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文檔簡介
SMT畢業(yè)答辯論文武漢職業(yè)技術(shù)學院SMT技術(shù)的發(fā)展趨勢摘要在電子應用技術(shù)智能化,多媒體化,網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢下,SMT技術(shù)應運而生。隨著各學科領(lǐng)域的協(xié)調(diào)發(fā)展,SMT在90年代得到迅速發(fā)展和普及,并成為電子裝聯(lián)技術(shù)的主流。它不僅變革了傳統(tǒng)電子電路組裝的概念,其密度化,高速化,標準化等特點在電路組裝技術(shù)領(lǐng)域占了絕對的優(yōu)勢。對于推動當代信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了重要的作用,并成為制造現(xiàn)代電子產(chǎn)品必不可少的技術(shù)之一。目前,它已經(jīng)浸透到各個行業(yè),各個領(lǐng)域,應用十分廣泛。本論文以具體實踐崗位為基礎(chǔ),詳細討論了SMT技術(shù)的工藝流程及發(fā)展等相關(guān)內(nèi)容。它大大節(jié)省了材料、能源、設(shè)備、人力、時間等,不僅降低了成本,還提高了產(chǎn)品性能和生產(chǎn)效率,還給人們的生活帶來了越來越多的便捷和享受。關(guān)鍵詞:SMT技術(shù)特點工藝流程發(fā)展AbstractInelectronappliedtechnologyintellectualization,multimedia,underthenetworktrendofdevelopment,theSMTtechnologyarisesatthehistoricmoment.Alongwithvariousdisciplinesdomain'scoordinateddevelopment,SMTobtainsthenewsfastdevelopmentandthepopularizationinthe90s,andbecomestheelectronicattiretounitetechnicalthemainstream.Itnotonlytransformedthetraditionelectroniccircuitassemblyconcept,itsdensity,thehighspeed,characteristicsandsoonstandardizationhaveoccupiedtheabsolutesuperiorityintheelectriccircuitpackagingtechniquedomain.Regardingtheimpetusmessageoftodayindustry'sdevelopmentvitalrole,andbecameoneofmanufacturemodernelectronicproductsessentialtechnologies.Atpresent,italreadysoakedeachprofession,eachdomain,theapplicationisverywidespread.Thepresentpapertaketheconcretepracticepostasafoundation,discussedtheSMTtechnologytechnicalprocessandthedevelopmentindetailandsoonrelatedcontent.Ithassavedthematerial,theenergy,theequipment,themanpower,thetimegreatlyandsoon,notonlyreducedthecost,butalsoenhancedtheproductperformanceandtheproductionefficiency,gavebacktopeople'slifetobringmoreandmoreconvenientandenjoys.Keywords:SMTtechnology,Characteristic,Technicalprocess,Development目錄摘要…………………11緒論…………………32SMT技術(shù)的發(fā)展史……………………3……………3SMT技術(shù)的展…………3SMT技術(shù)在世界的發(fā)展……………3SMT技術(shù)在中國的發(fā)展……………33SMT的特點及優(yōu)勢……………………4…………………4SMT工藝技術(shù)與傳統(tǒng)通孔插裝技術(shù)差別比較………4…………………4SMT工藝技術(shù)………………………4………44SMT工藝流程…………5SMT工藝流程類型………………55SMT工藝要求……………6SMT基本工藝要素…………………6(絲?。?………………8…………10………………12………………156安全生產(chǎn)及靜電防護…………………17………………17…………18…………18………………19………19…………………197.SMT技術(shù)的發(fā)展和推廣……………20………20SMT的應用………………………208.結(jié)論…………21參考文獻………………221緒論SMT(SurfaceMountedTechnology),即表面貼裝技術(shù),,1963年世界出現(xiàn)第一只表面貼裝元器件和飛利浦公司推出的第一塊表面貼裝電路以來,SMT已由初期主要應用在軍事,航空,航天等尖端產(chǎn)品和投資類產(chǎn)品逐漸應用到計算機,通訊,軍事,工業(yè)自動化,消費類電子行業(yè)等各行各業(yè)。SMT發(fā)展非常迅猛,進入80年代SMT技術(shù)已成為國際上最熱門的新一代電子組裝技術(shù),是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。SMT是一項綜合的系統(tǒng)工程技術(shù),其涉及范圍包括基板、設(shè)計、設(shè)備、元器件、組裝工藝、生產(chǎn)輔料和管理等。SMT是從厚、薄膜混合電路演變發(fā)展而來的。SMT設(shè)備和SMT工藝對操作現(xiàn)場要求電壓要穩(wěn)定,要防止電磁干擾,要防靜電,要有良好的照明和廢氣排放設(shè)施,對操作環(huán)境的溫度、濕度、空氣清潔度等都有專門要求,操作人員也應經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓。SMT無需對印制板鉆插裝孔,直接將處式元器件或適合于表面組裝的微型元件器貼、焊到印制或其他基板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。SMT與我們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān),我們使用的計算機﹑﹑BP機﹑打印機﹑復印機﹑掌上電腦﹑快譯通﹑電子記事本﹑DVD﹑VCD﹑CD﹑隨身聽﹑攝象機﹑傳真機﹑微波爐﹑高清晰度電視﹑電子照相機﹑IC卡,還有許多集成化程度高﹑體積小﹑功能強的高科技控制系統(tǒng),都是采用SMT生產(chǎn)制造出來的,可以說如果沒有SMT做基礎(chǔ),很難想象我們能使用上這些使生活豐富多采的商品。2SMT技術(shù)的發(fā)展史所謂表面組裝技術(shù),是指把片狀結(jié)構(gòu)的元器件或適合于表面組裝的小型化元器件,按照電路的要求放置在印制板的表面上,用再流焊或波峰焊等焊接工藝裝配起來,構(gòu)成具有一定功能的電子部件的組裝技術(shù)。近年來,電子應用技術(shù)的發(fā)展表現(xiàn)出三個顯著的特征。 (1)智能化:使信號從模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,并用計算機進行處理。(2)多媒體化:從文字信息交流向聲音、圖像信息交流的方向發(fā)展,使電子設(shè)備更加人性化、更加深入人們的生活與工作。(3)網(wǎng)絡(luò)化:用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把獨立系統(tǒng)連接起來,高速、高頻的信息傳輸使整個單位、地區(qū)、國家以至全世界實現(xiàn)資源共享。這種發(fā)展趨勢和市場需求對電路組裝技術(shù)提出了如下要求:密度化:單位體積電子作品處理信息量的提高。高速化:單位時間內(nèi)處理信息量的提高。標準化:用戶對電子作品多元化的需求,使少量品種的大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為多品種,小批量的生產(chǎn),這樣必然對元器件及裝配手段提出更高的標準化要求。這些要求迫使對在通孔基板PCB上插裝電子元器件的工藝方式進行革命,從而導致電子作品的裝配技術(shù)全方位地轉(zhuǎn)向SMT。SMT技術(shù)的發(fā)展SMT技術(shù)在世界的發(fā)展SMT技術(shù)自20世紀60年代問世以來,經(jīng)過40年的發(fā)展,已進入完全成熟的階段是當代電路組裝技術(shù)的主流,而且正繼續(xù)向縱深發(fā)展。美國是世界上最早應用SMT的國家,而且一直重視在投資類電子作品和軍事裝備領(lǐng)域發(fā)揮SMT高組裝密度和高可靠性方面的優(yōu)勢。日本在20世紀70年代從美國引進SMT技術(shù)并將之應用在消費類電子作品領(lǐng)域,并投入巨資大力加強基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)技術(shù)和推廣應用方面的開發(fā)研究工作。日本從20世紀80年代中后期起,加速了SMT在產(chǎn)業(yè)電子設(shè)備領(lǐng)域中的全面推廣應用,僅用四年時間使SMT在計算機和通信設(shè)備中的應用數(shù)量增長了近30%,使日本很快超過了美國,在SMT方面處于世界領(lǐng)先地位。20世紀80年代中期以來,SMT進入高速發(fā)展階段,90年代初已成為完全成熟的新一代電路組裝技術(shù),并逐步取代通孔插裝技術(shù)。據(jù)國外資料報道,進入20世紀90年代以來,全球采用通孔組裝技術(shù)的電子作品正以年11%的效率下降,而采用SMT的電子作品正以8%的效率遞增。到目前為止,日、美等國已有80%以上的電子作品采用了SMT。歐洲各國SMT的起步較晚,但他們重視發(fā)展并有較好的工業(yè)基礎(chǔ),發(fā)展效率也很快,其發(fā)展水平僅次于日本和美國。20世紀80年代以來,新加坡、韓國和我國香港、臺灣地區(qū)也不惜投入巨資,紛紛引進先進技術(shù),使SMT獲得較快的發(fā)展。SMT技術(shù)在中國的發(fā)展我國SMT的應用起步于20世紀80年代初期,最初從美、日等國成套引進了SMT生產(chǎn)線用于彩電調(diào)諧器生產(chǎn)。隨后應用于錄像機、攝像機及袖珍式高檔多波段收音機、隨身聽等生產(chǎn)中,近幾年在計算機、通信設(shè)備、航空航天電子作品中也逐漸得到應用。據(jù)2000年不完全統(tǒng)計,我國約有40多家公司從事表面組裝元器件的生產(chǎn),全國約有300多家公司引進了SMT生產(chǎn)線,不同程度地采用了SMT技術(shù),全國已引進7000余臺貼裝機。隨著改革開放的深入以及加入WTO,近年來美、日、新加坡的部分廠商已將SMT加工廠搬到了中國,僅2001~2002一年就引進了4000余臺貼裝機。經(jīng)過20年持續(xù)增長,尤其是2000年到2004年連續(xù)5年的超高速增長,中國已經(jīng)成為世界第一的SMT產(chǎn)業(yè)大國,預計這一地位10年內(nèi)不會改變。從2005年起,中國的SMT產(chǎn)業(yè)進入調(diào)整轉(zhuǎn)型期,這個調(diào)整轉(zhuǎn)型期是中國由SMq、大國走向SMT、強國的關(guān)鍵。我國SMT的發(fā)展前景是非常廣闊的。3SMT的特點及優(yōu)勢SMT技術(shù)的組裝特點提高。同樣功能電路的加工成本低于通孔插裝方式,一般可使生產(chǎn)總成本降低30%~50%。4SMT工藝流程SMT工藝流程類型一、單面組裝:來料檢測=>絲印焊膏(點貼片膠)=>貼片=>烘干(固化)=>回流焊接=>清洗=>檢測=>返修二、雙面組裝:A:來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏(點貼片膠)=>貼片=>烘干(固化)=>A面回流焊接=>清洗=>翻板=>PCB的B面絲印焊膏(點貼片膠)=>貼片=>烘干=>回流焊接(最好僅對B面=>清洗=>檢測=>返修)此工藝適用于在PCB兩面均貼裝有PLCC等較大的SMD時采用。B:來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏(點貼片膠)=>貼片=>烘干(固化)=>A面回流焊接=>清洗=>翻板=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>檢測=>返修)此工藝適用于在PCB的A面回流焊,B面波峰焊。在PCB的B面組裝的SMD中,只有SOT或SOIC(28)引腳以下時,宜采用此工藝。三、單面混裝工藝:來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏(點貼片膠)=>貼片=>烘干(固化)=>回流焊接=>清洗=>插件=>波峰焊=>清洗=>檢測=>返修四、雙面混裝工藝:A:來料檢測=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>PCB的A面插件=>波峰焊=>清洗=>檢測=>返修先貼后插,適用于SMD元件多于分離元件的情況B:來料檢測=>PCB的A面插件(引腳打彎)=>翻板=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>檢測=>返修先插后貼,適用于分離元件多于SMD元件的情況C:來料檢測=>PCB的A面絲印焊膏=>貼片=>烘干=>回流焊接=>插件,引腳打彎=>翻板=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>檢測=>返修A面混裝,B面貼裝。D:來料檢測=>PCB的B面點貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>PCB的A面絲印焊膏=>貼片=>A面回流焊接=>插件=>B面波峰焊=>清洗=>檢測=>返修5SMT工藝要求SMT基本工藝要素工藝流程:印刷前準備工作開機初始化安裝模板安裝利刀連續(xù)生產(chǎn)老產(chǎn)品印刷新產(chǎn)品PCB定位圖形對準圖形對準編程(設(shè)置印刷參數(shù))調(diào)老產(chǎn)品程序制作視覺圖像添加焊膏首件試印刷并檢驗YesNo調(diào)整參數(shù)或?qū)蕡D形用視覺系統(tǒng)連續(xù)印刷不用視覺系統(tǒng)連續(xù)印刷檢驗結(jié)束關(guān)機(絲?。?絲網(wǎng)印刷技術(shù)是采用已經(jīng)制好的網(wǎng)板,用一定的方法使絲網(wǎng)和印刷機直接接觸,并使焊膏在網(wǎng)板上均勻流動,由掩膜圖形注入網(wǎng)孔。當絲網(wǎng)脫開時,焊膏就以掩膜圖形的形狀從網(wǎng)孔脫落到的相應焊盤圖形上,從而完成了焊膏在上的印刷。完成這個印刷過程而采用的設(shè)備就是絲網(wǎng)印刷機絲印機目前分為垂直絲印機、斜臂絲印機、轉(zhuǎn)盤絲印機、四柱式絲印機及全自動絲印機。垂直絲印機的特點:針對高精密的印刷,如高科技電子行業(yè)、套印多色、網(wǎng)點印刷等。與斜臂絲印機相比較效率低,但精準度高。斜臂絲印機的特點:針對包裝行業(yè),或局部UV等印刷,效率高,但精準度低轉(zhuǎn)盤絲印機的特點:針對服裝行業(yè),或光盤行業(yè),不好定位的行業(yè)可采取轉(zhuǎn)盤式。四柱絲印機的特點:針對面積大的行業(yè),如果裝潢,大型玻璃等行業(yè)。全自動絲印機的特點:是卷對卷的針對PET、PP、PC、PE等軟質(zhì)材料的印刷,是由進料,印刷及干燥集于一體工藝全部完成,是大批量量產(chǎn)的最佳選擇.\o"查看圖片"2印機的工作原理經(jīng)傳動機構(gòu)傳遞動力,讓刮墨板在運動中擠壓油墨和絲網(wǎng)印版,使絲網(wǎng)印版與承印
物形成一條壓印線,由于絲網(wǎng)具有張力N1和N2,對刮墨板產(chǎn)生力F2,回彈力使絲網(wǎng)印版除壓印線外都不與承印物相接觸,油墨在刮墨板的擠壓力F1作用下,通過網(wǎng)孔,從運動著的壓印線漏印到承印物上。3絲印機的特點1.絲印機獨特變頻調(diào)速裝置,印刷速度由20~70印次每分鐘\o"查看圖片"
絲印機,總數(shù)自動停機。3.絲印機有多色印刷電眼裝置,微調(diào)操作,對點對色準確,提高印刷品質(zhì)。4.絲印機適合印大面積底色、細字、綱點,均清晰亮麗不退色、墨層厚、不退色、不掉色、奈候性好,色澤鮮艷。6.絲印機可連接UV干燥機/上光模切機(JM-320)/分條機/切刀機/復卷機或單獨使用。7.絲印機采用世界上最好的日本內(nèi)置伺服電機,日本三菱變頻器,NSK、NTN、IKO、日本進口軸承,仕琳工控。靜電噴涂-烤漆-奈溶劑。人性化設(shè)計,利于操作。。絲印機的技術(shù)參數(shù):最大印刷面積350×200mm印件高度≤160mm最大印刷速度1000pcs∕hr手動絲印機[1]功率110∕220v60∕50Hz50W耗氣量95Litre∕min6bar外形尺寸1019×612×512mm重量200kg4絲印機的適用范圍絲印機適用系列:各種塑料、化妝品、包裝盒、金屬板、刻度板、壓克力、電子產(chǎn)品、家庭用品、貼紙、皮革轉(zhuǎn)印紙各種型態(tài)之杯子、桶子、玻璃、棒球棒、木板等。可在平、曲面物體上,作最美觀及高品質(zhì)效率的印刷。5刮板的使用(1)刮板的選擇。要求耐磨,耐溶劑,通常使用聚氨脂橡膠,刮板角度70±5°。硬度70±10刮板裝上刮板架上一般外露約2mm。(2)刮板的使用。刮板長度選擇。根據(jù)所印刷的圖形大小用合適的橡膠刮板,一般要求刮板長度比圖形兩邊各長15毫米以上。刮板的安裝。選擇刮板橡膠平直邊緣鋒利的一面安裝在刮板柄上靠外面,以利于使用,擰緊螺絲固定好刮板。磨刮板。若刮板邊緣有傷痕,缺口,刃口不銳利,應在磨刮板機上進行研磨,使刮板端面保持良好狀態(tài)。6絲印定位方式絲印定位的目的,保證每一次印刷時,待印的印制板和網(wǎng)版之間不發(fā)生錯位,從而保證絲印重復精度一致,數(shù)量不大,顯影機顯影壓力足夠大,絲印技巧運用得當時,印刷液態(tài)感光阻焊油墨常用空白網(wǎng),這時絲印定位要求不嚴格,但絲印字元油墨,或需用網(wǎng)點圖檔住雙面多層板的孔,以避免油墨漏入孔內(nèi)顯影沖不干凈,這時就應充分考慮定位問題了。阻焊塞導通孔,印碳油墨,印蘭膠都涉及一個絲印定位問題。7刷板(1)刷板機結(jié)構(gòu)。刷板是絲印阻焊前的一個十分重要的工序,成品板檢查發(fā)現(xiàn)阻焊膜掉,膠帶試驗不過關(guān),最終客戶波峰焊后板于阻焊起泡,阻焊下的大銅面有污漬等問題都同刷板有關(guān)。經(jīng)過多年的實驗摸索,目前多數(shù)工廠對刷板機都形成了以下的結(jié)構(gòu)形式:入板→酸洗→水洗→磨板→水洗→吸干→烘干→出板酸洗段目的是除板面氧化膜,通常用1~3%硫酸;磨板段使用上下各兩對尼龍刷,第一對500目,第二對粒度800目。若使用粗目如300~400滾刷,作高密度線路板時易產(chǎn)生線間微短路絲印阻焊前的表面處理還有其他形式代替尼龍滾刷磨板。如用浮石粉噴洗和軟刷刷洗,也有的工廠用化學法清洗表面,這二種方式都能作出高檔次高質(zhì)量的線路板,如何運用,要根據(jù)本企業(yè)的實際,作板的檔次要求,設(shè)備能力和工藝控制維護水平等因素作決定。SMT生產(chǎn)中的貼片技術(shù)通常是指用一定的方式將片式元器件準確地貼放到PCB指定的位置,這個過程英文稱之為“PickandPlace”,顯然它是指吸取/拾取與放置兩個動作。在SMT初期,由于片式元器件尺寸相對較大,人們用鑷子等簡單的工具就可以實現(xiàn)上述動作,至今尚有少數(shù)工廠仍采用或部分采用人工放置元件的方法。但為了滿足大生產(chǎn)的需要,特別是隨著SMC/SMD的精細化,人們越來越重視采用自動化的機器--貼片機來實現(xiàn)高速高精度的貼放元器件。近30年來,貼片機已由早期的低速度()和低精度(機械對中)發(fā)展到高速()和高精度(光學對中,貼片精度+-60um/4δ)。高精度全自動貼片機是由計算機、光學、精密機械、滾珠絲桿、直線導軌、線性馬達、諧波驅(qū)動器以及真空系統(tǒng)和各種傳感器構(gòu)成的機電一體化的高科技裝備。從某種意義上來說,貼片機技術(shù)已經(jīng)成為SMT的支柱和深入發(fā)展的重要標志,貼片機是整個SMT生產(chǎn)中最關(guān)鍵、最復雜的設(shè)備,也是人們初次建立SMT生產(chǎn)線時最難選擇的設(shè)備。貼裝機相當于機器人的機械手,把元器件按照事先編制好的程序從它的包裝中取出,并貼放到印制板相應的位置上。1.貼裝機的的基本結(jié)構(gòu)(1)底座——用來安裝和支撐貼裝機的全部部件,目前趨向采用鑄鐵件。鑄鐵件具有質(zhì)量大、振動小的特點,有利于保證貼裝精度。(2)供料器——供料器用來放置各種包裝形式的元器件,有散裝、編帶、管裝和托盤四種類型。貼裝時將各種類型的供料器分別安裝到相應的供料器架上。(3)印制電路板傳輸裝置——目前大多數(shù)貼裝機直接采用軌道傳輸,也有一些貼裝機采用工作臺傳輸,即把PCB固定在工作臺上,工作臺在傳輸軌道上運行。(4)貼裝頭—貼裝頭是貼裝機上最復雜、最關(guān)鍵的部件,它相當于機械手,用來拾取和貼放元器件。(5)貼裝頭的x、Y定位傳輸裝置——有機械絲杠傳輸(一般采用直流伺服電機驅(qū)動);磁尺和光柵傳輸。從理論上講,磁尺和光柵傳輸?shù)木雀哂诮z杠傳輸;但是在維護修理方面,絲杠傳輸比較容易。(6)貼裝工具(吸嘴)——不同形狀、大小的元器件要采用不同的吸嘴進行拾放,一般元器件采用真空吸嘴,對于異形元件(例如沒有吸取平面的連接器等)也有采用機械爪結(jié)構(gòu)的。(7)對中系統(tǒng)——有機械對中、激光對中、激光加視覺對中,以及全視覺對中系統(tǒng)。(8)計算機控制系統(tǒng)——計算機控制系統(tǒng)是貼裝機所有操作的指揮中心,目前大多數(shù)貼裝機的計算機控制系統(tǒng)采用Windows界面。2.貼裝機的主要技術(shù)指標(1)貼裝精度:貼裝精度包括三個內(nèi)容:貼裝精度、分辨率和重復精度。貼裝精度——是指元器件貼裝后相對于印制板標準貼裝位置的偏移量。一般來講,貼裝Ch中元件要求達到±,貼裝高密度窄間距的SMD至少要求達到±。分辨率——分辨率是貼裝機運行時最小增量(mm,)的一種度量,衡量機器本身精度時,分辨率是重要指標。但是,實際貼裝精度包括所有誤差的總和,因此,描述貼裝機性能時很少使用分辨率,一般在比較貼裝機性能時才使用分辨率。重復精度——重復精度是指貼裝頭重復返回標定點的能力。貼裝精度、分辨率、重復精度之間有一定的相關(guān)關(guān)系。(2)貼片速度:/Chip元件以內(nèi),/Ch中元件;高精度、多功能機一般都是中速機,/Chip元件左右。(3)對中方式:貼片的對中方式有機械對中、激光對中、全視覺對中、激光和視覺混合對中等。其中,全視覺對中精度最高。
(4)貼裝面積:由貼裝機傳輸軌道以及貼裝頭運動范圍決定,一般最小PCB尺寸為50x50mm,最大PCB尺寸應大于250x300mm。
(5)貼裝功能:一般高速貼裝機主要可以貼裝各種Chip元件和較小的SMD器件(最大25x30mm左右);()——54x54mill(最大60x60mm)SMD器件,還可以貼裝連接器等異形元器件,最大連接器的長度可達150mm。
(6)可貼裝元件種類數(shù):可貼裝元件種類數(shù)是由貼裝機供料器料站位置的數(shù)量決定的(以能容納8mm編帶供料器的數(shù)量來衡量)。一般高速貼裝機料站位置大于120個,多功能機制站位置在60—120之間。
(7)編程功能:是指在線和離線編程以及優(yōu)化功能?;亓骱傅脑O(shè)備結(jié)構(gòu)及原理
1回流焊接的過程
回流焊的基本原理比較簡單,它首先對PCB板的表面貼裝元件(SMD)焊盤印刷錫膏,然后通過自動貼片機把SMD貼放到預先印制好錫膏的焊盤上。最后,通過回流焊接爐,在回流焊爐中逐漸加熱,把錫膏融化,稱為回流(Reflow),接著,把PCB板冷卻,焊錫凝固,把元件和焊盤牢固地焊接到一起(見圖9)。在回流焊中,焊盤和元件管腳都不融化。這是回流焊(ReflowSoldering)與金屬融焊(Welding)的不同。深入的了解回流焊就必須從焊錫膏的作用原理和焊接過程中發(fā)生的物理化學變化入手。錫膏的成分主要錫鉛合金的粉末和助焊劑混合而成。在受熱的條件下,融化的焊錫材料中的錫原子和焊盤或焊接元件(主要成分是銅原子)的接觸界面原子相互擴散,形成金屬間化合物(IMC),首先形成的Cu6Sn5,稱n-phase,它是形成焊接力的關(guān)鍵連接層,只有形成了n-phase,才表示有真正的可靠焊接。隨著時間的推移,在n-phase和銅層之間中會繼續(xù)生成Cu3Sn,稱為∈-phase,它將減弱焊接力量和減低長期可靠性。在焊點剖面的金相圖中,可以清楚地看到這個結(jié)構(gòu)。電子掃描顯微鏡(SEM)顯示的Cu-SnIMC
金屬間化合物是焊點強度的關(guān)鍵因素,因此許多人員專門研究金屬間化合物的變化對焊點的長期可靠性帶來的影響[4][10]。為了保護焊盤或元件管腳的可焊性,一般它們表面都鍍有錫鉛合金層或有機保護層。對非銅的金屬材料的管腳一般在管腳鍍層和金屬之間加有鍍鎳層作為阻斷層防止金屬擴散。這個鎳鍍層還用來阻擋與焊錫不可焊或不相容的金屬與焊錫層的接觸[5]。另一個有關(guān)鍍層的問題是關(guān)于鍍金層的問題,有文章[5]指出如果焊點中金的成分達到3~4%以上,焊點有潛在的脆性增大的危險。
2回流焊溫度曲線
要得到好的回流焊接效果必須有一個好的回流溫度曲線(Profile)。那么什么是一個好的回流曲線呢?一個好的回流曲線應該是對所要焊接的PCB板上的各種表面貼裝元件都能夠達到良好的焊接,且焊點不僅具有良好的外觀品質(zhì)而且有良好的內(nèi)在品質(zhì)的溫度曲線。
3回流爐的參數(shù)設(shè)定
要得到一個爐溫曲線首先應給回流爐一個參數(shù)設(shè)定?;亓鳡t的參數(shù)設(shè)定一般稱為Recipe。Recipe一般包括爐子每區(qū)的溫度設(shè)定,傳送帶帶速設(shè)定,以及是使用空氣還是氮氣。下表是BTU爐的一個Recipe的設(shè)定。
溫度設(shè)定:(單位:℃)
帶速設(shè)定:(單位:cm/分)
氣體設(shè)定:
表中1T~7T,1B~7B分別表示回流爐上下溫區(qū)的溫度設(shè)定,傳送帶帶速為75cm/分,焊接環(huán)境使用空氣,不使用氮氣。
設(shè)定一個回流曲線要考慮的因素有很多,一般包括:所使用的錫膏特性,PCB板的特性,回流爐的特點等。下面分別討論。
4錫膏特性與回流曲線的重要關(guān)系錫膏特性決定回流曲線的基本特性。不同的錫膏由于助焊劑(Flux)有不同的化學組分,因此它的化學變化有不同的溫度要求,對回流溫度曲線也有不同的要求。一般錫膏供應商都能提供一個參考回流曲線,用戶可在此基礎(chǔ)上根據(jù)自己的產(chǎn)品特性優(yōu)化。它可分為4個主要階段:
1)把PCB板加熱到150℃左右,上升斜率為1-3℃/秒。稱預熱(Preheat)階段。
2)把整個板子慢慢加熱到183℃。稱均熱(Soak或Equilibrium)階段。時間一般為60-90秒。
3)把板子加熱到融化區(qū)(183℃以上),使錫膏融化。稱回流(ReflowSpike)階段。在回流階段板子達到最高溫度,一般是215℃+/-10℃?;亓鲿r間以45-60秒為宜,最大不超過90秒。
4)曲線由最高溫度點下降的過程。稱冷卻(Cooling)階段。一般要求冷卻的斜率為2-4℃/秒。
典型的回流焊接溫度曲線
預熱階段的目的是把錫膏中較低熔點的溶劑揮發(fā)走。錫膏中助焊劑的主要成分包括松香,活性劑,黏度改善劑,和溶劑。溶劑的作用主要作為松香的載體和保證錫膏的儲藏時間。預熱階段需把過多的溶劑揮發(fā)掉,但是一定要控制升溫斜率,太高的升溫速度會造成元件的熱應力沖擊,損傷元件或減低元件性能和壽命,后者帶來的危害更大,因為產(chǎn)品已流到了客戶手里。另一個原因是太高的升溫速度會造成錫膏的塌陷,引起短路的危險,尤其對助焊劑含量較高(達10%)的錫膏
均熱階段的設(shè)定主要應參考焊錫膏供應商的建議和PCB板熱容的大小。因為均熱階段有兩個作用,一個是使整個PCB板都能達到均勻的溫度(175℃左右),均熱的目的是為了減少進入回流區(qū)的熱應力沖擊,以及其它焊接缺陷如元件翹起,某些大體積元件冷焊等。均熱階段另一個重要作用就是焊錫膏中的助焊劑開始發(fā)生活性反應,它將清除焊件表面的氧化物和雜質(zhì),增大焊件表面潤濕性能(及表面能),使得融化的焊錫能夠很好地潤濕焊件表面。由于均熱段的重要性,因此均熱時間和溫度必須很好地控制,既要保證助焊劑能很好地清潔焊面,又要保證助焊劑到達回流之前沒有完全消耗掉。助焊劑要保留到回流焊階段是必需的,它能促進焊錫潤濕過程和防止焊接表面的再氧化。尤其是目前使用低殘留,免清洗(no-clean)的焊錫膏技術(shù)越來越多的情況下,焊膏的活性不是很強,且回流焊接的也多為空氣回流焊,更應注意不能在均熱階段把助焊劑消耗光。
回流階段,溫度繼續(xù)升高越過回流線(183℃),錫膏融化并發(fā)生潤濕反應,開始生成金屬間化合物層。到達最高溫度(215℃左右),然后開始降溫,落到回流線以下,焊錫凝固?;亓鲄^(qū)同樣應考慮溫度的上升和下降斜率不能使元件受到熱沖擊?;亓鲄^(qū)的最高溫度是由PCB板上的溫度敏感元件的耐溫能力決定的。在回流區(qū)的時間應該在保證元件完成良好焊接的前提下越短越好,一般為30-60秒最好,過長的回流時間和較高溫度,如回流時間大于90秒,最高溫度大于230度,會造成金屬間化合物層增厚,影響焊點的長期可靠性[4]。
冷卻階段的重要性往往被忽視。好的冷卻過程對焊接的最后結(jié)果也起著關(guān)鍵作用。好的焊點應該是光亮的,平滑的。而如果冷卻效果不好,會產(chǎn)生很多問題諸如元件翹起,焊點發(fā)暗,焊點表面不光滑,以及會造成金屬間化合物層增厚等問題。因此回流焊接必須提供良好的冷卻曲線,既不能過慢造成冷卻不良,又不能太快,造成元件的熱沖擊。
PCB板的特性與回流曲線的關(guān)系
回流曲線的設(shè)定,與要焊接的PCB板的特性也有重要關(guān)系。板子的厚薄,元件的大小,元件周圍有無大的吸熱部件,如金屬屏蔽材料,大面積的地線焊盤等,都對板子的溫度變化有影響。因此籠統(tǒng)地說一個回流曲線的好壞是無意義的。一個回流曲線必須是針對某一個或某一類產(chǎn)品而測量得到的。因此如何準確測量回流曲線,來反映真實的回流焊接過程是非常重要的。常用的測量回流焊曲線的方法有三種:
1)用回流爐本身配備的長熱偶線(一般常用的工業(yè)標準是K型熱偶線),熱偶線的一端焊接到PCB板上,另一端插到設(shè)備的預設(shè)熱偶插口上。把板放進爐內(nèi),當板子從爐另一端出來時,用熱偶線把板子從出口端拉回來。在測量的同時溫度曲線就可顯示到設(shè)備的顯示器上。一般回流爐都帶有多個K型熱偶插口,因此可連接多根熱偶線,同時測量PCB板幾個點的溫度曲線。
2)用一個小的溫度跟蹤記錄器。它能夠跟隨待測PCB板進入回流爐。記錄器上也有多個熱偶插口,可因此可連接多根熱偶線。記錄器里存放的溫度數(shù)據(jù),只有在出爐后,才可輸?shù)诫娔X里分析或從打印機中輸出。
3)帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏囟雀櫽涗浧?。與第2種方法相同,只是多了一個無線傳輸功能。當它在爐內(nèi)測溫時,在存儲溫度數(shù)據(jù)的同時把數(shù)據(jù)用無線方式傳到外面的接受器上,接受器與電腦相連。
三種方法本質(zhì)都是一樣的,用戶可根據(jù)習慣來選擇采用那種方法。熱偶線的安裝有一般兩種,一是高溫焊錫絲,溫度在300℃以上(高于回流最高溫度)。另一種方法是用膠或是高溫膠帶把它粘住。這樣熱偶線就不會在回流區(qū)脫落。焊點的位置一般為選取元件的焊腳和焊盤接觸的地方。焊點不能太大,以焊牢為準。焊點大,溫度反應遲后,不能準確反映溫度變化,尤其是對QFP等細間距焊腳。對特殊的器件如BGA還需要在PCB板下鉆孔,把熱偶線穿到BGA下面。圖12說明了QFP和BGA元件的熱偶線焊接方法。熱偶線的安裝位置一般根據(jù)PCB板的工藝特點來選取,如雙面板應在板上下都安裝熱偶線,大的IC芯片腳要安裝,BGA元件要安裝,某些易造成冷焊的元件(如金屬屏蔽罩周圍,散熱器周圍元件)一定要放置。?;亓鳡t設(shè)備的特點與回流曲線的關(guān)系
因為回流曲線的實現(xiàn)是在回流爐中完成的,因此它與回流爐的具體特點有關(guān)。不同的爐因加熱區(qū)的數(shù)目和長短不同,氣流的大小不同,爐溫的容量不同,對回流曲線都會造成影響。設(shè)備對回流曲線的影響可歸納為下面幾點:
1)加熱區(qū)數(shù)目的因素。
對加熱區(qū)多的回流爐(8個加熱區(qū)),由于每一個爐區(qū)都能單獨設(shè)定爐溫,因此調(diào)整回流溫度曲線比較容易。對要求較復雜的回流曲線同樣可以做到。但短爐子(4個加熱區(qū)),因為它只有四個可調(diào)溫區(qū),要想得到復雜的曲線比較難,但對于沒有特別要求的SMT焊接,短爐子也能滿足要求,而且價錢便宜。另一個方面,長爐子的優(yōu)點是傳送帶的帶速可以比短爐子提高至少1倍以上,這樣長爐的產(chǎn)量至少能達到短爐的1倍以上。當大批量生產(chǎn)線追求產(chǎn)能時,這一點是至關(guān)重要的。
2)熱風氣流的因素。
由于目前大多數(shù)回流爐以風扇強制驅(qū)動熱風循環(huán)為主,因此風扇的轉(zhuǎn)速決定了風量的大小。在相同的帶速和相同的溫度設(shè)定下,風扇的轉(zhuǎn)速越高,回流曲線的溫度越高。當風扇馬達出現(xiàn)故障時,如停轉(zhuǎn),即使爐溫顯示正常,爐溫的曲線測量也會比正常曲線低很多,若故障馬達在回流區(qū),則PCB板極易產(chǎn)生冷焊,若故障馬達在冷卻區(qū),則PCB板的冷卻效果就下降。因此對馬達轉(zhuǎn)速是可編程調(diào)節(jié)的回流焊接爐,如VITRONICS,風扇的轉(zhuǎn)速也是需要經(jīng)常檢查的參數(shù)之一。
3)爐溫的容量的因素。
回流焊接有時會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,當焊接一塊小尺寸的PCB板時,焊接結(jié)果非常好,而焊接一塊大尺寸的PCB板時,某些溫區(qū)爐溫會出現(xiàn)稍微下降的現(xiàn)象。這就是由于大板子吸熱較多,爐子的熱容量不足引起的。一般可以通過加大風扇轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)。但是爐溫的容量主要是由爐體結(jié)構(gòu),加熱器功率等設(shè)計因素決定的,因此是爐子廠家設(shè)計時已經(jīng)固定了的。用戶在選擇回流爐時必須考慮這個因素。熱容量越大越好,當然爐子消耗的功率也越多。
氮氣回流焊與空氣回流焊
氮氣回流焊的使用主要是為了增強焊接質(zhì)量,使焊接發(fā)生在氧含量極少(100PPM)以下的環(huán)境下,可避免元件的氧化問題。因此氮氣回流焊的主要問題是保證氧氣含量越低越好。氧含量的控制對用戶來講主要是保證氮氣氣源的純度,一般工業(yè)用氮氣純度可達5PPM,爐內(nèi)氧含量主要跟爐子的密封設(shè)計的好壞有關(guān)。爐體由于兩邊的進出板口會漏空氣進入,因此兩邊的氧含量會比爐體中間區(qū)高。許多文章都專門討論過對氧含量對焊接的影響。
但隨著焊錫膏技術(shù)和元件焊腳鍍層技術(shù)的不斷更新,空氣中回流的焊接已經(jīng)占據(jù)了主流。因為空氣焊接有許多優(yōu)點例如取消氮氣,降低成本;氣體控制無需再考慮氧含量的控制;爐子的造價下降。因此目前多數(shù)的回流焊接都在使用空氣回流焊,只有個別的特別怕氧化的元件才考慮用氮氣焊接?;亓骱傅暮附淤|(zhì)量的方法目前常用的有目檢法,自動光學檢查法(AOI),電測試法(ICT),X-光檢查法,以及超聲波檢測法。1目檢法
簡單,低成本。但效率低,漏檢率高,還與人員的經(jīng)驗和認真程度有關(guān)。不僅能夠從外觀上檢查電路板和元器件的質(zhì)量,也可以在貼片焊接工序以后檢查焊點的質(zhì)量。2自動光學檢測AOI系統(tǒng)用可見光(激光)或不可見光(X射線)作為檢測光源,光學部分采集需要檢測的電路板圖形,由圖像處理軟件對數(shù)據(jù)進行處理、分析和判斷。3電測試法(ICT)可以檢查各種電氣元件的正確連接。但需要復雜的針床模具,價格高,維護復雜。對焊接的工藝性能,例如焊點光亮程度,焊點質(zhì)量等無法檢驗。另外,隨著電子產(chǎn)品裝連越來越向微型化,高密度以及BGA,CSP方向發(fā)展,ICT的測針方法受到越來越多的局限。
4X射線檢測(AXI)X射線檢測設(shè)備大致可以分成以下三種;①X射線傳輸(2D)測試系統(tǒng):適用于檢測單面貼裝了BGA等芯片的電路板。②X射線斷面測試或三維(3D)測試系統(tǒng):可以進行分層斷面檢測,X射線光束聚焦到任何一層并將相應圖像投射到一個高速旋轉(zhuǎn)的接受面上。3D檢驗法可對電路板兩面的焊點獨立成像。3DX射線檢測技術(shù)除了可以檢驗雙面貼裝的SMT電路板外,還能對那些不可見焊點進行多層圖像“切片”檢測,即對BGA焊點的頂部、中部和底部進行徹底檢驗。同時,利用此方法還可以檢測通孔(THT)焊點,檢查通孔中的焊料是否充實,從而極大地提高焊點的連接質(zhì)量。③X射線和ICT結(jié)合的檢測系統(tǒng):用ICT在線測試補償X射線檢測的不足之處,適用于高密度、雙面貼裝BGA等芯片的電路板。5超聲波檢測法通過超聲波的反射信號可以探測元件尤其時QFP,BGA等IC芯片封裝內(nèi)部發(fā)生的空洞,分層等缺陷。它的缺點是要把PCB板放到一種液體介質(zhì)才能運用超聲波檢驗法。較適合于實驗室運用。
種檢查方法,既各有特色,又相互覆蓋,它們的相互關(guān)系可用圖13來說明。
由圖中可以看出,BGA,元件外觀,及元件值的檢驗分別為X光,自動光學,及ICT檢測法特有的檢查手段,其余的功能都相互有交叉。例如,用光學檢查方法解決表面可見的焊盤焊點和元件對錯識別,用X-Ray檢查不可見的元件焊點如BGA,DCA,插件過孔的焊錫情況,但如果不用ICT,元件值錯無法檢查;又例如,用ICT檢查開路,短路等電性能,用X-Ray檢查所有元件的焊點質(zhì)量,但如果不用光學檢查儀對外觀破損的元件亦無法檢驗。因此,只有綜合使用或根據(jù)產(chǎn)品具體情況來安排檢查方法才能得到滿意的檢查結(jié)果。
通孔元件的拆卸-------連續(xù)真空法必需設(shè)備連續(xù)真空脫焊系統(tǒng)脫焊吸嘴濕海綿任選設(shè)備焊錫槽材料含助焊劑的焊錫絲助焊劑清潔劑拭紙/擦布步驟:去除均勻絕緣涂層(如有),清潔工作面的污物、氧化物、殘留物或助焊劑。2、安裝脫焊手柄。3、加熱手柄,使吸嘴溫度升至大約315℃(根據(jù)實際需要設(shè)置)。4、往所有焊點涂覆助焊劑(任選)。5、將熱吸頭蘸濕海綿。6、用焊錫潤濕吸嘴(見圖1)。7、降低吸嘴,將吸嘴與焊點接觸。8、確定所接觸的引腳前后焊點上的錫完全熔化。9、針對方扁平引腳,移動引腳;針對圓形引腳,圓周轉(zhuǎn)動引腳,當引腳連續(xù)移動時,使用真空將焊錫脫離焊點。(見圖3和4)10、提起吸嘴,繼續(xù)保持3秒真空,清除加熱室內(nèi)的熔融焊錫。(見圖5)11、對所有焊點重復以上步驟12、用焊錫再次潤濕吸嘴,之后將手柄放回原位。13、清潔焊盤,為元件重置做好準備。片式元件的拆卸------吸爪片式元件的拆卸------吸爪必需設(shè)備焊接系統(tǒng)片式移動爪焊接手柄任選設(shè)備------鑷子步驟:1、去除均勻絕緣涂層(如有),清潔工作面的污物、氧化物、殘留物或助焊劑。將片式移動爪安裝入焊接手柄。加熱手柄,使移動爪溫度升至大約315℃(根據(jù)實際需要設(shè)置)。4、往所有焊點涂覆助焊劑(見圖1)。5、除去吸爪上的舊焊錫,之后蘸蘸海綿。6、用錫絲潤濕吸爪內(nèi)側(cè),讓內(nèi)側(cè)形成冠狀。7、降低吸爪的高度,直到與焊點接觸。8、確定錫已熔化,將元件從PWB上取出。注:片式元件本體和PWB之間可能有粘膠。如有使用粘膠,需先輕輕地旋轉(zhuǎn)一下元件,然后再將元件移離PWB。為防止元件及PWB損害,必須在錫完全融化后進行上述操作。9、用劃落方式將元件從吸爪上釋放到抗熱材料的表面。10、用焊錫再次潤濕吸爪。11、清潔焊盤,為元件重置做好準備。6安全生產(chǎn)及靜電防護
SMT設(shè)備是多個機械部份組成的機器,有很多動力源(馬達),動力傳輸機構(gòu)(皮帶、鏈條),動作機構(gòu)(高速旋轉(zhuǎn)的貼片頭、工作臺),機架、夾爪的移動,它們還有鋒利的切紙刀口等。象這些轉(zhuǎn)動、移動的機械,如果在使用操作過程中稍微不慎,就可能造成傷人事故。因此在操作機時應注意一列問題:
①、在設(shè)備運行或調(diào)機過程中,如發(fā)生意外,應迅速按下急停按鈕,或拉下電源開關(guān),使設(shè)備立即停止工作。
②、更換某些部件時應在機器停止狀態(tài)下進行,同時應鎖緊急停按鈕(防止別人誤操作)。
③、在一般情況下設(shè)備進行維護時,應在設(shè)備停止工作的狀態(tài)下進行操作,情況特殊不能停機,應有一個人以上在旁監(jiān)護。
④、應按設(shè)備操作規(guī)程使用設(shè)備。
⑤、工作時盡量避免皮膚與助焊劑直接接觸,使用手套等工具。
⑥、打開回流爐時應注意防止燙傷,同時也要戴好手套。
⑦、盡量少開設(shè)備的門窗,讓塵灰能被抽風系統(tǒng)有效吸走,保持空氣清新、環(huán)境干凈。
,因而生產(chǎn)線的長度較長(例如:一條高速SMT線全長達25-35M),,總重量將超過6000kg,,SMT高速線安裝在廠房內(nèi),,甚至10KN/,則在設(shè)備安裝使用一段時間后,樓面容易產(chǎn)生變形或裂縫,影響設(shè)備運行的可靠性和加工的精確度.
,,波峰焊機均是大用電量設(shè)備,要充分考慮到它們的啟動,,,我們所使用的SMT設(shè)備就曾因為北京東北電網(wǎng)的異動或突然停電,導致再流焊機,多功能貼片機,波峰焊機多次出現(xiàn)故障,,應當為SMT設(shè)備裝備交流穩(wěn)壓電源,在設(shè)備電源接線時應注意三相電源負荷的均衡性.
,流量等參數(shù)上滿足設(shè)備的技術(shù)要求,而且在進入機器之前將氣體中所含有的水氣,油,灰塵以及其它雜質(zhì)濾除干凈.
SMT設(shè)備在運行時會產(chǎn)生一定幅度的振動,尤其是大型高速貼裝時,對廠房引起的振動更為明顯,如果比照GB
1070-88<<城市區(qū)域環(huán)境振動標準>>,在白晝振動應控制在70db以內(nèi),,干擾其它設(shè)備,儀器的操作,也會使操作人員產(chǎn)生不適的感覺.
明亮整潔的廠房有助于員工全神貫注地工作,,照明度建議不低于300勒克司(注:距地面高度800mm處測量).對于一些要求照明更好的工區(qū),,SMT貼片膠,焊錫膏等一些輔助材料都應當在一定的溫度范圍內(nèi)使用,,廠房內(nèi)的溫度控制在18℃-26℃,或在夏季使用空調(diào)的情況下,,滿足室內(nèi)人員的呼吸要求,以維持正常的生理活動.在SMT生產(chǎn)的過程中,需要使用無水乙醇,助焊劑等一類溶劑和其它一些易燃物品,,施工和大型技術(shù)改造項目的實施,都應當經(jīng)過消防部門的評審,對貴重物品,元器件的保管和貴重產(chǎn)品(例如)的生產(chǎn),不僅要制定有效的安全管理措施,,電池被盜的現(xiàn)象,以至于有些生產(chǎn)廠的總裝配車間,所裝備的防盜安全系統(tǒng),不亞于民航機場的人身安全檢查系統(tǒng).
由于鋼網(wǎng)清洗液及某些包裝材料、工廠的貨倉中含有眾多的易燃物品。所以,凡是進入廠區(qū)的的員工必須樹立防火思想。防火必須以預防為主的原則。以下是日常防火常識:
⑴、對易燃品使用后必須蓋緊瓶蓋,并放置于陰涼處。避免在陽光下暴曬及高溫干燥環(huán)境中放置。
⑵、進入廠區(qū)或森林嚴禁使用火種。萬一使用火種時應確保火種已完全熄滅后方可離開。
⑶、使用電力時應確保電源線的良好,嚴禁使用一插多用的現(xiàn)象。避免電線過負荷而引起起火。
⑷、員工必須學會使用消防器材。
萬一發(fā)生火警,則應第一時間打消防報警電話“119”,說清楚火警出現(xiàn)的準確地點。靜電產(chǎn)生機理及其在電子產(chǎn)品中的危害性
當帶電體上的電荷產(chǎn)生了電場,且電場強度超過周圍介質(zhì)的絕緣擊穿強度時,帶電體表面附近的介質(zhì)就發(fā)生電離,引起靜電電荷的轉(zhuǎn)移,從而使帶電體上電荷趨向減少或消失,這時就會出現(xiàn)靜電放電(ESD)。ESD對電子產(chǎn)品所造成的危害主要表現(xiàn)為損傷,擊穿是損傷的一種。通常電子元器件ESD失效形式有1)熱二次擊穿、2)金屬化熔融、3)體擊穿、4)介質(zhì)擊穿、5)氣弧放電、6)表面擊穿。前三者的失效與能量有關(guān),后三者的失效與電壓有關(guān)
ESD的特殊性:一是靜電的產(chǎn)生和積累要一定的條件和過程,所以未加保護也不見得件件產(chǎn)品都會受到ESD傷害,有一定的偶然性;二是由于多數(shù)情況下ESD能量都較小,所以受到ESD傷害的也并不表現(xiàn)為立即報廢,有些僅表現(xiàn)為漏電增加,工作不穩(wěn)定,甚至在出廠測試中一時表現(xiàn)不明顯,以后發(fā)現(xiàn)問題易歸咎為材料不良或設(shè)計不良而不自省,因此常使人們認識不到ESD的危害,抱有僥幸心理。
在日常操作、貯存、傳遞、測試等過程中容易因ESD而引起損傷的器件稱為靜電敏感器件,簡稱SSD。
柏瑞安科技技術(shù)總監(jiān)陳希立舉例說:“作為一個合同加工廠商,我們會處理類型廣泛的PCB,我們發(fā)現(xiàn)不同種類的PCB以及PCB上的芯片和元器件對ESD的敏感程度很不一樣。曾經(jīng)有一批PCB,由于采用不具備靜電保護電路設(shè)計的芯片,結(jié)果有接近10%的產(chǎn)品不合格,在采取相應的保護措施后,%?!标愊Al(fā)現(xiàn),對缺乏靜電保護電路設(shè)計的芯片,問題最可能在一些手工操作時(例如PCB目檢或特殊器件的手工貼裝等)被引入,因此操作工作臺和操作員的防靜電措施是很必要的。靜電放電的防護
ESD防護是一個系統(tǒng)工程,滲透到生產(chǎn)的全過程,每個環(huán)節(jié)都必須同樣重視,萬不可厚此薄彼?;赟MT生產(chǎn)過程的ESD防護系統(tǒng)主要有:1)生產(chǎn)車間環(huán)境ESD防護、2)SMT生產(chǎn)環(huán)境的ESD防護、3)人體靜電防護、4)靜電防護接地系統(tǒng)、5)靜電檢測與儀表控制系統(tǒng)、6)防護措施的日常維護。
SMT組裝過程中靜電防護的根本目的是保證元器件、SMA在制造和使用過程中免受損害或少受損害,因此必須防護ESD。靜電防護的基本思想是:
1)對可能產(chǎn)生靜電的地區(qū)要有效地控制其積聚;
2)對已經(jīng)積聚靜電的地區(qū)要做到有效地釋放,不讓其造成危害。
基本原則可歸納為三個字“防”、“泄”、“控”。防止生成靜電場,有效地抑制或減少靜電荷的產(chǎn)生,嚴格控制靜電源;防靜電采用的工具和措施
A、采用防靜電的傳動皮帶
B、在工作臺面上鋪放防靜電桌墊
C、每位操作人員均戴上防靜電腕帶
D、每天用測試儀對防靜電腕帶進行檢測,保證防靜電環(huán)有效作用
E、防靜電桌墊必須有效接地7SMT技術(shù)的發(fā)展和推廣中國的電子科技人員從上世紀70年代末和80年代初就開始跟蹤國外STM技術(shù)的發(fā)展。并在小范圍內(nèi)應用SMT技術(shù)。中國最早規(guī)模化引入SMT生產(chǎn)線起于上世紀80年代初、中期。其背景是中國彩色電視機工業(yè)技術(shù)開始引進。為其配套的彩電調(diào)諧器。如松下彩電調(diào)諧器由A型轉(zhuǎn)向B型電子調(diào)諧器而新型調(diào)諧器大量采用片式元器件。在當時的計劃經(jīng)濟指導下,國內(nèi)彩電調(diào)諧器廠開始引進SMT生產(chǎn)線,引進的機型有松下、三洋、TESCON、TDK等。上世紀90年代初、中期中國錄像機生產(chǎn)線的引進掀起了另一次SMT引進高潮。以松下錄像機為例,從L15開始大量采用片式元器件。這一期間大連華錄、北京電視設(shè)備廠、上海錄音器材廠、南京714廠、夏新等一批錄像機生產(chǎn)廠家開始引進SMT生產(chǎn)線。據(jù)國外某調(diào)查機構(gòu)統(tǒng)計。至1997年底為止,中國貼片機的保有量為3700臺,SMT生產(chǎn)線總數(shù)為1500條-2000條之間。
進入21世紀以來。中國SMT引進步伐大大加快。我國海關(guān)公布貼片機引入數(shù)據(jù)起始于2000年,當年公布的貼片機年引入量為1370臺,以后平均每年遞增率達50%以上。2005年引進貼片機達8992臺。中國貼片機保有量在30000臺以上、SMT生產(chǎn)線在15000條左右。中國已成為全球最大、最重要的SMT市場。
隨著
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