電子加工制造工程介紹

電子加工制造工程介紹什么是SMA？SMA(SurfaceMountAssembly)的英文縮寫(xiě)，中文意思是外表貼裝工程。是新一代電子組裝技術(shù)，它將傳統(tǒng)的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件。外表安裝不是一個(gè)新的概念，它源于較早的工藝，如平裝和混合安裝。電子線路的裝配，最初采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的布線方法，而且根本沒(méi)有基片。第一個(gè)半導(dǎo)體器件的封裝采用放射形的引腳，將其插入已用于電阻和電容器封裝的單片電路板的通孔中。50年代，平裝的外表安裝元件應(yīng)用于高可靠的軍方，60年代，混合技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，70年代，受日本消費(fèi)類電子產(chǎn)品的影響，無(wú)源元件被廣泛使用，近十年有源元件被廣泛使用。SMAIntroduceSMAIntroduceSurfacemountThrough-hole與傳統(tǒng)工藝相比SMA的特點(diǎn)：高密度高可靠小型化低成本生產(chǎn)的自動(dòng)化SMAIntroduce自動(dòng)化程度類型THT(ThroughHoleTechnology)通孔插件DIPSMT(SurfaceMountTechnology)外表黏著技術(shù)元器件雙列直插或DIP,針陣列PGA有引線電阻，電容SOIC,SOT,SSOIC,LCCC,PLCC,QFP,PQFP,片式電阻電容基板印制電路板，2.54mm網(wǎng)格，Φ0.8mm~0.9mm通孔印制電路板，1.27mm網(wǎng)格或更細(xì)，導(dǎo)電孔僅在層與層互連調(diào)用〔Φ0.3mm~0.5mm〕，布線密度高2倍以上，厚膜電路，薄膜電路，0.5mm網(wǎng)格或更細(xì)焊接方法波峰焊再流焊面積大小，縮小比約1：3~1：10組裝方法穿孔插入外表安裝----貼裝自動(dòng)插件機(jī)自動(dòng)貼片機(jī)，生產(chǎn)效率高SMT歷史年代代表產(chǎn)品器件元件組裝技術(shù)電子管收音機(jī)電子管帶引線的大型元件札線，配線,手工焊接60年代黑白電視機(jī)晶體管

軸向引線小型化元件半自動(dòng)插裝浸焊接70年代彩色電視機(jī)集成電路整形引線的小型化元件自動(dòng)插裝波峰焊接80年代

錄象機(jī)電子照相機(jī)大規(guī)模集成電路外表貼裝元件SMC外表組裝自動(dòng)貼裝和自動(dòng)焊接電子元器件和組裝技術(shù)的開(kāi)展SMAIntroduceSMT工藝流程SMT的主要組成局部外表組裝元件設(shè)計(jì)-----結(jié)構(gòu)尺寸,端子形式,耐焊接熱等各種元器件的制造技術(shù)包裝-----編帶式,棒式,散裝式組裝工藝組裝材料-----粘接劑,焊料,焊劑,清潔劑等組裝設(shè)計(jì)-----涂敷技術(shù),貼裝技術(shù),焊接技術(shù),清洗技術(shù),檢測(cè)技術(shù)等組裝設(shè)備-----涂敷設(shè)備,貼裝機(jī),焊接機(jī),清洗機(jī),測(cè)試設(shè)備等電路基板-----單(多)層PCB,陶瓷,瓷釉金屬板等組裝設(shè)計(jì)-----電設(shè)計(jì),熱設(shè)計(jì),元器件布局,基板圖形布線設(shè)計(jì)等SMAIntroduceSMT工藝流程表面組裝技術(shù)片式元器件關(guān)鍵技術(shù)——各種SMD的開(kāi)發(fā)與制造技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，端子形狀，尺寸精度，可焊型包裝——盤帶式，棒式，華夫盤，散裝式裝聯(lián)工藝貼裝材料焊錫膏與無(wú)鉛焊料黏接劑/貼片膠助焊劑導(dǎo)電膠貼裝印制板涂布工藝貼裝方式基板材料：有機(jī)玻璃纖維，陶瓷板，合金板電路圖形設(shè)計(jì)：圖形尺寸設(shè)計(jì)，工藝型設(shè)計(jì)錫膏精密印刷工藝貼片膠精密點(diǎn)涂工藝及固化工藝純片式元件貼裝，單面或雙面SMD與通孔元件混裝，單面或雙面貼裝工藝：最優(yōu)化編程焊接工藝波峰焊再流焊：紅外熱風(fēng)式，N2保護(hù)再流焊，汽相焊，激光焊，通孔器件再流焊助焊劑涂布方式：發(fā)泡，噴霧雙波峰，0型波，溫度曲線的設(shè)定設(shè)備：印刷機(jī)，貼片機(jī)，焊接設(shè)備，清洗設(shè)備(在較早的工藝中使用），檢測(cè)設(shè)備，維修設(shè)備清洗技術(shù)：清洗劑，清洗工藝檢測(cè)技術(shù)：焊點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)，在現(xiàn)測(cè)試，功能檢測(cè)防靜電生產(chǎn)管理SMAIntroduceSMT工藝流程通常先作B面再作A面印刷錫高貼裝元件再流焊翻轉(zhuǎn)貼裝元件印刷錫高再流焊翻轉(zhuǎn)清洗雙面再流焊工藝A面布有大型IC器件B面以片式元件為主充分利用PCB空間，實(shí)現(xiàn)安裝面積最小化，工藝控制復(fù)雜，要求嚴(yán)格常用于密集型或超小型電子產(chǎn)品，如手機(jī)SMAIntroduceSMT工藝流程波峰焊插通孔元件清洗混合安裝工藝多用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的組裝印刷錫膏貼裝元件再流焊翻轉(zhuǎn)點(diǎn)貼片膠貼裝元件加熱固化翻轉(zhuǎn)先作A面：再作B面：插通孔元件后再過(guò)波峰焊：SMAIntroduceSMT工藝流程印刷錫高貼裝元件再流焊清洗錫膏——再流焊工藝簡(jiǎn)單，快捷涂敷粘接劑紅外加熱表面安裝元件固化翻轉(zhuǎn)插通孔元件波峰焊清洗貼片——波峰焊工藝價(jià)格低廉，但要求設(shè)備多，難以實(shí)現(xiàn)高密度組裝SMAIntroduceSMT工藝流程一、單面組裝：來(lái)料檢測(cè)=>絲印焊膏〔點(diǎn)貼片膠〕=>貼片=>烘干〔固化〕=>回流焊接=>清洗=>檢測(cè)=>返修

二、雙面組裝；

A：來(lái)料檢測(cè)=>PCB的A面絲印焊膏〔點(diǎn)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(diǎn)貼片膠〕=>貼片=>烘干=>回流焊接〔最好僅對(duì)B面=>清洗=>檢測(cè)=>返修〕

此工藝適用于在PCB兩面均貼裝有PLCC等較大的SMD時(shí)采用。

最根底的工藝制程SMAIntroduceB：來(lái)料檢測(cè)=>PCB的A面絲印焊膏〔點(diǎn)貼片膠〕=>貼片=>烘干〔固化〕=>A面回流焊接=>清洗=>翻板=>PCB的B面點(diǎn)貼片膠=>貼片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>檢測(cè)=>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(shí)，宜采用此工藝。

三、單面混裝工藝：

來(lái)料檢測(cè)=>PCB的A面絲印焊膏〔點(diǎn)貼片膠〕=>貼片=>烘干〔固化〕=>回流焊接=>清洗=>插件=>波峰焊=>清洗=>檢測(cè)=>返修

SMT工藝流程SMAIntroduce四、雙面混裝工藝：

A：來(lái)料檢測(cè)=>PCB的B面點(diǎn)貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>PCB的A面插件=>波峰焊=>清洗=>檢測(cè)=>返修

先貼后插，適用于SMD元件多于別離元件的情況

B：來(lái)料檢測(cè)=>PCB的A面插件〔引腳打彎〕=>翻板=>PCB的B面點(diǎn)貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>檢測(cè)=>返修

先插后貼，適用于別離元件多于SMD元件的情況

C：來(lái)料檢測(cè)=>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(diǎn)貼片膠=>貼片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>檢測(cè)=>返修

A面混裝，B面貼裝。

SMT工藝流程SMAIntroduceD：來(lái)料檢測(cè)=>PCB的B面點(diǎn)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(cè)=>返修

A面混裝，B面貼裝。先貼兩面SMD，回流焊接，后插裝，波峰焊

E：來(lái)料檢測(cè)=>PCB的B面絲印焊膏〔點(diǎn)貼片膠〕=>貼片=>烘干〔固化〕=>回流焊接=>翻板=>PCB的A面絲印焊膏=>貼片=>烘干=>回流焊接1〔可采用局部焊接〕=>插件=>波峰焊2〔如插裝元件少，可使用手工焊接〕=>清洗=>檢測(cè)=>返修

A面貼裝、B面混裝。SMT工藝流程SMAIntroduceSMT工藝流程來(lái)料檢測(cè)：LCR測(cè)量數(shù)值、二/三極管晶體管圖示、電容耐壓和泄露、可焊性、平面度、尺寸、RoHS等等；絲印焊膏：在線SPI(100%)、離線膜厚測(cè)試儀(每2H/2panel前后刮刀各1pcs)點(diǎn)紅膠(涉及時(shí))：在線SPI(100%)、離線膜厚測(cè)試儀(每2H/2panel)貼裝(A/B面)：在線SPI(100%)、目視檢驗(yàn)回流焊接(reflow)：爐溫測(cè)試Profile(使用實(shí)板每次切換機(jī)種前或每日兩次)SMT焊接檢查：目視、AOI、X-Ray、放大鏡插件：目視、AOI波峰焊：爐溫測(cè)試Profile、助焊劑(Flux)比重、焊錫成份監(jiān)測(cè)手焊修正：烙鐵溫度點(diǎn)檢焊接檢驗(yàn)：目視、AOI功能檢驗(yàn)：ICT、FCT功能維修：電烙鐵、熱風(fēng)槍(IC起拔器)、BGA返修臺(tái)、萬(wàn)用表、示波器等等SMAIntroduceScreenPrinterMountReflowAOISMT工藝流程SMAIntroduceSMT工藝流程PCB的外表處理工藝：

1.熱風(fēng)整平(HASLHotAirSolderLevel噴錫熱風(fēng)整平)熱風(fēng)整平又名熱風(fēng)焊料整平，它是在PCB外表涂覆熔融錫鉛焊料并用加熱壓縮空氣整〔吹〕平的工藝，使其形成一層既抗銅氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆層。熱風(fēng)整平時(shí)焊料和銅在結(jié)合處形成銅錫金屬間化合物。保護(hù)銅面的焊料厚度大約有1-2mil。PCB進(jìn)行熱風(fēng)整平時(shí)要浸在熔融的焊料中；風(fēng)刀在焊料凝固之前吹平液態(tài)的焊料；風(fēng)刀能夠?qū)~面上焊料的彎月?tīng)钭钚』妥柚购噶蠘蚪?。熱風(fēng)整平分為垂直式和水平式兩種，一般認(rèn)為水平式較好，主要是水平式熱風(fēng)整平鍍層比較均勻，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。熱風(fēng)整平工藝的一般流程為：微蝕→預(yù)熱→涂覆助焊劑→噴錫→清洗。

2.

有機(jī)涂覆(OSPOrganicSolderabilityPreservatives抗氧化,防氧化,有機(jī)保焊劑)有機(jī)涂覆工藝不同于其他外表處理工藝，它是在銅和空氣間充當(dāng)阻隔層；有機(jī)涂覆工藝簡(jiǎn)單、本錢低廉，這使得它能夠在業(yè)界廣泛使用。早期的有機(jī)涂覆的分子是起防銹作用的咪唑和苯并三唑，最新的分子主要是苯并咪唑，它是化學(xué)鍵合氮功能團(tuán)到PCB上的銅。在后續(xù)的焊接過(guò)程中，如果銅面上只有一層的有機(jī)涂覆層是不行的，必須有很多層。這就是為什么化學(xué)槽中通常需要添加銅液。在涂覆第一層之后，涂覆層吸附銅；接著第二層的有機(jī)涂覆分子與銅結(jié)合，直至二十甚至上百次的有機(jī)涂覆分子集結(jié)在銅面，這樣可以保證進(jìn)行屢次回流焊。試驗(yàn)說(shuō)明：最新的有機(jī)涂覆工藝能夠在屢次無(wú)鉛焊接過(guò)程中保持良好的性能。有機(jī)涂覆工藝的一般流程為：脫脂→微蝕→酸洗→純水清洗→有機(jī)涂覆→清洗，過(guò)程控制相對(duì)其他外表處理工藝較為容易。SMAIntroduceSMT工藝流程PCB的外表處理工藝：SMAIntroduceSMT工藝流程PCB的外表處理工藝：3.化學(xué)鍍鎳/浸金(ENIGElectrolessNickelImmersionGold)化學(xué)鍍鎳/浸金工藝不像有機(jī)涂覆那樣簡(jiǎn)單，化學(xué)鍍鎳/浸金好似給PCB穿上厚厚的盔甲；另外化學(xué)鍍鎳/浸金工藝也不像有機(jī)涂覆作為防銹阻隔層，它能夠在PCB長(zhǎng)期使用過(guò)程中有用并實(shí)現(xiàn)良好的電性能。因此，化學(xué)鍍鎳/浸金是在銅面上包裹一層厚厚的、電性良好的鎳金合金，這可以長(zhǎng)期保護(hù)PCB；另外它也具有其它外表處理工藝所不具備的對(duì)環(huán)境的忍耐性。鍍鎳的原因是由于金和銅間會(huì)相互擴(kuò)散，而鎳層能夠阻止金和銅間的擴(kuò)散；如果沒(méi)有鎳層，金將會(huì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)擴(kuò)散到銅中去?；瘜W(xué)鍍鎳/浸金的另一個(gè)好處是鎳的強(qiáng)度，僅僅5微米厚度的鎳就可以限制高溫下Z方向的膨脹。此外化學(xué)鍍鎳/浸金也可以阻止銅的溶解，這將有益于無(wú)鉛組裝?；瘜W(xué)鍍鎳/浸金工藝的一般流程為：酸性清潔→微蝕→預(yù)浸→活化→化學(xué)鍍鎳→化學(xué)浸金，主要有6個(gè)化學(xué)槽，涉及到近100種化學(xué)品，因此過(guò)程控制比較困難。SMAIntroduceSMT工藝流程4.浸銀(ImmersionSilverAg)浸銀工藝介于有機(jī)涂覆和化學(xué)鍍鎳/浸金之間，工藝比較簡(jiǎn)單、快速；不像化學(xué)鍍鎳/浸金那樣復(fù)雜，也不是給PCB穿上一層厚厚的盔甲，但是它仍然能夠提供好的電性能。銀是金的小兄弟，即使暴露在熱、濕和污染的環(huán)境中，銀仍然能夠保持良好的可焊