smt复习知识要点

复习知识要点

表面贴装技术(SurfaceMountingTechnology简称SMT)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。这种小型化的元器件称为:SMD器件（或称SMC、片式器件)。将元件装配到印刷線路板或其它基板上的工艺方法称为SMT工艺。相关的组装设备则称为SMT设备。1.2SMT定義

SMT:SurfaceMountingTechnology

表面貼裝技術

SMD:SurfaceMountingDevice

表面貼裝設備

SMC:SurfaceMountingComponent

表面貼裝元件

PCBA:PrintedCircuitBoardAssembly

印刷電路板組裝

1.3SMT相關術語1.6SMT之優點1.能節省空間50~70%.2.大量節省元件及裝配成本.3.可使用更高腳數之各種零件.4.具有更多且快速之自動化生產能力.5.減少零件貯存空間.6.節省製造廠房空間.7.總成本降低.三、SMT的制程種類I類:單面制程印刷锡膏贴装元件回流焊清洗锡膏——回流焊工艺简单，快捷注：以下清洗工站如果採用免清洗技術則不需要清洗三、SMT的制程種類I類:單面制程涂敷粘接剂清洗红外加热表面安装元件固化翻转插通孔元件波峰焊點膠、贴片——波峰焊工艺价格低廉，但要求设备多，难以实现高密度组装通常先作B面再作A面印刷锡膏贴装元件回流焊翻转贴装元件印刷锡膏回流焊翻转清洗双面回流焊工艺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，要求严格常用于密集型或超小型电子产品，如手机II類:双面回流焊制程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膏贴装元件回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：III類:混合制程一、SMT三大關鍵工序印刷貼片回流焊TemperatureTime(BGABottom)1-3℃/Sec200℃Peak225℃±5℃60-90Sec140-170℃

60-120Sec

預熱區恆溫區回焊區冷卻區

热风回流焊过程中，錫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；錫膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。

基本工艺：1.3

工艺分区

目的：使PCB和元器件预热，达到平衡，同时除去錫膏中的水份﹑溶剂，

以防錫膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较慢，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。（1）PRE-HEAT預熱區重點：預熱的斜率

預熱的溫度

作用及規格﹕是用來加熱PCB&零件;斜率為1-3℃/秒,占總時間

的30%左右,最高溫度控制在140℃以下,減少熱沖擊.

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。（2）SOAK恆溫區作用及規格﹕是使大小零件及PCB受熱完全均勻,消除局部溫

差;通過錫膏成份中的溶劑清除零件電極及PCBPAD及

SolderPowder之表面氧化物,減小表面張力,為重溶作准

備.本區時間約占45%左右,溫度在140-183℃之間。重點：均溫的時間

均溫的溫度

目的：錫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。回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。作用及規格﹕為全面熱化重熔；溫度將達到峰值溫度,峰值溫

度通常控制在205-230℃之間,peak溫度過高會導致PCB變

形,零件龜裂及二次回流等現象出現.重點：回焊的最高溫度

回焊的時間（3）REFLOW回焊區目的：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。重點：冷卻的斜率作用及規格﹕為降溫,使PCB&零件均勻降溫；回焊

爐上下各有兩個區有降溫吹風馬達,通常出爐

的PCB溫度控制在120℃以下.（4）COOLING冷卻區自动光学检查(AOI,AutomatedOpticalInspection)

运用高速高精度视觉处理技术﹐自动检测PCB板上各种不同贴装错误及焊接缺陷﹔3.1为什么使用AOI

4.1

什么是波峰焊

波峰焊是将熔融的液态焊料﹐借助葉泵的作用﹐在焊料槽液面形成特定形状的焊料波﹐插装了元器件的

PCB置与传送链上﹐经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。葉泵

移动方向

焊料封裝型半導體器件一般可分為倆種：1)

塑封器件

2)

陶瓷封裝器件QFPBGASOICPLCC3.3封裝型半導體器件SOICI-DIP1塑封器件﹕小外形塑封晶體管SOT貼片元件電路板焊盤通孔元件電路板焊盤一、SMT與PTH區別

SMT零件通常被稱為貼片元件;而PTH零件則通常被稱為通孔元件.從下圖可以看到二者的區別所在:電阻的單位是歐姆,用Ω表示,此外還有KΩ,MΩ,GΩ,TΩ.換算關系為:1TΩ=103GΩ=106MΩ=109KΩ=1012Ω.2.3電阻的單位:

a

電路符號﹕我們常用的電路符號有兩種﹕

或

b字母表示﹕R2.4電阻的電路符號及字母表示:排阻電阻器有四種標識方法:直標法,文字符號法、三位数码表示法和色標法.1.直標法直標法是用阿拉伯數字和單位符號在電阻器表面直接標出標稱阻值,其允許偏差直接用百分數表示.2.5電阻器的標識方法:

文字符號法是用阿拉伯數字和文字符號兩者有規律的組合來表示標稱阻值,其允許偏差也用文字符號表示.文字表示法用R/K/M/G/T几個文字符號表示電阻值的單位.文字符號的組合規律:符號前面的數字表示整數,後面的表示小數.如:R12表示0.12Ω,2K7表示2.7KΩ.B:

0.1%,F:1%,J:5%,K:10%,M:20%.字母越後,表示的偏差越大.2.文字符號法3.三位数码表示法前两位数表示有效值，第三位数表示倍率

色標法是用不同顏色的帶或點在電阻器表面標識阻值和允許偏差.1).兩位有效數字色標法.普通電阻器用四條色帶表示標稱阻值和允許偏

差,其中三條表示阻值,一條表示偏差.如下圖:電阻是用來反映導體對

電流起阻礙作用大小的物理量.加在導體兩諯的電壓U與通過導體的

電流之比,稱之為導體的電阻值,用R表示,R=U/I(即歐姆定律).在電子

技術應用中把具有電阻性能的實體稱為電阻器.4.色標法標稱值的第一位有效數字標稱值的第二位有效數字倍率允許偏差兩位有效數字的阻值色標表示法:標稱值的第一位有效數字標稱值的第二位有效數字倍率允許偏差標稱值的第三位有效數字2.)三位有效數字的阻值色標表示法:三位有效數字的阻值色標表示法:電容的單位:Q的單位是C(庫倫),U的單位是V,則由C=Q/U所得的電容C的單位為F(法拉).F的單位太大,通常用較小的單位mf(毫法),uf(微法),nf(納法),pf(皮法).1mf=10-3f;1uf=10-6f;1nf=10-9f;1pf=10-12f3.3電容的單位電容器(一般符號)電解電容器電容器在線路圖中的符號3.4電容器的電路符號可調電容器微調電容器10uf50v223J電解電容有三個基本參數﹕容量﹑耐壓系數﹑溫度系數﹐其中10UF為電容容量﹐50V為耐壓系數﹐105℃為溫度系數。電解電容的特點是容量大﹑漏電大﹑耐壓低。按其製作材料又分為鋁電解電容及鉭質電解電容。

前者體積大﹐損耗大﹐後者體積小﹐損耗小﹐性能較穩定。極性區分﹕長腳為正﹐短腳為負﹔負極有一條灰帶。常用單位為UF級。3.8電解電容(EC)的參數SMT编码简述下列各SMT元件编码中各代码含义ECC-0105Y-K31ECS-0105F-KB1ECH-0106F-KG1ERA-01031-K51ERA-10R21-J31ERB-01035-K51包裝一般又分四種﹕

編帶包裝﹑棒式包裝﹑托盤包裝﹑散裝1.1零件包裝方式Tray盤卷帶式紙帶膠帶管裝1.Electrostatic-靜電

靜電就是物體所帶相對靜止不動的電荷.2.ESD-ElectrostaticDischarge-靜電放電

具有不同靜電電位的物體,由於直接接觸或靜電感應引起的物體間的靜電電荷轉移.3.EOS-ElectrostaticOverstress靜電過載(損傷)

由靜電放電造成的電子元器件性能退化或功能失效.4.ESDS-ESDSensitivity靜電敏感性(度)

元器件所能承受的靜電放電電壓值1.1

静电的概念靜電敏感符號,呈三角形,里面畫有一只被拉一道痕的手,用來表示該物體對ESD引起的傷害十分敏感.其標示以識別該物體為ESD敏感物.在敏感元件(如IC,電晶体,二極体,等半導體或貼裝有半導體的板子)包裝或放置區標示靜電防護符號,呈三角形,在三角形外圍著一個弧圈,三角形內手上的道痕沒有了,用來表示該物體經過專門設計具有靜電防護能力.其標示以識別該物體為ESD防護物三、靜電防止標示作業静电防护步骤1.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。一、焊錫(1)焊錫的性質

在電子元件上焊接使用的焊錫一般具有熔點低，在較低的溫度下(200℃左右)變成液態，熔解后的焊錫較容易潤濕到基板的焊盤上和元件的電極上的性質。能夠注入到金屬和金屬(元件的電極和基板的焊盤)間的間隙中，冷卻后能夠牢固的將兩者連接在一起。

二、焊錫的成份(1).錫(Sn)-鉛(Pb)共晶焊錫

在焊接的實際應用中，錫(Sn)和鉛(Pb)按一定比例搭配的Sn-Pb焊錫被廣泛使用，其中Sn63%-Pb37%組成的焊錫一般稱為共晶焊錫，Sn-Pb焊錫中，最低熔點(183℃)開始熔化。固體液體183℃加熱共晶焊接(Sn63-Pb37)的情況

共晶焊錫的特征是在一定溫度作用下由固態到液態，再由液態向固態變化。即固體的共晶焊錫加熱到183℃的時候，開始熔化，稍低于183℃時即變成固體。其沒有固液共存的半熔融狀態。助焊劑之作用(1)溶解被焊母材表面的氧化膜清潔表面，(2)形成保護膜，隔離空氣可防止再氧化的發生(3)降低熔融焊料的表面张力增進金屬表面的潤錫能力及擴散能力。四助焊劑的分類1.助焊剂的种类繁多，一般可分为﹕

无机系列助焊劑

有机系列助焊劑

树脂系列助焊劑(1).固化物(Solids)：包括松香、松香油等具黏滯性，略具清潔被焊金屬之效能，且可阻隔空氣，防止被焊高溫下之氧化。(2).活性劑(Activators)：包括鹵素及有機酸，具有強力清潔金屬表面之能力，其腐蝕性亦強。(3).溶劑(Solvents)：包括乙醇、水等，可降低前二者之含量百分比，使其作用易於掌控，同時有助於助焊劑溫度之降低，在使用時涂布更均勻，效果更佳。五助焊劑的組成二免清洗技朮(1)什么是免清洗:

免清洗是指在电子装联生产中采用低固态含量、无腐蚀性的助焊剂，在惰性气体环境下焊接，焊后电路板上的残留物极微小、无腐蚀，且具有极高的表面绝缘电阻（SIR），一般情况下不需要清洗既能达到离子洁净度的标准

，可直接进入下道工序的工艺技术。三助焊剂喷涂方式和工艺因素助焊劑Flux噴布主要有絲網印刷、發泡和噴霧三種方式：焊接﹕就是通過助焊﹐加熱焊錫后使其熔化﹐利

用瞬間的毛細血管現象﹐使熔融后的焊錫

沾到兩種金屬表面形成合金層﹐成為連接

點。焊接後﹐必須長時間維持這種狀態。1.2焊接定義二、焊接的三要素焊接非常重要的三要素如下﹕清潔﹕清潔金屬接合處的表面(除去氧化膜﹑臟污等)。加熱﹕將接合的兩種金屬在最適合時間﹑溫度條件下加熱。形成合金層﹕使焊錫和接合面接觸﹐因金屬扩散形成焊錫和被接合金屬的合金。3.1焊接的潤濕和擴散焊接時仔細觀察就明白﹐焊錫熔解後隨著Flux的擴散而擴散﹐在焊接完成過程中產生了圖2.2.1的三種現象(即﹕焊接三現象)﹐時間大約3秒左右

A潤濕﹕在焊接過程中，我們把熔融的焊料在被焊金屬表面上形成均勻、平滑、連續並且附著牢固的合金的過程，稱之為焊料在母材表面的潤濕。

B

擴散﹕在金屬內部金屬原子隨著溫度高低變化而產生的交互移動現象。合金層

C合金化﹕因擴散形成2種以上金屬的混合物。形成一種不同性質的金屬(合金)。具有很強的接合強度。

锡膏的作用在常温下，錫膏可将电子元器件初粘在既定位置，当被加热到一定温度时，随着溶剂和部分添加剂的挥发，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盘连在一起，冷却形成永久连接的焊点。对錫膏的要求是具有多种涂布方式，特别具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在贮存时具有稳定性。二.錫膏的定義锡膏的定义:英文名稱:SOLDERPASTE锡膏(焊膏)是一种均匀的焊料合金粉末和稳定的助焊剂按一定的比例均匀混合而成的膏状体。在焊接时可以使表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘形成合金性连接。这种物质极适合表面贴装的自动化生产的可靠性焊接，是现电子业高科技的产物。三.錫膏的組成

锡膏的組成:錫膏=錫粉(METAL)+助焊劑(FLUX)

錫膏选择的基本原则是：

①

合金粉末的颗粒大小及形状；

②

金属粉末的含量；

③

焊剂类型；

④

焊膏的稳定性。

顆粒大小的選擇主要依據為所貼裝元器件的最小間距和所開鋼網的網眼大小。2.2錫膏的存放

焊膏购买到货后，应登记到达时间、保质期、型号，并为每罐焊膏编号。

焊膏应以密封形式保存在恒温、恒湿的專用冷藏櫃內，有鉛與無鉛錫膏分開儲存。其存儲溫度須與錫膏進出管制卡上所標明之溫度相符。

温度在约为(2—10)

℃，温度过高，焊剂与合金焊料粉起化学反应，使粘度上升影响其印刷性；温度过低(低于0℃)，焊剂中的松香会产生结晶现象，使焊膏形状恶化。这样在解冻上会危及锡膏的流变特征。

一般保存時間自生产日期起最長為免洗--6个月&水洗--3个月。失效期限：由制造填寫。錫膏開封的失效時間是以開封時間為基準，超過24H就為

錫膏的開封失效期限。2)錫膏回溫時間規定為4小時以上，若錫膏回溫時間超過

48H就為錫膏的回溫失效期限。3)

當錫膏的開封失效時間大于錫膏的回溫失效時間，以回溫

失效時間為准。4)

錫膏的開封時間必須距回溫時間4個小時以上。失效期限：由制造填寫。錫膏開封的失效時間是以開封時間為基準，超過24H就為

錫膏的開封失效期限。2)錫膏回溫時間規定為4小時以上，若錫膏回溫時間超過

48H就為錫膏的回溫失效期限。3)

當錫膏的開封失效時間大于錫膏的回溫失效時間，以回溫

失效時間為准。4)

錫膏的開封時間必須距回溫時間4個小時以上。三錫膏的回溫“回温”

回温方式：不开启瓶盖的前提下，放置于室温中自然解冻；

回温时间：4～8小时左右注意：①末经充足的“回温”，千万不要打开瓶盖；

②不要用加热的方式缩短“回温”时间。六錫膏的使用建義使用的建议：环境的温、湿度：最佳温度：25±3℃最佳湿度：45-65%RH温度增高，黏度减低湿度减低，焊膏变干温度减低，黏度增大湿度增加，焊膏起化学反应1.保证在各种模式下正确使用锡膏

--检查锡膏的类型、合金类型和网目类型

--不同的焊膏适用于不同的应用模式或生产2.锡膏从冰箱拿出解冻到室温最少需要4个小时，在存储期间，锡膏不可低于0度

--避免结晶

--保证锡膏到可使用的条件

--预防锡膏结块

--不过在解冻后，使用过的和未使用的焊膏都可以恢复它本来的性能。3.在使用之前，要完全、轻轻地搅拌锡膏，相同方向以每分

80-90转的速度通常是2-3分钟

--使锡膏均匀4.在使用时的任何时候，只保证只有1瓶锡膏开着

--在生产的所有时间里，保证使用的是新鲜锡膏5.对开过盖的和残留下来的锡膏，在不使用时，内、外盖一定是紧紧盖着的。

--预防锡膏变干和氧化，延长在使用过程中锡膏的自身寿命6.在使用锡膏时，实行“先进先出”的工作程序。

--使用锡膏一直处于最佳性能状态7.确保锡膏在印刷时是“热狗”式滚动，“热狗”的厚度直径约等于1.5-3.0cm高度。

--监测锡膏粘度的指导方法

--正确的滚动可以确保焊膏漂亮的印刷到钢网的开口处8.印有锡膏的PCB，为保证锡膏的最佳焊接品质，在1个小时内流到下一个工序。

--防止锡膏变干和粘度减少9.在锡膏不用超过1个小时，为保持锡膏最佳状态，锡膏不要留在钢网上。

--预防锡膏变干和不必要的钢网堵孔10.尽量不要把新鲜锡膏和用过的锡膏放入同一个瓶子。当要从钢网收掉锡膏时，要换另一个空瓶来装。

--防止新鲜锡膏被旧锡膏污染

--对于使用过的锡膏的保存方法，参见前面的“储存”程序；11.建议新、旧锡膏混合使用时，用1/4的旧锡膏与3/4的新鲜锡膏均匀搅拌在一起。

--保持新、旧锡膏在混合在一起时都处于最佳状态一錫膏的印刷原理

锡膏印刷是一個建立在流體力學下的制程，它可多次重復地保持，將定量的物料(錫膏或黏膠)涂覆在PCB的表面。PCB的上面與絲網或鋼板保持一定距離(非接觸式)或完全貼住(接觸式)，錫膏或黏膠在刮刀的作用下流過絲網或鋼板的表面，并將其上的切口填滿，于是錫膏或黏膠便貼在PCB的表面，最后，絲網或鋼板與PCB分離，于是便留下由錫膏或黏膠組成的圖像在PCB上。二印刷機分類2.1手工印刷機(MANNALPRINTERS)2.2半自動印刷機(SEMIANTOMATICPRINTERS)2.3全自動印刷機(AUTOMATICPRINTER)【①】废弃物处理考量【②】设计、使用易回收/易再次使用之材料【③】进行有毒物质的控管【④】寻求铅、镉、汞、六价铬等重金属及PBB、PBDE的替代品7.1WEEE的应对■企业一般应对方略

◆

进行有害物质的含量测试◆

对有害物质的流向进行监控◆

完善内部管理系统◆

建立良好的供应商管理机制7.2RoHS

的应对三对象及内容RestrictionoftheuseofCertainHazardousSubstanceinElectricalandElectronicEquipment在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令

指令要求于2006年7月1日起，禁止在欧盟市场销售含有铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、六价铬（Cr6+）、多溴联苯（PBB）、多溴联苯醚（