SMT培训教材

SMT培训教材 一、SMT的组成： 1． SMT所指的是：表面贴装技术，英文：Swrface Mount Technolyy简称SMT。 2． 组成：a. SMD表面贴装元器件 b. 贴装技术 c. 贴装设备 （1） SMD包括以下几点 a. 制造技术：是指SMD生产过程中的导电物印刷加热，修整，焊接，成型等技术。 b. 产品设计：SMD设计中对尺寸精度，电极端结构/形状，耐热性的设计和规定。 c. 包装形式：指适合于自动贴装的编带，托盘或其它形式的包装。 （2） 贴装技术 a. 组装工艺类型：单面/双面，表面贴装，单/双面混合贴装。 b. 焊接方式分类： ① 波峰焊接：贴片胶、焊剂、焊料及胶涂敷技术。 ② 再流焊接：加热方式有：外线、红外线加热风组合、VPS、热板、激光等。焊膏的涂敷方式有：丝网印刷、分配器等。 c. 印刷电路板： ① 基板材料：玻璃纤维、陶瓷、金属板 ② 电路设计：图形设计，布线间隙设定，SMD焊区设定和布局 （3） 贴装设备 a. 顺序式 b. 同时式 c. 在线式 普遍用顺序式 二、表面贴装用材料： 1．贴片胶（红胶） ① 作用：焊接前使SMD预先定位于基板的指定位置。 ② 成份组成： a. 环氧树脂：63% b. 无机填料：30% c. 胶系固化剂：4% d. 无机颜料：3% ③ 特性要求： a. 固化时间短 b. 印刷性能良好，稳定 c. 有一定的粘接强度，元件贴装后在搬运过程中不会脱落 d. 可在液态贮存不影响其使用性能 e. 对任何材料质的基板均可使用，无副作用 f. 具稳定的物理特性和电气特性 ④ 保存使用要求（注意事项）： a. 储存温度 5～10℃（冰箱内） b. 有效期：进货后储存一般不平超过3个月（注意：使用前确认是否过期，过期不用） c. 取用时，在空气中存放时间不得超过半小时，为防止胶体中的分离现象，使用前必须进行搅拌。 d. 使用温度一般设在28℃～32℃之间，从冰箱取出时需回温12小时 e. 作为贴片胶预防硬化和其它质变要求，在搅拌后应在24小时内用完，如有多余要放入专用容器内保存，不可与新搅拌的贴片胶混在一起。（原因：胶都有吸潮性） f. 胶的固化温度，2125元件要求300g以上，取温升最慢地方 g. 贴装后的基板(电路板)应在48小时之内固化(最后当天过炉) ⑤ 员工要求：员工在搅拌或刷胶时，最好不使皮肤接触，如不慎接触到，应用清水和肥皂或酒精清洗干净。 2、锡膏的认识： ① 锡膏的组成及作用： 锡膏主要由：焊料合金粉末与助焊剂组成 a. 焊料合金粉末的主要材料：SN/PB、SN/PB/AG 作用：SMD电路的连接 b. 助焊剂的成份 （1） 化剂、增粘剂、熔剂、摇溶剂附加剂 活化剂：松香，甘油硬脂酸脂，盐酸，联氨，三乙醇胺组成 作用：金属表面的净化 增粘剂：松香，松香脂，聚丁烯组成 作用：净化金属表面，与SMD保持粘性 熔剂：丙三醇，乙二醇 作用：对焊膏特性的适应性 摇溶性附加剂：CASTOR石蜡（蜡乳化液）软膏基剂 作用：防止离散，塌边等焊接不良 ② 锡膏特性要求 a. 具优异的保存稳定性 b. 具良好的印刷性（流动性，脱版性，连续印刷性等） c. 印刷后，在长时间内对元件持有一定的粘合性 d. 焊接后，能得到良好的接合状态（焊点） e. 其焊接成分，具高绝缘性，低腐蚀性 f. 对焊接后的焊剂残渣有良好清洗性，清洗后不可留有残渣成分 ③ 锡膏使用时的注意事项： a. 保管要求： 最好以密封形态存放在恒温，恒温的冰箱内，保存温度为10±2度，保存温度15～10℃时3～6个月。常温25℃时1个月。▲确认过期不用。 原因：如温度过高，焊膏中的合金粉末和焊剂化学反应后，使粘度上升而影响其印刷性，如温度过低（0℃以下）焊剂中的松香成份会产生结晶现象，使焊膏形状恶化。 b. 使用前要求： 锡膏从冰箱中取出时，应在基密封状态下，回到室温后再开封（回温12小时） 原因：如果一取出就开封，存在的温差使焊膏结露出水分，这种状态的锡膏再流时易产生焊锡珠，（注意：▲不可用加热的方法，使其回到室温这也会使焊膏性能劣化。） c. 印刷时的要求： 使用时要用刮刀等工具对锡膏充分搅拌，（注意：▲不要敲击锡膏）再按印刷设定量加到钢板上，在长时间的印刷情况下，因焊膏中溶剂蒸发，会影响到印刷的脱版性能。因此，对存放焊膏的容器不可重复使用，（只可一次性使用）对于一次性没用完的焊膏要密封好，下次再用，印刷时最好不要一次性刷太多的电路板，防止锡膏硬化，影响到锡膏与SMD的粘合性，印刷后的电路板贴完元件后应在2-3小时之内回流完（禁止没回流完存放在冰箱内） d. 工作环境要求：在温度25±30℃ 温度RH65%以下进行 d. 操作工要求：锡膏属有毒物质，皮肤接触到锡膏要用水和肥皂清洗干净。 三、丝网印刷 1、模块形式：漏板、钢板（厚度0.12～0.15㎝） 钢板的制作：化学腐蚀剂，激光切割法，电铸法 金属网板的材质主要有：不锈钢，铜，磷铜，尼龙，聚酯。 2、丝网印刷的几种特性： M表示目数=英寸/线径+开孔或者是厘米/线径+开孔 D表示线径 OA表示百分开孔面积 O表示开孔 OA表示开孔面积 特性参数的关系式： 开孔大小O=M/1－D OM=1－MD 开孔面积：OA=O²=[（1－MD）/M] ² OA%=O²/（M/1）²×100%={[（1－MD）/M] ²/（M/1）²}×100% =（1－MD）²×100% 3、对印刷性能产生影响的各因素： 印刷性能： A、焊膏： 1.流动性，触变系数，焊剂的含有量 2.合金粉末的形状，合金粉末的粒度 B、钢板： 1.厚度的选择，材质的选择 2.开口尺寸的成型精度 C、设备： 1.合理的印刷速度，刮板形状和材质 2.印刷间隙的设定，脱板速度的设定 3.印刷时的平行度 4、钢板的性能： 其它 尼龙 聚酯 a. 抗拉强度极高 中等 高 b. 耐化学性极好 好 好 c. 不吸水 24% 0.4% d. 网目范围30～500 16～460 60～390 e. 尺寸稳定性极佳 差 中等 f. 耐磨性能极佳 中等 中等 g. 弹性及延伸率：差（0.1%） 极佳2% 佳2% h. 连续印次数：2万 4万 4万 i. 破环点延伸率：40～60% 20～24% 10～14% j. 油量控制：差 好 好 k. 纤维粗细：细 较粗 粗 l. 价格高 低 中 5、丝网印刷不良对质量的影响方面及防止对策 （1）连焊（桥联） 发生原因：太多是焊料过量或焊料印刷后严重塌边，或是基板焊区尺寸超差，SMD贴装偏移等引起的，在SOP、QFP电路趋向微细化阶段，桥联会造成电气短路，影响产品使用。 对策：a. 防止焊膏印刷时塌边不良 b. 基板焊区的尺寸设定要符合设计要求 c. 元件的贴装位置要在规定的范围内 （2）漏印 发生原因：钢板孔被堵住或焊膏太少，PCB板上有异物，钢板被垫高对策： a. 经常检查钢板是否堵孔 b. 焊膏加量适当 c. 对每个PCB板进行清洁 d．钢板变形 6、SMT中常见的几种影响质量的情况及处理方法： （1） 吊桥（竖碑，曼哈顿现象）： 是指元件的一端离开焊区而向上方斜立或直立 原因： a. 加热速度过快，加热方向不均衡 b. 焊膏的质量，焊接前的预热 c. 焊区尺寸设计，（PCB板的设计） d. 元件本身形状润湿性 e. 机器贴装时引起，印刷时引起 对策： a. 采取合理的预热方式，实现焊接时的均匀加热 b. 元件的保管要符合要求 c. 电路板的焊区长度尺寸要适当制定 d. 印刷厚度尺寸要设定正确 e. 减少焊料熔融时对SMD端部产生的表面张力 （2） 锡珠、锡球 原因：多发生在焊接过程中的加热急速而使焊料飞散所致，另外与焊料的印刷错位、塌边、污染等也有关系。 对策： a. 要避免焊接加热中的过急不良，按设定的升温工艺进行焊接 b. 对焊料的印刷塌边、错位等不良品要删除 c. 焊膏的使用要符合要求，无吸湿不良 d.按照焊接类型实施相应的预热工艺 （3）裂纹（裂焊） 原因：焊接PCB在刚脱离焊区时，由于焊料和被接合件的热膨胀差异，在急冷或急热作用下，因凝固应力或收缩应力的影响，会使SMD基体产生微碍，焊接后的PCB，在冲切运输过程中，也必须减少对SMD的冲击应力，弯曲应力。 对策：a. 表面贴装产品在设计时，应考虑到缩小热膨胀的差距b. 正确设定加热等条件和冷却条件 c. 选用延展性良好的焊料 （4）润湿不良：是指焊接过程中焊料和基板焊区，经浸润后不生成金属间的反应层，而造成漏焊或少焊故障。 原因： a. 焊区表面受污染或沾上阻焊剂，或是电路板氧化 b. 焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%时，由焊剂吸温作用使活性程度降低 c. 有气体存在于基板表面 对策： a. 要执行合适的焊接工艺 b. 对电路板的表面和元件表面做好防污措施 c. 选择合适的焊料，并设定合理的焊接温度与时间 （5）扰焊 （6）焊料不溶化 （7）元件脚变形