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      smt貼片流程

      來(lái)源:港世順電子 發(fā)布時(shí)間:2022年12月21日 點(diǎn)擊量:

      1、概述

      SMT貼片指的是在PCB基礎上進(jìn)行加工的系列工藝流程的簡(jiǎn)稱(chēng)。 PCB(Printed Circuit Board)意為印刷電路板。(原文: SMT貼片指的是在PCB基礎上進(jìn)行加工的系列工藝流程的簡(jiǎn)稱(chēng) PCB(PrintedCircuitBoard) )SMT是 表面組裝技術(shù)(表面貼裝技術(shù))(Surface Mounted Technology的縮寫(xiě)),是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。電子電路表面組裝技術(shù)(Surface Mount Technology,SMT),稱(chēng)為表面貼裝或表面安裝技術(shù)。它是一種將無(wú)引腳或短引線(xiàn)表面組裝元器件(簡(jiǎn)稱(chēng)SMC/SMD,中文稱(chēng)片狀元器件)安裝在 印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上,通過(guò)再流焊或浸焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術(shù)。在通常情況下我們用的電子產(chǎn)品都是由pcb加上各種電容,電阻等 電子元器件按設計的電路圖設計而成的,所以形形色色的電器需要各種不同的smt貼片加工工藝來(lái)加工。SMT基本工藝構成要素: 錫膏印刷--> 零件貼裝--> 回流焊接--> AOI光學(xué)檢測--> 維修--> 分板。有的人可能會(huì )問(wèn)接個(gè)電子元器件為什么要做到這么復雜呢?這其實(shí)是和我們的電子行業(yè)的發(fā)展是有密切的關(guān)系的, 如今,電子產(chǎn)品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無(wú)法縮小。 電子產(chǎn)品功能更完整,所采用的集成電路(IC)已無(wú)穿孔元件,特別是大規模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件。 產(chǎn)品批量化,生產(chǎn)自動(dòng)化,廠(chǎng)方要以低成本高產(chǎn)量,出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強市場(chǎng)競爭力 電子元件的發(fā)展,集成電路(IC)的開(kāi)發(fā),半導體材料的多元應用。 電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流??梢韵胂?在intel,amd等國際cpu,圖象處理器件的生產(chǎn)商的生產(chǎn)工藝精進(jìn)到20幾個(gè)納米的情況下,smt這種 表面組裝技術(shù)和工藝的發(fā)展也是不得以而為之的情況。smt貼片加工的優(yōu)點(diǎn):組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。 可靠性高、抗振能力強。焊點(diǎn)缺陷率低。高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。易于實(shí)現自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率。降低成本達30%~50%。節省材料、能源、設備、人力、時(shí)間等。正是由于smt貼片加工的工藝流程的復雜,所以出現了很多的smt貼片加工的工廠(chǎng),專(zhuān)業(yè)做smt貼片的加工,在深圳,得益于電子行業(yè)的蓬勃發(fā)展,smt貼片加工成就了一個(gè)行業(yè)的繁榮。

      2 流程

      SMT基本工藝構成要素包括:絲?。ɑ螯c(diǎn)膠),貼裝(固化),回流焊接,清洗,檢測,返修

      1、絲?。浩渥饔檬菍⒑父嗷蛸N片膠漏印到 PCB的焊盤(pán)上,為元器件的焊接做準備。所用設備為絲印機(絲網(wǎng)印刷機),位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)的最前端。

      2、點(diǎn)膠:它是將膠水滴到PCB板的固定位置上,其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設備為 點(diǎn)膠機,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)的最前端或檢測設備的后面。

      3、貼裝:其作用是將表面組裝元器件準確安裝到 PCB的固定位置上。所用設備為貼片機,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)中絲印機的后面。

      4、固化:其作用是將貼片膠融化,從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為固化爐,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)中貼片機的后面。

      5、回流焊接:其作用是將焊膏融化,使表面組裝元器件與 PCB板牢固粘接在一起。所用設備為回流焊爐,位于SMT生產(chǎn)線(xiàn)中貼片機的后面。

      6、清洗:其作用是將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設備為清洗機,位置可以不固定,可以在線(xiàn),也可不在線(xiàn)。

      7、檢測:其作用是對組裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測。所用設備有放大鏡、顯微鏡、在線(xiàn)測試儀(ICT)、飛針測試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測(AOI)、X-RAY檢測系統、功能測試儀等。位置根據檢測的需要,可以配置在生產(chǎn)線(xiàn)合適的地方。

      8、返修:其作用是對檢測出現故障的 PCB板進(jìn)行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產(chǎn)線(xiàn)中任意位置。

      3 單雙面貼片工藝

      A:來(lái)料檢測 => PCB的A面絲印焊膏(點(diǎn)貼片膠)=> 貼片 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B面 => 清洗 => 檢測 => 返修)。

      B:來(lái)料檢測 => 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 => 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 => 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 => 返修四、雙面混裝工藝:A:來(lái)料檢測 => 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 => 返修先貼后插,適用于SMD元件多于分離元件的情況B:來(lái)料檢測 => 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 => 返修先插后貼,適用于分離元件多于SMD元件的情況

      C:來(lái)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(diǎn)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(lái)料檢測 => 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 =>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 => 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 => 返修A面貼裝、B面混裝。

      五、雙面組裝工藝

      A:來(lái)料檢測, 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(shí)采。

      B:來(lái)料檢測, 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,返修)此工藝適用于在PCB的A面回流。4、薄膜印刷線(xiàn)路此類(lèi)薄膜線(xiàn)路一般是用銀漿在PET上印刷線(xiàn)路。在此類(lèi)薄膜線(xiàn)路上 粘貼黏貼 電子元器件目前有兩種工藝工法,一種謂之傳統工藝工法即3膠法(紅膠、銀膠、包封膠)或2膠法(銀膠、包封膠),另一種謂之新工藝即1膠法---顧名思義,就是用一種膠即可完成粘貼黏貼電子元器件,而不再用3種膠或2種膠.此新工藝關(guān)鍵是使用一種新型導電膠,完全具有錫膏的導電性能和工藝性能;使用時(shí)完全兼容現行的 SMT刷錫膏作業(yè)法,毋需添加任何設備。5 、SMT中元器件的選取概述表面安裝元器件的選擇和設計是產(chǎn)品總體設計的關(guān)鍵一環(huán),設計者在系統結構和詳細電路設計階段確定元器件的電氣性能和功能,在SMT設計階段應根據設備及工藝的具體情況和總體設計要求確定表面組裝元器件的封裝形式和結構。表面安裝的焊點(diǎn)既是機械連接點(diǎn)又是電氣連接點(diǎn),合理的選擇對提高PCB設計密度、可生產(chǎn)性、可測試性和可靠性都產(chǎn)生決定性的影響。   表面安裝元器件在功能上和插裝元器件沒(méi)有差別,其不同之處在于元器件的封裝。表面安裝的封裝在焊接時(shí)要經(jīng)受奶高的溫度其元器件和基板必須具有匹配的熱膨脹系數。這些因素在產(chǎn)品設計中必須全盤(pán)考慮。   選擇合適的封裝,其優(yōu)點(diǎn)主要是:1).有效節省PCB面積;2).提供更好的電學(xué)性能;3).對元器件的內部起保護作用,免受潮濕等環(huán)境影響;4).提供良好的通信聯(lián)系;5).幫助散熱并為傳送和測試提供方便。表面安裝元器件選取表面安裝元器件分為有源和無(wú)源兩大類(lèi)。按引腳形狀分為鷗翼型和“J”型。下面以此分類(lèi)闡述元器件的選取。無(wú)源器件無(wú)源器件主要包括單片陶瓷電容器、鉭電容器和厚膜電阻器,外形為長(cháng)方形或園柱形。園柱形 無(wú)源器件稱(chēng)為“MELF”,采用再流焊時(shí)易發(fā)生滾動(dòng),需采用特殊焊盤(pán)設計,一般應避免使用。長(cháng)方形無(wú)源器件稱(chēng)為“CHIP”片式元器件,它的體積小、重量輕、抗菌素沖擊性和抗震性好、寄生損耗小,被廣泛應用于各類(lèi)電子產(chǎn)品中。為了獲得良好的可焊性,必須選擇鎳底阻擋層的電鍍。有源器件   表面安裝芯片載體有兩大類(lèi):陶瓷和塑料。   陶瓷芯片封裝的優(yōu)點(diǎn)是:1)氣密性好,對內部結構有良好的保護作用 2)信號路徑較短,寄生參數、噪聲、延時(shí)特性明顯改善 3)降低功耗。缺點(diǎn)是因為無(wú)引腳吸收焊膏溶化時(shí)所產(chǎn)生的應力,封裝和基板之間CTE失配可導致焊接時(shí)焊點(diǎn)開(kāi)裂。最常用的陶瓷餅片載體是無(wú)引線(xiàn)陶瓷習片載體LCCC。   塑料封裝被廣泛應用于軍、民品生產(chǎn)上,具有良好的性?xún)r(jià)比。其封裝形式分為:小外形晶體管SOT;小外形集成電路SOIC;塑封有引線(xiàn)芯片載體PLCC;小外形J封裝;塑料扁平封裝PQFP。   為了有效縮小PCB面積,在器件功能和性能相同的情況下首選引腳數20以下的SOIC,引腳數20-84之間的PLCC,引腳數大于84的PQFP。

      6、減少故障制造過(guò)程、搬運及印刷電路組裝 (PCA) 測試等都會(huì )讓封裝承受很多 機械應力,從而引發(fā)故障。隨著(zhù)格柵陣列封裝變得越來(lái)越大,針對這些步驟應該如何設置安全水平也變得愈加困難。多年來(lái),采用單調彎曲點(diǎn)測試方法是封裝的典型特征,該測試在 IPC/JEDEC-9702 《板面水平互聯(lián)的單調彎曲特性》中有敘述。該測試方法闡述了 印刷電路板水平互聯(lián)在彎曲載荷下的斷裂強度。但是該測試方法無(wú)法確定最大允許張力是多少。對于制造過(guò)程和組裝過(guò)程,特別是對于無(wú)鉛 PCA 而言,其面臨的挑戰之一就是無(wú)法直接測量焊點(diǎn)上的應力。最為廣泛采用的用來(lái)描述互聯(lián)部件風(fēng)險的度量標準是毗鄰該部件的印刷電路板張力,這在 IPC/JEDEC-9704 《印制線(xiàn)路板應變測試指南》中有敘述。若干年前 英特爾公司意識到了這一問(wèn)題并開(kāi)始著(zhù)手開(kāi)發(fā)一種不同的測試策略以再現實(shí)際中出現的最糟糕的彎曲情形。其他公司如惠普公司也意識到了其他測試方法的好處并開(kāi)始考慮與英特爾公司類(lèi)似的想法。隨著(zhù)越來(lái)越多的芯片制造商和客戶(hù)認識到,在制造、搬運與測試過(guò)程中用于最小化機械引致故障的張力限值的確定具有重要價(jià)值,該方法引起了大家越來(lái)越多的興趣。隨著(zhù)無(wú)鉛設備的用途擴大,用戶(hù)的興趣也越來(lái)越大;因為有很多用戶(hù)面臨著(zhù)質(zhì)量問(wèn)題。隨著(zhù)各方興趣的增加,IPC 覺(jué)得有必要幫助其他公司開(kāi)發(fā)各種能夠確保 BGA在制造和測試期間不受損傷的測試方法。這項工作由 IPC 6-10d SMT 附件可靠性測試方法工作小組和 JEDEC JC-14.1 封裝設備可靠性測試方法子委員會(huì )攜手開(kāi)展,該工作已經(jīng)完成。該測試方法規定了以圓形陣列排布的八個(gè)接觸點(diǎn)。在印刷電路板中心位置裝有一 BGA 的 PCA 是這樣安放的:部件面朝下裝到支撐引腳上,且負載施加于 BGA 的背面。根據 IPC/JEDEC-9704 的建議計量器布局將應變計安放在與該部件相鄰的位置。PCA 會(huì )被彎曲到有關(guān)的張力水平,且通過(guò)故障分析可以確定,撓曲到這些張力水平所引致的損傷程度。通過(guò)迭代方法可以確定沒(méi)有產(chǎn)生損傷的張力水平,這就是張力限值。

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