EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
SMT贴片加工基本介绍 ◆ SMT的特点" P' r( i/ Q; l
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,一般采用SMT之后,电子产品体积缩小40%~60%,重量减轻60%~80%。
* o5 }7 _: S# x9 A 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
8 x1 O9 X9 z! c 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。
! B7 r7 p( b8 ?3 z% V# i% Z+ W 易于实现自动化,提高生产效率。降低成本达30%~50%。 节省材料、能源、设备、人力、时间等。
! o! J" L3 p: Q% Y: Q ◆ 为什么要用表面贴装技术(SMT)? % A# o5 {2 m6 F) @! t+ D H) s
电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。# G7 s: M" D6 s; ]$ [* A2 A" D2 ^
电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件,特别是大规模、高集成IC,不得不采用表面贴片元件。
: @+ X* d7 ^; R 产品批量化,生产自动化,厂方要以低成本高产量,出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力。/ r6 F* H- w5 p0 x" e; C
电子元件的发展,集成电路(IC)的开发,半导体材料的多元应用。
7 @5 h5 v4 d4 o6 I2 V+ \6 q 电子科技革命势在必行,追逐国际潮流。
. E T# H4 s8 h8 \/ @1 s ◆ 为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程?
; @9 x6 C" E1 n3 D+ P. ^ 生产过程中产品清洗后排出的废水,带来水质、大地以至动植物的污染。
- s- W% z. Q% z1 V+ m2 o; Y 除了水清洗外,应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗,亦对空气、大气层进行污染、破坏。/ ]+ |3 Z) x# T, U2 Y
清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象,严重影响产品质素。
# m7 s( c7 I- F4 V. B 减低清洗工序操作及机器保养成本。
) z9 l( `8 ?! G 免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。仍有部分元件不堪清洗。1 Z4 q2 X0 L% b! h( o
助焊剂残留量已受控制,能配合产品外观要求使用,避免目视检查清洁状态的问题。& l8 m4 l6 F9 G/ n+ m! ~1 C) |+ A
残留的助焊剂已不断改良其电气性能,以避免成品产生漏电,导致任何伤害。
: h2 c1 N# i, u# u9 x2 { 免洗流程已通过国际上多项安全测试,证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的。
1 V, ?; a# M5 f% b: J3 j ◆ 回流焊缺陷分析: . K) }# m, a! x, i6 @
锡珠(Solder Balls):原因: 1、丝印孔与焊盘不对位,印刷不精确,使锡膏弄脏PCB。 2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。 3、加热不精确,太慢并不均匀。 4、加热速率太快并预热区间太长。 5、锡膏干得太快。 6、助焊剂活性不够。 7、太多颗粒小的锡粉。 8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。 锡球的工艺认可标准是:当焊盘或印制导线的之间距离为0.13mm时,锡珠直径不能超过0.13mm,或者在600mm平方范围内不能出现超过五个锡珠。
; x$ V( _1 G. M' y9 b 锡桥(Bridging):一般来说,造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀,SMT贴片加工包括锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易榨开,锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。焊盘上太多锡膏,回流温度峰值太高等。1 m& F7 T) y8 K4 T) s: U, t
开路(Open):原因: 1、锡膏量不够。 2、元件引脚的共面性不够。 3、锡湿不够(不够熔化、流动性不好),锡膏太稀引起锡流失。 4、引脚吸锡(象灯芯草一样)或附近有连线孔。 引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要,一个解决方法是在焊盘上预先上锡。引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。
7 @: P; I4 b: s% x$ Q& C3 \6 L ◆ SMT有关的技术组成
* j O! [9 p, @, O% w6 K5 h1 V" ^ 电子元件、集成电路的设计制造技术' k- r! I8 b D
电子产品的电路设计技术
2 P: _2 e6 _4 d, [/ m- E 电路板的制造技术
( t! ^. f5 i$ |( Q0 |: z4 v 自动贴装设备的设计制造技术
( V" _% c+ ~; D8 w0 [4 J0 _ 电路装配制造工艺技术
: ^$ x+ ~! o2 R* J) t 装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术 6 L4 a8 f+ l: h7 {
◆ 贴片机:
7 Q9 _6 m, i" [ 拱架型(Gantry):! g' N3 ~6 q* q: E; \: f9 K5 @$ w$ b
元件送料器、基板(PCB)是固定的,贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上,所以得名。
+ @1 @- a* a2 ?1 u( F" v8 B2 L 对元件位置与方向的调整方法: 1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向,这种方法能达到的精度有限,较晚的机型已再不采用。 2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向,这种方法可实现飞行过程中的识别,但不能用于球栅列陈元件BGA。 3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向,一般相机固定,贴片头飞行划过相机上空,进行成像识别,比激光识别耽误一点时间,但可识别任何元件,也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统,机械结构方面有其它牺牲。
! [8 S* Y, v( b& m; R 这种形式由于贴片头来回移动的距离长,所以速度受到限制。OEM代工代料现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度,即一个梁上的贴片头在取料的同时,另一个梁上的贴片头贴放元件,速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用中,同时取料的条件较难达到,而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴,换吸料嘴有时间上的延误。
. ]( C3 k) a+ T! c 这类机型的优势在于:系统结构简单,可实现高精度,适于各种大小、形状的元件,甚至异型元件,送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产,也可多台机组合用于大批量生产。 转塔型(Turret):. I. G. d+ U" A3 ]6 g
元件送料器放于一个单坐标移动的料车上,基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上,贴片头安装在一个转塔上,工作时,料车将元件送料器移动到取料位置,贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件,经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度),在转动过程中经过对元件位置与方向的调整,将元件贴放于基板上。6 I! a w" d0 w$ F
对元件位置与方向的调整方法: 1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向,这种方法能达到的精度有限,较晚的机型已再不采用。 2)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向,相机固定,贴片头飞行划过相机上空,进行成像识别。
6 ]9 W5 Q" P2 n1 N% o 一般,转塔上安装有十几到二十几个贴片头,每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点,将动作细微化,选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成,所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。
$ A" `' Z0 [( m! B 此机型在速度上是优越的,适于大批量生产,但其只能用带状包装的元件,如果是密脚、大型的集成电路(IC),只有托盘包装,则无法完成,因此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂,造价昂贵,最新机型约在US$50万,是拱架型的三倍以上。 7 E# u5 E2 ]" E( x
|