什么是表面装贴技术
无铅焊接
考虑到环境和健康的因素,欧盟已通过立法将在2008年停止使用含铅钎料,美国和日本也正积极考虑通过立法来减少和禁止铅等有害元素的使用。 铅的毒害目前全球电子行业用钎料每年消耗的铅约为20000t,大约占世界铅年总产量的5%。铅和铅的化合物已被环境保护机构(EPA)列入前17种对人体和环境危害最大的化学物质之一。 无铅钎料 目前常用的含铅合金焊料粉末有锡一铅(Sn-Pb)、锡一铅一银(Sn-Pb-Ag)、锡一铅一铋(Sn-Pb-Bi)等,常用的合金成分为63%Sn/37%Pb以及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化温度。对于标准的Sn63和Sn62焊料合金来说,回流温度曲线的峰值温度在203到230度之间。然而,大部分的无铅焊膏的熔点比Sn63合金高出30至45度,因此, 无铅钎料的基本要求目前国际上公认的无铅钎料定义是:以Sn为基体,添加了Ag、Cu、Sb、In其它合金元素,而Pb的质量分数在0.2%以下的主要用于电子组装的软钎料合金。无铅钎料不是新技术,但今天的无铅钎料研究是要寻求年使用量为5~6万吨的Sn-Pb钎料的替代产品。因此,替代合金应该满足以下要求:
(1)其全球储量足够满足市场需求。某些元素,如铟和铋,储量较小,因此只能作为无铅钎料中的微量添加成分;
(2)无毒性。某些在考虑范围内的替代元素,如镉、碲是有毒的。而某些元素,如锑,如果改变毒性标准的话,也可以认为是有毒的;
(3)能被加工成需要的所有形式,包括用于手工焊和修补的焊丝;用于钎料膏的焊料粉;用于波峰焊的焊料棒等。不是所有的合金能够被加工成所有形式,如铋的含量增加将导致合金变脆而不能拉拔成丝状;
(4)相变温度(固/液相线温度)与Sn-Pb钎料相近;
(5)合适的物理性能,特别是电导率、热导率、热膨胀系数;
(6)与现有元件基板/引线及PCB材料在金属学性能上兼容;
(7)足够的力学性能:剪切强度、蠕变抗力、等温疲劳抗力、热机疲劳抗力、金属学组织的稳定性;
(8)良好的润湿性;
(9)可接受的成本价格。
新型无铅钎料的成本应低于 22.2/kg,因此其中In的质量分数应小于1.5%,Bi含量应小于2.0%。 早期的研发计划集中于确定新型合金成分、多元相图研究和润湿性、强度等基本性能考察。后期的研发计划主要集中于五种合金系列:SnCu、SnAg、SnAgCu、SnAgCuSb和SnAgBi。并深入探讨其疲劳性能、生产行为和工艺优化。 表2.3 NCMS美国国家制造科学中心提出的无铅钎料性能评价标准 IPC也于2000年6月发布了研究报告“A guide line for assembly of lead-free electronics”。
目前国际上关于无铅钎料的主要结论如下:现在已经有很多种无铅钎料面世没有一种能够为SnPb钎料的直接替代提供全面的解决方案。
(1)对于某些特殊的工艺过程,某些特定的无铅钎料可以实现直接替代;
(2)目前而言,最吸引人的无铅钎料是Sn-Ag-Cu系列。其他有潜力的组合包括Sn-0.7Cu、Sn-3.5Ag和Sn-Ag-Bi;
(3)目前还没有合适的高铅高熔点钎料的无铅替代品;
(4)目前看来,钎剂的化学系统不需要进行大的变动;
(5)无铅钎料形成焊点的可靠性优于SnPb合金。
几种无铅钎料的对比
(1)SnCu:价格最便宜;熔点最高;力学性能最差。
(2)SnAg:力学性能良好,可焊性良好,热疲劳可靠性良好,共晶成分时熔点为221℃。SnAg和SnAgCu组合之间的差异很小,其选择主要取决于价格、供货等其他因素。
(3)SnAgCu(Sb):直到最近几年才知道Sn-Ag-Cu之间存在三元共晶,且其熔点低于Sn-Ag共晶,当然该三元共晶的准确成分还存在争议。与Sn-Ag和Sn-Cu相比,该组合的可靠性和可焊性更好。而且加入0.5%Sb后还可以进一步提高其高温可靠性。
(4)SnAgBi(Cu)(Ge):熔点较低,200~210℃;可靠性良好;在所有无铅钎料中可焊性最好,已得到Matsushita确认;加入Cu或Ge可进一步提高强度;缺点是含Bi带来润湿角上升缺陷的问题。
(5)SnZnBi:熔点最接近于Sn-Pb共晶;但含Zn带来很多问题,如钎料膏保存期限、大量活性钎剂残渣、氧化问题、潜在腐蚀性问题。目前不推荐使用。 2.2 选择合金 由上,本次回流工艺设计焊料合金采用Sn/Ag/Cu合金(Sn/Ag3.0/Cu0.5),因为该合金被认为是国际工业中的首选并且得到了工业和研究公会成员的推荐。因为虽然一些公会还提议并且研究了另一种合金Sn/0.7Cu(质量百分比),一些企业在生产中也有采用这种合金。但是相对Sn/Cu合金的可靠性和可湿性,另外考虑到在回流焊和波峰焊中采用同种合金,Sn/Ag/Cu合金便成为工艺发展试验最好的选择。 Sn/Ag3.0/Cu0.5合金性能: 溶解温度:固相线217℃/液相线220℃;成本:0.10美元/cm3 与Sn/Cu焊料价格比:2.7 机械强度:48kg/mm2 延伸率:75% 湿润性:良 由Sn/Ag/Cu合金性能可知:焊料合金熔融温度比原Sn/Pb合金高出36℃,形成商品化后的价格也比原来提高。工艺焊接温度采用日本对此合金焊料的推荐工艺曲线,见图2.1。
日本推荐的无铅回流焊典型工艺曲线 说明:推荐的工艺曲线上有三个重要点:
(1) 预热区升温速度要尽量慢一些(选择数值2~3℃/s),以便控制由焊膏的塌边而造成焊点的桥接、焊锡球等。
(2) 预热要求必须在(45~90sec、120~160℃)范围内,以控制由PCB基板的温差及焊剂性能变化等因素而发生回流焊时的不良。
(3) 焊接的最高温度在230℃以上,保持20~30sec,以保证焊接的湿润性。 冷却速度选择-4℃/s 6 回流焊中出现的缺陷及其解决方案 焊接缺陷可以分为主要缺陷、次要缺陷和表面缺陷。凡使SMA功能失效的缺陷称为主要缺陷;次要缺陷是指焊点之间润湿尚好,不会引起SMA功能丧失,但有影响产品寿命的可能的缺陷;表面缺陷是指不影响产品的功能和寿命。它受许多参数的影响,如焊膏、基板、元器件可焊性、印刷、贴装精度以及焊接工艺等。我们在进行SMT工艺研究和生产中,深知合理的表面组装工艺技术在控制和提高SMT生产质量中起着至关重要的作用。
回流焊中的锡珠
(1) 回流焊中锡珠形成的机理 回流焊中出现的锡珠(或称焊料球),常常藏于矩形片式元件两焊端之间的侧面或细间距引脚之间,如图6.1、6.2。在元件贴装过程中,焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间,随着印制板穿过回流焊炉,焊膏熔化变成液体,如果与焊盘和器件引脚等润湿不良,液态焊料会因收缩而使焊缝填充不充分,所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点。部分液态焊料会从焊缝流出,形成锡珠。因此,焊料与焊盘和器件引脚的润湿性差是导致锡珠形成的根本原因。 图6.1 片式元件一例有粒度稍大的锡球 图6.2 比引脚四周有分散的锡球 锡膏在印刷工艺中,由于模板与焊盘对中偏移,若偏移过大则会导致锅膏漫流到焊盘外,加热后容易出现锡珠。贴片过程中Z轴的压力是引起锡珠的一项重要原因,往往不被人们历注意,部分贴片机由于Z铀头是依据元件的厚度来定位.故会引起元件贴到PCB上一瞬间将锡蕾挤压到焊盘外的现象,这部分组喜明显会引起锡珠。这种情况下产生的锡珠尺寸稍大,通常只要重新调节Z铀高度,就能防止锡珠的产生。
(2) 原因分析与控制方法 造成焊料润湿性差的原因很多,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施:
(1) 回流温度曲线设置不当。焊膏的回流与温度和时间有关,如果未到达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快,时间过短,使焊膏内部的水分和溶剂未完全挥发出来,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出锡珠。实践证明,将预热区温度的上升速度控制在1~4℃/s是较理想的。
(2) 如果总在同一位置上出现锡珠,就有必要检查金属模板设计结构。模板开口尺寸腐蚀精度达不到要求,焊盘尺寸偏大,以及表面材质较软(如铜模板),会造成印刷焊膏的外形轮廓不清晰,互相桥接,这种情况多出现在对细间距器件的焊盘印刷时,回流焊后必然造成引脚间大量锡珠的产生。因此,应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。
(3) 如果从贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂变质、活性降低,会导致焊膏不回流,产生锡珠。选用工作寿命长一些的焊膏(我们认为至少4h),则会减轻这种影响。
(4) 另外,焊膏错印的印制板清洗不充分,会使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前,贴放元器件时,使印刷焊膏变形。这些也是造成锡珠的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产过程中的责任心,严格遵照工艺要求和操作规程进行生产,加强工艺过程的质量控制。 6.2 立片问题(曼哈顿现象) 形片式元件的一端焊接在焊盘上,而另一端则翘立,这种现象就称为曼哈顿现象,见图6.5。引起这种现象的主要原因是元件两端受热不均匀,焊膏熔化有先后所致。在以下情况会造成元件两端受热不均匀: 图6.5 立片现象 图6.6 元件偏离焊盘故两侧受力不平衡产生立片现象 。
(1)元件排列方向设计不正确。我们设想在回流焊炉中有一条横跨炉子宽度的回流焊限线,一旦焊膏通过它就会立即熔化,如图6.7所示。片式矩形元件的一个端头先通过回流焊限线,焊膏先熔化,完全浸润元件端头的金属表面,具有液态表面张力;而另一端未达到183℃液相温度,焊膏未熔化,只有焊剂的粘接力,该力远小于回流焊焊膏的表面张力,因而,使未熔化端的元件端头向上直立。因此,应保持元件两端同时进入回流焊限线,使两端焊盘上的焊膏同时熔化,形成均衡的液态表面张力,保持元件位置不变。 图6.7 焊盘一侧锡青末熔化.两焊盘张力不平衡就会出现立碑。
(2)在进行汽相焊接时印制电路组件预热不充分。汽相焊是利用惰性液体蒸汽冷凝在元件引脚和PCB焊盘上时,释放出热量而熔化焊膏。汽相焊分平衡区和饱和蒸汽区,在饱和蒸汽区焊接温度高达217℃,在生产过程中我们发现,如果被焊组件预热不充分,经受100℃以上的温差变化,汽相焊的汽化力很容易将小于1206封装尺寸的片式元件浮起,从而产生立片现象。我们通过将被焊组件在高低温箱内145~150℃的温度下预热1~2min,然后在汽相焊的平衡区内再预热1min左右,最后缓慢进入饱和蒸汽区焊接,消除了立片现象。
(3)焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘尺寸不同或不对称,也会引起印刷的焊膏量不一致,小焊盘对温度响应快,其上的焊膏易熔化,大焊盘则相反,所以,当小焊盘上的焊膏熔化后,在焊膏表面张力作用下,将元件拉直竖起。焊盘的宽度或间隙过大,也都可能出现立片现象。严格按标准规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。 6.3 桥接 桥接也是SMT生产中常见的缺陷之一,它会引起元件之间的短路,遇到桥接必须返修。桥接这发生的过程。
(1)焊膏质量问题 锡膏中金属含量偏高,特别是印刷时间过久后.易出现金属含量增高;焊膏黏度低,预热后漫流到焊盘外;焊膏塌落度差,预热后汉漫到焊盘外,均会导致IC引脚桥接。 解决办法是调整锡膏。
(2)印刷系统 印刷机重复精度差,对位不齐,锡膏印刷到银条外,这种情况多见于细间距QFP生产;钢板对位不好和PCB对位不好以及钢板窗口尺寸/厚度设计不对与PCB焊盘设计合金镀层不均匀,导致的锡膏量偏多,均会造成桥接。 解决方法是调整印刷机,改善PCB焊盘涂覆层。
(3)贴放 贴放压力过大,锡膏受压后浸沉是生产中多见的原因,应调整Z轴高度。若有贴片精度不够,元件出现移位及IC引脚变形,则应针对原因改进。
(4)预热 升温速度过快,锡膏中溶剂来不及挥发。 6.4 吸料/芯吸现象 芯吸现象又称抽芯现象是常见焊接缺陷之一如图6.8,多见于汽相回流焊中。芯吸现象是焊料脱离焊盘沿引脚上行到引脚与芯片本体之间,会形成严重的虚焊现象。 图6.8 芯吸现象 产生的原因通常认为是元件引脚的导热率大.升温迅速,以致焊料优先润湿引脚,焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力,引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。在红外回流焊中,PCB基材与焊料中的有机助焊剂是红外线的优良吸收介质,而引脚却能部分反射红外线,相比而言,焊料优先熔化,它与焊盘的润湿力大于它与引脚之间的润湿力,故焊料不会沿引脚上升,发生芯吸现象的概率就小很多。 解决办法是:在汽相回流焊时应首先将SMA充分预热后再放入汽相炉中;应认真检查和保证PCB板焊盘的可焊性,可焊性不好的PCB不应用于生产;元件的共面性不可忽视,对共面性不良的器件不应用于生产。 6.5 焊接后印制板阻焊膜起泡 印制板组件在焊接后,会在个别焊点周围出现浅绿色的小泡,严重时还会出现指甲盖大小的泡状物,不仅影响外观质量,严重时还会影响性能,是焊接工艺中经常出现的问题之一。 阻焊膜起泡的根本原因,在于阻焊膜与阳基材之间存在气体/水蒸气。微量的气体/水蒸气会夹带到不同的工艺过程,当遇到高温时,气体膨胀,导致阻焊膜与阳基材的分层。焊接,焊盘温度相对较高,故气泡首先出现在焊盘周围。 现在加工过程经常需要清洗,干燥后再做下道工序,如腐刻后,应干燥后再贴阻焊膜,此时若干燥温度不够,就会夹带水汽进入下道工序。PCB加工前存放环境不好,湿度过高,焊接时又没有及时干燥处理;在波峰焊工艺中,经常使用含水的助焊剂,若PCB预热温度不够,助焊剂中的水汽会沿通孔的孔壁进入到PCB基板的内部,焊盘周围首先进入水汽,遇到焊接高温后这些情况都会产生气泡。 解决办法是; (1)应严格控制各个环节,购进的PCB应检验后入库.通常标准情况下,不应出现起泡现象; (2)PCB应存放在通风干燥环境下,存放期不超过6个月; (3)PCB在焊接前应放在烘箱中预烘105℃/4h~6h; 6.6 PCB扭曲 PCB扭曲问题是SMT大生产中经常出现的问题,它会对装配及测试带来相当大的影响,因此在生产中应尽量避免这个问题的出现,PCB扭曲的原因有如下几种: (1) PCB本身原材料选用不当,PCB的Tg低,特别是纸基PCB,其加工温度过高,会使PCB变弯曲。 (2) PCB设计不合理,元件分布不均会造成PCB热应力过大,外形较大的连接器和插座也会影响PCB的膨胀和收缩,乃至出现永久性的扭曲。 (3)双面PCB,若一面的铜箔保留过大(如地线),而另一面铜箔过少,会造成两面收缩不均匀而出现变形。 (4)回流焊中温度过高也会造成PCB的扭曲。 针对上述原因,其解决办法如下:在价格和空间容许的情况下,选用Tg高的PCB或增加PCB的厚度,以取得最佳长宽比;合理设计PCB,双面的钢箔面积应均衡,在没有电路的地方布满钢层,并以网络形式出现,以增加PCB的刚度,在贴片前对PCB进行预热,其条件是105℃/4h;调整夹具或夹持距离,保证PCB受热膨胀的空间;焊接工艺温度尽可能调低;已经出现轻度扭曲时,可以放在定位夹具中,升温复位,以释放应力,一般会取得满意的效果。 6.7 IC引脚焊接后引脚开路/虚焊 IC引脚焊接后出现部分引脚虚焊,是常见的焊接缺陷,产生的原因很多,主要原因,一是共面性差,特别是QFP器件.由于保管不当,造成引脚变形,有时不易被发现(部分贴片机没有检查共面性的功能),产生的过程如图6.9所示。 图6.9 共面性差的元件焊接后出现需焊 因此应注意器件的保管,不要随便拿取元件或打开包装。二是引脚可焊性不好。IC存放时间长,引脚发黄,可焊性不好也会引起虚焊,生产中应检查元器件的可焊性,特别注意比存放期不应过长(制造日期起一年内),保管时应不受高温、高湿,不随便打开包装袋。三是锡膏质量差,金属含量低,可焊性差,通常用于QFP器件的焊接用锡膏,金属含量应不低于90%。四是预热温度过高,易引起IC引脚氧化,使可焊性变差。五是模板窗口尺寸小,以致锡膏量不够。通常在模板制造后,应仔细检查模板窗口尺寸,不应太大也不应太小,并且注意与PCB焊盘尺寸相配套。 6.8片式元器件开裂 在SMC生产中,片式元件的开裂常见于多层片式电容器(MLCC),其原因主要是效应力与机械应力所致。 (1)对于MLCC类电容来讲,其结构上存在着很大的脆弱性,通常MLCC是由多层陶瓷电容叠加而成,强度低,极不耐受热与机械力的冲击。 (2)贴片过程中,贴片机z轴的吸放高度,特别是一些不具备z轴软着陆功能的贴片机,吸放高度由片式元件的厚度而不是由压力传感器来决定,故元件厚度的公差会造成开裂。 (3)PCB的曲翘应力,特别是焊接后,曲翘应力容易造成元件的开裂。 (4)一些拼板的PCB在分割时,会损坏元件。 预防办法是:认真调节焊接工艺曲线,特别是预热区温度不能过低;贴片时应认真调节贴片机z轴的吸放高度;应注意拼板的刮刀形状;PCB的曲翘度.特别是焊接后的曲翘度,应有针对性的校正,如是PCB板材质量问题,需另重点考虑。 6.9其他常见焊接缺陷 (1)差的润湿性 差的润湿性,表现在PCB焊盘吃锡不好或元件引脚吃锡不好。 产生的原因:元件引脚PCB焊盘已氧化/污染;过高的回流焊温度;锡膏的质量差。均会导致润湿性差,严重时会出现虚焊。 (2)锡量很少 锡量很少,表现在焊点不饱满,IC引脚根弯月面小。 产生原因:印刷模板窗口小;灯芯现象(温度曲线差);锡膏金属含量低。这些均会导致锡量小,焊点强度不够。 (3)引脚受损 引脚受损,表现在器件引脚共面性不好或弯曲,直接影响焊接质量。 产生原因:运输/取放时碰坏。为此应小心地保管元器件,特别是FQFP。 (4)污染物覆盖了焊盘 污染物覆盖了焊盘,生产中时有发生。 产生原因:来自现场的纸片;来自卷带的异物;人手触摸PCB焊盘或元器件;字符图位置不对。因而生产时应注意生产现场的清洁,工艺应规范。 (5)锡膏量不足 锡膏量不足,生产中经常发生的现象。 产生原因:第一块PCB印刷/机器停止后的印刷;印刷工艺参数改变;钢板窗口堵塞;锡膏品质变坏。上述原因之一,均会引起锡音量不足,应针对性解决问题。 (6)锡膏呈角状 锡膏呈角状,生产中经常发生,且不易发现、严重时会连焊。 产生原因:印刷机的抬网速度过快;模板孔壁不光滑,易使锡膏呈元宝状。 7 总结 目前国内外已经对无铅焊接技术进行了大量的研究,对提出的多种无铅焊料包括Sn-Cu系列、Sn-Ag-Cu系列、Sn-Ag-Bi-Cu系列、Sn-Bi系列、Sn-Sb系列等都有较为深入的研究。国际工业研究会等电子行业协会对典型的合金材料例如Sn-Ag-Cu系列的几种合金比例也有推荐的工艺参数;一些有实力的企业更是在此研究成果的基础上进行反复试验研究对工艺参数不断优化,尽可能取得最大程度上的效益。本课题参照国内外文献资料和有关期刊,选择适当参数;并选定SMT相关网站中登出市场上符合工艺要求的回流焊设备组成无铅回流焊的工艺过程。最后对焊接过程中可能出现的焊接缺陷作出理论分析,并提出相对的解决方案。 本课题是工艺的理论研究,由于设备欠缺、更因为本人SMT方面知识的浅薄不全面,出现谬误在所难免。望各位批评指正,不胜感激。
表面安贴装技术:(又称为SMT, Surface-mount technology),是一种电子装联技术,起源于60年代,最初由美国IBM公司进行技术研发,之后于80年代后期渐趋成熟。表面贴装技术是将电子元件,如电阻、电容、晶体管、集成电路等等安装到印刷电路板上,并通过钎焊形成电气联结。其使用之元件又被简称为表面安装元件。
SMT配件表面安装技术与通孔插装元器件的方式相比,具有以下优点: (1)组裴密度高。sMT片状元器件比传统通孔插装元器件所占的面积和重量都大大减小。一般来说,表面安装技术组装的电子部件,体积一般可减小到通孔插装组件的30%一20%,最小的可达到10%左右。 (2)抗干扰性好。由于元器件无引线或为短引线,从而减小了元器件在电路中的分布参数,容易消除高颠干扰。 (3)信号传桔速度快。由于结构紧凑,安装密度高,连线短,传辅延迟小,可实现高度的信号传输。这对于超高速运行的电子设备(例如运算速度高的计算机)具有重要的意义。 (4)简化了生产工序,降低了生产成本,便于实现自动化生产。在印制电路板上安装时,元器件的引线不用打弯、剪短,因而使整个生产过程缩短,同样功能电路的加工成本低于通孔装配方式。由于采用真空吸曙吸取元器件,提高了安装密度,可实现自动化生产。 (5)高效率、高可靠性。由于片状元器件外形尺寸标溶化、系列化及焊接条件的一致性,因此,可采用计算机集成制造系统(cIMs),使整个生产过程有利于自动化生产,大大提高了电子产品的成品率和生产效率。SMT配件厂家【鹏诚通】认为由于焊接造成的元器件的失效性大大减少,故提高了可靠性
表面安装技术(又称为SMT, Surface-mount technology),是一种电子装联技术,起源于60年代,最初由美国IBM公司进行技术研发,之后于80年代后期渐趋成熟。
表面安装技术是将电子元件,如电阻、电容、晶体管、集成电路等等安装到印刷电路板上,并通过钎焊形成电气联结。其使用之元件又被简称为表面安装元件。
扩展资料:
表面安装技术的特点:
1、锡膏再流焊工艺 ,该工艺流程式的特点是简单、快捷、有利于产品体积的减小。
2、贴片波峰焊工艺 ,该工艺流程的特点是利用双面板空间,电子产品的体积可以进一步减小,且仍使用通孔元件,价格低廉,但设备要求增多,波峰焊过程中缺陷较多,难以实现高密度组装。
3、因锡膏需要通过钢网进行印刷转移,因此钢网在印刷过程中扮演着非常重要的枢纽作用。
参考资料来源:
百度百科-表面安装技术
何谓表面贴装技术呢?该名称来源于英语Surface Mount Technology,故也简称为SMT。而与之相对应的,则是通孔插装技术,即Through Hole Technology,简称THT。通孔插装技术是将电子零件脚插入印刷电路板的通孔,然后将焊锡填充其中进行金属化而成为一体;而表面贴装技术则是将电子零件安置于印刷电路板表面,然后使焊锡连接电子零件的引脚与印刷电路板的焊盘进行金属化而成为一体。由于印刷电路板有两面,显然,表面贴装可在板子两面同时进行焊接,而通孔插装则不能。
三、工艺流程
表面贴装工艺过程随产品设计及各制造厂条件不同,存在着或多或少差异。但归纳起来区别于通孔插装技术的关键步骤主要由以下几方面构成.
●焊膏印刷—指将粘膏状的焊锡材料按产品上电子零件的分布,印刷于电路板上。
●零件贴装—指使用计算机辅助设计“CAD”软件编程,将电子零件贴装于已印有焊膏的电路板上。
●回流焊——指根据焊膏材料的典型融熔温度曲线,设定焊接温度与速度等参数,使经过焊膏印刷与零件贴装的印刷电路板上的电子零件与焊盘进行金属化而成为一体。
●在线测试——指根据产品上电子零件分布及逻辑关系,编制专用测试软件并设计测试夹具,对产品上所有电子零件位置、方向、性能、逻辑连接进行覆盖性检测。
当然,整个生产流程还将涉及到材料准备、返修、检验、功能测试等环节,但因为其与传统的通孔插装技术大同小异,故不在此一一赘述。
四、特点
表面贴装技术就其本身而言,仅是一种新的电子组装技术。然而,与传统通孔插装技术相比,却有着其鲜明的特点,而这些特点可分别归因于电子零件、印刷电路板和装配方法。
1.电子零件
表面贴装电子零件与通孔插装零件相比,体积与重量大大缩小,因此在同样面积的印刷电路板上,可以放置10倍以上密度的电子零件,功能却日益复杂。举例而言,插装电阻通常占面积为lOmmX(2—3)mm,而表面贴装电阻通常仅占面积3mmx2mm,·现在甚至可做到0.6mmX0.3mm;插装集成电路一般面积为10mmx30mm,引脚最多只有20多个,而表面贴装集成电路在相同面积下引脚可达数百个,因此功能可大大增加。
其次,表面贴装电子零件引脚大大减短,在加快信号传输速度的同时,也改善了彼此间干扰:同时,由于其体型小,重心低,防震能力普遍较强。
再次,电子零件集成度的提高,工艺水平的改进,使功耗大大降低。
2.印刷电路板
由于表面贴装技术是将电子零件安装于印刷电路板表面,而非插入插孔中,因而印刷电路板通孔数量大大减少,使得辐射干扰为之减轻,于是对EMI及RFI所必须进行的额外屏蔽工作,也可得以减轻及改善。
尤为重要的是,印刷电路工艺随着表面贴装技术的兴起而发展,逐渐由多层板取代单、双层板。这样,通常设计者会将信号层置于内层,而将接地层留在外面。这种将细线密线保护在内层的做法,使电路板在可靠性及生产可行性上更为有利。况且内层板线路厚度均匀,也可获得较好的阻抗控制以及辐射控制。
3.装配方法
如前所述,传统的通孔插件技术是将电子零件插入在印刷电路板内,故零件只能单面安装,而表面贴装技术的电子零件附着在电路板表面,因此使双面安装零件成为可能,更大大提高了产品的集成度与功能。
另外,表面贴装技术的生产流程中必须经过回流焊过程,所有的元件必须在150'C上经受3—5分钟、瞬间峰值温度高达210°C的焊接。因此,广大表面贴装元件供应商纷纷提高技术水准以适应该变化,这同时也在元件基础上确保了采用表面贴装技术的设备在高温环境下的正常运行。
最后,表面贴装技术由于电子零件小,密度高,决定了其必须采用全自动流水线,人工装配已无法满足要求。这样,由于全自动装配,不仅产量和效率得到了提高,而且排除了人为因素,使生产]:艺更容易处于受控状态,质量也得到了改进。
综上所述,表面贴装技术与传统的通孔插装技术比较,具有以下优点
●产品零件密度提高;
●零件集成度提高,功能更复杂;
●可使用多引脚零件:
●零件脚及接线短,可提高传输速度;
●组装前不需零件引脚成型等准备工作;
●减少零件贮存空间;
●具有自动化生产能力,效率高,质量好
●总成本降低;
●产品抗干扰能力强;
●产品具有抗震功能。
五、在自动化仪表行业中的应用
自七十年代以来,随着以计算机为核心的集散控制系统的出现,使自动化仪表装置在系统化、智能化、高性能、低功耗方向上得到了质的飞跃,世界上各自动化仪表制造商争相推出自己的控制系统。为了迎合用户对功能性、可靠性、智能性日益增长的需求,自动化仪表的硬件部分越发复杂。如果仍然停留在传统的通孔插装技术水平,最终将导致整个控制系统硬件部分体积庞大,功耗增加,却仍难满足智能化要求。表面贴装技术的应用,恰逢其时地解决了这个问题。使用该技术以后,使产品体积小巧,安装方便,功能更复杂,而功耗大大降低;抗干扰防震功能增强,运算与信号传输速度提高,接口的丰富更使系统实现开放性成为可能。而且,总成本的降低无异使用户得到了经济上的实惠。
当然,表面贴装技术的应用对制造厂商提出了前所未有的挑战。自动流水线首期投资较大,工艺较复杂,尤其是生产管理对产品最终质量起到了决定性作用。为了更有力地支持国内的仪表用户,提升国内仪表的档次,上海福克斯波罗有限公司于1995年率先引进了表面贴装流水线,开始生产I/A系列智能自动化系统产品,该举措填补了国内自动化仪表表面贴装生产的空白。由于采用了先进的表面贴装技术,该系列产品不仅在功能上有显著提升,而且
适应的工作环境也大大扩展。例如,I/A系列现场总线模块的工作范围为:温度0-60°C,相对湿度5-95%,海拔高度—300~+12000m,而且可承受ISA标准S71.04中G3级苛刻环境。另外,该产品抗电磁辐射能力也大大增强。据测试,按FCC与VDE标准,在频率范围27~500MHz、磁场强度3V/M下,模拟输入与输出读数变化均在1%以下。与此同时,该公司还全面实施SPC(统计过程控制),6δ(六个西格马),Lean Manufacture(精益生产)等世界先进的生产管理方法,使产品质量符合国际通用标准IPC—A-610,返修率仅千分之一。产品不仅广泛应用于国内各行各业,更大批返销美、欧、澳、亚等各大洲,成为美国福克斯波罗集团公司引以自豪的全球性生产基地。
六、发展与挑战
跨入廿一世纪,表面贴装技术正在向更小型化、更环保方向发展;表面贴装电子零件由片状、QFP向更小型的BGA、CSP等发展;生产中广泛使用免清洗技术,无铅焊锡技术也在逐步推广。随着表面贴装技术的这一发展,自动化控制系统将更趋小型化、环保化、低能耗、高性能,当然各制造厂商也面临着全面提升生产工艺与管理水平的挑战。
表面贴装技术目前已成为世界各领先自动化仪表装配的主要手段,而其不断发展必将成为自动化控制系统完善与革新的可靠保障。
电子厂做SMT主要是干些什么
SMT,即表面贴装技术(Surface Mount Technology),是电子制造中的一项重要工艺。电子厂通过SMT工艺将电子元件(如芯片、电阻、电容等)直接贴装到印制电路板(PCB)的表面上。在SMT过程中,主要进行以下几个步骤:1.贴片:将电子元件从元件库存中取出,通过自动贴片机精确地将元件贴在PCB上。贴片过程中需要...
谁知道SMT的技术
SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写)印刷(或点胶)--> 贴装 --> (固化) --> 回流焊接 --> 清洗 --> 检测 --> 返修 印刷 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。所用设备为印刷机 SMT加工车间 (锡膏印刷机),位于SMT生产...
201.请详细介绍SMT贴片技术?
SMT贴片技术要求设计专门的PCB,通常采用双面或多层板设计。PCB上需要考虑元件的布局、封装尺寸、焊盘设计等因素。2. **元件选型和采购:** 在SMT贴片过程中需要使用各种尺寸和类型的表面贴装元件,包括集成电路芯片、电阻器、电容器、电感器等。选择合适的元件是确保SMT贴片成功的关键。3. **贴片:** 贴片是SMT技术...
在电子厂中,什么叫做COB加工,什么叫做SMT加工啊?什么叫做绑定加工,什么...
1、板上芯片(Chip On Board, COB)工艺过程首先是在基底表面用导热环氧树脂(一般用掺银颗粒的环氧树脂)覆盖硅片安放点,然后将硅片直接安放在基底表面,热处理至硅片牢固地固定在基底为止,随后再用丝焊的方法在硅片和基底之间直接建立电气连接。2、SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted ...
SMT表面帖装指的是?
SMT表面贴装就是表面组装技术(Surface Mounted Technology的缩写),是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。建议浏览SMT之家(www.smthome.net),希望你能从中获得更多的知识和技术。
SMT表面贴装技术锡膏印刷步骤及工艺
关键词:SMT贴装技术, EMC材料, 导电泡棉, 国产高端材料 前沿科技揭示:SMT,电子组装的革新力量,通过精密设备如印刷机、贴片机,将无引脚元件精准地安装在PCB表面,实现电子产品轻巧、可靠与高效生产。卓越技术概述:SMT的引入,显著提升了产品的装配密度和可靠性,简化了生产流程,实现了自动化与成本节省...
smt工艺主要内容是什么?
SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology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 主要内容及基本工艺构成要素 锡膏印刷--> 零件贴装--> 回流焊接--> AOI 光学检测--> 维修--> 分板 锡膏印刷 其作用是将锡膏漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。
电子厂里经常说的smt和dip车间是什么意思啊---
SMT和DIP车间在电子厂中的含义 一、SMT车间 SMT,即表面贴装技术车间的简称。在电子厂中,SMT车间主要负责生产过程中的表面贴装工艺,即将电子元器件直接贴装到印刷电路板上。这一过程包括贴片、焊接等环节,具有高精度、高效率的特点。二、DIP车间 DIP,即插装焊接工艺车间的简称。在电子厂中,DIP车间...
请问电子厂里面SMT相关工作经验指的是什么?
SMT就是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。工艺流程:丝印(或点胶)--> 贴装 --> (固化) --> 回流焊接 --> 清洗 --> 检测 --> 返修
表面安装技术是什么呢?
4.在性能上贴片机向高速、高精度、多功能和智能化方向发展。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC\/SMD,中文称片状元器件)安装在印制电路板(PrintedCircuitBoard,PCB)的表面或其它基板的表面上,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术表面安装技术具有省时省力、设备占地面积...
阴珍金鸡: 何谓表面贴装技术呢?该名称来源于英语Surface Mount Technology,故也简称为SMT.而与之相对应的,则是通孔插装技术,即Through Hole Technology,简称THT.通孔插装技术是将电子零件脚插入印刷电路板的通孔,然后将焊锡填充其中...
内黄县13697524553: 表面安装技术(smt)名词解释 - ?
阴珍金鸡: SMT,实际是表面贴装技术的简称,即 Surface Mount Technology,是把元件的电极或者外形,按照一定的程序编制,贴装到指定的位置或者焊盘上的技术,后段会在高温下元件的电极和PCB板的焊盘形成合金,实现元件和PCB板的电器性能.
内黄县13697524553: SMT是什么? - ?
阴珍金鸡: 表面贴装技术SMT 表面安装技术,英文称之为“Surface Mount Technology”,简称SMT,它是将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术,所用的负责制电路板无无原则钻孔.具体地说,就是首先在印制板电路盘上...
内黄县13697524553: 什么是smt,它是做什么的. - ?
阴珍金鸡: SMT 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有几十分之一的器件
内黄县13697524553: SMT 是什么 - ?
阴珍金鸡: Surfacd Mounting Technolegy简称SMT,中文意:表面贴装技术.是新一代电子组装技术,它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本,以及生产的自动化.这种小型化的元器件称为:SMY器件(或称SMC、片式器件).将元件装配到印刷 (或其它基板)上的工艺方法称为SMT工艺.
内黄县13697524553: SMT的中文是什么?还有英文是什么? - ?
阴珍金鸡: SMT就是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology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...
内黄县13697524553: SMT表面帖装指的是? - ?
阴珍金鸡: SMT表面贴装就是表面组装技术(Surface Mounted Technology的缩写),是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺. 建议浏览SMT之家(www.smthome.net),希望你能从中获得更多的知识和技术.
内黄县13697524553: 喝自己的母乳好吗 - smt是什么意思 ?
阴珍金鸡: smt指的是表面组装技术,也被称为表面贴装或者是表面安装技术,是在电子组装行业里流行的一种技术和工艺.smt的基本工艺流程包括锡膏印刷、零件贴装、回流焊接、...
内黄县13697524553: 什么是SMT? - ?
阴珍金鸡: 表面贴装技术(Surfacd Mounting Technolegy简称SMT)是新一代电子组装技术,它将传统的电子元器 件压缩成为体积只有几十分之一的器件,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本, 以及生产的自动化.这种小型化的...