表面贴装工程技术1课件

表面贴装工程----关于SMA的介绍表面贴装工程----关于SMA的介绍目录SMAIntroduce什么是SMA？SMT工艺流程ScreenPrinterMOUNTREFLOWAOIESD质量控制目录SMAIntroduce什么是SMA？SMT工艺流什么是SMA？SMA(SurfaceMountAssembly)的英文缩写，中文意思是表面贴装工程。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。表面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，平装的表面安装元件应用于高可靠的军方，60年代，混合技术被广泛的应用，70年代，受日本消费类电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件被广泛使用。SMAIntroduce什么是SMA？SMA(SurfaceMountAssemSMAIntroduce什么是SMA？SurfacemountThrough-hole与传统工艺相比SMA的特点：高密度高可靠小型化低成本生产的自动化SMAIntroduce什么是SMA？SurfacemoSMAIntroduceSMT工艺流程一、单面组装：来料检测=>丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）=>

回流焊接=>清洗=>检测=>返修

二、双面组装；

A：来料检测=>PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）

=>A面回流焊接=>清洗=>

翻板=>PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干=>回流焊接（最好仅对B面=>清洗=>检测=>返修）

此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。

最最基础的东西SMAIntroduceSMT工艺流程一、单面组装：最最基SMAIntroduceB：来料检测=>PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）=>A面回流焊接=>清洗=>

翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>检测=>返修）

此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。

三、单面混装工艺：

来料检测=>PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）=>回流焊接=>清洗=>插件=>

波峰焊=>清洗=>检测=>返修

SMT工艺流程SMAIntroduceB：来料检测=>PCB的A面丝SMAIntroduce四、双面混装工艺：

A：来料检测=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>PCB的A面插件=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修

先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况

B：来料检测=>PCB的A面插件（引脚打弯）=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>

检测=>返修

先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况

C：来料检测=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接=>

插件，引脚打弯=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>

翻板=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修

A面混装，B面贴装。

SMT工艺流程SMAIntroduce四、双面混装工艺：

A：来料检SMAIntroduceD：来料检测=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>A面回流焊接=>插件=>B面波峰焊=>清洗=>检测=>返修

A面混装，B面贴装。先贴两面SMD，回流焊接，后插装，波峰焊

E：来料检测=>PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）=>回流焊接=>翻板=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接1（可采用局部焊接）=>插件=>波峰焊2

（如插装元件少，可使用手工焊接）=>清洗=>检测=>返修

A面贴装、B面混装。

SMT工艺流程SMAIntroduceD：来料检测=>PCB的B面点SMAIntroduceScreenPrinterMountReflowAOISMT工艺流程SMAIntroduceScreenPrinterMouSMAIntroduceSolderpasteSqueegeeStencilScreenPrinterSTENCILPRINTINGScreenPrinter内部工作图SMAIntroduceSolderpasteSqueeScreenPrinterScreenPrinter的基本要素：Solder(又叫锡膏）经验公式：三球定律

至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上单位：锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm>>1thou)

判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法：搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。反之，粘度较差。

SMAIntroduceScreenPrinterScreenPrinter的SMAIntroduceScreenPrinter锡膏的主要成分：成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用Sn/PbSn/Pb/Ag活化剂增粘剂溶剂摇溶性附加剂SMD与电路的连接松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸金属表面的净化松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良SMAIntroduceScreenPrinter锡膏的SMAIntroduceSqueegee(又叫刮板或刮刀）菱形刮刀拖裙形刮刀聚乙烯材料或类似材料金属10mm45度角SqueegeeStencil菱形刮刀ScreenPrinter拖裙形刮刀SqueegeeStencil45-60度角SMAIntroduceSqueegee(又叫刮板或刮刀）SMAIntroduceSqueegee的压力设定：第一步：在每50mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加

1kg的压力第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。ScreenPrinterSqueegee的硬度范围用颜色代号来区分：

verysoft红色

soft绿色

hard蓝色

veryhard白色SMAIntroduceSqueegee的压力设定：第一步SMAIntroduceStencil(又叫模板）：StencilPCBStencil的梯形开口ScreenPrinterPCBStencilStencil的刀锋形开口激光切割模板和电铸成行模板化学蚀刻模板SMAIntroduceStencil(又叫模板）：StSMAIntroduceScreenPrinter模板制造技术化学蚀刻模板电铸成行模板激光切割模板简介优点缺点在金属箔上涂抗蚀保护剂用销钉定位感光工具将图形曝光在金属箔两面，然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶，然后逐个原子，逐层地在光刻胶周围电镀出模板直接从客户的原始Gerber数据产生，在作必要修改后传送到激光机，由激光光束进行切割成本最低周转最快形成刀锋或沙漏形状纵横比1.5：1提供完美的工艺定位没有几何形状的限制改进锡膏的释放要涉及一个感光工具电镀工艺不均匀失去密封效果密封块可能会去掉纵横比1：1错误减少消除位置不正机会激光光束产生金属熔渣造成孔壁粗糙纵横比1：1模板(Stencil)制造技术:SMAIntroduceScreenPrinter模板制SMAIntroduceScreenPrinter模板(Stencil)材料性能的比较:性能抗拉强度耐化学性吸水率网目范围尺寸稳定性耐磨性能弹性及延伸率连续印次数破坏点延伸率油量控制纤维粗细价格不锈钢尼龙聚脂材质极高极好不吸水30-500极佳差(0.1%)2万40-60%差细高中等好24%16-400差中等极佳（2%）4万20-24%好较粗低高好0.4%60-390中等中等佳（2%）4万10-14%好粗中极佳SMAIntroduceScreenPrinter模板(SMAIntroduceScreenPrinter锡膏丝印缺陷分析:

问题及原因对策搭锡BRIDGING锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。提高锡膏中金属成份比例（提高到88%以上）。增加锡膏的粘度（70万CPS以上）减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目）降低环境的温度（降至27OC以下）降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度）加强印膏的精准度。调整印膏的各种施工参数。减轻零件放置所施加的压力。调整预热及熔焊的温度曲线。SMAIntroduceScreenPrinter锡膏丝SMAIntroduce问题及原因对策2.发生皮层CURSTING由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致.3.膏量太多EXCESSIVEPASTE原因与“搭桥”相似.避免将锡膏暴露于湿气中.降低锡膏中的助焊剂的活性.降低金属中的铅含量.减少所印之锡膏厚度提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.锡膏丝印缺陷分析:ScreenPrinterSMAIntroduce问题及原因SMAIntroduce锡膏丝印缺陷分析:ScreenPrinter

问题及原因对策4.膏量不足INSUFFICIENTPASTE常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.5.粘着力不足POORTACKRETENTION环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。降低金属含量的百分比。降低锡膏粘度。降低锡膏粒度。调整锡膏粒度的分配。SMAIntroduce锡膏丝印缺陷分析:ScreenSMAIntroduce锡膏丝印缺陷分析:ScreenPrinter

问题及原因对策6.坍塌SLUMPING原因与“搭桥”相似。7.模糊SMEARING形成的原因与搭桥或坍塌很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。增加锡膏中的金属含量百分比。增加锡膏粘度。降低锡膏粒度。降低环境温度。减少印膏的厚度。减轻零件放置所施加的压力。增加金属含量百分比。增加锡膏粘度。调整环境温度。调整锡膏印刷的参数。SMAIntroduce锡膏丝印缺陷分析:ScreenSMAIntroduceScreenPrinter在SMT中使用无铅焊料：

在前几个世纪，人们逐渐从医学和化学上认识到了铅（PB）的毒性。而被限制使用。现在电子装配业面临同样的问题，人们关心的是：焊料合金中的铅是否真正的威胁到人们的健康以及环境的安全。答案不明确，但无铅焊料已经在使用。欧洲委员会初步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准，但是电子装配业还是要为将来的变化作准备。SMAIntroduceScreenPrinter在SMSMAIntroduce无铅锡膏熔化温度范围：ScreenPrinter无铅焊锡化学成份48Sn/52In42Sn/58Bi91Sn/9Zn93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu95.5Sn/3.5Ag/1Zn93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu99.3Sn/0.7Cu95Sn/5Sb65Sn/25Ag/10Sb96.5Sn/3.5Ag熔点范围118°C共熔138°C共熔199°C共熔218°C共熔218~221°C209°~212°C227°C232~240°C233°C221°C共熔说明低熔点、昂贵、强度低已制定、Bi的可利用关注渣多、潜在腐蚀性高强度、很好的温度疲劳特性高强度、好的温度疲劳特性高强度、好的温度疲劳特性高强度、高熔点好的剪切强度和温度疲劳特性摩托罗拉专利、高强度高强度、高熔点97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag226~228°C高熔点SMAIntroduce无铅锡膏熔化温度范围：ScreeSMAIntroduceScreenPrinter无铅焊接的问题和影响：无铅焊接的问题无铅焊接的影响生产成本元件和基板方面的开发回流炉的性能问题生产线上的品质标准无铅焊料的应用问题无铅焊料开发种类问题无铅焊料对焊料的可靠性问题最低成本超出45%左右高出传统焊料摄氏40度焊接温度提升品质标准受到影响稀有金属供应受限制无铅焊料开发标准不统一焊点的寿命缺乏足够的实验证明SMAIntroduceScreenPrinter无铅焊SMAIntroduceMOUNT表面贴装对PCB的要求：第一：外观的要求,光滑平整,不可有翘曲或高低不平.否者基板会出现裂纹，伤痕，锈斑等不良.第二：热膨胀系数的关系.元件小于3.2*1.6mm时只遭受部分应力，元件大于3.2*1.6mm时，必须注意。第三：导热系数的关系.第四：耐热性的关系.耐焊接热要达到260度10秒的实验要求，其耐热性应符合：150度60分钟后，基板表面无气泡和损坏不良。第五：铜铂的粘合强度一般要达到1.5kg/cm*cm第六：弯曲强度要达到25kg/mm以上第七：电性能要求第八：对清洁剂的反应，在液体中浸渍5分钟，表面不产生任何不良，并有良好的冲载性SMAIntroduceMOUNT表面贴装对PCB的要求：SMAIntroduceMOUNT表面贴装元件介绍：表面贴装元件具备的条件元件的形状适合于自动化表面贴装尺寸，形状在标准化后具有互换性有良好的尺寸精度适应于流水或非流水作业有一定的机械强度可承受有机溶液的洗涤可执行零散包装又适应编带包装具有电性能以及机械性能的互换性耐焊接热应符合相应的规定SMAIntroduceMOUNT表面贴装元件介绍：表面SMAIntroduceMOUNT表面贴装元件的种类

有源元件（陶瓷封装）无源元件单片陶瓷电容钽电容厚膜电阻器薄膜电阻器轴式电阻器CLCC（ceramicleadedchipcarrier）陶瓷密封带引线芯片载体DIP（dual-in-linepackage）双列直插封装SOP（smalloutlinepackage）小尺寸封装QFP(quadflatpackage)四面引线扁平封装BGA(ballgridarray)球栅阵列SMC泛指无源表面安装元件总称SMD泛指有源表面安装元件SMAIntroduceMOUNT表面贴装元件的种类SMAIntroduce阻容元件识别方法1．元件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）Chip阻容元件IC集成电路英制名称公制mm英制名称公制mm120608050603040202013.2×1.650302525121.270.80.6×1.251.6×0.81.0×0.50.6×0.3MOUNTSMAIntroduce阻容元件识别方法Chip阻容元件SMAIntroduceMOUNT阻容元件识别方法2．片式电阻、电容识别标记电阻电容标印值电阻值标印值电阻值2R25R61026823331045642.2Ω

5.6Ω

1KΩ

6800Ω

33KΩ

100KΩ

560KΩ

0R5010

1104713322235130.5PF1PF11PF470PF3300PF22000PF51000PFSMAIntroduceMOUNT阻容元件识别方法电SMAIntroduceMOUNTIC第一脚的的辨认方法OB36HC081132412厂标型号OB36HC081132412厂标型号OB36HC081132412厂标型号T93151—1HC02A1132412厂标型号①IC有缺口标志②以圆点作标识③以横杠作标识④以文字作标识（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）SMAIntroduceMOUNTIC第一脚的的辨认方法OSMAIntroduceMOUNT来料检测的主要内容SMAIntroduceMOUNT来料检测的主要内容SMAIntroduceMOUNT贴片机的介绍拱架型(Gantry)

元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。

这类机型的缺点在于：贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。SMAIntroduceMOUNT贴片机的介绍拱架型(GaSMAIntroduceMOUNT对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。

SMAIntroduceMOUNT对元件位置与方向的调整方SMAIntroduceMOUNT转塔型(Turret)

元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。

一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。

这类机型的优势在于：这类机型的缺点在于：贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。SMAIntroduceMOUNT转塔型(Turret)SMAIntroduceMOUNT对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。

SMAIntroduceMOUNT对元件位置与方向的调整方SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证：第一步：最初的24小时的干循环，期间机器必须连续无误地工作。第二步：要求元件准确地贴装在两个板上，每个板上包括32个140引脚的玻璃心子元件。主板上有6个全局基准点，用作机器贴装前和视觉测量系统检验元件贴装精度的参照。贴装板的数量视乎被测试机器的特定头和摄像机的配置而定。第三步：用所有四个贴装芯轴，在所有四个方向：0°,90°,180°,270°

贴装元件。

一种用来验证贴装精度的方法使用了一种玻璃心子，它和一个“完美的”高引脚数QFP的焊盘镶印在一起，该QFP是用来机器贴装的(看引脚图)。通过贴装一个理想的元件，这里是140引脚、0.025”脚距的QFP，摄像机和贴装芯轴两者的精度都可被一致地测量到。除了特定的机器性能数据外，内在的可用性、生产能力和可靠性的测量应该在多台机器的累积数据的基础上提供。

SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证：SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证：第四步：用测量系统扫描每个板，可得出任何偏移的完整列表。每个140引脚的玻璃心子包含两个圆形基准点，相对于元件对应角的引脚布置精度为±0.0001”，用于计算X、Y和q旋转的偏移。所有32个贴片都通过系统测量，并计算出每个贴片的偏移。这个预定的参数在X和Y方向为±0.003”，q旋转方向为±0.2，机器对每个元件贴装都必须保持。第五步：为了通过最初的“慢跑”，贴装在板面各个位置的32个元件都必须满足四个测试规范：在运行时，任何贴装位置都不能超出±0.003”

或±0.2的规格。另外，X和Y偏移的平均值不能超过±0.0015”，它们的标准偏移量必须在0.0006”范围内，q的标准偏移量必须小于或等于0.047°，其平均偏移量小于±0.06°，Cpk(过程能力指数processcapabilityindex)在所有三个量化区域都大于1.50。这转换成最小4.5s或最大允许大约每百万之3.4个缺陷

(dpm,defectspermillion)。

SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证：SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证：3σ=2,700DPM

4σ=60DPM

5σ=0.6DPM

6σ=0.002DPM

在今天的电子制造中，希望cmk要大于1.33，甚至还大得多。1.33的cmk也显示已经达到4σ工艺能力。6σ的工艺能力，是今天经常看到的一个要求，意味着cmk必须至少为2.66。在电子生产中，DPM的使用是有实际理由的，因为每一个缺陷都产生成本。统计基数3、4、5、6σ和相应的百万缺陷率(DPM)之间的关系如下：

在实际测试中还有专门的分析软件是JMP专门用于数据分析，这样简化了整个的过程，得到的数据减少了人为的错误。SMAIntroduceMOUNT贴片机过程能力的验证：SMAIntroduceREFLOW再流的方式：红外线焊接红外+热风（组合）气相焊（VPS）热风焊接热型芯板（很少采用）SMAIntroduceREFLOW再流的方式：红外线焊接SMAIntroduceREFLOWTemperatureTime(BGABottom)1-3℃/Sec200℃Peak225℃±5℃60-90Sec140-170℃

60-120Sec

PreheatDryoutReflowcooling

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。基本工艺：SMAIntroduceREFLOWTemperatureSMAIntroduceREFLOW工艺分区：（一）预热区目的：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。SMAIntroduceREFLOW工艺分区：（一）预热区SMAIntroduceREFLOW目的：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60~120秒，根据焊料的性质有所差异。工艺分区：（二）保温区SMAIntroduceREFLOW目的：保证在达到再流温SMAIntroduceREFLOW目的：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60~90秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔点温度，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。（四）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。（二）再流焊区工艺分区：SMAIntroduceREFLOW目的：焊膏中的焊料使金SMAIntroduceREFLOW影响焊接性能的各种因素：工艺因素

焊接前处理方式，处理的类型，方法，厚度，层数。处理后到焊接的时间内是否加热，剪切或经过其他的加工方式。焊接工艺的设计

焊区：指尺寸，间隙，焊点间隙导带（布线）：形状，导热性，热容量被焊接物：指焊接方向，位置，压力，粘合状态等SMAIntroduceREFLOW影响焊接性能的各种因素SMAIntroduceREFLOW焊接条件

指焊接温度与时间，预热条件，加热，冷却速度焊接加热的方式，热源的载体的形式（波长，导热速度等）焊接材料

焊剂：成分，浓度，活性度，熔点，沸点等焊料：成分，组织，不纯物含量，熔点等母材：母材的组成，组织，导热性能等焊膏的粘度，比重，触变性能基板的材料，种类，包层金属等影响焊接性能的各种因素：SMAIntroduceREFLOW焊接条件指焊接温度SMAIntroduceREFLOW几种焊接缺陷及其解决措施回流焊中的锡球回流焊中锡球形成的机理

回流焊接中出的锡球，常常藏于矩形片式元件两端之间的侧面或细距引脚之间。在元件贴装过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分，所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊锡会从焊缝流出，形成锡球。因此，焊锡与焊盘和器件引脚润湿性差是导致锡球形成的根本原因。

SMAIntroduceREFLOW几种焊接缺陷及其解决措SMAIntroduce原因分析与控制方法

以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施：

a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数，如果未到达足够的温度或时间，焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快，达到平顶温度的时间过短，使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来，到达回流焊温区时，引起水分、溶剂沸腾，溅出焊锡球。实践证明，将预热区温度的上升速度控制在1～4°C/s是较理想的。

b)如果总在同一位置上出现焊球，就有必要检查金属板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求，对于焊盘大小偏大，以及表面材质较软（如铜模板），造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时，回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此，应针对焊盘图形的不同形状和中心距，选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。

REFLOWSMAIntroduce原因分析与控制方法以下主要SMAIntroducec)如果在贴片至回流焊的时间过长，则因焊膏中焊料粒子的氧化，焊剂变质、活性降低，会导致焊膏不回流，焊球则会产生。选用工作寿命长一些的焊膏（至少4小时），则会减轻这种影响。

d)另外，焊膏印错的印制板清洗不充分，使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前，被贴放的元器件重新对准、贴放，使漏印焊膏变形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程的责任心，严格遵照工艺要求和操作规程行生产，加强工艺过程的质量控制。

REFLOWSMAIntroducec)如果在贴片至回流焊的时间过长SMAIntroduceREFLOW立片问题（曼哈顿现象）回流焊中立片形成的机理

矩形片式元件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立，这种现象就称为曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀，焊膏熔化有先后所致。SMAIntroduceREFLOW立片问题（曼哈顿现象）SMAIntroduceREFLOW如何造成元件两端热不均匀：a)有缺陷的元件排列方向设计。我们设想在再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊限线，一旦焊膏通过它就会立即熔化。片式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线，焊膏先熔化，完全浸润元件的金属表面，具有液态表面张力;而另一端未达到183°C

液相温度，焊膏未熔化，只有焊剂的粘接力，该力远小于再流焊焊膏的表面张力，因而，使未熔化端的元件端头向上直立。因此，保持元件两端同时进入再流焊限线，使两端焊盘上的焊膏同时熔化，形成均衡的液态表面张力，保持元件位置不变。

SMAIntroduceREFLOW如何造成元件两端热不均SMAIntroduce在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。

汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时，释放出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区，在饱和蒸汽区焊接温度高达217°C，在生产过程中我们发现，如果被焊组件预热不充分，经受一百多度的温差变化，汽相焊的汽化力容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起，从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低箱内以

145°C-150°C的温度预热1-2分钟，然后在汽相焊的平衡区内再预热1

分钟左右，最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接消除了立片现象。

c)焊盘设计质量的影响。

若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称，也会引起漏印的焊膏量不一致，小焊盘对温度响应快，其上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，所以，当小焊盘上的焊膏熔化后，在焊膏表面张力作用下，将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大，也都可能出现立片现象。严格按标准规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。

REFLOWSMAIntroduce在进行汽相焊接时印制电路组件预热不SMAIntroduceREFLOW细间距引脚桥接问题导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有：

a)漏印的焊膏成型不佳；

b)印制板上有缺陷的细间距引线制作；

c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而，应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键工序的质量控制入手，尽可能避免桥接隐患。

SMAIntroduceREFLOW细间距引脚桥接问题导SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW1.吹孔BLOWHOLES焊点中（SOLDERJOINT）所出现的孔洞，大者称为吹孔，小者叫做针孔，皆由膏体中的溶剂或水分快速氧化所致。调整预热温度，以赶走过多的溶剂。调整锡膏粘度。提高锡膏中金属含量百分比。问题及原因对策2.空洞VOIDS是指焊点中的氧体在硬化前未及时逸出所致，将使得焊点的强度不足，将衍生而致破裂。调整预热使尽量赶走锡膏中的氧体。增加锡膏的粘度。增加锡膏中金属含量百分比。SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW1SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW问题及原因对策3.零件移位及偏斜MOVEMENTANDMISALIGNNENT造成零件焊后移位的原因可能有：锡膏印不准、厚度不均、零件放置不当、热传不均、焊垫或接脚之焊锡性不良，助焊剂活性不足，焊垫比接脚大的太多等，情况较严重时甚至会形成碑立。（TOMBSTONING或

MAMBATHANEFFECT，或DRAWBRIGING），尤以质轻的小零件为甚。改进零件的精准度。改进零件放置的精准度。调整预热及熔焊的参数。改进零件或板子的焊锡性。增强锡膏中助焊剂的活性。改进零件及与焊垫之间的尺寸比例。不可使焊垫太大。SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW问SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW问题及原因对策4.缩锡DEWETTING零件脚或焊垫的焊锡性不佳。5.焊点灰暗DULLJINT可能有金属杂质污染或给锡成份不在共熔点，或冷却太慢，使得表面不亮。6.不沾锡NON-WETTING接脚或焊垫之焊锡性太差，或助焊剂活性不足，或热量不足所致。改进电路板及零件之焊锡性。增强锡膏中助焊剂之活性。防止焊后装配板在冷却中发生震动。焊后加速板子的冷却率。提高熔焊温度。改进零件及板子的焊锡性。增加助焊剂的活性。SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW问SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW问题及原因对策7.焊后断开OPEN常发生于J型接脚与焊垫之间，其主要原因是各脚的共面性不好，以及接脚与焊垫之间的热容量相差太多所致（焊垫比接脚不容易加热及蓄热）。改进零件脚之共面性增加印膏厚度，以克服共面性之少许误差。调整预热，以改善接脚与焊垫之间的热差。增加锡膏中助焊剂之活性。减少焊热面积，接近与接脚在受热上的差距。调整熔焊方法。改变合金成份（比如将63/37改成10/90，令其熔融延后，使焊垫也能及时达到所需的热量）。SMAIntroduce回流焊接缺陷分析:REFLOW问SMAIntroduceAOI自动光学检查(AOI,AutomatedOpticalInspection)

运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB板上各种不同帖装错误及焊接缺陷.PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板,并可提供在线检测方案,以提高生产效率,及焊接质量.

通过使用AOI作为减少缺陷的工具,在装配工艺过程的早期查找和消除错误,以实现良好的过程控制.早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段,AOI将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板.SMAIntroduceAOI自动光学检查(AOI,AuSMAIntroduce

通过使用AOI作为减少缺陷的工具,在装配工艺过程的早期查找和消除错误,以实现良好的过程控制.早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段,AOI将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板.

由于电路板尺寸大小的改变提出更多的挑战,因为它使手工检查更加困难.为了对这些发展作出反应，越来越多的原设备制造商采用AOI.为什么使用AOIAOISMAIntroduce通过使用AOI作为减少缺陷SMAIntroduceAOI检

查

与

人

工

检

查

的

比

较AOISMAIntroduceAOI检查与人工检查SMAIntroduce1）高速检测系统与PCB板帖装密度无关2）快速便捷的编程系统

-图形界面下进行

-运用帖装数据自动进行数据检测

-运用元件数据库进行检测数据的快速编辑主要特点4）根据被检测元件位置的瞬间变化进行检测窗口的自动化校正，达到高精度检测5）通过用墨水直接标记于PCB板上或在操作显示器上用图形错误表示来进行检测电的核对3）运用丰富的专用多功能检测算法和二元或灰度水平光学成像处理技术进行检测AOISMAIntroduce1）高速检测系统2）快速便捷的编程SMAIntroduce可检测的元件元件类型-矩形chip元件（0805或更大）-圆柱形chip元件-钽电解电容-线圈-晶体管-排组-QFP,SOIC（0.4mm间距或更大）-连接器-异型元件AOISMAIntroduce可检测的元件元SMAIntroduceAOI检测项目-无元件：与PCB板类型无关-未对中：（脱离）-极性相反：元件板性有标记-直立：编程设定-焊接破裂：编程设定-元件翻转：元件上下有不同的特征-错帖元件：元件间有不同特征-少锡：编程设定-翘脚：编程设定-连焊：可检测20微米-无焊锡：编程设定-多锡：编程设定SMAIntroduceAOI检测项目-无元件：与PSMAIntroduce影响AOI检

查

效

果的因素影响AOI检查效果的因素内部因素外部因素部件贴片质量助焊剂含量室内温度焊接质量AOI

光度机器内温度相机温度机械系统图形分析运算法则AOISMAIntroduce影响AOI检查效果的SMAIntroduce序号缺陷原因解决方法1元器件移位安放的位置不对校准定位坐标焊膏量不够或定位压力不够加大焊膏量，增加安放元器件焊膏中焊剂含量太高，的压力在再流焊过程中焊剂的减小锡膏中焊剂的含量流动导致元器件移动2桥接焊膏塌落增加锡膏金属含量或黏度焊膏太多减小丝网孔径，增加刮刀压力加热速度过快调整再流焊温度曲线3虚焊焊盘和元器件可焊性差加强PCB和元器件的筛选印刷参数不正确检查刮刀压力、速度再流焊温度和升温速度不当调整再流焊温度曲线不良原因列表SMAIntroduce序号缺陷SMAIntroduce序号缺陷原因解决方法

4元器件竖立安放的位置移位调整印刷参数焊膏中焊剂使元器件浮起采用焊剂较少的焊膏印刷焊膏厚度不够增加焊膏厚度加热速度过快且不均匀调整再流焊温度曲线采用Sn63/Pb37焊膏改用含Ag的焊膏

6焊点锡过多丝网孔径过大减小丝网孔径焊膏黏度小增加锡膏黏度

5焊点锡不足焊膏不足扩大丝网孔径焊盘和元器件焊接性能差改用焊膏或重新浸渍元件再流焊时间短加长再流焊时间不良原因列表SMAIntroduce序号缺陷SMAIntroduceESD(Electro-StaticDischarge,即静电释放)What’sESD？ESD怎样能产生静电？摩擦电静电感应电容改变在日常生活中，可以从以下多方面感觉到静电—

闪电—

冬天在地垫上行走以及接触把手时的触电感—

在冬天穿衣时所产生的噼啪声这些似乎对我们没有影响，但它对电子元件及电子线路板却有很大的冲击。SMAIntroduceESD(Electro-StatiSMAIntroduce对静电敏感的电子元件晶片种类静电破坏电压VMOSMOSFETGaaSFETEPROMJFETSAWOP-AMPCMOS30-1,800100-200100-300100-140-7,200150-500190-2,500250-3,000ESDSMAIntroduce对静电敏感的电子元件晶片种类SMAIntroduce电子元件的损坏形式有两种

完全失去功能器件不能操作约占受静电破坏元件的百分之十

间歇性失去功能器件可以操作但性能不稳定，维修次数因而增加约占受静电破坏元件的百分之九十在电子生产上进行静电防护，可免：增加成本减低质量引致客户不满而影响公司信誉ESDSMAIntroduce电子元件的损坏形式有两种ESDSMAIntroduce

从一个元件产生以后，一直到它损坏以前，所有的过程都受到静电的威胁。这一过程包括：元件制造：包含制造、切割、接线、检验到交货。印刷电路板：收货、验收、储存、插入、焊接、品管、包装到出货。设备制造：电路板验收、储存、装配、品管、出货。设备使用：收货、安装、试验、使用及保养。其中最主要而又容易疏忽的一点却是在元件的传送与运输的过程。ESD遭受静电破坏SMAIntroduce从一个元件产生以后，一直到SMAIntroduce静电防护要领静电防护守则原则一：在静电安全区域使用或安装静电敏感元件原则二：用静电屏蔽容器运送及存放静电敏感元件或电路板原则三：定期检测所安装的静电防护系统是否操作正常原则四：确保供应商明白及遵从以上三大原则ESDSMAIntroduce静电防护要领ESDSMAIntroduceESD1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（如计算机，电脑及电脑终端机）放在一起。2.把所有工具及机器接上地线。3.用静电防护桌垫。4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。静电防护步骤SMAIntroduceESD1.避免静电敏感元件及电路板SMAIntroduce质量控制1西格玛＝690000次失误／百万次操作

2西格玛＝308000次失误／百万次操作

3西格玛＝66800次失误／百万次操作

4西格玛＝6210次失误／百万次操作

5西格玛＝230次失误／百万次操作

6西格玛＝3.4次失误／百万次操作

7西格玛＝0次失误／百万次操作关于质量控制的目标：

“西格玛”是统计学里的一个单位,表示与平均值的标准偏差。“6Sigma”代表着品质合格率达99.9997%或以上.换句话说，每一百万件产品只有3.4件次品，这是非常接近“零缺点”的要求。它可以用来衡量一个流程的完美程度，显示每100万次操作中发生多少次失误。“西格玛”的数值越高，失误率就越低。SMAIntroduce质量控制1西格玛＝690000次失SMAIntroduce

“六个西格玛”是一项以数据为基础，追求几乎完美无暇的质量管理办法。20世纪80年代末至90年代初，摩托罗拉公司首倡这种办法，花10年时间达到6西格玛水平。但如果是生产一种由1万个部件或程序组成的产品，即使达到了6西格玛水平，也还有3％多一点的缺陷率；实际上，每生产1万件产品，将会有337处缺陷。如果公司设法在装运前查出了其中的95％，仍然还会有17件有缺陷的产品走出大门。质量控制SMAIntroduce“六个西格玛”是一项以数据SMAIntroduce质量控制6Sigma七步骤方法第一步：寻找问题（Selectaproblemanddescribeitclearly）

把要改善的问题找出来，当目标锁定后便召集有关员工，成为改善主力，并选出首领，作为改善的任责人，跟着便制定时间表跟进。第二步：研究现时生产方法（StudythePresentSystem）

收集现时生产方法的数据，并作整理。第三步：找出各种原因(Identifypossiblecauses)

结合各有经验工人，利用脑震荡(Brainstorming)、品质管制表(Controlchart)和鱼骨图表(Cause－and－effectdiagram)，找出每一个可能发生问题的原因。第四步：计划及制定解决方法(Planandimplementasolution)

再利用各有经验员工和技术专才，通过脑震荡方法和各种检验方法，找出各解决方法。当方法设计完成后，便立即实行。SMAIntroduce质量控制6Sigma七步骤方法SMAIntroduce质量控制6Sigma七步骤方法第五步：检查效果(Evaluateeffects)

通过数据收集、分析、检查其解决方法是否有效和达到什么效果。第六步：把有效方法制度化(Standardizeanyeffectivesolutions)

当方法证明有效后，便制定为工作守则，各员工必须遵守。

第七步：检讨成效并发展新目标。

(Reflectonprocessanddevelopfutureplans)

当以上问题解决后，总结其成效，并制定解决其它问题方案。SMAIntroduce质量控制6Sigma七步骤方法SMAIntroduce质量控制PDCA周期(Plan-Do-Check-ActCycle)，就是：计划实验(Plantheexperiment)实行(Doit-performtheexperiment)检查成效(Checktheresultoftheexperiment)SMAIntroduce质量控制PDCA周期(Plan-DSMAIntroduce质量控制我的一点点个人认识：6个西格玛是以改善为基础的标准，真正的质量控制是要达到零缺陷也就是7个西格玛，这才是一个完美的质量控制过程，但是这只是一个努力的目标。6个西格玛不只可以作为制造业的质量标准，同样也可以用于行政管理，使行动的效率提高，减少失误劳动和重复性的劳动。SMAIntroduce质量控制我的一点点个人认识：SMAIntroduce过程控制是一系列仔细计划和周密设定的事件

定义装配要求、装配过程、过程参数和过程品质计划存档装配程序培训雇员开始限量生产收集变量数据计算过程能力收集特性数据开始批量生产继续数据收集过程控制必须基于事实质量控制SMAIntroduce过程控制是一系列仔细计划和周密设定SMAIntroduce2.过程控制的方法1.定义目标2.建立度量标准3.标识运作4.测量过程5.选择工具6.评估标准7.改进过程8.评估改进质量控制SMAIntroduce2.过程控制的方法SMAIntroduce质量控制3.计算过程能力

过程能力是指按标准偏差为单位来描述的过程均值与规范界限的距离。

Cp---(CapabilityofPrecision)规格界限与实际制程界限之比值。Cp==T/6σ

Cp的规格等級Cp值说明

A1.33<=Cp继续改善

B1.00<=Cp<1.33尽快改善为A级C0.83<=Cp<1.00立即检讨改善

DCp<0.83全面检讨，停产

(规格上限

–

规格下限)

实际过程能力SMAIntroduce质量控制3.计算过程能力过程SMAIntroduce质量控制Ca---(CapabilityofAccuracy)制程中心值与期望中心值间的差异Ca=制程中心值

–

规格中心值(规格上限

–

规格下限)*0.5X-μT/2=Ca的规格等級Ca值说明

ACa<=12.5%继续维持现状

B12.5%<Ca<=25%尽快改善为A级C25%<Ca<=50%立即检讨改善

D50%<Ca全面检讨，停产SMAIntroduce质量控制Ca---(CapabiSMAIntroduce质量控制Cpk---同时考虑精密度与准确度(通常称为制程能力指数)Cpk的規格

Cpk=Cp(1-｜Ca｜)或Cpk=｜Cp｜Cpk=(USL–X)/3σ(单边值计算)等級Cp值说明

A1.33<=Cpk制程能力合格

B1.00<=Cpk<1.33能力尚可

CCpk<1.00努力改善為ASMAIntroduce质量控制Cpk---同时考虑精密度SMAIntroduce质量控制总次品机会=总检查数目×每件产品潜在次品机会（次品的数目÷总次品的机会）×1000000=PPM（PartsPerMillion)或DPMO（DefectionPerMillionOpportunities)影响各行各业的ISO9000出现。在品质管理上，它是一个很好的制度。可是，这些文件管理只产生官僚化现象。这制度只可以保证现有品质要求，但在产品不断改善(ContinuousImprovement)方面，并没有什麽贡献。

其实在八十年代至九十年代，亦倡行全面优质管理方法（TotalQualityManagement），其方法是不断改善品质，以达到零缺点的梦想。PPM的计算方法：SMAIntroduce质量控制总次品机会=总检查数目×每SMAIntroduce需要感谢的地方

感谢smthome及smtinline网站的资料和各位网友的经验之谈才使我学到许多smt的知识与经验。我希望各位网友对于我学的不正确的地方给予指正，改进不足的地方，完善不完整的地方.我也是在不断的完善它，以至于文件不断的增大,它还需要不断的完善各位网友有什么想法可以可以发EMAIL到我的邮箱,或改进后上传.

我的EMAIL:smtaoi@163.com非常感谢各位的支持！！！SMAIntroduce需要感谢的地方感谢smtho态度决定一切细节影响成败态度决定一切表面贴装工程----关于SMA的介绍表面贴装工程----关于SMA的介绍目录SMAIntroduce什么是SMA？SMT工艺流程ScreenPrinterMOUNTREFLOWAOIESD质量控制目录SMAIntroduce什么是SMA？SMT工艺流什么是SMA？SMA(SurfaceMountAssembly)的英文缩写，中文意思是表面贴装工程。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。表面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，平装的表面安装元件应用于高可靠的军方，60年代，混合技术被广泛的应用，70年代，受日本消费类电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件被广泛使用。SMAIntroduce什么是SMA？SMA(SurfaceMountAssemSMAIntroduce什么是SMA？SurfacemountThrough-hole与传统工艺相比SMA的特点：高密度高可靠小型化低成本生产的自动化SMAIntroduce什么是SMA？SurfacemoSMAIntroduceSMT工艺流程一、单面组装：来料检测=>丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）=>

回流焊接=>清洗=>检测=>返修

二、双面组装；

A：来料检测=>PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）

=>A面回流焊接=>清洗=>

翻板=>PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干=>回流焊接（最好仅对B面=>清洗=>检测=>返修）

此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。

最最基础的东西SMAIntroduceSMT工艺流程一、单面组装：最最基SMAIntroduceB：来料检测=>PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）=>贴片=>烘干（固化）=>A面回流焊接=>清洗=>

翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>检测=>返修）

此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。

三、单面混装工艺：

来料检测