SMT、DIP培训资料.pptx
生产工艺培训,1.SMT生产流程介绍2.DIP生产流程介绍,“SMT”表面安装技术(Surface Mounting Technology)(简称SMT)它是将电子元器件直接安装在印制电路板的表面，它的主要特征是元器件是无引线或短引线，元器件主体与焊点均处在印制电路板的同一侧面。,1.1表面安装的工艺流程,1.1.1表面安装组件的类型:表面安装组件(Surface Mounting Assembly)(简称：SMA)类型：全表面安装(型)双面混装(型)单面混装(型),a.全表面安装(型)：全部采用表面安装元器件，安装的印制电路板是单面或双面板.,表面安装示意图,制造工序介绍-SMT上板,制造工序介绍-SMT：正在印刷锡膏,制造工序介绍-SMT：印刷好锡膏的PCB,制造工序介绍-SMT：正在印刷红胶,制造工序介绍-SMT：印刷好红胶的PCB,制造工序介绍-SMT：贴片机进行贴片,制造工序介绍-SMT：贴片后的PCB,制造工序介绍-SMT：回流、焊接完成,制造工序介绍-SMT：回流完成,b.双面混装(型)：表面安装元器件和有引线元器件混合使用，印制电路板是双面板。,双面混装示意图,c.单面混装(型)：表面安装元器件和有引线元器件混合使用，与型不同的是印制电路板是单面板。,单面混装示意图,1.1.2 工艺流程 由于SMA有单面安装和双面安装；元器件有全部表面安装及表面安装与通孔插装的混合安装；焊接方式可以是回流焊、波峰焊、或两种方法混合使用；通孔插装方式可以是手工插，或机械自动插；从而演变为多种工艺流程，目前采用的方式有几十种之多，下面仅介绍通常采用的几种形式。,a.单面全表面安装,单面安装流程,b双面全表面安装,双面安装流程,c.单面混合安装,单面混合安装流程,d、双面混合安装,双面混合安装流程,1.1.3 锡膏印刷,锡膏印刷工艺环节是整个SMT流程的重要工序，这一关的质量不过关，就会造成后面工序的大量不良。因此，抓好印刷质量管理是做好SMT加工、保证品质的关键。,1.1.4 贴片,在SMT流程中，贴片加工环节是完全靠机器完成的，当然也有采用手工贴片的，不过那是针对量少、元件数不多而且对加工品质要求不严格的产品。对于贴片机器的分类，一般按速度分为高速机和中速机；按贴片功能分，分为CHIP机和泛用机，也叫多功能机。,贴片机器的工作原理是采用图形识别和坐标跟踪来决定什么元件该贴装到什么位置。贴片机器的工作程序一般来说有5大块：1、线路板数据：线路板的长、宽、厚，用来给机器识别线路板的大小，从而自动调整传输轨道的宽度；线路板的识别标识（统称MARK），用来给机器校正线路板的分割偏差，以保证贴装位置的正确。这些是基本数据,2、元件信息数据：包括元件的种类，即是电阻、电容，还是IC、三极管等，元件的尺寸大小（用来给机器做图像识别参考），元件在机器上的取料位置等（便于机器识别什么物料该在什么位置去抓取）3、贴片坐标数据：这里包括每个元件的贴装坐标（取元件的中心点），便于机器识别贴装位置；还有就是每个坐标该贴什么元件（便于机器抓取，这里要和数据2进行链接）；再有就是元件的贴装角度（便于机器识别该如何放置元件，同时也便于调整极性元件的极性,4、线路板分割数据：线路板的分板数据（即一整块线路板上有几小块拼接的线路板），用来给机器识别同样的贴装数据需要重复贴几次。5、识别标识数据：也就是MARK数据，是给机器校正线路板分割偏差使用的，这里需要录入标识的坐标，同时还要对标识进行标准图形录入，以供机器做对比参考。有了这5大基本数据，一个贴片程序基本就完成了，也就是说可以实现贴片加工的要求了。,1.1.5 回流焊（Reflow Oven）,回流焊的定义：是靠热气流对焊点的作用,胶状的焊剂(锡膏)在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD的焊接;因为是气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的,所以叫回流焊“,温度曲线热容分析理想的温度曲线由四个部分组成,前面三个区加热和最后一个区冷却。一个典型的温度曲线其包含回流持续时间、锡膏活性温度、合金熔点和所希望的回流最高温度等。回流焊炉的温区越多,越能使实际温度曲线的轮廓达到理想的温度曲线。大多数锡膏都能用有四个基本温区的温度曲线完成回流焊工艺过程。,温度曲线图,a、预热区 也叫斜坡区,用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。在这个区,电路板和元器件的热容不同,他们的实际温度提升速率不同。电路板和元器件的温度应不超过每秒3速度连续上升,如果过快,会产生热冲击,电路板和元器件都可能受损,如陶瓷电容的细微裂纹。而温度上升太慢,锡膏会感温过度,溶剂挥发不充分,影响焊接质量。炉的预热区一般占整个加热区长度的1525%。,b、活性区 也叫做均温区,这个区一般占加热区的30 50%。活性区的主要目的是使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。在这个区域里给予足够的时间使热容大的元器件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到活性区结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。应注意的是SMA上所有元件在这一区结束时应具有相同的温度,否则进入到回流区将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。一般普遍的活性温度范围是120170,如果活性区的温度设定太高,助焊剂没有足够的时间活性化,温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率。虽然有的锡膏制造商允许活性化期间一些温度的增加,但是理想的温度曲线应当是平稳的温度。,C、回流区 有时叫做峰值区或最后升温区,这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。活性温度总是比合金的熔点温度低一点,而峰值温度总是在熔点上。典型的峰值温度范围是焊膏合金的熔点温度加30左右,回流区工作时间范围是30-60s。这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒3,或使回流峰值温度比推荐的高,或工作时间太长可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损,并损害元件的完整性。回流峰值温度比推荐的低,工作时间太短可能出现冷焊等缺陷。,d、冷却区 这个区中焊膏的锡合金粉末已经熔化并充分润湿被连接表面,应该用尽可能快的速度来进行冷却,这样将有助于合金晶体的形成,得到明亮的焊点,并有较好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的杂质更多分解而进入锡中,从而产生灰暗粗糙的焊点。在极端的情形下,其可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为310/S。,2 DIP生产流程,功能测试,元件成型加工,插件,过波峰焊,元件切脚,补焊,洗板,成型房作业,插件段作业,波蜂焊接,剪脚,执锡及检修,测试段作业,波峰焊 Wave solder 定义：波峰焊是将熔融的液态焊料，借助与泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置与传送链上，经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。,2.1.3 预热系统 a 预热系统的作用：（1）挥发助焊剂中的溶剂，使助焊剂呈胶粘状。液态的助焊剂内有大量溶剂，主要是无水酒精，如直接进入锡缸，在高温下会急剧的挥发，产生气体使焊料飞溅，在焊点内形成气孔，影响焊接质量。（2）活化助焊剂，增加助焊能力。在室温下焊剂还原氧化膜的作用是很缓慢的，必须通过加热使助焊剂活性提高，起到加速清除氧化膜的作用,（3）减少焊接高温对被焊母材的热冲击。焊接温度约245，在室温下的印制电路板及元器件若直接进入锡槽，急剧的升温会对它们造成不良影响。（4）减少锡槽的温度损失。未经预热的印制电路板与锡面接触时，使锡面温度会明显下降，从而影响润湿、扩散的进行。,c、预热温度 一般预热温度为90150，预热时间为13min。预热温度控制得好，可防止虚焊、拉尖和桥接，减小焊料波峰对基板的热冲击，有效地解决焊接过程中PCB板翘曲、分层、变形问题。有铅焊接时预热温度大约维持在80-100之间，而无铅免洗的助焊剂由于活性低需在高温下才能激化活性，故其活化温度维持在150左右。在能保证温度能达到以上要求以及保持元器件的升温速率（2/S以内）情况下，此过程所处的时间为1分半钟左右。若超过界限，可能使助焊剂活化不足或焦化失去活性引起焊接不良，产生桥连或虚焊。,2.1.4 焊接系统 焊接系统一般采用双波峰。在波峰焊接时，PCB板先接触第一个波峰，然后接触第二个波峰。第一个波峰是由窄喷嘴喷流出的湍流波峰，流速快，对组件有较高的垂直压力，使焊料对尺寸小，贴装密度高的表面组装元器件的焊端有较好的渗透性；通过湍流的熔融焊料在所有方向擦洗组件表面，从而提高了焊料的润湿性，并克服了由于元器件的复杂形状和取向带来的问题；同时也克服了焊料的遮蔽效应湍流波向上的喷射力足以使焊剂气体排出。因此，即使印制板上不设置排气孔也不存在焊剂气体的影响，从而大大减小了漏焊、桥接和焊缝不充实等焊接缺陷，提高了焊接可靠性。,经过第一个波峰的产品，因浸锡时间短以及部品自身的散热等因素，浸锡后存在着很多的短路，锡多，焊点光洁度不正常以及焊接强度不足等不良内容。因此，紧接着必须进行浸锡不良的修正，这个动作由喷流面较平较宽阔，波峰较稳定的二级喷流进行。这是一个平滑的波峰，流动速度慢，有利于形成充实的焊缝，同时也可有效地去除焊端上过量的焊料，并使所有焊接面上焊料润湿良好，修正了焊接面，消除了可能的拉尖和桥接，获得充实无缺陷的焊缝，最终确保了组件焊接的可靠性。,2.1.5 冷却系统 浸锡后适当的冷却有助于增强焊点接合强度的功能，同时，冷却后的产品更利于炉后操作人员的作业，因此，浸锡后产品需进行冷却处理。,
