SMT培訓資料專業(yè)知識講座

外協(xié)質(zhì)量SMT培訓資料第1頁四、SMT質(zhì)量標準一、SMT簡介二、SMT工藝介紹三、元器件知識五、安全及防靜電常識第2頁一、SMT介紹SMT是Surfacemounttechnology簡寫，意為表面貼裝技術。亦即是無需對PCB鉆插裝孔而直接將元器件貼焊到PCB表面要求位置上裝聯(lián)技術。第3頁SMT特點SMT突出長處如下：組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件1/10左右，一般采取SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%-60%，重量減輕60%-80%。可靠性高、抗震能力強。焊點缺陷率低。高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。減少成本達30%-50%。節(jié)省材料、能源、設備、人力、時間等。易于實現(xiàn)自動化，提升生產(chǎn)效率。第4頁SMT有關技術組成SMT從70年代發(fā)展起來，到90年代廣泛應用電子裝聯(lián)技術。由于其包括多學科領域，使其在反戰(zhàn)早期為遲緩，伴隨各學科領域協(xié)調(diào)發(fā)展，SMT在90年代得到迅速發(fā)展和普及，SMT現(xiàn)已成為電子裝聯(lián)技術額主流。下面是SMT有關學科技術：電子元件、集成電路設計制造技術電子產(chǎn)品電路設計技術電路板制造技術自動貼裝設備設計制造技術電路裝配制造工藝技術裝配制造中使用輔助材料開發(fā)生產(chǎn)技術第5頁四、SMT質(zhì)量標準一、SMT簡介二、SMT工藝介紹三、元器件知識五、安全及防靜電常識第6頁二、SMT工藝介紹1、表面貼裝組件(SMA)(surfacemountassemblys)

采取表面貼裝技術完成裝聯(lián)印制板組裝件。2、回流焊（reflowsoldering）

通過熔化預先分派到PCB焊盤上焊膏，實現(xiàn)表面貼裝元器件余PCB焊盤連接。3、波峰焊（wavesoldering）

將熔化焊料，經(jīng)專用設備噴流成設計要求焊料波峰，使預先裝有電子元器件

PCB通過焊料波峰，實現(xiàn)元器件余PCB焊盤之間連接。4、細間距（finepitch）

不大于0.5mm引腳間距。SMT工藝名詞術語第7頁5、引腳共面性（leadcoplanarity）

指表面貼裝元器件引腳垂直高度偏差，即引腳最高腳底與最低引腳底形成平

面之間垂直距離。其值一般不大于0.1mm。6、焊膏（solderpaste）

由粉末狀焊料合金、焊劑和某些起粘性作用及其他作用添加劑混合成具有一定

粘度和良好觸變性焊料膏。7、固化（curing）

在一定溫度、時間條件下，加熱貼裝了元器件貼片膠，以使元器件與PCB板

臨時固定在一起工藝流程。8、貼片膠或稱紅膠（sdhesives）

固化前具有一定初粘度有外形，固化后具有足夠粘接強度膠體。9、點膠（dispensing）

表面貼裝時，往PCB上施加貼片膠工藝過程。第8頁10、點膠機（dispenser）

能完成點膠操作設備。11、貼裝（pickandplace）

將表面貼裝元器件從供料器重拾取并貼放到PCB要求位置上操作。12、貼片機（placementequipment）

完成表面貼片裝元器件貼片裝功能專用工藝設備。13、高速貼片機（highplacementequipment）

貼裝速度大于2萬點/小時貼片機。14、多功能貼片機（multi-functionplacementequipment）

用于貼裝體形較大、引線間距較小表面貼裝器伯，要求較高貼裝精度貼片機。15、熱風回流焊（hotairreflowsoldering）

以強制循環(huán)流動熱氣流進行加熱回流焊。第9頁16、貼片檢查（placementinspection）

貼片時或完成后，對于有否漏貼、錯位、貼錯、元器件等情況進行質(zhì)量檢查。17、鋼網(wǎng)印刷（metalstencilprinting）

使用不銹鋼漏板將焊錫膏印到PCB焊盤上印刷工藝過程。18、印刷機（printer）

在SMT中，用于鋼網(wǎng)印刷專用設備。19、爐后檢查（inspectionaftersoldering）

對貼片完成后經(jīng)回流爐焊接或固化PCBA質(zhì)量檢查。20、爐前檢查（inspectionbeforesoldering）

貼片完成后在回流爐焊接或固化前作貼片質(zhì)量檢查。

21、返修（reworking）22、返修工作臺（reworkingstation）為清除PCBA局部缺陷而進行修復過程。能對有質(zhì)量缺陷PCBA進行返修專用設備。

第10頁表面貼裝辦法分類

根據(jù)SMT工藝制程不一樣，把SMT分為點膠制程（波峰焊）和錫膏制程（回流焊）。它們主要區(qū)分為：

貼片前工藝不一樣，前者使用貼片膠，后者使用焊錫膠。貼片后工藝不一樣，前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊，后者過回流爐起焊接作用。第11頁根據(jù)SMT工藝過程則可把其分為下列幾個類型：第一類只采取表面貼裝元件裝配

IA只有表面貼裝單面裝配

工序：絲印錫膏=>貼裝元件=>回流焊接IB只有表面貼裝雙面裝配

工序：絲印錫膏=>貼裝元件=>回流焊接=>背面=>絲印錫膏=>貼裝元件=>回流焊接第二類一面采取表面貼裝元件和另一面采取表面貼元件與穿孔元件混合裝配

工序：絲印錫膏（頂面）=>貼裝元件=>回流焊接=>背面=>點膠（底面）=>貼裝元件=>烘干膠=>背面=>插元件=>波峰焊接第三類頂面采取穿孔元件，底面采取表面貼裝元件裝配工序：點膠=>貼裝元件=>烘干膠=>背面=>插元件=>波峰焊接第12頁領PCB、貼片元件貼片程式錄入道軌調(diào)節(jié)爐溫調(diào)節(jié)上料上PCB點膠（印刷）貼片檢查固化檢查包裝保管SMT工藝流程第13頁各工序工藝要求與特點清楚產(chǎn)品型號、PCB版本號、生產(chǎn)數(shù)量與批號。清楚元器件數(shù)量、規(guī)格、代用料。清楚貼片、點膠、印刷程式名稱。有清楚上料卡。有生產(chǎn)作業(yè)指導卡、及清楚指導卡內(nèi)容。1、生產(chǎn)前準備第14頁2、轉(zhuǎn)機時要求

確認機器程式正確。確認每一種Feeder位元器

件與上料卡相對應。確認所有軌道寬度和定位針

在正確位置。確認所有Feeder正確、牢靠

地安裝與料臺上。確認所有Feeder送料間距

是否正確。

確認機器上板與下板是否順暢。檢查點膠量及大小、高度、位

置是否適合。檢查印刷錫膏量、高度、位置

是否適合。檢查貼片元件及位置是否正確

。檢查固化或回流后是否產(chǎn)生不

良。第15頁3、點膠

點膠工藝主要用于引線元件通孔插裝（THT）與表面貼裝（SMT）共存貼插混裝工藝。在整個生產(chǎn)工藝流程（見圖）中，我們能夠看到，印刷電路板（PCB）其中一面元件從開始進行點膠固化后，到了最后才能進行波峰焊焊接，這期間間隔時間較長，并且進行其他工藝較多，元件固化就顯得尤為主要。

點膠過程中工藝控制。生產(chǎn)中易出現(xiàn)下列工藝缺陷：膠點大小不合格、拉絲、膠水2浸染焊盤、固化強度不好易掉片等。因此進行點膠各項技術工藝參數(shù)控制是處理問題措施。第16頁4、印刷

在表面貼裝裝配回流焊接中，錫膏用于表面貼裝元件引腳或端子與焊盤之間連接，有許多變量。如錫膏、絲印機、錫膏應用辦法和印刷工藝過程。在印刷錫膏過程中，基板放在工作臺上，機械地或真空夾緊定位，用定位銷或視覺來對準，用模板(stencil)進行錫膏印刷。

在模板錫膏印刷過程中，印刷機是達成所希望印刷品質(zhì)關鍵。第17頁5、貼裝貼裝前應進行下列項目檢查：

元器件可焊性、引線共面性、包裝形式PCB尺寸、外觀、翹曲、可焊性、阻焊膜（綠油）

料站元件規(guī)格查對

是否有手補件或臨時不貼件、加貼件Feeder與元件包裝規(guī)格是否一致。

貼裝時應檢查項目：

檢查所貼裝元件是否有偏移等缺陷，對偏移元件進行調(diào)校。

檢查貼裝率，并對元件與貼片頭進行臨控。第18頁

幾個參數(shù)影響曲線形狀，其中最關鍵是傳送帶速度和每個區(qū)溫度設定。帶速決定機板暴露在每個區(qū)所設定溫度下連續(xù)時間，增加連續(xù)時間能夠允許更多時間使電路裝配接近該區(qū)溫度設定。每個區(qū)所花連續(xù)時間總和決定總共處理時間。6、固化、回流在固化、回流工藝里最主要是控制好固化、回流溫度曲線亦即是固化、回流條件，正確溫度曲線將確保高品質(zhì)焊接錫點。在回流爐里，其內(nèi)部對于我們來說是一種黑箱，我們不清楚其內(nèi)部發(fā)生事情，這樣為我制定工藝帶來重重困難。為克服這個困難，在SMT行業(yè)里普遍采取溫度測試儀得出溫度曲線，再參巧之進行更改工藝。

溫度曲線是施加于電路裝配上溫度對時間函數(shù)，當在笛卡爾平面作時，回流過程中在任何給定時間上，代表PCB上一種特定點上溫度形成一條曲線。第19頁

每個區(qū)溫度設定影響PCB溫度上升速度，高溫在PCB與區(qū)溫度之間產(chǎn)生一種較大溫差。增加區(qū)設定溫度允許機板更加快地達成給定溫度。因此，必須作出一種圖形來決定PCB溫度曲線。接下來是這個步驟輪廓，用以產(chǎn)生和優(yōu)化圖形。

需要下列設備和輔助工具：溫度曲線儀、熱電偶、將熱電偶附著于PCB工具和錫膏參數(shù)表。測溫儀一般分為兩類：實時測溫儀，即時傳送溫度/時間數(shù)據(jù)和作出圖形；而另一種測溫儀采樣儲存數(shù)據(jù)，然后上載到計算機。

將熱電偶使用高溫焊錫如銀/錫合金，焊點盡可能最小附著于PCB，或用少許熱化合物(也叫熱導膏或熱油脂)斑點覆蓋住熱電偶，再用高溫膠帶(如Kapton)粘住附著于PCB。第20頁

附著位置也要選擇,一般最佳是將熱電偶尖附著在PCB焊盤和對應元件引腳或金屬端之間。如圖示:(將熱電偶尖附著在PCB焊盤和對應元件引腳或金屬端之間)

錫膏特性參數(shù)表也是必要，其應包括所希望溫度曲線連續(xù)時間、錫膏活性溫度、合金熔點和所希望回流最高溫度。第21頁

抱負溫度曲線

理論上抱負曲線由四個部分或區(qū)間組成，前面三個區(qū)加熱、最后一種區(qū)冷卻。爐溫區(qū)越多，越能使溫度曲線輪廓達成更精確和接近設定。(理論上抱負回流曲線由四個區(qū)組成，前面三個區(qū)加熱、最后一種區(qū)冷卻)第22頁

預熱區(qū)：用來將PCB溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須活性溫度。其溫度以不超出每秒2~5°C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會引發(fā)某些缺陷，如陶瓷電容細微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會感溫過度，沒有足夠時間使PCB達成活性溫度。爐預熱區(qū)一般占整個加熱通道長度25~33%。

活性區(qū)：有時叫做干燥或浸濕區(qū)，這個區(qū)一般占加熱通道33~50%，有兩個功用，第一是，將PCB在相稱穩(wěn)定溫度下感溫，使不一樣質(zhì)量元件具有相同溫度，減少它們相稱溫差。第二個功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍活性溫度范圍是120~150°C，假如活性區(qū)溫度設定太高，助焊劑沒有足夠時間活性化。因此抱負曲線要求相稱平穩(wěn)溫度，這樣使得PCB溫度在活性區(qū)開始和結(jié)束時是相等。

回流區(qū)：其作用是將PCB裝配溫度從活性溫度提升到所推薦峰值溫度。典型峰值溫度范圍是205~230°C，這個區(qū)溫度設定太高會引發(fā)PCB過度卷曲、脫層或燒損，并損害元件完整性。

抱負冷卻區(qū)曲線應當是和回流區(qū)曲線成鏡像關系。越是接近這種鏡像關系，焊點達成固態(tài)構(gòu)造越緊密，得到焊接點質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。第23頁

實際溫度曲線

當我們按一般PCB回流溫度設定后，給回流爐通電加熱，當設備臨測系統(tǒng)顯示爐內(nèi)溫度達成穩(wěn)定期，利用溫度測試儀進行測試以觀測其溫度曲線是否與我們預定曲線相符。不然進行各溫區(qū)溫度重新設置及爐子參數(shù)調(diào)整，這些參數(shù)包括傳送速度、冷卻風扇速度、強制空氣沖擊和惰性氣體流量，以達成正確溫度為止。典型PCB回流區(qū)間溫度設定第24頁回流焊主要缺陷分析錫珠(SolderBalls)：原因：1、絲印孔與焊盤不對位，印刷不精確，使錫膏弄臟PCB。2、錫膏在氧化環(huán)境中暴露過多、吸空氣中水份太多。3、加熱不精確，太慢并不均勻。4、加熱速率太快并預熱區(qū)間太長。5、錫膏干得太快。6、助焊劑活