SMT培训资料.ppt

1、SMT技術簡介,製作人: 張偉浩,功能强大的 Word！, 課程内容,SMT的定義 SMT主要包含的內容 本廠所使用的SMT技術與設備 常見的黏著問題發生與改善,功能强大的 Word！, 電子組裝技術的發展,隨著電子元器件的小型化、高集成度的發展，電子組裝技術也經曆了以下幾個發展階段： 手工(50年代) 半自動插裝浸焊(60年代) 全自動插裝波峰焊(70年代) SMT(80年代) 窄間距SMT(90年代) 超窄間距SMT,功能强大的 Word！,SMT是從厚、薄膜混合電路、演變發展而來的 美國是世界上SMD與SMT最早起源的國家 日本在SMT方面處於世界領先地位 我國的SMT起步於20世紀80

2、年代初, SMT的發展概況,功能强大的 Word！,什麼是SMT SMT有何特點 為什麼要用SMT技術 SMT發展趨勢, SMT的定義,功能强大的 Word！, 什麼是SMT,SMT（Surface Mounting Technology）就是表面封裝技術或稱為表面黏著技術，是目前電子組裝行業裡面最常用的一種技術和工藝。 SMT的主要內容包括: 1. SMD (Device)表面黏著元件 2. 貼裝設備 3. 焊接設備 4. 其他組裝輔助設備及材料 等等内容的綜合系统技術。,功能强大的 Word！, SMT有何特點,1、組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插装元件的

3、1/10左右，一般採用SMT之後，電子產品的體積可以缩小40%60%，重量減輕60%80%。 2、可靠性高、抗振能力强。焊點的缺陷率低 3、高频特性好。減少了電磁的干擾 4、易於實現自動化，提高生產效率。降低成本達30%50%。 節省材料、能源、人力、時間等,功能强大的 Word！, 為什麼要用SMT技術,1、電子產品追求精緻化迷你化, 以前使用的穿孔插件的電子元件已無法縮小 2、電子產品的功能更完整, 半導體材料的運用, 積體電路(IC)的開發減少穿孔元件，特别是大規模、高密度IC，不得不採用SMD 3、產品批量化，生產自動化，降低成本提高產量及品質，增加市場的競爭力,功能强大的 Word！

4、, SMT的發展趨勢,據飛利浦公司預測,到2010年全球範圍插裝元器件的使用率將下降到10%, SMC/SMD將上升到90%左右.(目前,日本已到這個水平) SMT是電子裝聯技術的發展方向,SMT已成為世界電子整機組裝技術的主流,功能强大的 Word！, SMD (Surface Mounting Device)表面黏著元件,晶片元件 - 電阻,電容,二極體等 IC - CSP, TSOP, SOP, BGA, QFP各種封裝方式的IC 異形元件 -連接器。,功能强大的 Word！, 元器件發展動態-1,1) SMC-片式元件向小型薄型發展 其尺寸從1206(3.31.6mm) 0805(2.

5、01.25mm) 0603(1.60.8mm) 0402(1.00.5mm) 0201(0.60.3mm) 最新推出01005(0.40.2mm) 預計2010年0402(1.00.5mm) 將向03015(0.30.15mm)發展,功能强大的 Word！, 元器件發展動態-2,2) SMD - 表面組裝器件向小型、薄型和窄引腳間距發展,功能强大的 Word！, 窄間距技術(FPT)是SMT發展的必然趨勢,FPT是指將引腳間距在0.635-0.3 mm之間的SMD和長寬1.6mm0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術 由於電子產品多功能小型化促使半導體集成電路的集成度越來越高，SMC越來越小，

6、SMD的引腳間距也越來越窄，目前0.635mm和0.5mm引腳間距的QFP已成為工業和軍用電子裝備中的通用器件,功能强大的 Word！, 貼裝設備,將SMD表面黏著元件正確放置在印刷電路板上的設備 主要構造: 1. 吸取零件移動 2. 視覺校正處理 3. 補正之裝著 4. X,Y檯面移動 5. 送出裝著完成的基板,功能强大的 Word！, 貼片機分類,按貼片方式可分為： 順序式 同時式 在線式 國內普便使用是順序式貼裝設備,M1貼片機,Fuji 143E貼片機,功能强大的 Word！, 焊接設備,定義: 通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏狀軟釺焊料,實現表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤

7、之間機械與電氣連結的軟釺焊 影響焊接效果的主要因素包括：元件的可焊性、焊料的性能和給PCB板提供的熱量。為了給PCB板提供適當且足够的熱量,就需要準確的控制加熱溫度與時間,功能强大的 Word！, 焊接設備,以加熱方式分類 a. 熱風對流回流焊. b. 紅外線輻射回流焊 c. 激光加熱回流焊 以加熱溫區分類 a. SMT-A線的為上十下九 十九溫區 b. SMT-B線的為上五下五十溫區,功能强大的 Word！, 焊接設備-SMT-A,內部結構示意圖,外觀示意圖,功能强大的 Word！, 焊接設備-SMT-B,內部結構示意圖,外觀示意圖,功能强大的 Word！, 回流焊的原理,回流焊的原理：當P

8、CB進入升溫區(干燥區)時,焊膏中的溶劑、氣體蒸發掉, 焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤, 將焊盤、元件焊端與氧氣隔離; PCB進入保溫區時, 使PCB和元器件得到充分的預熱, 以防PCB突然進入焊接高溫區而損壞PCB和元器件; 在助焊劑活化區, 焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元件焊端, 並清洗氧化層; 當PCB進入焊接區時, 溫度迅速上升使焊盤達到熔化狀態, 液態焊錫潤濕PCB的焊盤、元件焊端, 同時發生擴散、溶解、冶金結合, 漫流或回流混合形成焊錫接點; PCB進入冷卻區, 使焊點凝固. 此時完成了回流焊.,功能强大的 Word！, 回流焊工藝特點,自定位效應(Self alignment) - 當元

9、器件貼放位置有一定偏離時, 由於熔融焊料表面張力作用, 當其全部焊端或引腳與相應焊盤同時被潤濕時, 在表面張力作用下, 自動被拉回到近目標位置的現象.,功能强大的 Word！, 溫度曲線圖,迴流焊的過程包括升温、恆温、焊接、冷却四個階段，表現在温度曲線上即為升温區、恆温區、焊接區、冷却區，對每種 PCB 板確定每一個溫區的工作參數，開發合理的溫度曲線,保證每個區的温度與時間達到最佳配置,功能强大的 Word！, 無鉛焊接溫度曲線技術規範,說明: 常溫至150的升溫速率為14/sec 預熱溫度150180， 時間約6090sec 220以上保持2040sec；峰值溫度為230240之間 焊接制程

10、冷卻速率為210/sec,功能强大的 Word！, 組裝輔助設備,材料,錫膏印刷機 錫膏攪拌機 焊接材料 PCB供給裝置 塗膠機 清洗機 PCB卸載裝置,功能强大的 Word！, 錫膏印刷機-1,機台分類： A. 手動；B. 半自動；C. 全自動；,功能强大的 Word！, 錫膏印刷機-2,機台參數： 1.使用氣壓 (56kg/c) 2.刮刀與鋼網的角度 (6075度) 3.刮刀壓力( 45kg/c) 4.刮刀移動速度(10150mm/sec) 5.鋼板脫離的速度,功能强大的 Word！, 焊接材料-1,錫 膏: 是一種錫鉛合金球狀顆粒與助焊劑的混合物. 助焊劑: 其主要成分是松香樹脂,具有易

11、揮發性. a.作用:清潔潤濕表面,防止再度氧化,降低表面擴張力. b.分類:有機酸系列,無機酸系列,樹脂系列等. 我司現在使用的是TAMURA TLF-204-93K. a.其成份為: SnAg3.0Cu0.5. b.錫鉛粉末粒度為:20-41um. c.錫鉛粉末的形狀為:球形顆粒狀. d.熔點:227.,功能强大的 Word！, 焊接材料-2,錫膏分類 1.按成份來分： a. 有鉛錫膏(Sn63/Pb37) b. 無鉛錫膏(Sn3.0Ag/0.5Cu) 2. 按溶融點來分： a. 低溫焊錫(74177) b. 一般焊錫(183) c. 高溫焊錫(217305) 注：溶融點溫度與錫鉛的含量有關

12、,功能强大的 Word！, 无铅焊接材料-1,目前應用最多的用於回流焊的無鉛焊料是三元共晶或近共晶形式的Sn-Ag-Cu焊料. Sn(34)wt%Ag(0.50.7)wt%Cu是可接受的範圍, 其熔點為217左右. 美國采用Sn3.9Agwt%0.6wt%Cu無鉛合金 歐洲采用Sn3.8Agwt%0.7wt%Cu無鉛合金 日本采用Sn3.0Agwt%0.5wt%Cu無鉛合金 Sn-0.7Cu-Ni焊料合金用於波峰焊. 其熔點為227 手工電烙鐵焊大多采用Sn-Cu、Sn-Ag或Sn-Ag-Cu焊料,功能强大的 Word！, 无铅焊接材料-2,功能强大的 Word！, 有铅和无铅锡膏性能对比,1

13、0,-6,Wm K,-1 -1,-1,功能强大的 Word！, 錫膏的管制與使用,1. 環境對錫膏的影響 錫膏對高溫,低溫及濕度非常敏感,一旦受到這些因素的影響它的壽命和性能就會大大的下降. 高溫: 30以上過熱導致助焊劑與錫膏本身分離,然后會 改變錫膏的流動性,造成印刷不良 低溫: 0度以下,會造成助焊劑的沉澱,降低焊接性 濕度: 所有的錫膏都有吸濕性,如果吸濕過多,在使用時就 會給其焊接時帶來一系列品質間題:如空焊,錫珠, 焊接強度不良等,功能强大的 Word！, 錫膏的管制與使用,2. 儲存環境： a.010 3. 使用環境： a.溫度：25 5 b.濕度：4060%RH 4. 使用條件

14、： a.回溫48小時 b.攪拌13分鐘,功能强大的 Word！, 紅膠的使用與管制,主要成份：環氧樹脂 硬化條件為: a. 150時間在60-90S b. 120時間在150-180S. 紅膠的管制與錫膏類似,保存期限六個月 我司現用為富士公司生產型號為NE8800K,功能强大的 Word！, 錫膏與紅膠的儲存圖片,紅膠,錫膏,功能强大的 Word！, SMT常見的焊接缺陷,印刷不良所造成的缺陷 回流焊缺陷分析及預防對策,功能强大的 Word！, 印刷不良所造成的缺陷,不良分類 不良名詞 過回焊後不良現象,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷

15、分析及预防对策,1焊膏熔化不完全-全部或局部焊點周圍有未溶化的殘留焊膏,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,2潤濕不良- 又稱不潤濕或半潤濕. 元器件焊端、引腳或印制板焊 盤不沾錫或局部不沾錫,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,3焊料量不足與虛焊或斷路(開路)-焊點高度達不到規定要求,會影響焊點的機械強度和電氣連接的可靠性,嚴重時會造成虛焊或斷路,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,4 立碑和移位- 又稱吊橋,墓碑現象,曼哈頓現象;移位是指元器件端頭或引腳離開焊盤的錯位現象,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,5 焊點橋接或短路

16、- 橋接又稱連橋. 元件端頭之間、元器件相鄰的焊點之間以及焊點與鄰近的導線、過孔等電氣上不該連接的部位被焊錫連接在一起(橋接不一定短路,但短路一定是橋接),功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,6 焊錫球- 又稱焊料球、焊錫球. 是指散布在焊點附近的微小球狀焊料,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,7 氣孔- 分布在焊點表面或內部的氣孔、針孔. 或稱空洞,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,8 焊點高度接觸或超過元件體(吸料現象)- 焊接時焊料向焊端或引腳跟部移動,使焊料上升高度接觸元件體或超過元件體,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防

17、对策,9 錫絲- 元件焊端之間、引腳之間、焊端或引腳與通孔之間的微細錫絲,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,10 元件裂紋缺損- 元件體或端頭有不同程度的裂紋或缺損現象,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,11 元件端頭鍍層剝落- 元件端頭電極鍍層不同程度剝落,露出元件體材料,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,12 元件側立,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,13 元件面貼反- 片式電阻器的字符面向下,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,14 冷焊和焊點扰動, 焊點表面呈現焊錫紊亂痕跡,功能强大的 Word！, 回流焊缺陷分析及预防对策,15 焊錫裂紋- 焊錫表面或內