表面贴装技术介绍课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,表面贴装技术介绍,*,表面贴装技术介绍,2024/11/18,表面贴装技术介绍,表面贴装技术介绍2023/9/29表面贴装技术介绍,1,SMT(,S,urface,M,ount,T,echnology)的英文缩写，中文意思是,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。,表面安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，受日本消费类,电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件,被广泛使用。,表面贴装技术介绍,SMT(Surface Mount Technology)的,2,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMT的特点：,高密度,高可靠,小型化,低成本,生产的自动化,表面贴装技术介绍,Surface mountThrough-hole与传统工艺,3,自动化程度,类型,THT(Through Hole Technology),SMT(Surface Mount Technology),元器件,双列直插或DIP,针阵列PGA,有引线电阻，电容,SOIC,SOT,SSOIC,LCCC,PLCC,QFP,PQFP,片式电阻电容,基板,印制电路板，2.54mm网格，,0.8mm0.9mm通孔,印制电路板，1.27mm网格或更细，导电孔仅在层与层互连调用（0.3mm0.5mm），布线密度高2倍以上，厚膜电路，薄膜电路，0.5mm网格或更细,焊接方法,波峰焊,再流焊,面积,大,小，缩小比约1：31：10,组装方法,穿孔插入,表面安装-贴装,自动插件机,自动贴片机，生产效率高,表面贴装技术介绍,自动化程度类型THT(Through Hole Techno,4,年 代,代表产品,器 件,元 件,组装技术,电子管,收音机,电子管,带引线的,大型元件,札线，配线,手工焊接,60 年 代,黑白电视机,晶体管,轴向引线,小型化元件,半自动插,装浸焊接,70 年 代,彩色电视机,集成电路,整形引线的,小型化元件,自动插装,波峰焊接,80 年 代,录象机,电子照相机,大规模集成电路,表面贴装元件,SMC,表面组装自动贴,装和自动焊接,电子元器件和组装技术的发展,表面贴装技术介绍,年 代代表产品器 件元 件组装技术电子管电子管带引线的札,5,表面组装技术,片时元器件,关键技术,各种SMD的开发与制造技术,产品设计,结构设计，端子形状，尺寸精度，可焊型,包装,盘带式，管装式，散装式,装联工艺,贴装材料,焊锡膏与无铅焊料,黏接剂/贴片胶,助焊剂,导电胶,贴装印制板,涂布工艺,贴装方式,基板材料：有机玻璃纤维，陶瓷板，合金板,电路图形设计：图形尺寸设计，工艺型设计,锡膏精密印刷工艺,贴片胶精密点涂工艺及固化工艺,纯片式元件贴装，单面或双面,SMD与通孔元件混装，单面或双面,贴装工艺：最优化编程,焊接工艺,波峰焊,再流焊：红外热风式，N,2,保护再流焊，汽相焊，激光焊，通孔器件再流焊,助焊剂涂布方式：发泡，喷雾,双波峰，0型波，温度曲线的设定,设备：印刷机，贴片机，焊接设备，清洗设备(在较早的工艺中使用），检测设备，维修设备,清洗技术：清洗剂，清洗工艺,检测技术：焊点质量检测，在现测试，功能检测,防静电,生产管理,表面贴装技术介绍,表面组装技术片时元器件关键技术各种SMD的开发与制造技术,6,通常先作B面,再作A面,印刷锡高,贴装元件,再流焊,翻转,贴装元件,印刷锡高,再流焊,翻转,清洗,双面再流焊工艺,A面布有大型IC器件,B面以片式元件为主,充分利用 PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格,常用于密集型或超小型电子产品，如 手机,表面贴装技术介绍,通常先作B面再作A面印刷锡高贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡,7,波峰焊,插通孔元件,清洗,混合安装工艺,多用于消费类电子产品的组装,印刷锡高,贴装元件,再流焊,翻转,点贴片胶,贴装元件,加热固化,翻转,先作A面：,再作B面：,插通孔元件后再过波峰焊：,表面贴装技术介绍,波峰焊插通孔元件清洗混合安装工艺印刷锡高贴装元件再流焊翻转点,8,印刷锡高,贴装元件,再流焊,清洗,锡膏,再流焊工艺,简单，快捷,涂敷粘接剂,红外加热,表面安装元件,固化,翻转,插通孔元件,波峰焊,清洗,贴片,波峰焊工艺,价格低廉，但要求设备多，难以实现高密度组装,表面贴装技术介绍,印刷锡高贴装元件再流焊清洗锡膏再流焊工艺涂敷粘接剂红外加,9,印刷机,贴片机,回流焊,AOI（自动光学检测仪）,表面贴装技术介绍,印刷机贴片机回流焊AOI（自动光学检测仪）表面贴装技术介绍,10,表面贴装技术介绍,表面贴装技术介绍,11,SMT,关键工序的工艺控制,表面贴装技术介绍,SMT关键工序的工艺控制表面贴装技术介绍,12,SMT,关键工序的工艺控制,1.印刷工艺,2.贴装元件工艺,3.焊接原理和再流焊工艺,表面贴装技术介绍,SMT关键工序的工艺控制 1.印刷工艺表面贴装技术介,13,一.印刷焊膏工艺,表面贴装技术介绍,一.印刷焊膏工艺表面贴装技术介绍,14,印刷焊膏是SMT的关键工序,印刷,焊膏是保证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。,表面贴装技术介绍,印刷焊膏是SMT的关键工序 印刷焊膏是保证SMT质量的,15,了解印刷原理，提高印刷质量,表面贴装技术介绍,了解印刷原理，提高印刷质量表面贴装技术介绍,16,1.印刷焊膏的原理,焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定速度和角度向前移动时，对焊膏产生一定的压力，推动焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变，切变力使焊膏的粘性下降，使焊膏顺利地注入网孔或漏孔。,表面贴装技术介绍,1.印刷焊膏的原理焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮,17,刮板 焊膏,模板,PCB,a焊膏在刮板前滚动前进 b产生将焊膏注入漏孔的压力 c切变力使焊膏注入漏孔,X,Y F,刮刀的推动力F,可分解为,推动焊膏,前进分力X,和,将焊膏注入漏孔的,压力,Y,d焊膏释放（脱模）,图1-3,焊膏印刷原理示意图,表面贴装技术介绍,表面贴装技术介绍,18,焊膏在刮板前滚动，才能产生将焊膏注入开口的压力,刮板,焊膏,印刷时焊膏,填充,模板开口的情况,脱模,焊膏滚动,表面贴装技术介绍,焊膏在刮板前滚动，才能产生将焊膏注入开口的压力印刷时,19,2.影响焊膏脱模质量的因素,(a)模板开口尺寸：开口面积B与开口壁面积A比0.66时,焊膏释放（脱模）顺利,。,面积比0.66，,焊膏释放体积百分比,80%,面积比0.5，,焊膏释放体积百分比,60%,(b)焊膏黏度：焊膏与PCB焊盘之间的粘合力Fs焊膏与开口壁之间的摩擦力Ft时,焊膏释放顺利。,(c)开口壁的形状和光滑度：开口壁光滑、喇叭口向下或垂直时,焊膏释放顺利。,表面贴装技术介绍,2.影响焊膏脱模质量的因素(a)模板开口尺寸：开口面积B,20,图1-4 放大后的,焊膏印刷脱模示意图,F,t,焊膏与PCB焊盘之间的,粘合力,与开口面积、焊膏黏度有关,F,s,焊膏与开口壁之间的,摩檫阻力,与开口壁面积、,光滑度有关,A焊膏与模板,开口壁,之间的接触,面积,；,B,焊膏与PCB焊盘之间的接触面积(,开口面积,),PCB,开口壁面积A,开口面积B,表面贴装技术介绍,图1-4,21,(a)垂直开口 (b)喇叭口向下 (c)喇叭口向上,易脱模 易脱模 脱模差,图1-5 模板,开口形状示意图,表面贴装技术介绍,表面贴装技术介绍,22,(d)印刷方式,单向印刷,（刮刀只能作一个方向印刷）,单向印刷时有一块刮刀是印刷用的，另一块刮刀是作为回料用的；,双向印刷,双向印刷时两块刮板进行交替往返印刷。,表面贴装技术介绍,(d)印刷方式表面贴装技术介绍,23,传统的印刷方式,都是开放式印刷，焊膏暴露在空气中，在刮刀的推动下在模板表面来回滚动。有单向印刷和双向印刷两种印刷方式。,新型的印刷方式,随着SMT向高密度、窄间距、无铅焊接的发展，对印刷精度、速度以及印刷质量有了进一步的要求。印刷设备和技术也在不断地改进和发展。出现了各种密封式的印刷技术。最初有英国DEK公司和美国MPM公司推出的刮刀旋转45以及密封式ProFlow（捷流）导流包印刷技术。最近日本Minami公司和Hitachi公司相继推出了单向旋转和双向密闭型印刷技术，见图,2-8。这些新技术适合免清洗、,无铅焊接、高密度、高速度印刷的要求。,表面贴装技术介绍,传统的印刷方式都是开放式印刷，焊膏暴露在空气中，,24,(a)传统开放式 (b)单向旋转式 (c)固定压入式 (d)双向密闭型,图,2-8 各种不同,形式的印刷技术示意图,表面贴装技术介绍,(a)传统开放式 (b)单向旋转式 (c)固定压入式,25,4.影响印刷质量的主要因素,a 首先是模板质量,模板印刷是接触印刷，因此模板厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接，焊膏量过少会产生焊锡不足或虚焊。模板开口形状以及开口是否光滑也会影响脱模质量。,b 其次是焊膏质量,焊膏的黏度、印刷性（滚动性、转移性）、触变性、常温下的使用寿命等都会影响印刷质量。,c 印刷工艺参数,刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度以及焊膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此只有正确控制这些参数，才能保证焊膏的印刷质量。,表面贴装技术介绍,4.影响印刷质量的主要因素 a 首先是模板质量模,26,d 设备精度方面,在印刷高密度窄间距产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也会起一定的作用。,e 环境温度、湿度、以及环境卫生,环境温度过高会降低焊膏黏度，湿度过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。,（一般要求环境温度233，相对湿度45,70%,）,表面贴装技术介绍,d 设备精度方面在印刷高密度窄间距产品时，印刷机,27,从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常多，而且印刷焊膏是一种,动态工艺,。,焊膏的量随时间而变化，如果不能及时添加焊膏的量，会造成焊膏漏印量少，图形不饱满。,焊膏的黏度和质量随时间、环境温度、湿度、环境卫生而变化；,模板底面的清洁程度及开口内壁的状态不断变化；,表面贴装技术介绍,从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常多，,28,印刷缺陷举例,少印,粘连,塌边,错位,表面贴装技术介绍,印刷缺陷举例少印粘连塌边错位表面贴装技术介绍,29,二.贴装元器件工艺,1.保证贴装质量的三要素,2.贴片原理,表面贴装技术介绍,二.贴装元器件工艺1.保证贴装质量的三要素表面贴装技术介绍,30,1.,保证贴装质量的三要素,a 元件正确,b 位置准确,c 压力（贴片高度）合适。,表面贴装技术介绍,1.保证贴装质量的三要素a 元件正确表面贴装技术介绍,31,a 元件正确,要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和明细表要求，不能贴错位置；,表面贴装技术介绍,a 元件正确要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极,32,b 位置准确,元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐、居中，,还要确保元件焊端接触焊膏图形。,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