SMT基本工艺的构成要素.docx

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SMT基本工艺的构成要素

SMT基本工艺构成要素

丝印（或点胶）e贴装e（固化）e回流焊接e清洗e检测e返修

丝印：

其作用是将焊膏或贴片胶漏印到pcb的焊盘上，为元器件的焊接做准备。

所用设备为丝印机（丝

网印刷机），位于SMT生产线的最前端。

点胶：

它是将胶水滴到pcb的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到pcb板上。

所用设备为点

胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。

贴装：

其作用是将表面组装元器件准确安装到pcB的固定位置上。

所用设备为贴片机，位于SMT生产线中丝印机的后面。

固化：

其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与pcb板牢固粘接在一起。

所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。

回流焊接：

其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与pcb板牢固粘接在一起。

所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。

清洗：

其作用是将组装好的pcB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。

所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。

检测：

其作用是对组装好的pcB板进行焊接质量和装配质量的检测。

所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。

位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。

返修：

其作用是对检测出现故障的pcB板进行返工。

所用工具为烙铁、返修工作站等。

配置在生产线中任意位置。

SMT基本知识介绍

SMT就是表面组装技术（SurfaceMountedTechnology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

SMT有何特点：

组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般

采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。

可靠性高、抗振能力强。

焊点缺陷率低。

高频特性好。

减少了电磁和射频干扰。

易于实现自动化，提高生产效率。

降低成本达30%~50%。

节

省材料、能源、设备、人力、时间等。

♦为什么要用表面贴装技术（SMT）?

电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小电子产品功能更完整，所采用的集成电路

（IC）已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC,不得不采用表面贴片元件产品批量化，生产自动化，厂方

要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力电子元件的发展，集成电路（IC）的开

发，半导体材料的多元应用电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。

♦为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程?

生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。

除了水清洗外，应用含有氯

氟氢的有机溶剂（CFC&HCFC）作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏。

清洗剂残留在机板上带来腐蚀

现象，严重影响产品质素。

减低清洗工序操作及机器保养成本。

免清洗可减少组板（PCBA）在移动与清洗

过程中造成的伤害。

仍有部分元件不堪清洗。

助焊剂残留量已受控制，能配合产品外观要求使用，避免目

视检查清洁状态的问题。

残留的助焊剂已不断改良其电气性能，以避免成品产生漏电，导致任何伤害。

免

洗流程已通过国际上多项安全测试，证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的.

♦回流焊缺陷分析：

锡珠（SolderBalls）:

原因：

1、丝印孔与焊盘不对位，印刷不精确，使锡膏弄脏

2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。

3、加热不精确，太慢并不均匀。

4、加热速率太快并预热区间太长。

5、锡膏干得太快。

6、助焊剂活性不够。

7、太多颗粒小的锡粉。

8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。

锡球的工艺认可标准是：

当焊盘或印制导线的之间距离为

者在600mm帄方范围内不能出现超过五个锡珠。

锡桥（Bridging）：

一般来说，造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀，包括榨开，锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。

焊盘上太多锡膏，开路（Open）：

原因：

PCB。

3

0.13mm时，锡珠直径不能超过0.13mm,或

锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易

回流温度峰值太高等。

1、锡膏量不够。

2、元件引脚的共面性不够。

3、锡湿不够（不够熔化、流动性不好）,锡膏太稀引起锡流失。

4、引脚吸锡（象灯芯草一样）或附近有连线孔。

引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要,一个解决方法是在焊盘上预先上锡。

引脚吸锡

可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。

也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。

♦SMT有关的技术组成

电子元件、集成电路的设计制造技术电子产品的电路设计技术电路板的制造技术自动贴装设备的设计制造技术电路装配制造工艺技术装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术

♦贴片机：

拱架型（Gantry）:

元件送料器、基板（PCB）是固定的，贴片头（安装多个真空吸料嘴）在送料器与基板之间来回移动,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,然后贴放于基板上。

由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上,所以得名。

对元件位置与方向的调整方法：

1）、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向,这种方法能达到的精度有限,较晚的机型已再不采用。

2）、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。

3）、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。

这种形式由于贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。

现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料（多达上十个）和采用双梁系统来提高速度，即一个梁上的贴片头在取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件，速度几乎比单梁系统快一倍。

但是实际应用中，同时取料的条件较难达到，而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴，换吸料嘴有时间上的延误。

这类机型的优势在于：

系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。

适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。

转塔型（Turret）:

元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板（PCB）放于一个X/Y坐标系统移动的

工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置（与取料位置成180度），在转动过程中经过对元件位置与方向

的调整，将元件贴放于基板上。

对元件位置与方向的调整方法:

1）、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。

2）、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。

一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴（较早机型）至5~6个真

空吸嘴（现在机型）。

由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动（包含位置调整）、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。

目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。

此机型在速度上是优越的，适于大批量生产，但其只能用带状包装的元件，如果是密脚、大型的集成电路（IC）,只有托盘包装，则无法完成，因此还

有赖于其它机型来共同合作。

这种设备结构复杂，造价昂贵，最新机型约在US$50万，是拱架型的三倍以

上。

SMT基本名词解释

SMT基本名词解释

A

Accuracy（精度）：

测量结果与目标值之间的差额。

AdditiveProcess（加成工艺）一种制造PCB导电布线的方法，通过选择性的在板层上沉淀导电材料（铜、锡等）。

Adhesion（附着力）：

类似于分子之间的吸引力。

Aerosol（气溶剂）：

小到足以空气传播的液态或气体粒子。

Angleofattack（迎角）：

丝印刮板面与丝印帄面之间的夹角。

Anisotropicadhesive（各异向性胶）:

一种导电性物质，其粒子只在Z轴方向通过电流。

Annularring（环状圈）：

钻孔周围的导电材料。

Applicationspecificintegratedcircuit（ASIC特殊应用集成电路）：

客户定做得用于专门用途的电路。

Array（列阵）：

一组元素，比如：

锡球点，按行列排列。

Artwork（布线图）：

PCB的导电布线图，用来产生照片原版，可以任何比例制作，但一般为3:

1或4:

1。

Automatedtestequipment（ATE自动测试设备）：

为了评估性能等级，设计用于自动分析功能或静态参数的设备，也用于故障离析。

Automaticopticalinspection（AOI自动光学检查）：

在自动系统上，用相机来检查模型或物体。

B

Ballgridarray（BGA球栅列阵）：

集成电路的包装形式，其输入输出点是在元件底面上按栅格样式排列的锡球。

Blindvia（盲通路孔）：

PCB的外层与内层之间的导电连接，不继续通到板的另一面。

Bondlift-off（焊接升离）：

把焊接引脚从焊盘表面（电路板基底）分开的故障。

Bondingagent粘合剂）：

将单层粘合形成多层板的胶剂。

Bridge（锡桥）：

把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡，引起短路。

Buriedvia（埋入的通路孔）：

PCB的两个或多个内层之间的导电连接（即，从外层看不见的）。

C

CAD/CAMsystem（计算机辅助设计与制造系统）：

计算机辅助设计是使用专门的软件工具来设计印刷电路结构；计算机辅助制造把这种设计转换成实际的产品。

这些系统包括用于数据处理和储存的大规模内存、用于设计创作的输入和把储存的信息转换成图形和报告的输出设备

Capillaryaction（毛细管作用）：

使熔化的焊锡，逆着重力，在相隔很近的固体表面流动的一种自然现象。

Chip

onboard（COB板面芯片）：

一种混合技术，它使用了面朝上胶着的芯片元件，传统上通过飞线专门地连接于电路板基底层。

Circuittester（电路测试机）：

一种在批量生产时测试PCB的方法。

包括：

针床、元件引脚脚印、导向探针、

内部迹线、装载板、空板、和元件测试。

Cladding（覆盖层）：

一个金属箔的薄层粘合在板层上形成PCB导电布线。

Coefficientofthethermalexpansion温度膨胀系数）：

当材料的表面温度增加时，测量到的每度温度材料膨胀百万分率（ppm）

Coldcleaning（冷清洗）：

一种有机溶解过程，液体接触完成焊接后的残渣清除。

Coldsolderjoint（冷焊锡点）：

一种反映湿润作用不够的焊接点，其特征是，由于加热不足或清洗不当，外表灰色、多孔。

Componentdensity（元件密度）：

PCB上的元件数量除以板的面积。

Conductiveepoxy（导电性环氧树脂）：

一种聚合材料，通过加入金属粒子，通常是银，使其通过电流。

Conductiveink（导电墨水）：

在厚胶片材料上使用的胶剂，形成P