线组长培训讲义-SMT技术讲解及SMT制程介绍(组长类)

SMT技朮講解及SMT制程介紹日期﹕2021/03/26富士康〔煙台〕科技工業園7/19/20231目錄一﹑SMT根本流程介紹二﹑鋼板基礎知識三﹑焊接根本原理四﹑常見制程不良分析7/19/20232SMT:SurfaceMountingTechnology外表黏著技術SMD:SurfaceMountingDevice外表黏著設備SMC:SurfaceMountingComponent外表黏著元件PCBA:PrintedCircuitBoardAssembly印刷電路板組裝一﹑SMT根本流程介紹專用名詞介紹﹕7/19/20233SOLDERPASTEPRINTINGREFLOWCHIP&ICMOUNTINGSMT三大關鍵工序﹕7/19/20234二﹑鋼板基礎知識化学蚀刻模板(chemicaletch)电铸模板(electroform)激光模板(lasercut)模板类型〔Stenciltype)7/19/20235化学蚀刻法缺点特点工艺流程数据文件PCB钢片清洗显影菲林制作蚀刻曝光张网一次成型速度较快价格较廉价易形成沙漏形状或开口尺寸变大客观因素影响大不适合finepitch模板制作制作过程有污染7/19/20236电铸成型法工艺流程基板上涂感光膜钢片清洗电铸镍曝光成型显影张网缺点特点孔壁光滑特别适合超细间距模板制作工艺较难控制客观因素影响大制作周期长价格太高7/19/20237激光切割法工艺流程菲林PCB外表打磨/电抛光数据处理取坐标激光切割数据文件张网特点缺点逐个切割，制作速度较慢数据制作精度高客观因素影响小梯形开口利于脱模可做精密切割价格适中7/19/20238去除开口处熔渣〔毛刺〕增加外表摩擦力，以利锡膏滚动，到达良好下锡外表打磨有必要地话，可选择电抛光以完全去除熔渣，改善孔壁电抛光与电铸媲美的电抛光模板激光模板的后处理抛光后抛光前7/19/20239SMT模板不同加工方式性能对比表

蚀刻模板电抛光模板电铸模板加工方式化学蚀腐激光切割/电抛光后处理电铸位置精度≤15um≤5um≤3um尺寸精度≤15um≤3um≤1um孔壁形状不规则双锥形锥形3-7℃锥形2-7℃孔壁粗糙度无毛刺≤5um孔壁光滑，无毛刺孔壁光滑，无毛刺使用寿命较短可达30万次发上可达40万次以上其他优、

缺点（1）制作成本低

（2）交货较快

（3）精度较差,不能完全满足fine-pitch印刷要求，印刷不良较多。（1）在原激光切割的基础上进行后处理孔壁抛光。

（2）电抛光处理后的模板可达到很高的印刷性能与电铸板不相上下。（1）制作更为精密

（2）制作时间较长,成本较高。

（3）合金表面与焊膏接合力小，更易脱模。7/19/202310A.模板钢片厚度的选择根据PCB焊盘间距选择焊膏种类，焊球大小；根据焊球大小，选择钢片厚度；一般钢片厚度大于3个焊球的直径，通常最小元件为0603，钢片取6Mil，0402或0.5mmPitch以下的取5Mil或更小。模板設計通用規則7/19/202311B.面积比AreaRadioWTL即开孔外表积/孔壁侧面积面积比AreaRatio≥0.667/19/202312C.宽厚比AspectRadioWTL即开孔宽度/钢片厚度宽深比AspectRatio=>1.57/19/202313对模板进行开口设计时，不能一味地追求宽厚比/面积比而忽略了其它工艺问题，如：连锡、锡珠等D.各类防锡珠开法7/19/202314三﹑焊接根本原理焊接是依靠焊料來填滿母材的間隙并與之形成金屬結合的一種過程﹐或者說是將比母材熔點低的金屬材料熔化﹐使之與母材結合到一起的過程。焊接包括兩個過程﹕1.焊料在被焊金屬外表鋪展并填滿焊隙﹔2.焊料與被焊金屬之間發生相互作用。焊接定義7/19/202315solderability即可焊性flux即助焊劑solder即錫膏heat即加熱過程實現SMT焊接的關鍵因素7/19/2023161焊料的潤濕2外表張力3潤濕程度分類4可焊性試驗影響可焊性的因素7/19/2023171.焊料的潤濕

在焊接過程中﹐我們把熔融焊料在被焊金屬外表形成均勻﹑光滑﹑無裂痕﹑附著良好的合金的過程稱為潤濕。可焊性與焊料潤濕程度密切相關﹐潤濕效果好時﹐可焊性好﹐潤濕效果不好時﹐可焊性差7/19/2023182外表張力焊料的外表張力與焊料與被焊金屬之間的潤濕力方向相反﹐它是不利于焊接的一個重要因素。立碑現象就是因為焊料外表張力不均勻﹐產生焊接缺陷的典型。因此我們要設法降低焊料的外表張力來提高焊接質量。7/19/202319降低外表張力的方法一般有﹕a.升高溫度b.改進焊料合金比例c.增加活性劑d.改善介質環境﹐即焊料四周采用保護氣體7/19/2023203.潤濕程度可以分為四種︰a.潤濕良好︰指在焊接外表留下一層均勻﹑連續﹑光滑﹑無裂痕﹑附著良好的焊料。

b.局部潤濕﹕金屬外表一些地方被焊料潤濕﹐另一些地方沒有潤濕

c.反潤濕﹕外表起初被潤濕﹐但是過后焊料從局部外表濃縮成液滴。

d.不潤濕﹕焊料在金屬面未能有效地鋪展﹐甚至在外力作用下﹐焊料仍可除去。7/19/2023214.可焊性測試可焊性測試的方法有﹕邊緣浸漬法﹑焊球法﹑潤濕平衡法﹑面積擴展法﹑彎液面上升法等7/19/202322四﹑常見制程不良分析1錫球SOLDERBALL

CAUSE:預熱區升溫斜率過快(溶劑汽化時,錫膏飛濺)ACTION:降低升溫斜率7/19/2023232燈芯現象WICKING

CAUSE:零件腳的溫度与PCBPAD的溫度不一致而造成的ACTION:延長SOAK的時間,确保零件腳和PCBPAD的溫度能達到一致.7/19/2023243立碑TOMBSTONINGCAUSE:回焊時零件兩端外表張力不一致而造成的,多發生在小型的CHIP零件上.ACTION:PCB設計,鋼網開孔設計,預熱時間﹐零件設計7/19/2023254短路(BRIDGING)CAUSE:印刷偏移,預熱區升溫太快,鋼網開孔方式ACTION:确保印刷精度,改善鋼網開孔,降低預熱區升溫斜率.7/19/2023265.气泡(VOIDS)

CAUSE:SOLVENT沒揮發完而造成

ACTION:降低升溫斜率;延長恆焊時間7/19/2023276.裂縫CRACKSA零件產生裂縫