SMT介绍与重点课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,SMT,介紹與重點,SMT 介紹與重點,1,內容,:,一,.,SMT,介紹,二,.,不良設計在,SMT,生產製造中的危害,三,.,目前國內,SMT,印製電路板設計中的常見問題及解決措施,四,.,SMT,工藝對,PCB,設計的要求,內容:一.SMT 介紹,2,一,.,SMT,介紹,一.SMT 介紹,3,基板材料選擇,佈線,元器件選擇,焊盤,印製板電路設計,測試點,PCB,設計,可製造（工藝）性設計,導線、通孔,可靠性設計,焊盤與導線的連接,降低生產成本,阻焊,散熱、電磁干擾等,印製電路板（,PCB,）設計是表面組裝技術的重要組成之一。,PCB,設計品質是衡量表面組裝技術水準的一個重要標誌，是保證表面組裝品質的首要條件之一。,PCB,設計包含的內容：,4,可製造性設計,DFM,（,Design For Manufacture,）是保證,PCB,設計品質的最有效的方法。,DFM,就是從產品開發設計時起，就考慮到可製造性和可測試性，使設計和製造之間緊密聯繫，實現從設計到製造一次成功的目的。,DFM,具有縮短開發週期、降低成本、提高產品品質等優點，是企業產品取得成功的途徑。,可製造性設計DFM（Design For Manuf,5,串列設計,並行設計,CE,及,DFM,重新設計,1#,重新設計,重新設計,1#,生產,生產,N#,傳統的設計方法與現代設計方法比較,傳統的設計方法,現代設計方法,串列設計並行設計CE重新設計1#重新設計重新設計1#生產生產,6,二,.,不良設計在,SMT,生產製造中的危害,二.不良設計在SMT生產製造中的危害,7,不良設計在,SMT,生產製造中的危害,1.,造成大量焊接缺陷。,2.,增加修板和返修工作量，浪費工時，延誤工期。,3.,增加工藝流程，浪費材料、浪費能源。,4.,返修可能會損壞元器件和印製板。,5.,返修後影響產品的可靠性,6.,造成可製造性差，增加工藝難度，影響設備利用率，降低生產效率。,7,最嚴重時由於無法實施生產需要重新設計，導致整個產品的實際開發時間延長，失去市場競爭的機會。,不良設計在SMT生產製造中的危害1.造成大量焊接缺陷。,8,三,.,SMT,印製電路板設計中的常見問題及解決措施,三.SMT印製電路板設計中的常見問題及解決措施,9,1.PCB,設計中的常見問題（舉例）,(1),焊盤結構尺寸不正確（以,Chip,元件為例）,a.,當焊盤間距,G,過大或過小時，再流焊時由於元件焊端不能與焊盤搭接交疊，會產生吊橋、移位。,焊盤間距,G,過大或過小,b.,當焊盤尺寸大小不對稱，或兩個元件的端頭設計在同一個焊盤上時，由於表面張力不對稱，也會產生吊橋、移位。,1.PCB設計中的常見問題（舉例）(1)焊盤結構尺寸不正,10,(2),通孔設計不正確,導通孔設計在焊盤上，焊料會從導通孔中流出，會造成焊膏量不足。,不正確 正確 印製導線,(2)通孔設計不正確,11,(3),阻焊和絲網不規範,阻焊和絲網加工在焊盤上，其原因：一是設計；二是,PCB,製造加工精度差造成的。其結果造成虛焊或電氣斷路。,(3)阻焊和絲網不規範,12,(4),元器件佈局不合理,a,沒有按照再流焊要求設計，再流焊時造成溫度不均勻。,(4)元器件佈局不合理,13,b,沒有按照波峰焊要求設計，波峰焊時造成陰影效應,。,b 沒有按照波峰焊要求設計，波峰焊時造成陰影效應。,14,(5),基準標誌,(Mark),、,PCB,外形和尺寸,、,PCB,定位孔和夾持邊的設置不正確,a,基準標誌,(Mark),做在大地的網格上，或,Mark,圖形周圍有阻焊膜，由於圖像不一致與反光造成不認,Mark,、頻繁停機。,b,導軌傳輸時，由於,PCB,外形異形、,PCB,尺寸過大、過小、或由於,PCB,定位孔不標準，造成無法上板，無法實施機器貼片操作。,c,在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能採用人工補貼。,d,拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，裁板時造成損壞元器件。,(5)基準標誌(Mark)、PCB外形和尺寸、PCB定位孔,15,(6)PCB,材料選擇、,PCB,厚度與長度、寬度尺寸比不合適,a,由於,PCB,材料選擇不合適，在貼片前就已經變形，造成貼裝精度下降。,b PCB,厚度與長度、寬度尺寸比不合適造成貼裝及再流焊時變形，容易造成焊接缺陷，還容易損壞元器件。特別是焊接,BGA,時容易造成虛焊。,虛焊,(6)PCB材料選擇、PCB厚度與長度、寬度尺寸比不合適,16,(7)BGA,的常見設計問題,a,焊盤尺寸不規範，過大或過小。,b,通孔設計在焊盤上，通孔沒有,做埋孔處理,c,焊盤與導線的連接不規範,d,沒有設計阻焊或阻焊不規範。,(7)BGA的常見設計問題,17,A,面再流焊，,B,面波峰焊工藝時，,BGA,的導通孔應設計盲孔,A,面再流焊,B,面波峰焊,由於二次熔錫,造成,BGA,焊點失效,A面再流焊，B面波峰焊工藝時，BGA的導通孔應設計盲孔A面再,18,(8),元器件和元器件的包裝選擇不合適,由於沒有按照貼裝機供料器配置選購元器件,和元器件的包裝,，造成無法用貼裝機貼裝。,(9),齊套備料時把編帶剪斷。,(10)PCB,外形不規則、,PCB,尺寸太小、沒有加工拼板造成不能上機器貼裝,等等。,(8)元器件和元器件的包裝選擇不合適,19,四,.,SMT,工藝對,PCB,設計的要求,四.SMT工藝對PCB設計的要求,20,SMT,工藝對,PCB,設計的要求,1.,印製板的組裝形式及工藝流程設計,2,選擇,PCB,材料,3,選擇元器件,4.SMC/SMD,（貼裝元器件）焊盤設計,5,THC,（通孔插裝元器件）焊盤設計,6.,佈線設計,7.,焊盤與印製導線連接的設置,8.,導通孔、測試點的設置,9.,阻焊、絲網的設置,10.,元器件整體佈局設置,11.,再流焊與波峰焊貼片元件的排列方向設計,12.,元器件的間距設計,13.,散熱設計,14.,高頻及抗電磁干擾設計,15.,可靠性設計,16.,降低生產成本設計,SMT工藝對PCB設計的要求1.印製板的組裝形式及工藝流程,21,1.,印製板的組裝形式及工藝流程設計,1.1,印製板的組裝形式,1.印製板的組裝形式及工藝流程設計,22,1.2,工藝流程設計,1.2.1,純表面組裝工藝流程,(1),單面表面組裝工藝流程,施加焊膏 貼裝元器件 再流焊。,(2),雙面表面組裝工藝流程,A,面施加焊膏 貼裝元器件 再流焊,翻轉,PCB,B,面施加焊膏 貼裝元器件 再流焊。,A,B,A,B,1.2 工藝流程設計ABAB,23,1.2.2,表面貼裝和插裝混裝工藝流程,(1),單面混裝（,SMD,和,THC,都在同一面）,A,面施加焊膏 貼裝,SMD,再流焊,A,面插裝,THC B,面波峰焊。,(2),單面混裝（,SMD,和,THC,分別在,PCB,的兩面）,B,面施加貼裝膠 貼裝,SMD,膠固化,翻轉,PCB,A,面插裝,THC B,面波峰焊。,或：,A,面插裝,THC,（機器）,B,麵點膠貼裝固化 再波峰焊。,A,B,A,B,1.2.2 表面貼裝和插裝混裝工藝流程ABAB,24,(3),雙面混裝（,THC,在,A,面，,A,、,B,兩面都有,SMD,）,A,面施加焊膏 貼裝,SMD,再流焊,翻轉,PCB,B,面施加貼裝膠 貼裝,SMD,膠固化,翻轉,PCB,A,面插裝,THC B,面波峰焊。,（應用最多）,A,B,AB,25,(4),雙面混裝（,A,、,B,兩面都有,SMD,和,THC,）,A,面施加焊膏 貼裝,SMD,再流焊,翻轉,PCB,B,面施加貼裝膠 貼裝,SMD,膠固化,翻轉,PCB,A,面插裝,THC B,面波峰焊,B,面插裝件後附。,A,B,(4)雙面混裝（A、B兩面都有SMD和THC）AB,26,1.3,選擇表面貼裝工藝流程應考慮的因素,1.3.1,儘量採用再流焊方式，再流焊比波峰焊具有以下優越性；,(1),元器件受到的熱衝擊小。,(2),能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接品質好，可靠性高；,(3),焊料中一般不會混入不純物，能正確地保證焊料的組分；,有自定位效應（,self alignment,）,(4),可在同一基板上，採用不同焊接工藝進行焊接；,(5),工藝簡單，修板量極小。從而節省了人力、電力、材料。,1.3 選擇表面貼裝工藝流程應考慮的因素,27,1.3.2,一般密度的混合組裝時,盡量選擇插裝元件、貼片元件在同一面。,當,SMD,和,THC,在,PCB,的同一面時，採用,A,面印刷焊膏、再流焊，,B,面波峰焊工藝；（必須雙面板）,當,THC,在,PCB,的,A,面、,SMD,在,PCB,的,B,面時，採用,B,麵點膠、波峰焊工藝。（單面板）,A,B,A,B,1.3.2 一般密度的混合組裝時ABAB,28,1.3.3,高密度混合組裝時,a),高密度時，儘量選擇表貼元件；,b),將阻、容、感元件、電晶體等小元件放在,B,面，,IC,和體積大、重的、高的元件（如鋁電解電容）放在,A,面，實在排不開時，,B,面儘量放小的,IC,；,c)BGA,設計時，儘量將,BGA,放在,A,面，兩面安排,BGA,時將小尺寸的,BGA,放在,B,面。,d),當沒有,THC,或只有及少量,THC,時，可採用雙面印刷焊膏、再流焊工藝，及少量,THC,採用後附的方法；,e),當,A,面有較多,THC,時，採用,A,面印刷焊膏、再流焊，,B,麵點膠、波峰焊工藝。,f),儘量不要在雙面安排,THC,。必須安排在,B,面的發光二極體、連接器、開關、微調元器件等,THC,採用後附（焊）的方法。,1.3.3 高密度混合組裝時,29,2,選擇,PCB,材料,a),應適當選擇,g,較高的基材,-Tg,應高於電路工作溫度,b),要求,CTE,低,-,由於,X,、,Y,和厚度方向的熱膨脹係數不一致，容易造成,PCB,變形，嚴重時會造成金屬化孔斷裂和損壞元件。,c),要求耐熱性高,-,一般要求,PCB,能有,250/50S,的耐熱性。,d,）要求平整度好,e),電氣性能要求,高頻電路時要求選擇介電常數高、介質損耗小的材料。,絕緣電阻，耐電壓強度，抗電弧性能都要滿足產品要求。,2選擇PCB材料a)應適當選擇g較高的基材-Tg應高,30,3,元器件選用標準,a,元器件的外形適合自動化表面貼裝，元件的上表面應易於使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用膠粘劑的能力；,b,尺寸、形狀標準化、並具有良好的尺寸精度和互換性；,c,包裝形式適合貼裝機自動貼裝要求；,d,具有一定的機械強度，能承受貼裝機的貼裝應力和基板的彎折應力；,e,元器件的焊端或引腳的可焊性要符合要求；,2355,，,2,0,.,2,s,或,2305,，,30,.5s,，焊端,90%,沾錫。,f,符合再流焊和波峰焊的耐高溫焊接要求；,再流焊：,2355,，,2,0,.,2,s,。,波峰焊：,2605,，,5,0,.,5,s,。,g,可承受有機溶劑的洗滌；,3 元器件選用標準a 元器件的外形適合自動化表面貼裝，元件,31,a,再流焊工藝,印刷焊膏 貼裝元器件 再流焊,b,波峰焊工藝,印刷貼片膠 貼裝元器件 膠固化 插裝元器件 波峰焊,再流焊與波峰焊工藝比較,PCB,焊盤結構設計要滿足再流焊工藝特點“再流動”與自定位效應,在印製板的同一面，禁止採用先再流焊,SMD,，後對,THC,進行波峰焊的工藝流程。,a 再流焊工藝,32,11