间距产品时，印刷机的印刷精度和反复印刷精度也会起一定的作用。 e 环境温度、湿度、以及环境卫生环境温度过高

11、会降低焊膏黏度，湿度过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。 普通要求环境温度233，相对湿度4570%. 从以上分析中可以看出，影响印刷质量的要素非常多，而且印刷焊膏是一种动态工艺。 焊膏的量随时间而变化，假设不能及时添加焊膏的量，会呵斥焊膏漏印量少，图形不丰满。 焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境卫生而变化； 模板底面的清洁程度及开口内壁的形状不断变化； .印刷缺陷举例少印粘连塌边错位.二. 贴装元器件工艺1.保证贴装质量的三要素2.贴片原理.1. 保证贴装质量的三要素a 元件正确b 位置准确c 压力贴片高度适宜。.a

12、 元件正确要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标志要符合产品的装配图和明细表要求，不能贴错位置；.b 位置准确元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐、居中，还要确保元件焊端接触焊膏图形。 两个端头的Chip元件自定位效应的作用比较大，贴装时元件宽度方向有3/4以上搭接在焊盘上,长度方向两个端头只需搭接到相应的焊盘上并接触焊膏图形，再流焊时就可以自定位，但假设其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有接触焊膏图形，再流焊时就会产生移位或吊桥； 正确 不正确 .C.贴片压力吸嘴高度.2.贴片原理1. MARK点定位2.以原点为0，0坐标，其它元器件以CAD为坐标3.贴片机根据相关坐标进展

13、贴片，目前我们运用的贴片机精度为0.05mm.再流焊工艺控制.内容1. 再流焊定义2. 再流焊原理3. 再流焊工艺特点4. 再流焊的工艺要求5. 影响再流焊质量的要素.1. 再流焊定义 再流焊Reflow soldring，经过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料，实现外表组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气衔接的软钎焊。印刷注射滴涂高速机多功能高精机异形公用机手工贴片.红外热风热风加红外气相再流焊.2. 再流焊原理 37Pb/63Sn铅锡焊膏再流焊温度曲线 . 从温度曲线分析再流焊的原理：当PCB进入升温区枯燥区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊

14、盘、元件焊端与氧气隔离；PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB忽然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件；在助焊剂活化区，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元件焊端，并清洗氧化层；当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏到达熔化形状，液态焊锡润湿PCB的焊盘、元件焊端，同时发生分散、溶解、冶金结合，漫流或回流混合构成焊锡接点；PCB进入冷却区，使焊点凝固。此时完成了再流焊。.3. 再流焊工艺特点自定位效应self alignment当元器件贴放位置有一定偏离时，由于熔融焊料外表张力作用，当其全部焊端或引脚与相应焊盘同时被润湿时，在外表张力作用下，自动被拉回到近似目的位置的景象； .自

15、定位效应self alignment再流焊前再流焊后再流焊中.4. 再流焊的工艺要求1) 设置合理的温度曲线并定期做温度曲线的实时测试。2) 要按照PCB设计时的焊接方向进展焊接。3) 焊接过程中严防传送带震动。4) 必需对首块印制板的焊接效果进展检查。 检查焊接能否充分、焊点外表能否光滑、焊点外形能否呈半月状、锡球和残留物的情况、连焊和虚焊的情况。还要检查PCB外表颜色变化等情况。并根据检查结果调整温度曲线。 在整批消费过程中要定时检查焊接质量。.高质量 高直通率 高可靠寿命保证 不提倡检查-返修或淘汰的-贯做法，更不容忍错误发生。任何返修任务都能够给废质量量添加不稳定的要素。再流焊质量要求.返修的潜在问题返修任务都是具有破坏性的 特别是当前组装密度越来 越高，组装难度越来越大尽量防止返修，或控制其不良后果 ！返修会缩短产品寿命 过去我们通常以为，补焊和返修，使焊点更加结实，看起来更加完美，可以提高电子组件的整体质量。但这一传统观念并不正确。.(5) 再流焊温度曲线温度曲线是保证焊接质量的关键，实时温度曲线和焊膏温度曲线的升温斜率和峰值温度应根本一致。160前的升温速率控