1、表面貼裝技術(shù),SMT SURFACE MOUNT TECHNOLOGY,SMT: PCB上無需通孔,直接將表面貼裝元器件貼、焊到印制電路板表面規(guī)定位置上的電路裝聯(lián)技術(shù),表面貼裝技術(shù),SMT的組成,裝聯(lián)設(shè)備 裝聯(lián)工藝 表面貼裝元器件,.流程簡(jiǎn)介,簡(jiǎn)易流程圖示：,印刷錫膏,裝貼元件,爐前QC,回流焊,外觀QC,轉(zhuǎn)下道 工序,OK,OK,OK,OK,OK,NG,NG,NG,PCB 板,第一篇 元器件,SMC-SURFACE MOUNT COMPONENT 主要有矩形片式元件、圓柱形片式元件、復(fù)合片式元件、異形片式元件。 SMD- SURFACE MOUNT DEVICE 主要有片式晶體管和集成電路，

2、集成電路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP 、FC、MCM等。,連接件(Interconnect)：提供機(jī)械與電氣連接/斷開，由連接插頭和插座組成，將電纜、支架、機(jī)箱或其它PCB與PCB連接起來；可是與板的實(shí)際連接必須是通過表面貼裝型接觸。 有源電子元件(Active)：在模擬或數(shù)字電路中，可以自己控制電壓和電流，以產(chǎn)生增益或開關(guān)作用，即對(duì)施加信號(hào)有反應(yīng)，可以改變自己的基本特性。 無源電子元件(Inactive)：當(dāng)施以電信號(hào)時(shí)不改變本身特性，即提供簡(jiǎn)單的、可重復(fù)的反應(yīng)。 異型電子元件(Odd-form)：其幾何形狀因素是奇特的，但不必是獨(dú)特的。因此必須用手工貼裝

3、，其外殼(與其基本功能成對(duì)比)形狀是不標(biāo)準(zhǔn)的，例如：許多變壓器、混合電路結(jié)構(gòu)、風(fēng)扇、機(jī)械開關(guān)塊，等。,例:,一.元器件的識(shí)別,電容（CAPACITOR） 電阻（RESISTOR） 電感（INDUCTOR） 其它器件,1.電容（CAPACITOR）,1)種類：瓷介電容、鋁電解電容、鉭電容 2）規(guī)格 1in=25.4mm,3)容量 單位: 1UF=103NF=106 PF 標(biāo)識(shí): ABC=AB*10C 103=10*103 PF 4)誤差:J5% K10% M20% 5) 網(wǎng)絡(luò)電容 CN(Capacitor Networks ) 例1: TDK C2012 PH 1H 300 J . 尺 寸 溫度

4、特性 耐 壓 標(biāo)稱容量 容量偏差 注: 耐 壓 1C-16V 1E-25V 1H-50V 容量偏差 C0.25PF D0.5PF F-1.0PF J5% K10% M20%,6)特性(溫度):,2.電阻（RESISTOR）,1）種類： 瓷片電阻、碳膜電阻、陶瓷電阻、電位器 2）規(guī)格：見電容規(guī)格 3）阻值單位: 1M=103K=106 4) 誤差: F1% G2% J5% K10% O 跨接電阻 5）跳線電阻 JUMP 6) 網(wǎng)絡(luò)電阻 RN：Resistor Networks,7) 標(biāo)識(shí): 數(shù)字 普通電阻 ABC=AB*10C 精密電阻 ABCD=ABC*10D 色環(huán),例2： RR 1206 5

5、61 J . 種類 尺寸、功耗 標(biāo)稱阻值 允許偏差,3.電感（INDUCTOR）,繞線形片式電感器 1H=103mH=106uH 多層形片式電感器 片式磁珠（Chip Bead） CBG 1608 U 050 T（B） 產(chǎn)品代碼 規(guī)格尺寸 材料代碼 阻抗（100MHZ） 包裝方式,4.其它器件,第二篇 印刷技術(shù),錫 膏 Solder paste 絲印模板 Stencils 絲印刮刀 Squeegees,網(wǎng)版印刷術(shù)語(yǔ),1開孔面積百分率 open mesh area percentage 絲網(wǎng)所有網(wǎng)孔的面積與相應(yīng)的絲網(wǎng)總面積之比,用百分 數(shù)表示。2模版開孔面積 open stencil area

6、絲網(wǎng)印刷模版上所有圖像區(qū)域面積的總和。3網(wǎng)框外尺寸 outer frame dimension 在網(wǎng)框水平位置上，測(cè)得包括網(wǎng)框上所有部件在內(nèi)的長(zhǎng) 與寬的乘積。4印刷頭 printing head 印刷機(jī)上通過靠著印版動(dòng)作、為焊膏或膠水轉(zhuǎn)移提供必 要壓力的部件。5焊膏或膠水 印刷過程中敷附于PCB板上的物質(zhì)。6印刷面 printing side(lower side) 絲網(wǎng)印版的底面，即焊膏或膠水與PCB板相接觸的一面。,網(wǎng)版印刷術(shù)語(yǔ),7 絲網(wǎng) screen mesh 一種帶有排列規(guī)則、大小相同的開孔的絲網(wǎng)印刷模版的 載體。8 絲網(wǎng)印刷 screen printing 使用印刷區(qū)域呈篩網(wǎng)狀開孔印

7、版的漏印方式。9 印刷網(wǎng)框 screen printing frame 固定并支撐絲網(wǎng)印刷模版載體的框架裝置。10 離網(wǎng) snap-off 印刷過程中，絲網(wǎng)印版與附著于PCB板上的焊膏或膠水的 脫離。11 刮刀 squeegee 在絲網(wǎng)印刷中，迫使絲網(wǎng)印版緊靠PCB板，并使焊膏或膠 水透過絲網(wǎng)印版的開孔轉(zhuǎn)移到PCB板上，同時(shí)刮除印版上 多余焊膏或膠水的裝置。,網(wǎng)版印刷術(shù)語(yǔ),12 刮刀角度 squeegee angle 刮刀的切線方向與PCB板水平面或與壓印輥接觸點(diǎn)的切線 之間的夾角，在刮刀定位后非受力或非運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下測(cè)得。13 刮刀 squeegee blade 刮刀的刀狀部分，直接作用于印版

8、上的印刷焊膏或膠水， 使焊膏或膠水附著在PCB板上。14 刮區(qū) squeegeeing area 刮刀在印版上刮墨運(yùn)行的區(qū)域。15 刮刀相對(duì)壓力 squeegee pressure, relative 刮刀在某一段行程內(nèi)作用于印版上的線性壓力除以這段 行程的長(zhǎng)度。16 絲網(wǎng)厚度 thickness of mesh 絲網(wǎng)模版載體上下兩面之間的距離。,一.錫膏 Solder paste,1）作用：焊接前有一定的粘性，使元器件在貼片過程中黏結(jié)在PCB焊盤上；焊接后完成PCB焊盤與元器件電極之間的物理、電器連接。 2) 成分,3）分級(jí)(1mm=1x10-3mm,1thou=1x10-3inches,2

9、5mm=1thou) 4)粘度(500kcps1200kcps),5).焊膏的使用與保管 a.焊膏必須以密封狀態(tài)在210 條件下存儲(chǔ)。如果溫度升高，焊膏中的合金粉末和焊劑化學(xué)反應(yīng)后，使其粘度上升而影響其印刷性；如果溫度過低（0 以下）焊劑中的松香成分會(huì)發(fā)生結(jié)晶想象，使焊膏狀態(tài)惡化。 b.焊膏從冰箱里取出來后不能直接使用，必須在室溫下回溫，待焊膏溫度達(dá)到室溫后方可打開容器蓋，以防止空氣中的水汽凝結(jié)而混入其中?；販貢r(shí)間是4 8小時(shí)，至少要2小時(shí)，切不可用加溫方法使其回溫，這樣會(huì)使焊膏性能劣化。,c.使用前應(yīng)用刮刀或不銹鋼棒等工具充分?jǐn)嚢?，使焊?內(nèi)合金粉顆粒均勻一致 并保持良好的粘度，攪拌時(shí)間為2

10、 3分鐘，攪拌使朝一個(gè)方向。 d.添加完焊膏后，應(yīng)該蓋好容器蓋。 e.如果印刷間隔時(shí)間超過1小時(shí)，須將焊膏從模板上拭去，將焊膏回收到當(dāng)天使用的容器中以防止焊膏的焊劑中易揮發(fā)組成物質(zhì)逐漸減少，使其粘度增大，相關(guān)性能改變。（免清洗焊膏不能使用回收的焊膏）,f.焊膏被印刷到PCB板上后，放置與室溫下時(shí)間過久會(huì)由于溶劑揮發(fā)，吸收水分因素造成性能劣化，因而要縮短進(jìn)入回流焊的等待時(shí)間，盡量在4小時(shí)內(nèi)完成。 g.焊膏印刷環(huán)境最好在253，相對(duì)濕度在65%以下。,6）幾種常見的錫膏,松香型錫膏 水溶性錫膏 免清洗低殘留物錫膏 無鉛錫膏,二.印刷模板 Stencils,SMT印刷模板制造方法 1.化學(xué)蝕刻 2.

11、激光切割 3.電鑄法 現(xiàn)常用激光切割制造印刷模板,三.絲印機(jī),手工印刷機(jī) 半自動(dòng)印刷機(jī) 全自動(dòng)印刷機(jī),1.刮刀 Squeegees,1).刮刀的兩種形式：菱形和拖裙形，拖裙形分成聚乙烯(或類似)材料和金屬。,2).刮刀壓力的經(jīng)驗(yàn)公式 在金屬模板上使用藍(lán)色刮板，為了得到正確的壓力，開始時(shí)在每50mm的刮板長(zhǎng)度上施加1kg壓力，例如300mm的刮板施加6kg的壓力，逐步減少壓力直到錫膏開始留在模板上刮不干凈，然后再增加1kg壓力。在錫膏刮不干凈開始到刮板沉入絲孔內(nèi)挖出錫膏之間，應(yīng)該有12kg的可接受范圍都可以到達(dá)好的絲印效果。,2.絲印速度,絲印速度的經(jīng)驗(yàn)公式 對(duì)PCB上最密元件引腳的每thou長(zhǎng)

12、度，可以允許每秒1mm的最大速度,四.SMT焊膏印刷的品質(zhì)控制,1.焊膏印刷的常見缺陷 A.少印 B.連印 C.錯(cuò)印 D.凹形 E.邊緣不齊 F.拉尖 G.塌落 H.玷污,2.影響印刷效果的因素主要有： A. 印刷設(shè)備的精度 B. PCB板焊盤的設(shè)計(jì) C. 印刷模板的設(shè)計(jì)與制作 D. 焊膏的成份及使用 E. 印刷時(shí)PCB板的平整度和光潔度 F. 工藝參數(shù)的調(diào)整,五.焊膏印刷過程中的工藝控制,涂敷焊膏的基本要求： A.涂敷焊膏應(yīng)適量均勻，一致性好，焊膏圖形清晰，相鄰的圖形之間盡量不要沾連，焊膏圖形與焊盤圖形要一致盡量不要錯(cuò)位。 B.在一般情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應(yīng)該為0.8mg/平方mm左

13、右，對(duì)窄間距的元件應(yīng)為0.5 mg/平方mm。 C.涂敷在PCB焊盤上的焊膏量與期望值比較，可允許有一定的偏差，但焊膏覆蓋每個(gè)焊盤的面積應(yīng)在75%以上。,五.焊膏印刷過程中的工藝控制,D.焊膏涂敷后，應(yīng)無嚴(yán)重塌落，邊緣整齊，錯(cuò)位不大于0.2mm，對(duì)窄間距元件焊盤，錯(cuò)位不大于0.1mm，PCB不允許被焊膏污染。,第三篇 貼裝技術(shù),貼片機(jī),1.貼片機(jī)類型,a.動(dòng)臂式貼片機(jī) 具有較好的靈活性和精度，適用于大部分元件，高精度機(jī)器一般都是這種類型，但其速度無法與復(fù)合式、轉(zhuǎn)盤式和大型平行系統(tǒng)相比。 可分為單臂式和多臂式,1.貼片機(jī)類型,b.復(fù)合式貼片機(jī) 復(fù)合式機(jī)器是從動(dòng)臂式機(jī)器發(fā)展而來，它集合了轉(zhuǎn)盤式和動(dòng)

14、臂式的特點(diǎn)，在動(dòng)臂上安裝有轉(zhuǎn)盤,如Simens最新推出的HS50機(jī)器就安裝有4個(gè)這樣的旋轉(zhuǎn)頭，貼裝速度可達(dá)每小時(shí)5萬片,1.貼片機(jī)類型,c.轉(zhuǎn)盤式貼片機(jī) 轉(zhuǎn)盤式機(jī)器由于拾取元件和貼片動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，使得貼片速度大幅度提高,如松下公司的MSH3機(jī)器貼裝速度可達(dá)到0.075秒/片 FUJI CP6,1.貼片機(jī)類型,d.大型平行系統(tǒng) 大型平行系統(tǒng)由一系列的小型獨(dú)立組裝機(jī)組成。各自有絲杠定位系統(tǒng)機(jī)械手，機(jī)械手帶有攝象機(jī)和安裝頭。如PHILIPS公司的FCM機(jī)器有16個(gè)安裝頭，實(shí)現(xiàn)了0.0375秒/片的貼裝速度，但就每個(gè)安裝頭而言，貼裝速度在0.6秒/片左右,2.視覺系統(tǒng),1)俯視攝像機(jī)(CCD) 2)仰

15、視攝像機(jī) (CCD) 3)頭部攝像機(jī) (Line-sensor) 4)激光對(duì)齊,3.送料系統(tǒng),1)帶式(TAPE) 2)盤式(TRAY) 3)散裝式(BLUK) 4)管式 (STICK),4.靈活性,柔性制造系統(tǒng)(FMS)。,第四篇 焊接技術(shù),手工焊接 波峰焊接 再流焊接,傳導(dǎo) 對(duì)流 輻射,常見術(shù)語(yǔ)解釋,1.焊接:依靠液態(tài)焊料添滿母材的間隙并 與之形成金屬結(jié)合的一種過程 2.潤(rùn)濕:熔融焊料在被焊金屬表面上形成均勻、 平滑、連續(xù)并且附著牢固的合金過程,手工焊接,過程：快速地把加熱和上錫的烙鐵頭接觸帶芯錫線(cored wire)，然后接觸焊接點(diǎn)區(qū)域，用熔化的焊錫幫助從烙鐵到工件的最初的熱傳導(dǎo)。然

16、后把錫線移開將要接觸焊接表面的烙鐵頭。,焊接溫度：焊錫的液化溫度之上大約 100F。 焊接時(shí)間：大約3秒鐘,波峰焊接,波峰焊：將熔融的液態(tài)焊料，借助與泵的作用，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插/貼裝了元器件的PCB置于傳送鏈上，經(jīng)特定角度及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的過程,一波峰焊接主要材料,1.助焊劑 2.錫棒 錫棒由錫和鉛組成，一般錫比鉛的比例是63/37 錫棒是焊接的主要材料，融化后的錫呈銀白色，可連接分離的導(dǎo)體。,二.助焊劑的作用,助焊劑的作用是在焊接中起助焊作用，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： A 清除金屬接觸面的氧化物、氧化膜。 B 在焊接物表面形成一液態(tài)保護(hù)膜，隔離

17、高溫時(shí)四周的空氣，防止金屬氧化。 C 降低焊錫表面張力，增加其擴(kuò)散能力。 D焊接的瞬間，可以讓融化的焊錫取代，順 利完成焊接。,三.助焊劑的分類,1.無機(jī)系列： 主要有無機(jī)酸和無機(jī)鹽組成有很強(qiáng)的活性和腐 蝕性，對(duì)元件有破壞作用，焊接后必須清洗 2.有機(jī)系列： 主要由有機(jī)的胺鹽組成，焊接作用和腐蝕作用中等大部分為水溶性，無法用一般溶劑清洗。 3.樹脂系列： 組要由松香、松香加活性劑、消光劑組成，松香的絕緣性較好，但活性差，為提高其活性，往往加入有機(jī)酸、有機(jī)胺等活性物質(zhì)。,助焊劑的比重一般在0.79-0.825之間，預(yù)熱溫度在80-130，傳送速度在1.0-1.8m/min。,四.影響焊接品質(zhì)的因

18、素,1. 波峰高度： 波峰高度要平穩(wěn)，波峰的高度以達(dá)到線路板厚度的1/2-2/3為宜，波峰高度過高，會(huì)造成錫點(diǎn)拉尖，堆錫過多，會(huì)使錫溢到元件表面；波峰過低往往會(huì)造成漏焊。,四.影響焊接品質(zhì)的因素,2. 焊接溫度： 焊接溫度是指被焊接處與融化物的焊料相接觸時(shí)的溫度，溫度過低會(huì)使焊點(diǎn)毛刺，不光滑，造成虛焊，假焊及拉尖；溫度過高易使電路板變形，還會(huì)對(duì)焊盤及元件帶來不好的影響；一般應(yīng)控制在2455。,四.影響焊接品質(zhì)的因素,3. 預(yù)熱溫度： 合適的預(yù)熱溫度可以減少PCB板焊接時(shí)的熱沖擊，減少PCB板的變形、翹曲，提高其活性；一般錫爐預(yù)熱溫度設(shè)定在80-150，具體需根據(jù)PCB板的材料、水份含量而設(shè)定要求；PCB板經(jīng)過預(yù)熱后，單面板溫度為80-90，雙面板為90-100。,四.影響焊接品質(zhì)的因素,4. 運(yùn)輸速度與角度： 運(yùn)輸速度決定著焊接時(shí)間，速度過慢，則焊接時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)PCB板不利；速度過快則時(shí)間短，易造成虛焊、漏焊、假焊等不良；大部分錫爐運(yùn)輸速度在1.0-1.8m/min可調(diào)，一般以焊接接觸焊料時(shí)間為3秒；運(yùn)輸角度一般在3-10度之間，具體要看PCB板上裝插的零件大小、PCB板的尺寸而定，尋找最佳角度。,四.影響焊接品質(zhì)的因素,5. 焊料成份： 進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，PCB板或零件上的金屬雜質(zhì)進(jìn)入到熔錫中，可能影響焊點(diǎn)的不良或外觀不良。,四.影