《SMT基础培训》PPT课件.ppt

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1、SMT 简 介,制作：蒋生贵2018/05/18,什么是SMT?,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与THT对比,Surface mount,Through-hole,SMT的特点,1、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%。2、可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。3、高频特性好。减少了电磁和射频干扰。4、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

2、备、人力、时间等。,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,SMT生产环境的要求,1.SMT车间的温度:20度-28度,预警值:22度-26度2.SMT车间的湿度:70%,预警值:45%-60%3.防尘4.防静电,SMT工艺流程,Screen Printer,Mount,AOI,Reflow,SMT线体,组成SMT生产线的必备设备：1.印刷机 2.贴片机 3.回流焊其他辅助设备：上板机，全自动激光打码机，SPI，挑板机，接驳台，AOI，收板机等,S

3、MT生产流程图,SMT生产流程图,印刷,印刷，作为SMT的源头至关重要，直接关系到了生产效率和品质的达成,印刷岗位,工作職責1.錫膏的使用和回收。2.鋼網的清洗及管理。3.锡膏，钢网使用记录4.PCB板装框。使用工具1.鋼網清洗机2.錫膏攪拌机3.冰箱4.X_RAY測試儀5.錫膏厚度測試儀,印刷岗位,使用工具1.鋼網、鋼網擦拭紙2.錫膏3.錫膏攪拌刀4.靜電手套、靜電手環5.清洗溶劑6.记录表单,一般其外框是铸铝框架,中心是金属模板,框架与模板之间依靠丝网相连接,呈”刚柔-刚”目前我们对新来钢网的检验项目钢网的张力:使用张力计测量钢网四个角和中心五个位置,张力应大于30N/CM.钢网的外观检查

4、:框架,模板,窗口,MARK等项目.钢网的实际印刷效果的检查.,钢网(STENCILS),钢网制作,鋼版的製造方法有:化學蝕刻法鐳射加工法錫膏鋼版：用於PCB之焊點上印上錫膏張力是為了固定鋼版，不讓它有位移。張力35牛頓,1.刮刀按制作形状可分为菱形和拖尾巴两种;从制作材料上可分为橡胶(聚胺酯)和金属刮刀两类.2.目前我们使用的全部是金属刮刀,金属刮刀具有以下优点:从较大,较深的窗口到超细间距的印刷均具有优异的一致性;刮刀寿命长,无需修正;印刷时没有焊料的凹陷和高低起伏现象,大大减少不良.3.目前我们使用有三种长度的刮刀:300MM,350MM,400MM.在使用过程中应该按照PCB板的长度选

5、择合适的刮刀.刮刀的两边挡板不能调的太低,容易损坏模板.4.刮刀用完后要进行清洁和检查,在使用前也要对刮刀进行检查.,刮刀（Stencil）,1.刮刀的速度刮刀的速度和锡膏的黏度有很大的关系,刮刀的速度越慢,锡膏的黏度越大;同样,刮刀的速度越快,锡膏的黏度就越小.调节这个参数要参照锡膏的成分和PCB元件的密度以及最小元件尺寸等相关参数.2.刮刀的压力 刮刀的压力对印刷影响很大,压力太大会导致锡膏印的很薄.目前我们一般都设定在8KG左右.理想的刮刀速度与压力应该是正好把锡膏从钢板表面刮干净,刮刀的速度与压力也存在一定的转换关系,即降低刮刀速度等于提高刮刀的压力,提高了刮刀速度等于降低刮刀的压力.

6、3.刮刀的宽度如果刮刀相对于PCB过宽,那么就需要更大的压力,更多的锡膏参与其工作,因而会造成锡膏的浪费.一般刮刀的宽度为PCB长度(印刷方向)加上50MM左右为最佳,并要保证刮刀头落在金属模板上.,刮刀的技术参数,錫膏,錫粉合金,助焊劑,Sn62:Pb36:Ag2,Sn63:Pb37,依照產品特性來決定,選擇,其它添加劑,流變劑,增稠劑,活性劑,溶劑,松香,锡膏的成份,助焊劑的作用是使焊劑可鋼版印刷。除去焊劑的焊料粉與印刷電路板的焊盤、及元件電極等各表面之氧化物，清潔表面以幫助接合。,助焊剂的用途,代表性锡膏焊料的成份,锡膏管控要求,1.锡膏必须在常温（22-28度，湿度40-66%)回温4

7、小时才可领用，超过24小时未领用必须放回冰箱。2.锡膏必须使用专用搅拌机搅拌3分钟，时间太久太稀印刷坍塌造成连锡，太少不能搅拌均匀，3.锡膏保存条件为：0-10度，自生产日期为6个月4.锡膏添加到钢网上使用期限为12小时，开盖未使用期限为48小时。5.管理使用遵循FIFO(先进先出）的原则,相关文件,相关表单,印刷判定标准,总则：印刷在焊盘上的焊膏量允许有一定的偏差，但焊膏覆盖在每个焊盘上的面积应大于焊盘面积的75%。,贴片岗位,贴片机工作原理,常见贴片机：松下，索尼，西蒙子，雅马哈，三星，富士，JUKI等,高速機：0.0850.15sec/piece（42352-24000）泛用機：0.32

8、.5sec/piece（12000-1440）贴片零件分類原則：高速機：R、L、C泛用機：QFP、BGA、CONN,USB，等供給形式有帶狀(tape)、管狀(tube)、盤狀(tray)、黏紙帶狀(adhesive),操作员岗位,工作職責1.依照站位表上料，保证不装错料。2.工單上下線材料的清點3.機器拋料，换料的記錄4.日產機器的衛生清潔5.每日效率的达成使用工具1.SMT元件 2.Feeder(送料器）3.料位表（上料表）4.靜電手套、靜電手環5.接料帶 6.剪刀7.各类表单,相关文件,相关表单,一、常用電子元件簡介,CHIP元件尺寸,英制規格 長(mm)寬(mm)厚(mm)公制規格 0

9、603 1.60 0.80 0.45 16080805 2.00 1.25 0.80 20121206 3.20 1.60 0.80 32160402 1.00 0.50 0.25 10050201 0.60 0.30*0603,例如：0402指长度为40mil,宽度为20mil,(mil为毫英寸，1mil=0.0254mm)0402即为：1mm*0.5mm,常用电子元件的单位及换算,1、电阻单位：基本单位：欧姆（ohm）常用单位：千欧K 兆欧M 换算关系：1M=1000K=1000,000,2、F电容单位：基本单位：法拉（F）常用单位：皮法 pF 纳法 nF 微法 F 毫法 mF 换算关系：

10、1F=1000mF=1000,000F=1000,000,000nF=1000,000,000,000pF,3、H电感单位：基本单位：亨利（H）常用单位：纳亨nH 微亨 H 毫亨 mH 换算关系：1H=1000mH=1000,000H=1000,000,000nH,元件的标准误差代码表,电 阻,电 容,标印值,电阻值,标印值,电阻值,2R2,5R6,102,682,333,104,564,2.2,5.6,1K,6800,33K,100K,560K,0R5,010,110,471,332,223,513,0.5PF,1PF,11PF,470PF,3300PF,22000PF,51000PF,贴片

11、式电阻、电容识别标记,1.SOP Small Outline Package 2.PLCC Plastic Leaded Chip Carrier 3.BGA Ball Grid Array 4.SOj Small Outline J-lead package 5.QFP Quad Flat Package 6.SOT Small Outline Transistor,常見的IC封裝方式有以下六種:,BGA：(Ball Grid Array Package)球栅阵列封装 BGA(Ball Grid Array)球栅阵列：零件表面无脚，其 脚成球状矩阵排列于零件底部，BGA类元件的极性标示一般是

12、通过本体上的小圆点与焊盘端上的标记相一致。,QFP(Quad Flat Package)四边有脚，元件脚向外伸展SOP(Small Outline Package)两边有脚，向外伸展,SOT(Small Outline Transistor)小外形封装晶体管SOJ(Small Outline J-lead Package)两边有脚，向内弯曲。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)四边有脚，向内弯曲。,回流焊（REFLOW）,目的:使錫膏融化，將SMD件固定在PCB之上 流程:置件後首先進入錫爐的溫升區，接著進 預熱區，實加熱區，最後是冷卻區。製程全部時間大約為四至五

13、分鐘。,這個龐然大物即為回焊爐,迴流焊的目的使表面電子元器件與PCB正確可靠的焊接在一起。工 藝 原 理 當焊料,元件與PCB的溫度達到焊料熔點溫度以上時，焊料熔化以填充元件與PCB間的間隙然後隨著冷卻，焊料凝固,形成焊點.工 藝 流 程 因錫膏的特性回流過程分為四個區間段,1.預熱區:將焊錫膏,PCB以及元器件的溫度從室溫提升到預定的預熱溫度;預熱溫度一定低于焊料的熔點的溫度.此過程有一個重要的管控 參數“升溫斜率”温度上升必需慢(大约每秒3C)，以限制沸腾 和飞溅，防止形成小锡珠,另一些元件对内部应力比较敏感如果 元件外部温度上升太快，会造成断裂。2.預焊區讓焊錫膏中的助焊劑有充足的時間來

14、清潔焊點，去除焊點表面 的氧化膜.3.焊接區在焊接區焊料熔化並達到PCB與元器件腳良好的焊接在一起的 目的.在焊接區溫度開始迅速上升,因元器件會有不同的速率 吸熱故會產生溫差,所以要控制好溫度消除這一溫差.若加熱 溫度不足則由於無法確保充足的熔融焊錫與 Pad 的接觸時間，很難獲得良好的焊接品質，同時由於熔融焊錫內部的助焊劑成 份和氣體無法被排出，因而發生空焊(Open)與冷焊(Cold soldering)。溫度太高或183以上時間拉太長，則該熔解的焊 錫將被再氧化而導致焊接強度減弱元件被烤壞等缺陷產生。,4.冷卻區焊接部位的冷卻不可緩慢，否則因元件與基板 熱容量有別，將引起溫度分布不均，焊

15、錫凝固時間的差異將導致元件位置 挪移，熱膨脹率的差異也將使基板彎曲，進而有局部應力集 中，使該部位的接合度的減低。冷卻速度太慢，也會引起焊錫組織 之粗大化，因而導致接合溫度的減低。總之回流溫度曲線建立的原則是焊接區以前上升速率要盡可能的小，進入焊接區後半段後，升溫速率要迅速提高，焊接區最高溫度的時間控制要短，使PCB,及元器件少受熱沖擊.,AOI 检 测,目的:檢查PCBA过回焊炉后是否有缺陷 流程:PCBA進入AOI後有數台CCD對其做零件 辨識、缺件或極性錯誤等。,人工目检是最方便、实用、适应性最强的一种。因为从原理上说，设计好的电路板，只要其上的元件类型、位置、极性全部正确，并且焊接良好

16、的话，其性能就应该符合设计要求。但是由于SMT工艺的提高，及各种电路板结构尺寸的需要，使电路板的组装向着小元件、高密度、细间距方向发展。受自身生理因素的限制，人工目检对这种电路板已很难进行准确、可靠、重复性高的检测了。由于ICT需要针对不同的电路板制作不同的模板，制作和调试的周期 较长，故只适用于大批量生产。功能测试需要专门的设备及专门设计的测试流程,故对绝大多数电路板生产线并不适用。,传统目检的缺陷,编程简单 AOI通常是把贴片机编程完成后自动生成的TXT辅助文本文件转换成所需格式的文件，从中AOI获取位置号、元件系列号、X坐标、Y坐标、元件旋转方向这5个参数，然后系统会自动产生电路的布局图

17、，确定各元件的位置参数及所需检测的参数。完成后，再根据工艺要求对各元件的检测参数进行微调。操作容易 由于AOI基本上都采用了高度智能的软件，所以并不需要操作人员具有丰富的专业知识即可进行操作。故障覆盖率高 由于采用了高精密的光学仪器和高智能的测试软件，通常的AOI设备可检测多种生产缺陷，故障覆盖率可达到80%。减少生产成本 由于AOI可放置在回流炉前对PCB进行检测，可及时发现由各种原因引起的缺陷，而不必等到PCB过了回流炉后才进行检测，这就大大降低了生产成本。,AOI的优点,工作職責1.將PCBA上的不良問題點找出來。2.不良品數量的報表統計3.其它參考檢查包裝工位工作職掌使用工具1.竹簽2

18、.靜電手套、靜電手環3.放大鏡.4.不良品標簽5.標識卡,相關文件,相關表单,炉后不良判定标准,静电防护,这是静电放电（ESD）在作怪！,前言,静电的产生,干燥环境更易积累静电电荷,静电的危害,通信产品故障软件故障30多硬件故障中器件失效30%多、外应力（环境温湿、灰尘腐蚀、雷电、机械应力、包装等）导致产品故障约30器件失效中EOS/ESD失效率占3040%，而高静电敏感的器件EOS/ESD失效率高达60%左右。,静电造成的危害举例：,1、日本曾对不合格的电子产品进行过解剖分析，发现45%的不合格器件是由静电放电造成的。美国也在上世纪八十年代初作过统计，它的电子工业每年由于静电造成的损失高达1

19、00亿美元。英国经过数年调查了解到，该国上世纪七、八年年代的电子产品，每年因静电造成的损失约为20亿英磅。2、航天部门北京某所实验在1992年初组装调试我国“资源卫星”上使用的一种仪器时，因人体静电放电导致2只价值6000美元的进口并遭禁运的CCD器件（一种MOS器件）失效，几乎影响卫星的发射进度。,3、航天部门北京某厂在生产一种“长征三号火箭”用仪器时，因进口MOS门电路CT30，用不防静电的塑料包装封装，短短不到两年时间因静电导致器件失效损失达30万人民币以上。4、西欧一家著名的电视机制造厂在七十年代每日生产1000部电视机。在生产制造方面，生产总故障率中60%是静电引起的，每年要付出近千万美元的赔偿保证金。1979年由一家日本公司接收以后，采取高标准的品质管理和防静电摸施，每日生产2000部电视机只有总的累积故障率中的2%是静电引起的。,静电造成的危害举例：,SMT如何做好静电防护,1.人员规范（静电衣，帽，鞋，手套，风淋室，静电环）2.防静电工作台（静电布，接静电线）3.防静电包装、存储、转运4.生产环境（温度：2030；相对湿度(RH)：30%75%）,