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SMT工程師必備基礎

發(fā)布時間 :2016-07-08 15:24 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
一、傳統(tǒng)制程簡介
傳統(tǒng)穿孔式電子組裝流程乃是將組件之引腳插入PCB的導孔固定之后,利用波峰焊(Wave Soldering)的制程,經(jīng)過助焊劑涂布、預熱、焊錫涂布、檢測與清潔等步驟而完成整個焊接流程。
二、表面黏著技術簡介
由于電子工業(yè)之產(chǎn)品隨著時間和潮流不斷的將其產(chǎn)品設計成短小輕便,相對地促使各種零組件的體積及重量愈來愈小,其功能密度也相對提高,以符合時代潮流及客戶需求,在此變遷影響下,表面黏著組件即成為PCB上之主要組件,其主要特性是可大幅節(jié)省空間,以取代傳統(tǒng)浸焊式組件(Dual In Line Package;DIP)。
表面黏著組裝制程主要包括以下幾個主要步驟: 錫膏印刷組件置放、回流焊接。
其各步驟概述如下:
錫膏印刷(Stencil Printing):錫膏為表面黏著組件與PCB相互連接導通的接著材料,首先將鋼板透過蝕刻或雷射切割后,由印刷機的刮刀(squeegee)將錫膏經(jīng)鋼板上之開孔印至PCB的焊墊上,以便進入下一步驟。
組件置放(Component Placement):組件置放是整個SMT制程的主要關鍵技術及工作重心,其過程使用高精密的自動化置放設備,經(jīng)由計算機編程將表面黏著組件準確的置放在已印好錫膏的PCB的焊墊上。由于表面黏著組件之設計日趨精密,其接腳的間距也隨之變小,因此置放作業(yè)的技術層次之困難度也與日俱增。
回流焊接(Reflow Soldering):回流焊接是將已置放表面黏著組件的PCB,經(jīng)過回流爐先行預熱以活化助焊劑,再提升其溫度至183℃使錫膏熔化,組件腳與PCB的焊墊相連結,再經(jīng)過降溫冷卻,使焊錫固化,即完成表面黏著組件與PCB的接合。
三、 SMT設備簡介
1. Stencil Printing:  MPM3000 / MPM2000 / PVⅡ
2. Component Placement:  FUJI ( CP643E / CP742ME & QP242E / QP341E ) 
3. Reflow Soldering:  FURUKAWA( XN-425PHG / XN-445PZ / XNⅡ-651PZ )  ETC410, ETC411。
四、SMT 常用名稱解釋
SMT:surface mounted technology (表面貼裝技術):直接將表面黏著元器件貼裝,焊接到印制電路板表面規(guī)定位置上的組裝技術。
SMD:surface mounted devices (表面貼裝組件): 外形為矩形片狀,圓柱行狀或異形,其焊端或引腳制作在同一平面內(nèi),并適用于表面黏著的電子組件。
Reflow soldering (回流焊接):通過重新熔化預先分配到印制電路板焊墊上的膏狀錫膏,實現(xiàn)表面黏著組件端子或引腳與印制電路板焊墊之間機械與電氣連接。
Chip:rectangular chip component (矩形片狀元件): 兩端無引線,有焊端,外形為薄片矩形的表面黏著元器件。
SOP:small outline package(小外形封裝): 小型模壓塑料封裝,兩側具有翼形或J形短引腳的一種表面組裝元器件。
QFP:quad flat pack (四邊扁平封裝): 四邊具有翼形短引腳,引腳間距:1.00,0.80,0.65,0.50,0.40,0.30mm等的塑料封裝薄形表面組裝集體電路。
BGA:Ball grid array (球柵列陣): 集成電路的包裝形式,其輸入輸出點是在組件底面上按柵格樣式排列的錫球。
五、組件包裝方式
料條(magazine/stick)(裝運管) - 主要的組件容器:料條由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料構成,擠壓成滿足現(xiàn)在工業(yè)標準的可應用的標準外形。料條尺寸為工業(yè)標準的自動裝配設備提供適當?shù)慕M件定位與方向。料條以單個料條的數(shù)量組合形式包裝和運輸。
托盤(tray) - 主要的組件容器:托盤由碳粉或纖維材料制成,這些材料基于專用托盤的最高溫度率來選擇的。設計用于要求暴露在高溫下的組件(潮濕敏感組件)的托盤具有通常150°C或更高的耐溫。托盤鑄塑成矩形標準外形,包含統(tǒng)一相間的凹穴矩陣。凹穴托住組件,提供運輸和處理期間對組件的保護。間隔為在電路板裝配過程中用于貼裝的標準工業(yè)自動化裝配設備提供準確的組件位置。托盤的包裝與運輸是以單個托盤的組合形式,然后堆迭和捆綁在一起,具有一定剛性。一個空蓋托盤放在已裝組件和堆迭在一起的托盤上。
帶卷(tape-and-reel) - 主要組件容器:典型的帶卷結構都是設計來滿足現(xiàn)代工業(yè)標準的。有兩個一般接受的覆蓋帶卷包裝結構的標準。EIA-481應用于壓紋結構(embossed),而EIA-468 應用于徑向引線(radial leaded)的組件。到目前為止,對于有源(active)IC的最流行的結構是壓紋帶 (embossed tape)。
六、為什幺在表面貼裝技術中應用免清洗流程?
1. 生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水,帶來水質(zhì)、大地以至動植物的污染。
2. 除了水清洗外,應用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗,亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。
3. 清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現(xiàn)象,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)素。
4. 減低清洗工序操作及機器保養(yǎng)成本。
5. 免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。仍有部分組件不堪清洗。
6. 助焊劑殘留量已受控制,能配合產(chǎn)品外觀要求使用,避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。
7. 殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能,以避免成品產(chǎn)生漏電,導致任何傷害。
8. 免洗流程已通過國際上多項安全測試,證明助焊劑中的化學物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的。


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