SMT贴片工艺Word格式.docx
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回流焊方法介绍:
红外回流焊加热方式及其优缺点:
辐射传导:
热效率高,温度陡度大,易控制温度曲线,双面焊时PCB上下温度易控制。
有阴影效应,温度不均匀、容易造成元件或PCB局部烧坏热风回流焊:
对流传导温度均匀、焊接质量好。
温度梯度不易控制强制热风回流焊:
红外热风混合加热结合红外和热风炉的优点,在产品焊接时,可得到优良的焊接效果强制热风回流焊,根据其生产能力又分为两种:
温区式设备:
适用于大批量生产适合大批量生产PCB板放置在走带上,要顺序经过若干固定温区,温区过少会存在温度跳变现象,不适合高密度组装板的焊接。
而且体积庞大,耗电高。
无温区小型台式设备:
适用于中小批量生产快速研发在一个固定空间内,温度按设定条件随时间变化,操作简便,特别适合BGAQFPPLCC。
可对有缺陷表贴元件(特别是大元件)进行返修不适合大批量生产由于回流焊工艺有"
再流动"
及"
自定位效应"
的特点,使回流焊工艺对贴装精度要求比较宽松,比较容易实现焊接的高度自动化与高速度。
同时也正因为再流动及自定位效应的特点,回流焊工艺对焊盘设计、元器件标准化、元器件端头与印制板质量、焊料质量以及工艺参数的设置有更严格的要求。
清洗是利用物理作用、化学反应去除被清洗物表面的污染物、杂质的过程。
无论是采用溶剂清洗或水清洗,都要经过表面润湿、溶解、乳化作用、皂化作用等,并通过施加不同方式的机械力将污物从表面组装板表面剥离下来,然后漂洗或冲洗干净,最后吹干、烘干或自然干燥。
回流焊作为SMT贴片生产中的关键工序,合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键。
不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷,影响产品质量。
SMT贴片是一项综合的系统工程技术,其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。
SMT贴片设备和SMT贴片工艺对操作现场要求电压要稳定,要防止电磁干扰,要防静电,要有良好的照明和废气排放设施,对操作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求,操作人员也应经过专业技术培训。
波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求
(2012-04-0716:
43:
35)
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标签:
波峰焊
无铅波峰焊
元器件
印制板
杂谈
分类:
技术分享
在波峰焊、无铅波峰焊接工艺中,除了保证良好的操作规范以外,元器件和印制板的基本要求对焊接品质也有不可忽略的作用。
应选择三层端头结构的表面贴装元器件,元器件体和焊端能经受两次以上260℃波峰焊的温度冲击,焊接后元器件体不损坏或变形,片式元件端头无脱帽现象;
如采用短插一次焊工艺,焊接面元件引脚露出印制板表面0.8—3mm;
基板应能经受260℃/50s的耐热性,铜箔抗剥强度好,阻焊膜在高温下仍有足够的粘附力,焊接后阻焊膜不起皱;
印制电路板翘曲度小于0.8—1.0%;
对于贴装元器件采用波峰焊工艺的印制电路板必须按照贴装元器件的特点进行设计,元器件布局和排布方向应遵循较小的元件在前和尽量避免互相遮挡的原则;
目前一般采用Sn63/Pb37棒状共晶焊料,熔点183℃。
使用过程中Sn和Pb的含量分别保持在±
1%以内;
焊料的主要杂质的最大含量控制在以下范围内:
Cu<0.08%,Al<0.005%,Fe<0.02%,Bi<0.1%,Zn<0.002%,Sb<0.01%,As<0.03%,根据设备的使用情况定期(三个月至半年)检测焊料的主要杂质以及Sn和Pb的含量,不符合要求时更换焊锡或采取措施,例如当Sn含量少于标准时,可掺加一些纯Sn。
焊接工艺与PCB设计关系
Flip-Chip:
倒装焊芯片。
片式元件(CHIP):
片式元件主要为片式电阻、片式电容、片式电感等无源元件。
根据引脚的不同,有全端子元件(即元件引线端子覆盖整个元件端)和非全端子元件,一般的普通片式电阻、电容为全端子元件,而像钽电容之类则为非全端子元件。
THT(ThroughHoleTechnology):
通孔插装技术
SMT(SurfaceMountTechnology):
表面安装技术
单面SMT(单面回流焊接技术)
此种工艺较简单。
典型的单面SMT其PCB主要一面全部是表面组装元器件,这里我们可以将单面SMT概念略微放宽一些,即PCB主要一面上可以有少量符合回流焊接温度要求和通孔回流焊接条件的THT元器件,采用通孔回流焊接技术焊接这些THT元器件,另外考虑到节省钢网,也可以允许在另一面有少量SMT元器件采用手工焊接。
加工工艺为:
锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――手工焊接
双面SMT(双面回流焊接技术)
此种工艺较简单,适合双面都是表面贴装元器件的PCB,因此在元器件选型时要求尽量选用表面贴装元器件,以提高加工效率。
如果PCB上无法避免使用小部分THT元器件,可以采用通孔回流焊接技术和手工焊接方法。
采用通孔回流焊接技术,THT元器件要符合回流焊接温度要求和通孔回流焊接条件。
由于此工艺是二次回流焊接,在第二次回流焊接时,底部的元器件是*熔融焊料的表面张力而吸附在PCB板上的。
为防止焊料熔化时过重的元器件下掉或移位,对底面的元器件重量有一定要求,判断依据为:
每平方英寸焊角接触面的承重量应小于等于30克。
如果采用网带式回流焊机焊接,每平方英寸焊角接触面的承重量大于30克的器件,必须接触网带,并使PCB板同网带保持水平。
锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――翻板――锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――手工焊接
单面SMT+THT混装(单面回流焊接,波峰焊接)
此类工艺是一种常用的加工方法,因此在PCB布局时,尽可能将元器件都布于同一面,减少加工环节,提高生产效率。
锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――插件――波峰焊接
双面SMT+THT混装(双面回流焊接,波峰焊接)
此种工艺较为复杂。
此类PCB板底面的SMT元器件需要采用波峰焊接工艺,因此对底面的SMT元器件有一定要求。
BGA等面阵列器件不能放在底面,PLCC、QFP等器件不宜放在底面,细间距引线SOP不宜波峰焊接,元器件托起高度值(Standoff)不能满足印胶要求的片式元件,由于无法印胶固定,也不宜放在底部波峰焊接,SOP器件的布局方向也有要求等。
具体要求请参见“布局”一节。
在设计这种元器件密度较大,底面必须排布元器件并且THT元器件又较多的PCB板时,要求采用此种布局方式,提高加工效率,减少手工焊接工作量。
锡膏涂布――元器件贴装――回流焊接――翻板――印胶――元器件贴装――胶固化――翻板――插件――波峰焊接
元器件布局
元器件布局通则
在设计许可的条件下,元器件的布局尽可能做到同类元器件按相同的方向排列,相同功能的模块集中在一起布置;
相同封装的元器件等距离放置,以便元件贴装、焊接和检测。
PCB板尺寸的考虑
限制PCB板尺寸的关键因素是切板机的加工能力。
选择的加工工艺中涉及到铣刀式切板机时,PCB拼板尺寸:
70mm×
70mm――310mm×
240mm。
选择的加工工艺中涉及到园刀式切板机时,PCB拼板尺寸:
50mm×
50mm(考虑到其它设备的加工能力)――450mm×
290mm。
板厚:
0.8mm――3.2mm。
工艺边
PCB板上至少要有一对边留有足够的传送带位置空间,即工艺边。
PCB板加工时,通常用较长的对边作为工艺边,留给设备的传送带用,在传送带的范围内不能有元器件和引线干涉,否则会影响PCB板的正常传送。
*工艺边的宽度不小于5mm。
如果PCB板的布局无法满足时,可以采用增加辅助边或拼板的方法,参见“拼板”。
*PCB测试阻抗工艺边大于7MM。
*PCB板做成圆弧角,直角的PCB板在传送时容易产生卡板,因此在设计PCB板时,要对板框做圆弧角处理,根据PCB板尺寸的大小确定圆弧角的半径(5mm)。
拼板和加有辅助边的PCB板在辅助边上做圆弧角。
元器件体之间的安全距离
考虑到机器贴装时存在一定的误差,并考虑到便于维修和目视外观检验,相邻两元器件体不能太近,要留有一定的安全距离。
QFP、PLCC
此两种器件的共同特点是四边引线封装,不同的是引线外形有所区别。
QFP是鸥翼形引线,PLCC是J形引线。
由于是四边引线封装,因此,不能采用波峰焊接工艺。
QFP、PLCC器件通常布在PCB板的元件面,若要布在焊接面进行二次回流焊接工艺,其重量必须满足:
每平方英寸焊角接触面的承重量应小于等于30克的要求。
BGA等面阵列器件
BGA等面阵列器件应用越来越多,一般常用的是1.27mm,1.0mm和0.8mm球间距器件。
BGA等面阵列器件布局主要考虑其维修性,由于BGA返修台的热风罩所需空间限制,BGA周围3mm范围内不能有其它元器件。
正常情况下BGA等面阵列器件不允许布置在焊接面,当布局空间限制必须将BGA等面阵列器件布置在焊接面时,其重量必须满足前述要求。
BGA等面阵列器件不能采用波峰焊接工艺。
SOIC器件
小外形封装的器件有多种形式,有SO、SOP、SSOP、TSOP等,其共同特点都是对边引线封装。
此类器件适合回流焊接工艺,布局设计要求与QFP器件相同。
引线间距≥1.27mm(50mil)、器件托起高度(Standoff)≤0.15mm的SOIC器件可以采用波峰焊接工艺,但是要注意SOIC器件与波峰的相对方向。
Standoff大于0.2mm不能过波峰
SOT、DPAK器件
SOT器件适用于回流焊接工艺和波峰焊接工艺,在布局时可以放在元件面和焊接面。
采用波峰焊接工艺时,器件托起高度(Standoff)要≤0.15mm
元器件的插装方法
(2011-11-0214:
13)
安装方法
电子工艺
技能实训
教育
1、卧式插装法
卧式插装法是将元器件水平地紧贴印制电路板插装。
亦称水平安装。
元器件与印制电路板距离可根据具体情况而定,如图1-7所示。
要求元器件数据标记面朝上,方向一致,元器件装接后上表面整齐、美观。
卧式插装法的优点是稳定性好,比较牢固,受振动时不易脱落。
2、立式插装法
立式插接法如图1-8所示。
他的优点是密度大,占用印刷电路板面积小,拆卸方便,电容器、三极管多用此法。
电阻器、电容器、半导体二极管的插装与电路板设计有关。
应视具体要求,分别采用卧式或立式插装法。
3、常用元器件安装方法
(1)半导体三极管、TO集成电路、延时线块等同方向引线元器件安装的方法如图1-9所示。
图1-9(a)为正向安装方法,图1-8(b)为反向安装,图1-9(c)为正向贴板安装,图1-9(d)为反向埋头安装。
一般用正向安装方法。
装配前应判定引脚极性,最好装上规定色标套管,以防错装。
(2)双列直插式集成电路安装
安装方法如图1-10所示。
图1-10(a)为直接安装,图1-10(b)为安装插座后接集成电路的方法。
(3)扁平式封装集成电路安装
安装方法如图1-11所示。
(4)变压器,大电解电容器、磁棒的安装
这些元器件的体积、重量均比半导体管、集成电路大而重,如安装不妥,会影响整机质量。
中频变压器及输入、输出变压器本身带有固定脚,安装时将固定脚插入印刷电路板的孔位,然后锡焊即可。
对于较大电源变压器,就要采用螺钉将其固定,最好在螺钉上加弹簧垫片,以防螺母或螺钉松动。
磁棒安装一般采用塑料支架固定,先将支架插到印刷电路板的支架孔位上,然后从反面将塑料加热熔化,待塑料脚冷却后,再将磁棒插入。
对于较大电解电容器,可用弹性夹固定,如图1-12所示。
元器件在印刷电路板上安装原则一般应先低后高,先轻后重,先一般后特殊。
并应根据产品实际情况,合理安排元器件安装顺序。
除特殊情况外,MOS集成电路一般应最后装焊,并注意插头(座)上采取短路保护措施。
导线,线扎,电缆安装
1、绝缘套管的使用
(1)绝缘套管的使用目的
使用绝缘套管的目的是:
①增加电气绝缘性能;
②增加导线或元器件的机械强度;
③保护耐热性差的导线;
④色别表示,便于检查维修;
⑤作为扎线材料,将多根导线束为一个整体,使之整齐美观,减少占用空间,提高产品稳定性和可靠性。
常用的套管有聚氯乙烯套管、黄蜡套管、硅黄蜡玻璃纤维套管及热收缩套管等。
(2)绝缘套管的使用方法
①元件引线和导线加套管。
元件引线基本上是裸线,很易造成短路。
加套管一是可防短路,二是色标表示。
导线加套管一般是为了起绝缘作用,可用较长的套管把导线套起来;
如是为了把导线集中成束,可用较短的套管把导线套起来。
②元件加套管。
有的元件较小,用绝缘套管把元件及其引线一起套起来,这对表面是金属的元件能起到很好的绝缘作用。
③端子上加套管。
在端子上加套管,如是为了起绝缘作用,可隔一层端子加一层套管;
如是为了加强机械强度,可将所有的端子都加套管。
2、扎线
扎线是把导线整齐的捆绑起来的过程,其成品称为线扎。
其目的一是为了防止连接导线的杂乱无章,使之美观大方,减少占用空间;
二是为了提高产品的稳定性和可靠性。
在扎线过程中,首先确定要扎绝缘导线和电缆根数,以免漏扎。
扎线在以前常用蜡线或尼龙捆绑。
在扎线时要注意以下问题:
(1)同一方向走线要绑扎成线扎,线扎内的导线应清洁、平整、整齐。
(2)线扎内电源、高压、高频、大电流导线应按设计要求处理,信号线与电源线“输入”和“输出”应尽量分别绑扎,以减少对信号的干扰。
(3)载流导线在成束绑扎时应尽可能使电流传输方向往返成对,以减少线扎本身的磁场。
3、导线和套管色标的规定
(1)色标的规定
在电子、电气产品中有很多导线和元器件,为便于检查与维修,对导线和绝缘套管依电路选择颜色是非常必要的。
规定如下:
①交流三相电路。
第一相:
黄色,第二相:
绿色,第三相:
红色,零线或中性线:
淡蓝色;
安全用的接地线:
黄和绿双色线。
②直流电路。
正极:
棕色,负极:
蓝色,接地中线:
淡蓝色。
③半导体三极管。
集电极(c):
红色,基极(b):
黄色,发射极(e):
蓝色。
④半导体二极管。
阳极:
蓝色,阴极:
红色。
⑤晶闸管。
红色,控制极:
黄色。
⑥双向晶闸管。
控制极:
黄色,主电极:
白色。
⑦半导体双基极管。
发射极(e)白色,第一基极(b):
绿色,第二基极(b):
⑧场效应晶体管。
源极(S):
白色,栅极(G):
绿色,漏极(D):
⑨有极性电容器。
正端:
蓝色,负端:
⑩光电耦合器件。
输入端阳极:
红色,输出端(e):
黄色,(c):
⑩电子管。
控制栅:
绿色,灯丝(交流):
(2)导线、绝缘套管的代用色
红、蓝、白、黄、绿色的代用色依次是粉红、天蓝、灰、橙、紫色。
具体标色时,在一根导线上如遇有两种或两种以上可标色,应视该电路的特定情况依电路中需要表示的含义确定色标。
另外,依导线及绝缘套管标志电路时,应附合国标GB2681的规定;
指示灯和按钮的颜色查阅国标GB2682的规定。
4、导线、线扎、电缆的安装注意事项
导线、线扎、电缆的布线方式及安装质量,直接影响电子、电气产品的特性和可靠性。
在布线和安装时注意事项如下:
(1)线扎、电缆的敷设走向合理,便于零件、部件、整件和整机(系统)的装配、检查、调整和维修。
(2)导线布线方式直接影响产品性能和可靠性,应注意以下几点:
①以最短距离布线,以减小线路损耗并降低分布参数影响,这是消除交流声、噪声的重要手段。
同时连线要宽松,以免拉动导线时把力加在导线端头,使之脱落,这也是为了便于组装、调整、维修时检查、移动导线。
②沿线路板地线附近走线,以减小噪声干扰,同时便于导线的固定。
③交流电源线和信号线不要平行走线,以免交流电源交流声通过导线间静电电容进入信号电路。
④接地点尽可能集中在一起,以保持它们的同电位。
⑤连线时不要形成环路,以免产生感应电流。
(3)导线、线扎、电缆一般不应与印刷电路板组装件的元器件及零、部、整件相接触,如遇无法避免的特殊情况,应采取防护措施。
(4)对产品的关键接点允许采用双线双点连接,以保证可靠性要求。
(5)导线、线扎、电缆在安装中应避免与零部件的棱角、锐边相接触。
当穿过底板、外壳或屏蔽罩孔时,应采取适当措施加以保护,如加套橡胶绝缘套管等。
(6)对带有屏蔽的线扎、电缆应在有可能造成短路部位采取绝缘措施。
(7)线扎、电缆应可靠地固定在相邻结构上,固定的金属卡箍应加绝缘套管或加绝缘衬垫。
(8)线扎、电缆需弯曲时,其内弯曲半径不得小于线扎、电缆直径的2倍,高频电缆内弯曲半径不得小于直径5倍。
在电连接器尾罩处弯曲时,其内弯曲半径一般不得小于线扎、电缆直径的5倍。
(9)高频导线及电缆的敷设路径应尽可能短。
载高频电流的无屏蔽导线相交时应尽量成900角。
必须平行敷设时应采取必要屏蔽措施。
(10)导线线扎、电缆靠近高温热源时,应采用耐高温导线和电缆,并采取必要隔热措施.
(11)含硫的橡胶导线安装时应避开银制零件和镀银件,以免使银遭腐蚀。
(12)在安装接地搭接线时,应将搭接表面打磨出金属光泽,其打磨范围应为搭接片直径的1.2~1.5倍。
安装后按要求测量接触电阻,经检验合格后,对打磨区域进行防护性处理。
元器件引线及导线端头焊前加工
40:
42)
高职
电子信息
1、元器件引线浸锡(搪锡)
由于元器件长期存放,元器件的引线因表面附有灰尘、杂质与氧化层使可焊性变差。
为保证焊接质量,必须在装前对引脚进行浸锡处理,这一工艺过程亦称为搪锡。
在给元器件引线浸锡前必须去掉引线上的杂质。
手工方法是:
用小刀或锋利工具,沿引线方向,距离引线根部2~4mm处向外刮,边刮边转引线,直到将杂质和氧化物刮尽为止。
也可用纱布擦试。
在刮线时注意,不能把原有镀层刮掉,也不要用力过猛,以防伤及引线。
刮尽后的引线应及时的沾上助焊剂,放入锡锅或用电烙铁上锡。
半导体器件上锡时,可用镊子夹住引线,以利散热,避免损坏。
2、绝缘导线端头加工
绝缘导线接入电路组件前必须进行加工处理,以保证引线接入电路后装接可靠,导电良好且能经受一定拉力而不致产生断头。
导线端头加工应按以下步骤进行:
①按所需长度截断导线;
②按导线连接方式(搭焊、钩焊、绕焊连接)决定剥头长度并剥头;
③多股导线捻头处理;
④上锡
焊接工艺
(2011-11-0208:
52:
49)
装接电路的主要工作是在电路板上焊接电子元器件,焊接质量的好坏直接影响着电路的性能,因此,掌握焊接工艺对于保证焊接质量,具有重要意义。
1、对焊点的基本要求
(1)焊点要有足够的机械强度;
(2)焊接可靠,具有良好的导电性;
(3)焊点表面要光滑、清洁。
2、焊前准备
(1)工具。
视被焊器件的大小,准备好电烙铁以及镊子、剪刀、斜口钳、尖嘴钳、焊料、焊剂等。
(2)元器件引线的处理。
焊前要将被焊元器件引线刮净,最好先挂锡再焊。
对被焊物表面的氧化物、锈斑、油污、灰尘、杂质等一定要清理干净。
用小刀或锋利工具,沿引线方向,距根部2~4mm处向外刮,边刮边转动引线,将杂质和氧化物刮净为止。
也可用纱布擦拭去氧化物。
在刮线时要注意,不能把原有镀层刮掉,不能用力过猛,以防伤及引线。
(3)绝缘导线端头加工
绝缘导线在接入电路组件前必须进行加工处理,以保证引线接入电路后装接可靠,导电良好且能经受一定的拉力而不致产生断头。
导线端头加工步骤:
②按导线连接方式(搭焊、钩焊、绕焊连接)决定剥头长度并剥头
③多股导线捻头处理,然后上锡。
3、焊接要领
(1)扶稳不晃,上锡适量。
焊接时,被焊物必须扶牢,特别是在焊锡凝固过程中不能晃动被焊元器件,否则容易产生虚焊。
烙铁沾锡多少要根据焊点的大小来决定,最好所沾锡量能包住被焊物。
(2)掌握好焊接温度和时间。
一般焊接时让烙铁头的温度高于焊锡熔点,烙铁头的温度与焊点接触时间以使焊点锡光亮、圆滑为宜。
4、焊接顺序
元器件装焊顺序依次为:
电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管,其它元器件为先小后大。
5、对元器件焊接要求
(1)电阻器焊接
按图将电阻器准确装入规定位置。
要求标记向上,字向一致。
装完同一种规格后再装另一种规格,尽量
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