1-1-先进电子制造技术表面组装技术(SMT)介绍(下)
1-1-先进电子制造技术表面组装技术(SMT)介绍(下)
• 焊膏印刷是保证SMT质量的关键工序。目前一般都采用模 板印刷。
• 据资料统计，在PCB设计正确、元器件和印制板质量有保 证的前提下，表面组装质量问题中有70%的质量问题出在 印刷工艺。
提高印刷质量的措施
• (1)加工合格的模板 • (2)选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏 • (3)印刷工艺控制
•
两个端头的Chip元件自定位效应的作用比较大，贴装时元
件宽度方向有3/4以上搭接在焊盘上,长度方向两个端头只要搭 接到相应的焊盘上并接触焊膏图形，再流焊时就能够自定位，
但如果其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有接触焊膏图形，
再流焊时就会产生移位或吊桥；
正确
不正确
BGA贴装要求
• BGA的焊球与相对应的焊盘一一对齐； • 焊球的中心与焊盘中心的最大偏移量小于1/2焊球直径。
• 常用焊膏的金属成分、熔点范围、性质和用途
合金成份
Sn63\Pb37
Sn60\Pb40 Sn62\Pb36\ Ag2 Sn10\Pb88\ Ag2
熔化温度℃ 固相线 液相线
性质与用途
共晶中温焊料，适用于普通表面组装组件，不
183
183 适用于含Ag、Ag/Pa材料电极的元器件
183
188 近共晶中温焊料，易制造，用途同上
• 积层式多层板（BUM）。它是一种具有埋孔和盲孔，孔径 ≤Φ0.10mm、孔环宽≤0.25mm，导线宽度和间距为0.1mm或更小的积 层式薄型高密度互连的多层板。当前世界先进水平达30~50层。
• 挠性板的应用不断增加
• 陶瓷基板在MCM和系统级封装（SIP）中被广泛应用。
• 随着电子产品向短、小、轻、薄和多功能方向发展，PCB的尺寸不 断缩小、厚度越来越薄、层数不断增加、布线密度越来越高，使 PCB制造难度也与日俱增。
表面组装技术SMT基本常识简介
基础知识SMT基础知识SMT(Surface Mounted Technology)是目前电子组装行业最流行的技术和工艺。
SMT有什么特点:电子产品组装密度高，体积小，重量轻。
贴片元器件的体积和重量只有传统插件的1/10左右。
一般采用SMT 后，电子产品体积会缩小40%~60%，重量会减轻60%~80%。
可靠性高，抗振能力强。
焊点不良率低。
良好的高频特性。
减少了电磁和射频干扰。
易于实现自动化，提高生产效率。
成本降低30%-50%。
节省材料、能源、设备、人力、时间等。
为什么要用SMT:电子产品追求小型化。
过去用的打孔插件，并不能减少电子产品的功能，让电子产品更齐全。
所用的集成电路(IC)没有冲压元件，特别是大规模、高集成度的IC，不得不采用表面贴装元件，进行批量生产和自动化。
制造商应以低成本和高产量生产高质量的产品，以满足客户需求，并加强开发具有市场竞争力的电子元件。
随着集成电路(IC)的发展和半导体材料的多种应用，电子技术革命势在必行，追逐SMT工艺流程的国际潮流——双面组装工艺A:来料检验、PCB的A面丝印焊膏(点胶)、烘干(固化)、A面回流焊、清洗、翻板、PCB的B面丝印焊膏(点胶)、烘干和回流焊(B:来料检验、PCB的A面丝印焊膏(点胶)、烘烤(固化适用于PCB板A面回流焊和B面波峰焊。
在组装在PCB B侧的SMD 中，当只有SOT或SOIC(28)引脚在下方时，应采用这种工艺。
助焊剂产品的基本知识。
表面贴装用助焊剂的要求:残留在基板上的助焊剂残渣具有一定的化学活性，热稳定性好，润湿性好，能促进焊料的膨胀，对基板无腐蚀性，可清洗性好的氯含量在0.2%(W/W)以下。
二。
通量的作用。
焊接过程:预热/开始熔化焊料/形成焊料合金/形成焊点/固化焊料。
作用:辅助传热/去除氧化物/减少表面力/防止再氧化。
描述:溶剂蒸发/被加热，助焊剂覆盖基板和焊料。
表面，使传热均匀/释放活化剂与基板表面的离子氧化物反应，去除氧化膜/使熔融焊料的表面力变小，润湿良好/覆盖高温焊料表面，控制氧化提高焊点质量。
SMT技术讲解课件
焊膏印刷
模板制作
根据PCB板和元器件的要求， 制作适合的模板。
焊膏选择
根据工艺要求选择适当的焊膏型 号和品牌。
印刷过程
将模板放置到PCB板上，将焊膏印 刷到模板上，然后将模板取下。
贴片工艺
贴片设备
使用贴片机将元器件按照预设的位置和角度放置到PCB板上。
质量检查
通过X光检查贴片质量，确保没有贴偏、少件、多件等现象。
遗漏。
检测元件质量
对所有元件进行严格的质量检 测，包括元件的尺寸、外观、 电性能等，确保元件质量符合
要求。
检测贴装质量
检测贴装精度、空焊、偏位等 ，确保贴装质量符合要求。
检测工具与设备
显微镜
01
用显微镜检查元件贴装是否正确，查看元件脚是否有空焊、偏
位等现象。
X-ray检测设备
02
用X-ray检测设备查看焊接质量，查看焊接缺陷是否符合标准
安全性设计
设计原则
设计要素
遵循国际和国内的相关标准和规范， 确保SMT技术的安全性设计符合相关 要求。
考虑电路保护、过载保护、短路保护 、接地保护等各个方面的保护措施， 确保SMT技术的应用和使用安全。
设计流程
从系统到器件再到组件，进行全面的 安全设计和测试，确保每个环节的安 全性。
安全使用注意事项
无铅工艺与smt技术要求
无铅工艺的背景
由于铅对人体和环境有害，因此电子行业正在逐步淘汰使用 铅材料，推行无铅工艺。
无铅工艺对SMT技术要求
无铅工艺要求使用无铅焊料、无铅助焊剂等替代传统铅材料 ，同时也需要优化工艺流程和设备，提高焊接质量和可靠性 。对于SMT技术来说，需要调整工艺参数和原材料，适应无 铅工艺的要求。
SMT是什么意思
SMT是什么意思?smt就是Suｒfａce Mｏunt Ｔechnｏlｏgy 表面贴装技术:一种现代的电路板组装技术，它实现了电子产品组装的小型化、高可靠性、高密度、低成本和生产自动化。
目前，先进的电子产品特别是在计算机及通讯类电子产品组装中，已普遍采用表面贴装技术。
本网站主要介绍有关表面贴装技术的基础知识，生产设备，工艺流程,行业质量标准,探讨常见工艺质量问题,发布技术发展新动态及最新的技术文章，同时也介绍电子制造业的其它技术。
下面是详细解析：1.SＭTﻫSMT是Surｆaｃe Moｕnt Technolｏｇy的英文缩写,中文意思是表面贴装技术。
SMT是新一代电子组ﻫ装技术，也是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
它将传统的电子元器件压缩成为体积只ﻫ有几十分之一的器件。
ﻫ2.SMＴ历史ﻫ表面贴装不是一个新的概念,它源于较早的工艺,如平装和混合安装。
电子线路的装配，最初采用点对点的布线方法,而且根本没有基片。
第一个半导体器件的封装采ﻫ用放射形的引脚，将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通孔中。
50年代,平装的表面安ﻫ装元件应用于高可靠的军方,60年代,混合技术被广泛的应用,70年代,无源元件被广泛使用,近十年有源元件被广泛使用。
ﻫ３.ＳMT特点ﻫ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％。
SMT产品可靠性高、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。
ﻫ且易于实现自动化,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。
ﻫ４.SＭT优势ﻫ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;ﻫ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、高集成I Ｃ,不得不ﻫ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;电子科技革命势在必行：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等,都使追逐国际潮流的ＳMＴ工艺尽显优势。
SMT简介
一、SMT定義,特點,作用.
二、SMT工藝流程.
吸板機 Board stack
清潔 Clean
OK
印錫膏 Solder printer
3
泛用取置機
Multi-function chip mounter
迴焊爐 Reflow
NG
目檢
OK
高速取置機
Inspect
High speed chip mounter
7.刮刀(squeegee)
1 定義:在印刷中,迫使丝网印版紧靠PCB板，并使錫膏透 过 丝网印版的开孔转移到PCB板上，同时刮除印版上多余焊 膏或胶水的装置。
2 刮刀角度:刮刀的切线方向与PCB板水平面或与压印辊接 触点的切线之间的夹角，在刮刀定位后非受力或非运动的 状态下测得。
3 刮区 :刮刀在印版上刮墨运行的区域。
4 冷却区(Cooling)
目的：焊料随温度的降低而凝固，使元器件与焊膏形成良好的电触， 冷却速度要求同预热速度相同。
9.Reflow
無鉛PROFILE
四. CP,GSM貼片程式製作步驟
1. CP貼片程式製作步驟
1 New Job 2 Load CAD 3 Load BOM 4 Fiducial設定 5 拼版 6 UniMerge 7 Update Part Library 8 Edit Line 9 Line balance 10 Program output
IC的封装形式来划分其类型，有SOP、SOJ、QFP、PLCC、 BGA、CSP、FLIP
(1)、SOP(Small outline Package):零件两面有脚，脚向外张开（一般 称为鸥翼型引脚）.
(2)、SOJ(Small outline J-lead Package):零件两面有脚，脚向零件底 部弯曲（J型引脚）。
电子产品制造工艺表面组装焊接技术课件
CSP焊接工艺
CSP焊接工艺是一种将芯片尺寸 封装（CSP）元件焊接到PCB板
上的制造工艺。
CSP焊接工艺需要使用特殊的焊 料和焊接设备，通过精确控制温 度和时间，将元件与板子紧密连
接在一起。
CSP焊接工艺具有小型化、轻量 化、高可靠性等优点，广泛应用
焊接是通过加热或加压，或两 者并用，使两个分离的物体产 生原子间相互扩散和联结，形 成一个整体的工艺过程。
焊接是通过加热或加压，或两 者并用，使两个分离的物体产 生原子间相互扩散和联结，形 成一个整体的工艺过程。
焊接是通过加热或加压，或两 者并用，使两个分离的物体产 生原子间相互扩散和联结，形 成一个整体的工艺过程。
焊剂特性
焊剂的作用是去除焊接表面的 氧化物，提高焊接润湿性，需 根据焊料选择合适的焊剂。
焊料与焊剂的匹配性
选择合适的焊料与焊剂组合， 以达到最佳的焊接效果。
辅助材料的选用
辅助材料种类
包括导电胶、绝缘胶、散热材料等，每种材料有其特 定的用途。
材料性能要求
辅助材料需满足一定的物理和化学性能要求，以确保 其稳定性和可靠性。
材料选择原则
根据产品特点和工艺要求选择合适的辅助材料，以达 到最佳的工艺效果。
05
表面组装焊接技术实例
SMT贴片元件焊接
SMT贴片元件焊接技术是一种将电子元件直接贴装 在PCB板表面，并通过焊接工艺实现元件与板子的连 接的制造工艺。
焊接过程中，需要使用焊料、焊膏等材料，通过加 热、加压等方式，使元件与板子紧密连接在一起， 实现电气连接。
详细描述
焊膏印刷应保证焊膏量适中、分布均匀，无堵塞、拉丝等问题，同时要控制印 刷厚度和精度，以确保焊接质量。
SMT工艺基本知识介绍
检测与返修
总结词
对焊接完成的PCB进行检测，对不合格焊点 进行返修。
详细描述
在完成回流焊接后，需要对PCB进行检测， 确保焊接质量符合要求。检测过程中如发现 不合格的焊点，需要进行返修。返修过程需 谨慎操作，避免对已焊接好的部分造成损伤 或破坏。检测与返修是SMT工艺中的最后环 节，对保证产品质量和可靠性具有重要意义 。
SMT工艺常见问题及解决方案
锡珠问题
总结词
锡珠是在SMT工艺中常见的问题，表现为焊点周围出现多余的锡。
详细描述
锡珠问题通常是由于焊膏过量、印刷钢板孔径过大、贴装压力过大等因素引起的 。解决方案包括调整焊膏量、更换印刷钢板、调整贴装压力等措施，以减少锡珠 的产生。
立碑现象
总结词
立碑现象是指在SMT工艺中，片式元 件一端焊锡过多，另一端过少，导致 元件倾斜的现象。
回流焊接设备主要由传送 带、加热器和控制系统等 组成，其工作原理是通过 加热器加热PCB板，使焊 膏熔化并完成焊接。
回流焊接设备的温度曲线 设置和炉内环境对于焊接 质量和可靠性具有重要影 响。
检测与返修工具
检测工具主要包括视觉检测设备和X光检测设备等， 用于检测元器件的贴装位置、焊接质量等问题。返修 工具主要包括热风枪、电烙铁和返修台等，用于移除 和修复缺陷元器件。
02
SMT工艺流程
印刷钢板
总结词
将焊膏印刷到钢板上，为贴片提供焊料。
详细描述
在SMT工艺中，首先将焊膏通过钢板印刷的方式均匀地涂抹在钢板上，形成焊 料图案，为后续的贴片步骤提供必要的焊料。印刷钢板是SMT工艺中的重要环 节，其质量直接影响贴片和焊接的效果。
贴片
总结词
将电子元件贴装到印好焊膏的钢板上。
SMT电子表面组装技术
红外热风返修台
4.3 维修局部加热焊接方式
热丝回流焊
热气流回流焊
激光回流 焊
谢谢各位!
SOIC——小外型封装 QFP——方形扁平封装 BGA——球栅阵列结构
三、回流焊接
回流焊的主要设备就是再流焊炉。再流焊炉是将印 刷有焊膏和贴片元件的PBC送入再流焊炉，先经过 炉子的预热区预热，再经过炉子焊接区使焊膏融化 ，最后经过冷却区。
3.1 回流炉的温度设定
回流炉的温度设定：不同金属含量的焊膏有不同的温 度曲线首先应按照焊膏加工厂提供的温度曲线进行设 置，因为焊膏中的焊料合金决定了熔点，助焊剂决定 了活化温度（主要控制各温区的升温速率、峰值温度 和回流时间）。
焊膏的这些特性都可以通过添加不同金属物质或者 相同物质但是量不同改变。可以说差之毫厘谬以千 里。
二、零件贴装
SMT的零件贴装主要是通过贴片机完成。贴
片机工作主要有4个环节；组件拾取
组件检查
组件传送
组件放置。
在完成这些环节前，首先要对贴片机进行编 程，通过编程控制贴片机完成4项工作。
贴片程序是告诉机器到哪里去拾取组 、拾取什么样的物料、物料的封装形
这些参数的设定需要一定的经验累积，比如
刮刀速度设定太快会使得焊膏没全部印制到 各个网孔。
1.2 焊膏
印刷的锡膏是由金属颗粒和助焊剂混合而成的一种 触变性悬浮液。二者的比例为质量百分比金属颗粒 占90%左右。
焊膏多种类，其中最主要的不同分为有铅和无铅， 他们有很多属性不同，如触边性、活性、粘度、湿 度、熔点等，比如有铅焊膏的熔点在185度左右，无 铅焊膏在217度左右。
SMT工艺与元件维修
制作部 ： 卢红领
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• 常用焊膏的金属成分、熔点范围、性质和用途
合金成份
Sn63\Pb37
Sn60\Pb40 Sn62\Pb36\ Ag2 Sn10\Pb88\ Ag2
熔化温度℃ 固相线 液相线
性质与用途
共晶中温焊料，适用于普通表面组装组件，不
183
183 适用于含Ag、Ag/Pa材料电极的元器件
183
188 近共晶中温焊料，易制造，用途同上
（2） 常用貼片胶
① 环氧树脂贴片胶
•
环氧树脂贴片胶是由环氧树脂和固化剂组成。
•
环氧树脂属热固型、高粘度粘接剂。一般固化温度在
140±10℃/5min；
② 丙稀酸类貼片胶
•
丙稀酸貼片胶主要由丙烯酸类树脂、光固化剂和填料组成。
•
聚丙烯型贴片胶属于光固型。需先用UV（紫外）灯照一下，打
刷性、脱模性，又要保证良好的触变性（保形性），印刷后焊膏 不塌落。 • d. 要求焊膏与PCB焊盘、元件端头或引脚可焊性（浸润性） 要好, 焊接时起球少，形成的焊点有足够的强度，确保不会因加 电、振动等因素出现焊接点失效；
（4） 焊膏的发展动态
① 无铅焊料的发展
•
铅及其化合物会给人类生活环境和安全带来较大的危害。电子
溶剂 其它
甘油、乙醇类、酮类 触变剂、界面活化剂、消光剂
功能 净化金属表面，提高润湿性 提供贴装元器件所需的粘性 净化金属表面 调节焊膏工艺特性 防止分散和塌边，调节工艺性
（3） 对焊膏的技术要求 • a. 要求焊膏吸湿性小，低毒、无臭、无腐蚀性； • b.储存期和室温下使用寿命长； • c. 焊膏粘度要满足工艺要求，既要保证印刷时具有优良的印
共晶中温焊料，易于减少Ag、Ag/Pa电极的浸
179
189 析，广泛用于SMT焊接（不适用于水金板）
近共晶高温焊料，适用于耐高温元器件及需要
268
290 两次再流焊的表面组装组件的第一次再流焊
（不适用于水金板）
Sn95.8\Ag3.5\ 216
Cu 0.7
Sn42Bi58
138
是目前最常用的近共晶无铅焊料，性能比较稳 220 定，各种焊接参数接近有铅焊料。
RA（全活性）。 • f 按黏度可分为：印刷用和滴涂用。
（2） 焊膏的组成
•
焊膏是由合金焊料粉、糊状焊剂和一些添加剂混合而成
的具有一定粘性和良好触变特性的膏状焊料。
① 合金粉末
•
合金粉末是形成焊点的主要n63/Pb37
•
Sn62/Pb36/Ag2
•
Sn95.8\Ag3.5\Cu 0.7
料构成的刚性复合基CCL，简称CEM） • 积层多层板制造技术 • 含纳米材料的覆铜箔板
印制电路板（PCB）的发展趋势
• 高精度
• 高密度：当前世界先进水平线宽0.06 mm／间距0.08 mm，最小孔径 0.1mm。
• 超薄型多层印制电路板，介质层厚度仅0.06mm（6层板的厚度只有 0.45～0.6mm）
② 目前最有可能替代Sn/Pb焊料的合金材料
•
最有可能替代Sn/Pb焊料的无毒合金是Sn基合金，以
Sn为主，添加Ag、Zn、Cu、Bi、In等金属元素，通过焊料
合金化来改善合金性能，提高可焊性。
③ 目前应用最多的无铅焊料
•
三元共晶形式的Sn95.8\Ag3.5\Cu0.7和三元近共晶形
式的Sn96.5\Ag3.0\Cu0.5是目前应用最多的无铅焊料。其
工业中大量使用Sn/Pb合金焊料是造成污染的重要来源之一。
•
日本首先研制出并应用无铅焊料，2003年禁止使用。
•
美国和欧洲提出2006年7月1日禁止使用。
•
我国一些独资、合资企业的出口产品也有了应用。
• 无铅焊料已进入实用性阶段。
• 最新动态：由信息产业部、发展改革委、商务部、海关总署、工 商总局、质检总局、环保总局联合制定的《电子信息产品污染控制 管理办法》已于2006年2月28日正式颁布，2007年3月1日施行。
• 积层式多层板（BUM）。它是一种具有埋孔和盲孔，孔径 ≤Φ0.10mm、孔环宽≤0.25mm，导线宽度和间距为0.1mm或更小的积 层式薄型高密度互连的多层板。当前世界先进水平达30~50层。
• 挠性板的应用不断增加
• 陶瓷基板在MCM和系统级封装（SIP）中被广泛应用。
• 随着电子产品向短、小、轻、薄和多功能方向发展，PCB的尺寸不 断缩小、厚度越来越薄、层数不断增加、布线密度越来越高，使 PCB制造难度也与日俱增。
共晶低温焊料，适用于热敏元器件及需要两次 138 再流焊的表面组装组件的第二次再流焊
② 焊剂
•
焊膏焊剂是净化焊接表面，提高润湿性，防止焊料氧化和确保
焊膏质量以及优良工艺性的关键材料。
表3-5 焊剂的主要成分和功能
焊剂成分
使用的主要材料
树脂 松香、合成树脂
粘接剂 松香、松香脂、聚丁烯
活化剂 胺、苯胺、联氨卤化盐、硬脂酸等
4.6 表面组装元器件（SMC/SMD）的
• 编带、散装、管装和托盘
5 表面组装的PCB
SMT对PCB的要求
·外观要求高 ·热膨胀系数小，导热系数高 ·耐热性要求 ·铜箔的附着强度高 ·抗弯曲强度 ·电性能要求：介电常数，绝缘性能 ·耐清洗
高性能玻璃布基覆铜板发展趋势
• 耐高热性：FR-4 → FR-5 • 低成本：FR-4 → CEMn（表面和芯部由不同材
• 表面涂（镀）层要满足高密度、无铅要求。
6 表面组装焊接材料——焊膏
• 焊膏是再流焊工艺必需材料。焊膏是由合金粉末、 糊状助焊剂载体均匀混合成的膏状焊料。
（1） 焊膏的分类 • a 按合金粉末的成分分：有铅和无铅，含银和不含银； • b 按合金熔点分：高温、中温和低温； • c 按合金粉末的颗粒度可分为：一般间距和窄间距用； • d 按焊剂的成分分：免清洗、有机溶剂清洗和水清洗 • e 按焊剂活性可分为：R（非活性）、RMA（中等活性）、
熔点为216-220℃左右。
7 表面组装粘接材料——贴片胶
•
贴片胶是表面贴装元器件波峰焊工艺必需的粘接材料。
波峰焊前需要用贴片胶将贴装元器件固定在PCB相对应的位
置上，以防波峰焊时掉落在锡锅中。
（1） 对貼片胶的要求 a. 合适的粘度 b. 触变性好 c. 可鉴别的颜色 d. 快速固化 e. 储存稳定，常温下使用寿命长 f. 粘接强度适中 g. 耐高温 h. 良好的电性能 i. 化学性能稳定，不会释放气体 j. 安全性