成都航空职业技术学院SMT表面组装技术实训报告完整版

成都航空职业技术学院《表面组装技术》实训报告姓名：学号：班级：213362专业：电子工艺与管理系别：航空电子工程系指导老师：梁颖、朱静2014年12月

目录一、表面组装技术实训概述二、锡膏印刷三、点胶四、贴片五、再流焊接六、手工插件焊接七、质量检测与返修八、产品调试九、手工贴片焊接十、SMT生产线参观十一、实训总结与体会

一、表面组装技术实训概述1.SMT表面组装技术简介:在我国电子行业标准中，将SMT叫做表面组装技术，也常叫做表面装配技术或表面安装技术。表面组装时将电子元器件贴装在印制电路板表面（而不是将它们插装在电路板的孔中）的一种装联技术，它提供最新的小型电子产品，使其重量、体积和成本大幅下降，是现代电子产品先进制造技术的重要组成部分。SMT是一门包括元器件、材料、设备、工艺、以及表面组装电路基板设计与制造的系统性综合技术。主要内容包括：电子制造技术概述、表面组装元器件、印制电路板技术、焊膏印刷技术、贴片胶涂敷技术、贴片技术、波峰焊技术、再流焊技术、清洗及返修技术、测试技术等SMT相关的基础知识及实用技术。2.实训项目:FM微型贴片收音机、贴片练习板焊接3.实训流程:[贴片练习板流程]：清理练习板→电烙铁预热→贴片条取下贴片→给铜点一端上锡→用镊子固定好贴片→进行焊接→检查焊点→修复焊点→结束。[FM微型贴片收音机流程]：检查元器件是否缺少→清理收音机焊接板→用锡膏印刷机给焊接板上锡→检查上锡的铜箔→修复铜箔→贴上贴片元件→检查是否短路→修复短路区→进入再流焊机进行焊接→检查焊点→修复焊点→结束。4.实训设备介绍:锡膏印刷机：先将要印刷的电路板固定在印刷定位台上，然后由印刷机的左右刮刀把锡膏或红胶通过钢网漏印于对应焊盘，对漏印均匀的PCB,通过传输台输入至贴片机进行自动贴片。再流焊机：在电路板的焊盘上涂上适量和适当形式的焊锡膏，再把SMT元器件贴放到相应的位置；焊锡膏具有一定粘性，使元器件固定；然后让贴装好元器件的电路板进入再流焊设备。传送系统带动电路板通过设备里各个设定的温度区域，焊锡膏经过干燥、预热、熔化、润湿、冷却，将元器件焊接到印制板上。光源检测仪：通过放大镜来检查贴片焊接面的微弱部分，并可以将图像呈现在显示屏上。二、锡膏印刷在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接。有许多变量，如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准。或者丝网或者模板用于锡膏印刷。印刷工艺过程与设备在锡膏印刷过程中，印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。在手工或半自动印刷机中，锡膏是手工地放在模板/丝网上，这时印刷刮板处于模板的另一端。在自动印刷机中，锡膏是自动分配的。在印刷过程中，印刷刮板向下压在模板上，使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时，锡膏通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上。在锡膏已经沉积之后，丝网在刮板之后马上脱开，回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的，大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量，这样就完成了锡膏印刷。2.1锡膏的保存与使用焊锡膏应保存在0~5的环境中。焊锡膏使用前2小时从冰箱保险柜取出（不要打开盖子）等2小时使用金属类工作顺时针或者逆时针搅拌3-5分钟即可使用。打开盖子一次后的锡膏没有使用完的可回放到冰箱的保鲜柜里存放，但时间不宜太久，根据我个人的经验大约在20天内使用完。否则锡膏会失去粘性。2.2锡膏印刷1、钢网的设置开孔尺寸[宽(W)和长(L)]与钢网金属箔厚度(T)决定锡膏印刷于PCB的体积。在印刷周期，随着刮刀在钢网上走过，锡膏充满钢网的开孔。然后，在电路板/钢网分开期间，锡膏释放到板的焊盘上。理想地，所有充满开孔的锡膏从孔壁释放，并附着于板的焊盘上，形成完整的锡砖。锡膏从内孔壁释放的能力主要决定于三个因素：钢网设计的面积比/宽深比(aspect

ratio)、开孔侧壁的几何形状、和孔壁的光洁度。

对于可接受的锡膏释放的一般接受的设计指引是，宽深比大于1.5、面积比大于0.66。宽深比是面积比的一维简化。当长度远大于宽度时，面积比与宽深比相同。当钢网从电路板分离时，锡膏释放遭遇一个竞争过程：锡膏将转移到焊盘或者粘附在侧孔壁上？当焊盘面积大于内孔壁面积的2/3时，可达到85%或更好的锡膏释放能力。

钢网技术对锡膏释放的百分比也起一个主要作用。开孔侧壁的几何形状和孔壁光洁度直接与钢网技术有关。经过电解抛光的激光切割钢网得到比非电解抛光的激光切割钢网更光滑的内孔壁。在一个给定面积比上，前者比后者释放更高百分比的锡膏。对于接近1.5的宽深比和接近0.66的面积比，一些钢网技术比其它的更好地达到较高百分比的锡膏释放。2、刮刀的速度

刮刀的速度和锡膏的黏度有很大的关系,刮刀的速度越慢,锡膏的黏度越大;同样,刮刀的速度越快,锡膏的黏度就越小.调节这个参数要参照锡膏的成分和PCB元件的密度以及最小元件尺寸等相关参数.目前我们一般选择在30-65MM/S。

3、刮刀的压力

刮刀的压力对印刷影响很大,压力太大会导致锡膏印的很薄.目前我们一般都设定在8KG左右.理想的刮刀速度与压力应该是正好把锡膏从钢板表面刮干净,刮刀的速度与压力也存在一定的转换关系,即降低刮刀速度等于提高刮刀的压力,提高了刮刀速度等于降低刮刀的压力。

4、

刮刀的宽度

如果刮刀相对于PCB过宽,那么就需要更大的压力,更多的锡膏参与其工作,因而会造成锡膏的浪费.一般刮刀的宽度为PCB长度(印刷方向)加上50MM左右为最佳,并要保证刮刀头落在金属模板上。5、

印刷间隙

印刷间隙是钢板装夹后与PCB之间的距离,关系到印刷后PCB上的留存量,其距离增大,锡膏量增多,一般控制在0-0.07MM

。6、

分离速度

锡膏印刷后,钢板离开PCB的瞬时速度即分离速度,是关系到印刷质量的参数,其调节能力也是体现印刷机质量好坏的参数,在精密印刷机中尤其重要,早期印刷机是恒速分离,先进的印刷机其钢板离开锡膏图形时有一个微小的停留过程,以保证获取最佳的印刷图形。7、清洗钢网：用刮刀轻轻刮去钢网上残留的锡浆，并要刮擦干净。用牙刷粘洗涤剂刷洗钢网孔里锡浆直至完全刷出。用擦网纸粘洗涤剂擦洗钢网直至钢网表面没锡浆。用风枪吹去粘网孔里的锡浆，并吹干钢网表面和网孔里的洗涤剂。将钢网用手拿对光看看网孔是否仍残留锡浆。如有重复将钢网放平,看看其表面是否仍有锡浆。2.3锡膏印刷缺陷检测与分析锡膏焊盘位移可能是印刷铜板未对准原因是铜板或电路板不良调整印刷机，测量铜板或电路板是否存在问题

;锡膏桥接锡膏过多可能是系孔损坏，检查铜板是否存在问题

;锡膏模可能是铜板底面有锡膏、与电路板面间隙太多，解决方法是清洗铜板底面;

锡膏面积缩小开孔有干焊锡、刮板速度太快解决方法是清洗铜板开孔、调节机器

;锡膏面积太大

刮刀压力太大、系空损坏调节机器、检查铜板

;锡膏量多、高度太高铜板变形、电路板之间有污垢解决方法是检查铜板、清洗铜板底面

;锡膏下塌刮刀速度太快、锡膏溫度太高、吸入潮汽解决方法是调节机器、更换锡膏

;锡膏高度变化大

铜板变形、刮刀速度太快、分开控制速度太快解决方法是调节机器、检查铜板锡膏是否量少

;刮刀速度太快、塑料刮刀扣刮出錫膏解决方法是调节机器。三、点胶点胶，是一种工艺，也称施胶、涂胶、灌胶、滴胶等，是把电子胶水、油或者其他液体涂抹、灌封、点滴到产品上，让产品起到黏贴、灌封、绝缘、固定、表面光滑等作用1、点胶量的大小根据工作经验，胶点直径的大小应为焊盘间距的一半，贴片后胶点直径应为胶点直径的1.5倍。这样就可以保证有充足的胶水来粘结元件又避免过多胶水浸染焊盘。点胶量多少由螺旋泵的旋转时间长短来决定，实际中应根据生产情况（室温、胶水的粘性等）选择泵的旋转时间。2、点胶压力（背压）目前所用点胶机采用螺旋泵供给点胶针头胶管采取一个压力来保证足够胶水供给螺旋泵（以美国CAMALOT5000为例）。背压压力太大易造成胶溢出、胶量过多；压力太小则会出现点胶断续现象，漏点，从而造成缺陷。应根据同品质的胶水、工作环境温度来选择压力。环境温度高则会使胶水粘度变小、流动性变好，这时需调低背压就可保证胶水的供给，反之亦然。3、针头大小在工作实际中，针头内径大小应为点胶胶点直径的1/2，点胶过程中，应根据PCB上焊盘大小来选取点胶针头：如0805和1206的焊盘大小相差不大，可以选取同一种针头，但是对于相差悬殊的焊盘就要选取不同针头，这样既可以保证胶点质量，又可以提高生产效率。4、针头与PCB板间的距离不同的点胶机采用不同的针头，有些针头有一定的止动度（如CAM/ALOT5000）。每次工作开始应做针头与PCB距离的校准，即Z轴高度校准。5、胶水温度一般环氧树脂胶水应保存在0--5℃的冰箱中，使用时应提前1/2小时拿出，使胶水充分与工作温度相符合。胶水的使用温度应为23℃--25℃；环境温度对胶水的粘度影响很大，温度过低则会胶点变小，出现拉丝现象。环境温度相差5℃，会造成50％点胶量变化。因而对于环境温度应加以控制。同时环境的温度也应该给予保证，湿度小胶点易变干，影响粘结力。6、胶水的粘度胶的粘度直接影响点胶的质量。粘度大，则胶点会变小，甚至拉丝；粘度小，胶点会变大，进而可能渗染焊盘。点胶过程中，应对不同粘度的胶水，选取合理的背压和点胶速度。7、固化温度曲线对于胶水的固化，一般生产厂家已给出温度曲线。在实际应尽可能采用较高温度来固化，使胶水固化后有足够强度。8、气泡胶水一定不能有气泡。一个小小气就会造成许多焊盘没有胶水；每次中途更换胶管时应排空连接处的空气，防止出现空打现象。四、贴片4.1贴片工艺贴片式元器件的拆卸、焊接宜选用200～280℃调温式尖头烙铁；贴片式电阻器、电容器的基片大多采用陶瓷材料制作，这种材料受碰撞易破裂，因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧。控温是指焊接温度应控制在200～250℃左右。预热指将待焊接的元件先放在100℃左右的环境里预热1～2分钟，防止元件突然受热膨胀损坏。轻触是指操作时烙铁头应先对印制板的焊点或导带加热，尽量不要碰到元件。另外还要控制每次焊接时间在3秒钟左右，焊接完毕后让电路板在常温下自然冷却。以上方法和技巧同样适用于贴片式晶体二、三极管的焊接。

贴片式集成电路的引脚数量多、间距窄、硬度小，如果焊接温度不当，极易造成引脚焊锡短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。拆卸贴片式集成电路时，可将调温烙铁温度调至260℃左右，用烙铁头配合吸锡器将集成电路引脚焊锡全部吸除后，用尖嘴镊子轻轻插入集成电路底部，一边用烙铁加热，一边用镊子逐个轻轻提起集成电路引脚，使集成电路引脚逐渐与印制板脱离。用镊子提起集成电路时一定要随烙铁加热的部位同步进行，防止操之过急将线路板损坏。

换入新集成电路前要将原集成电路留下的焊锡全部清除，保证焊盘的平整清洁。然后将待焊集成电路引脚用细砂纸打磨清洁，均匀搪锡，再将待焊集成电路脚位对准印制板相应焊点，焊接时用手轻压在集成电路表面，防止集成电路移动，另一只手操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定后，再次检查确认集成电路型号与方向，正确后正式焊接，将烙铁温度调节在250℃左右，一只手持烙铁给集成电路引脚加热，另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接，直至全部引脚加热焊接完毕，最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊，待焊点自然冷却后，用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点，防止遗留焊渣。

4.2贴片缺陷检测与分析贴片缺陷主要存在漏焊、少焊，可能是焊膏涂抹不均匀或者较少；检修模块电路板故障前，宜先用毛刷蘸无水酒精清理印制板，清除板上灰尘、焊渣等杂物，并观察原电路板是否存在虚焊或焊渣短路等现象，以及早发现故障点，节省检修时间。五、再流焊接5.1再流焊接在焊接前要固定好板子，平而慢的将抽屉推进去，焊接时要注意温度曲线变化，焊接完成慢慢取出板子，然后检测板子是否有故障。5.2再流焊缺陷检测与分析桥连：指元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起。桥连经常出现在细间距元器件引脚间或间距较小的片式组件间，桥连的产生会严重影响产品的性能。导致桥连缺陷的主要因素有以下几点：①温度升速过快。再流焊时，如果温度上升速度过快，焊膏内部的溶剂就会挥发出来引起溶剂的沸腾飞溅，溅出焊料颗粒，形成桥连。②焊膏过量。由于模板厚度及开孔尺寸偏大，造成焊膏过量，再流焊后必染会形成桥连。③模板孔壁粗糙不平，不利于焊膏脱膜，印制出的焊膏也容易坍塌，从而产生桥连。④贴装偏移,或贴片压力过大，使印制出的焊膏发生坍塌，从而形成桥连。⑤焊膏的粘度较低，印制后容易坍塌，再流焊后必然会产生桥连。⑥电路路板布线设计与焊盘间距不规范，焊盘间距过窄，导致桥连。⑦过大的刮刀压力，使印制出的焊膏发生坍塌，从而产生桥连。立碑：立碑是指两个焊端的表面组装元件，经过再流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状，又称吊桥、曼哈顿现象。如图2所示，该矩形片式组件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立。几种常见的立碑状况分析如下：贴装精度不够。一般情况下，贴装时产生的组件偏移，在再流焊时由于焊膏熔化产生表面张力，拉动组件进行自动定位，即自定位。但如偏移严重，拉动反而会使组件竖起，产生立碑现象。另外，组件两端与焊膏的黏度不同，也是产生立碑现象的原因之一。②焊盘尺寸设计不合理。若片式组件的一对焊盘不对称，则会引起漏印的焊膏量不一致，小焊盘对温度响应快，焊盘上的焊膏易熔化，大焊盘则相反，因此，当小焊盘上的焊膏熔化后，在表面张力的作用下，将组件拉直竖起，产生立碑现象。③焊膏涂覆得过厚。焊膏过后时，两个焊盘上的焊膏不是同时熔化的概率就会大大增加，从而导致组件两个焊端表面张力不平衡，产生立碑现象。相反，焊膏变薄时，两个焊膏同时熔化的概率就大大增加，立碑现象就会大幅减少。④预热不充分。当预热温度设置较低、预热时间设置较短时，组件两端焊膏不能同时熔化的概率就大大增加，从而导致组件两个焊端的表面张力不平衡，产生立碑现象。⑤组件排列方向设计上存在缺陷。如果在再流焊时,片式组件的一个焊端先通过再流焊区域，焊膏先熔化，而另一端未达到熔化温度，那么先熔化的焊端在表面张力的作用下，将组件拉直竖起，产生立碑现象。⑥组件重量较轻。较轻的组件立碑现象发生率较高，这是因为组件两端不均衡的表面张力可以很容易地拉动组件。锡珠：锡珠是再流焊中经常碰到的焊接缺陷，多发生在焊接过程中的急速加热过程中；或预热区温度过低，突然进入焊接区，也容易产生锡珠。现将锡珠产生的常见原因具体总结如下：①再流温度曲线设置不当。首先，如果预热不充分，没有达到温度或时间要求，焊剂不仅活性较低，而且挥发很少，不仅不能去除焊盘和焊料颗粒表面的氧化膜，而且不能从焊膏粉末中上升到焊料表面，无法改善液态焊料的润湿性，易产生锡珠。②焊剂未能发挥作用。如果在涂覆焊膏之后，放置时间过长，焊剂容易挥发，就失去了焊剂的脱氧作用，液态焊料润湿性变差，再流焊时必然会产生锡珠。③模板的开孔过大或变形严。模板开口尺寸精度达不到要求，对于焊盘偏大，以及表面材质较软（如铜模板），将会造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰，互相桥连，这种情况多出现在细间距器件的焊盘漏印中，再流焊时必然会造成引脚间大量锡珠的产生。④贴片时放置压力过大。过大的放置压力可以把焊膏挤压到焊盘之外，如果焊膏涂覆得很厚，过大的放置压力更容易把焊膏挤压到焊盘之外，再流焊后必然会产生锡珠。⑤焊膏中含有水分。如果从冰箱中取出焊膏，直接开盖使用，因温差较大而产生水汽凝结，在再流焊时，极易引起水分的沸腾飞溅，形成锡珠。⑥印错焊膏的印制板清洗不干净，使焊膏残留于印制板表面及通孔中。⑦采用非接触式印刷或印刷压力过大。非接触式印刷中模板与PCB之间留有一定空隙，如果刮刀控制不好，容易使模板下面的焊膏挤到PCB表面的非焊区，再流焊后必然会产生锡珠。元件偏移：元件偏移的情况如图4所示，观察缺陷的发生时间，可分为两种情况加以分析：①再流焊接前元件偏移。先观察焊接前基板上组装元件位置是否偏移，如果有这种情况，可检查一下焊膏粘接力是否合乎要求。如果不是焊膏的原因，再检查贴装机贴装精度、位置是否发生了偏移。贴装机贴装精度不够或位置发生了偏移、焊膏粘接力不够，导致元件偏移。②再流焊接时元件偏移。虽然焊料的润湿性良好，有足够的自调整效果，但最终发生了元件的偏移，这时要考虑再流焊炉内传送带上是否有振动等影响，对再流焊炉进行检验。如不是这个原因，则可从元件曼哈顿不良因素加以考虑，是否是两侧焊区的一侧焊料熔融快，由熔融时的表面张力发生了元件的错位。六、手工插件焊接对于电路板上的插件元器件进行手工焊接；将电络铁预热，然后把需要焊接的插件插入电路板，然后进行焊接，焊接时要固定好元器件，以免发生倾斜，虚焊等状况；尽量保证焊点达到完美标准，并且注意电解电容的极性，二极管的正负极极性。七、质量检测与返修对电路板上的所有焊点进行质量检测，检测出其中有无缺陷焊点，对其进行反修，通过光源检测仪检测焊点，如果有在进行补焊，修复。八、产品调试安装完毕之后，要认真检查，避免有错焊、虚焊和短路等现象，确认无误后进行下一步调试工作。一般工厂大批量生产是用扫频仪来调试收音机，业余爱好者没有这些仪器，可以用高频信号发生器来调试，也可以用本地的FM广播电台来进行调试。先用一个直流电源接到16脚上调收音机的频率覆盖，将直流电源调 VCC-0.1V的电压值上（如收音机所用的电源VCC=3V则调到3-0.1=2.9V），波动振荡线圈的间距调节其电感使收音机到87.5MHZ的信号，然后把直流电源调到VCC-1.6V的电压值附近，只要能收到108MHZ的信号就可以了；频率覆盖调好后，去掉直流电源，即组装调试完毕，该机接收频率在87MHZ-108MHZ范围。九、手工贴片焊接在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂，用烙铁处理一遍，以免焊盘镀锡不良或被氧化，造成不好焊，芯片则一般不需处理。用镊子小心地将ＰＱＦＰ芯片放到ＰＣＢ板上，注意不要损坏引脚。使其与焊盘对齐，要保证芯片的放置方向正确。把烙铁的温度调到３００多摄氏度，将烙铁头尖沾上少量的焊锡，用工具向下按住已对准位置的芯片，在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂，仍然向下按住芯片，焊接两个对角位置上的引脚，使芯片固定而不能移动。在焊完对角后重新检查芯片的位置是否对准。如有必要可进行调整或拆除并重新在ＰＣＢ板上对准位置。开始焊接所有的引脚时，应在烙铁尖上加上焊锡，将所有的引脚涂