1、表面安裝技術(shù) 表面安裝工藝,4表面安裝工藝(P130),制造SMA的關(guān)鍵工藝為： 涂膏、點(diǎn)膠、固化、貼片、焊接、清洗、檢測。 4.3 涂膏（P136） 作用： 提供焊接所需的助焊劑和焊料， 在再流焊前將SMC初步粘合在規(guī)定位置。 ,1.SMT焊膏組分（P136） 它是由作為焊料的金屬合金粉末與糊狀助焊劑均勻混合而形成的膏狀焊料,合金粉末成分（P136） 常用焊料合金有： 錫-鉛(63%Sn-37%Pb)、 錫-鉛(60%Sn-40%Pb)、 錫-鉛-銀(62%Sn-36%Pb-2%Ag)， 助焊劑的活性（P137） 采用活性為RMA級的弱活性松香助焊劑 ,3.常用涂膏方法（P137） (1)印

2、刷法：就是將焊膏以印刷的方法通過絲網(wǎng)板或模板的開口孔涂敷在焊盤上。, 絲網(wǎng)印刷法 絲網(wǎng)板的結(jié)構(gòu):它是將絲網(wǎng)(單根聚脂絲或不銹鋼絲)緊繃在鋁制框架上， 獲得一個平坦而有柔性的絲網(wǎng)表面，絲網(wǎng)上粘有光敏乳膠，用光刻法制作出開口圖形。開口部分與印制板上的焊盤相對應(yīng)。,絲網(wǎng)印刷的原理： （P137） 利用了流體動力學(xué)的原理。 靜態(tài)時，絲網(wǎng)與SMB之間保持“階躍距離”， 刮刀刷動時，向下的壓力使絲網(wǎng)與SMB接觸，當(dāng)刮刀向前移動，在它后方的絲網(wǎng)即回彈脫離SMB表面，結(jié)果在SMB焊盤上就產(chǎn)生一低壓區(qū)，由于殘留在絲網(wǎng)孔中焊膏上的大氣壓與這 一低壓區(qū)存在壓差， 所以就將焊膏從網(wǎng)孔 中推向SMB表面， 形 成焊膏圖

3、形。 。 ,利用了焊膏的流變特性。 靜態(tài)時，焊膏的粘性較高； 在刮刀刷動時,焊膏在作用力下粘度下降,則順利的從絲網(wǎng)孔中流出, 一旦沉淀在焊盤上后,又恢復(fù)至高粘度狀態(tài)。 , 模板印刷法： （P138） 模板的結(jié)構(gòu):它是在金屬模板上通過激光切割、電鍍或蝕刻的方法制作出開口圖形。 模板類型： 全金屬模板:不銹鋼板或黃銅板(變形量小的材料) 柔性金屬模板: 將金屬模板粘接 在絲網(wǎng)上，實(shí)際 上是絲網(wǎng)板與金 屬模板的結(jié)合,激 光 刻 模 板,模板與絲網(wǎng)印的比較： 結(jié)構(gòu)方面： 模板的圖形開口處沒有絲網(wǎng)網(wǎng)格，對于被印刷的焊膏提供了完全的開口面積； 絲網(wǎng)的圖形開口處只提供大約1/2的開口面積。 印刷工藝方面：

4、絲網(wǎng)印刷時絲網(wǎng)與SMB必須保持階躍距離，稱為非接觸印刷， 模板印刷時模板與SMB之間可以沒有距離，可以采用接觸（金屬板）和非接觸（柔性板）兩種印刷方式,優(yōu)缺點(diǎn)分析： 從使用角度看： 模板印精度優(yōu)于絲網(wǎng)印，它印刷時可直接看清焊盤，因此定位方便； 模板印刷可使用的粘度范圍大，開口不會堵塞，容易清洗。 從制造角度看： 絲網(wǎng)制作成本低、制造周期短，適于快速周轉(zhuǎn) , 從印刷設(shè)備看： 模板印刷可采用各種類型（手動、全自動）； 絲網(wǎng)印刷因定位困難(透過絲網(wǎng)很難看清SMB的焊盤)，只能采用全自動印刷機(jī)， 在全自動印刷機(jī)上設(shè)有視覺處理系統(tǒng)，用以保證漏印的準(zhǔn)確性。 它們的共同特點(diǎn)是： 高效快速，可一次性完成對SM

5、B的涂膏； 但通用性差，絲網(wǎng)/模板均是專用的, 換產(chǎn)品必須重新制作， 印刷時焊膏是暴露在空氣中,容易被污染。 ,手 動 絲 網(wǎng) 印 機(jī),Screen printer,全自動絲網(wǎng)機(jī),(2)注射法（P139） 將焊膏置于注射器內(nèi)部并借助于氣動、液壓或電驅(qū)動方式加壓，使焊膏經(jīng)針孔排出點(diǎn)在SMB焊盤表面。 形狀由注射針尺寸、點(diǎn)膠時間和壓力大小來控制。,注射法與印刷法的比較： 速度： 注射法的速度不及絲網(wǎng)/模板印刷快，注射法是逐點(diǎn)進(jìn)行；印刷法是一次完成。 適應(yīng)性： 注射法非常靈活，可應(yīng)用在絲網(wǎng)/模板不能采用的場合(基板表面已裝入其它元器件時)， 而且通用性強(qiáng)，轉(zhuǎn)產(chǎn)時不需調(diào)換注射器，適用于小批量、多品種的

6、生產(chǎn)模式。 印刷法適用于大批量、單一品種的生產(chǎn)。 ,4.涂膏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（P139） 總的來說，涂膏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是“適量”、“準(zhǔn)確”四個字，具體要求如下： (1)形貌：良好涂膏的形貌如圖所示，均勻覆蓋在焊盤上，無凸峰、邊緣不清、拉絲、搭接等不良現(xiàn)象； ,(2)印刷面積： 焊膏圖形與焊盤對準(zhǔn)，兩者尺寸和形狀相符，焊膏圖形在焊盤的覆蓋面積必須大于焊盤面積的75%，小于焊盤面積的兩倍； (3)印刷厚度： 印刷厚度決定了焊點(diǎn)處的焊料體積，一般漏印焊膏的厚度要求在100-300m，間距越細(xì)要求印刷厚度越薄。 ,5.不良涂膏現(xiàn)象（P140-P142）表8-3 常見的不良涂膏現(xiàn)象及產(chǎn)生的主要原因。 (1)漏印或空洞

7、 (2)失準(zhǔn),(3)塌陷 (4)輪廓模糊,(5)尖峰 (6)過量,4.1 點(diǎn)膠（P130） 是指在SMC/SMD主體的 下方（非焊接部位）點(diǎn)上 膠粘劑的方法及過程， 作用: 是在焊接前固定它們 的位置。 ,SMT在實(shí)際生產(chǎn)時，有兩種情況需要點(diǎn)膠： 采用波峰焊焊接前，需先將片狀元件用膠粘劑粘貼在SMB的規(guī)定位置，然后才能進(jìn)入波峰焊焊接;,采用再流焊焊接雙面板前,為防止先焊好的A面上的大型器件B面再流焊時脫落,需要在先焊的A面大型器件下點(diǎn)膠,將其粘接在SMB上。,2.常用膠粘劑種類 SMT使用的膠粘劑,又稱貼片膠,它是 一種紅色的膏狀體,其主要成分為：膠粘 劑、固化劑、顏料、溶劑。 常用的表面安裝

8、膠粘劑主要有兩類， 即:環(huán)氧樹脂和聚炳烯類。 ,環(huán)氧樹脂類（P131） 它屬于熱固型、高粘度的膠粘劑,耐腐蝕的能力最強(qiáng), 但易脆裂。 它有單組分和雙組分兩種, 可以做成液體、膏劑、薄膜和粉劑等形式供使用,它是用途最為廣泛的膠粘劑。 聚炳烯類 它在紫外線照射及適當(dāng)加熱下幾秒鐘內(nèi)能固化，其粘度特性非常適合于高速點(diǎn)膠機(jī)， 但粘結(jié)強(qiáng)度略低，是比較新型 的膠粘劑。 ,3.常用點(diǎn)膠方法（P131） 印刷法 與焊膏的印刷方法相仿。 針孔轉(zhuǎn)印法： 在硬件系統(tǒng)控制下，針 板網(wǎng)格在膠粘劑托盤中 吸收膠粘劑后轉(zhuǎn)移到 SMB上。它的優(yōu)點(diǎn)是簡 便高效，適用于單一品 種的大批量生產(chǎn) 注射法（P132） 與焊膏的印刷方法相

9、仿,Dispenser,4.點(diǎn)膠質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（P132） (1)膠點(diǎn)輪廓: 不應(yīng)出現(xiàn)塌落、拉絲、沾污焊盤等不良現(xiàn)象。,(2)點(diǎn)膠量：C 2(A+B) （P132） 。,5.不良點(diǎn)膠現(xiàn)象（P133）表8-2 (1)拉絲(又稱拖尾) (2)過量,(3)塌落 (4)失準(zhǔn) (5)空點(diǎn),4.2固化（P133） 固化方法是根據(jù)所使用的膠粘劑的類型而確定。 1.常用固化方法（P136） (1)熱固化 適用于環(huán)氧膠粘劑的固化，熱固化可以在紅外爐內(nèi)通過紅外輻射加熱完成。 (2)紫外光加熱固化 適用于聚丙烯的膠粘劑固化，先用紫外光照射幾秒鐘，然后再加熱固化，它較單一的熱固化更快。 ,2.固化的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（P136） (

10、1)膠粘劑應(yīng)達(dá)到一定的固化程度,既能承受波峰焊時的應(yīng)力,不致造成元器件脫落,又滿足元器件在焊接時的自我調(diào)整要求; (2)固化后的膠粘劑內(nèi)部應(yīng)無孔洞。 ,3.不良固化現(xiàn)象（P136） (1)由于固化時間和溫度不足，使膠粘劑固化程度不夠，導(dǎo)致波峰焊時元器件脫落； (2)固化時溫度上升速率太快,使固化后的膠粘劑內(nèi)部出現(xiàn)孔洞,這是危害性很大的缺陷,因?yàn)槿裟z粘劑內(nèi)存在孔洞,會使焊劑殘留在孔中而無法清洗干凈,造成對電路及元器件的腐蝕。 ,4.4 貼片（P143） 是指在涂膏或點(diǎn)膠完成后，將SMC/SMD貼放到SMB的規(guī)定位置的方法及過程。 貼片可以采用手工、半自動、全自動的方式，貼片設(shè)備通常叫做貼片機(jī)。由

11、于片狀元器件的微小化、安裝的高密度的特點(diǎn)，貼片作業(yè)基本上均需采用貼片機(jī)，手工貼放只是在數(shù)量很少的情況下才使用。 ,1手工貼放（P143） 雖然，手工貼放片狀元器件既不可靠、也不經(jīng)濟(jì)，但在試生產(chǎn)時往往還需采用這種方式。 元件的貼放主要是拾取和貼放下去 兩個動作。手工貼放時，最簡單的工具是小鑷子，但最好是采用手工貼放機(jī)的真空吸管拾取元件進(jìn)行貼放。 ,手工貼放元件時主要應(yīng)掌握下列原則： 必須避免元件相混。 應(yīng)避免元件上有不適當(dāng)?shù)膹埩蛪毫Α?不應(yīng)使用可能損壞元件的鑷子或其他工具。 應(yīng)夾住元件的外殼，而不應(yīng)夾住它們的引腳和端接頭。 工具頭部不應(yīng)沾帶膠粘劑和焊膏。 沒有貼放準(zhǔn)確的元件應(yīng)予拋棄，或清洗后使

12、用,2.自動貼片（P144） 在規(guī)模生產(chǎn)中，由于貼片的準(zhǔn)確度要求，幾乎迫使人們必須采用自動化的設(shè)備，它是SMT的關(guān)鍵設(shè)備。在中等產(chǎn)量的表面安裝生產(chǎn)線中，貼片設(shè)備的費(fèi)用約占總投資的50%左右。自動貼片機(jī)主要由下列五個部分組成：,Full visionMounterpick and place machine,貼片機(jī)的組成: (1)貼裝頭：（P144） 貼裝頭也叫做吸/放頭，它的工作由移動/定位、拾取/釋放兩種模式組成: 第一，貼裝頭通過程序控制完成三維的往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)從供料系統(tǒng)取料后移動到SMB的指定位置上。 第二，貼裝頭的端部有一個用真空泵控制的吸盤，當(dāng)換向閥打開時，吸盤上的負(fù)壓把元器件從供料

13、系統(tǒng)中吸上來；當(dāng)換向閥門關(guān)閉時吸盤把元器件釋放到SMB上,(2)供料系統(tǒng)： （P145） 供料系統(tǒng)由元器件包裝容器及機(jī)械供料器組成。 供料系統(tǒng)的工作方式根據(jù)元器件的包裝形式和貼片機(jī)的類型而確定。 元器件的包裝形式有散裝、編帶、棒式、托盤四種。 ,元器件為散裝時，隨著貼裝進(jìn)程，裝載著各種不同元器件的散裝料的料倉水平旋轉(zhuǎn)，把即將貼裝的那種元器件轉(zhuǎn)到料倉門下方，便于貼裝頭拾取； 元器件為編帶包裝時，盤裝編帶隨編帶架垂直旋轉(zhuǎn)供料; 而棒式包裝時，管 狀定位料斗在水平面上 二維移動，為貼裝頭提 供待取元件。 ,(3) SMB定位系統(tǒng)： （P145） 是一個固定的二維平面移動的工作臺，在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的操

14、縱下，隨工作臺移動到工作區(qū)域內(nèi)，并被精確定位，使貼裝頭能把元器件準(zhǔn)確地釋放到需要的位置上。 (4)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)： （P145） 貼片機(jī)能夠準(zhǔn)確有序地工作，其核心機(jī)構(gòu)是微型計(jì)算機(jī)。它是通過計(jì)算機(jī)程序，控制貼片機(jī)的自動工作步驟。 ,(5) 視覺檢測系統(tǒng)： （P145） 它也是以計(jì)算機(jī)為主體的圖像觀察、識別和分析系統(tǒng)。 視覺檢測系統(tǒng)的主要功能通常有： SMB的精確定位、 元器件定心和對準(zhǔn)、 元器件有/無、 機(jī)械性能及電器性能的檢測等。 ,隨著SMT技術(shù)的發(fā)展，全自動貼片機(jī)的功能、效率、精度及靈活性越來越強(qiáng)，全視覺、多功能、模塊式、高速度的貼片機(jī)不斷推出， 能適應(yīng)從片狀元件直至BGA、 CSP及0.

15、3mm細(xì)間隙QPF等精密器件的貼放； 精度達(dá)到 0.03mm； 貼片速度達(dá)到0.04s/片甚至更高。 所以，SMA的裝聯(lián)效率之高是通孔插裝組件所無法比擬的。 ,4.5 清洗工藝（P145） 為什么要清洗？ 由于貼裝密度高、電路引線細(xì)，當(dāng)助焊劑殘留物或其他雜質(zhì)存留在印制板表面或空隙中，會導(dǎo)致產(chǎn)品在使用過程中，在各種應(yīng)力的加速作用下，使電路及元器件引腳因腐蝕而斷路，所以必須及時清洗，才能保證產(chǎn)品的可靠性。,2.SMA上殘留的污染物（P146） 特殊污染物是指塵埃、纖維屑、焊錫珠等特殊雜質(zhì)，這些殘留物可采用機(jī)械方法,諸如:噴霧器、噴嘴壓力和超聲等方法清除掉大部分。 極性污染物主要來自于焊劑中的活性劑

16、，有鹵化物、酸和鹽等，會引起電路腐蝕。 非極性污染物有松香殘留物、設(shè)備中使用的油、操作工的手指印等，它們雖然呈絕緣狀態(tài)，但會妨礙檢測時探針的接觸、影響外觀及保護(hù)層的涂覆，當(dāng)它們吸附灰塵時也會造成電路絕緣性能的下降。 ,3.清洗類型（P146） 通常清洗類型是按所采用的清洗劑的不同而區(qū)分，主要有溶劑清洗、半水清洗、水清洗三種類型。 (1) 溶劑清洗 自70年代以來，出現(xiàn)了以CFC-113(三氟三氯乙烷)和甲基氯仿(1,1,1-三氯乙烷)為主體的兩大類清洗劑，它們在SMT工藝中獲得了廣泛應(yīng)用。 但CFC-113和甲基氯仿對大氣臭氧層有破壞作用，危害地球的生態(tài)平衡。根據(jù)1990年修訂的蒙特利爾協(xié)定書

17、，這兩類物質(zhì)都屬于20002005年先后停止生產(chǎn)和使用的范疇，對于發(fā)展中國家限定時間尚可延緩10年。 為此，各國均在積極采取措施。 ,(2)半水清洗（P146） 先用低揮發(fā)鹵化碳?xì)浠衔锶軇?萜烯溶劑)，分解松香基助焊劑殘留物，然后再用水漂洗。 萜烯是從柑桔、檸檬、木材加工的副產(chǎn)品中獲得的天然溶劑。 因?yàn)椴荒芨叨葥]發(fā)，必須實(shí)施水漂洗過程，因此也叫“半水清洗”。 它的缺點(diǎn)是易燃、成本高，對某些塑料有溶解作用，有氣味，有污水處理問題 。 。,(3) 水清洗（P147） 松香型助焊劑焊接的SMA，由于殘留物不溶于水，一般是在水中加5%10%的皂化劑(堿性材料)，它能和松香反應(yīng)，產(chǎn)生可溶于水的脂肪酸鹽，然后用去離子水噴淋沖洗、加乙醇脫水、烘干。 它的缺點(diǎn)是有污水處理問題。