SMT生产标准技术流程.doc

H:精品资料建筑精品网原稿ok（删除公文）建筑精品网5未上传百度SMT生产技术资料 /09/07WengTITLE: 1. 印刷电路板的设计 2. SMT生产设备工作环境要求 3. SMT工艺质量检查 4. 施加焊膏的通用工艺 5. 无铅焊料简介 6. 用户如何正确使用你的焊膏 7. 焊锡珠的产生原因及解决方法 8. 采用吸笔或镊子手动贴装组件的工艺简介 9. 采用印刷台手工印刷焊膏的工艺简介 10. 采用点胶机手动滴涂焊膏的工艺简介 11. BGA的返修及植球工艺简介 12. 竖碑现象的成因与对策 13. SMT生产标准流程印刷电路板的设计 SMT线路板是表面贴装设计中不可缺少的组成之一。SMT线路板是电子产品中电路组件与器件的支撑件, 它实现了电路组件和器件之间的电气连接。随着电子技术发展, PCB板的体积越来越小, 密度也越来越高, 而且PCB板层不断地增加, 因此, 要求PCB在整体布局、 抗干扰能力、 工艺上和可制造性上要求越来越高。印刷电路板设计的主要步骤; 1: 绘制原理图。2: 组件库的创立。3: 建立原理图与印制板上组件的网络连接关系。4: 布线和布局。5: 创立印制板生产使用数据和贴装生产使用数据。印制电路板的设计过程中要考虑以下问题: 1、 要确保电路原理图组件图形与实物相一致和电路原理图中网络连接的正确性。2、 印制电路板的设计不但仅是考虑原理图的网络连接关系, 而且要考虑电路工程 的一些要求, 电路工程的要求主要是电源线、 地线和其它一些导线的宽度, 线路的连接, 一些组件的高频特性, 组件的阻抗、 抗干扰等。3、 印制电路板整机系统安装的要求, 主要考虑安装孔、 插头、 定位孔、 基准点等都要满足要求, 各种组件的摆放位置和准确地安装在规定的位置, 同时要便于安装、 系统调试、 以及通风散热。4、 印制电路板的可制造性上和它的工艺性上的要求, 要熟悉设计规范和满足生产工艺要求, 使设计出的印制电路板能顺利地进行生产。5、 在考虑元器件在生产上便于安装、 调试、 返修, 同时印制电路板上的图形、 焊盘、 过孔等要标准, 确保元器件之间不会碰撞, 又方便地安装。6、 设计出印制电路板的目的主要是应用, 因此我们要考虑它的实用性和可靠性, 同时减少印制电路板的板层和面积, 从而来降低成本, 适当大一些的焊盘、 通孔、 走线等有利于可靠性的提高, 减少过孔, 优化走线, 使其疏密均匀, 一致性好, 使板面的整体布局美观一些。一、 要使所设计的电路板达到预期的目的, 印刷电路板的整体布局、 元器件的摆放位置起着关键作用, 它直接影响到整个印刷电路板的安装、 可靠性、 通风散热、 布线的直通率。印刷电路板的外层尺寸优先考虑, PCB尺寸过大时, 印制线条长, 阻抗增加, 抗噪声能力下降, 成本也增加, 过小, 则散热不好, 且邻近线条易受干扰, 因此, 首先对PCB的大小和外形, 给出一个合理的定位。再确定特殊组件的位置和单元电路等, 要按电路的流程把整个电路分为几个单元电路或模块, 并以每个单元电路的核心组件( 如集成电路) 为中心, 其它的组件要按一定的顺序均匀、 整齐紧凑地排列在PCB板上, 但不要太靠近这些大的组件, 要有一定的距离, 特别一些比较大、 比较高的组件周围要保持一定的距离, 这样有助于焊接和返修。对于功率较大的集成电路要考虑彩散热片, 要给它留有足够的空间, 而且放于印制板的通风散热好的位置。同时也不要过于集中, 几个大的组件在同一板子上, 要有一定距离, 而且要使她们在45角的方向上, 稍小的一些集成电路如( SOP) 要沿轴向排列, 电阻容组件则垂直轴向排列, 所有这些方向都相对PCB的生产过程的传送方向。这样使元器件有规律的排列, 从而减少在焊接中产生的缺陷。做显示用的发光二极管等, 因在应用过程中要用来观察, 应该考虑放于印制板的边缘处。一些开关、 微调组件等应该放在易于操作的地方。在同频电路中应考虑元器件之间的分布参数, 一般高频电路中应考虑元器件之间的分布参数, 一般电路尽可能使元器件平行排列, 这样不但美观, 而且易于装焊, 同时易于批生产, 位于电路板边缘的元器件, 距离边缘一定要有3-5厘米的距离。在考虑组件位置的同时要对PCB板的热膨胀系数、 导热系数、 耐热性以及弯曲强度等性能进行全面考虑, 以免在生产中对组件或PCB产生不良影响。PCB上的组件位置和外形确定后, 再考虑PCB的布线。有了组件的位置, 根据组件位置进行布线, 印制板上的走线尽可能短是一个原则。走线短, 占用通道和面积都小, 这样直通率会高一些。在PCB板上的输入端和输出端的导线应尽量避开相邻平行, 最好在二线间放有地线。以免发生电路反馈藕合。印制板如果为多层板, 每个层的信号线走线方向与相邻板层的走线方向要不同。对于一些重要的信号线应和线路设计人员达成一致意见, 特别差分信号线, 应该成对地走线, 尽力使它们平行、 靠近一些, 而且长短相差不大。PCB板上所有组件尽量减少和缩短元器件之间的引线和连接, PCB板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm, 宽度为1-1.5mm时, 经过2A的电流, 温度不会高于3度。导线宽度1.5mm时可满足要求, 对于集成电路, 特别是数字电路, 一般选用0.02-0.03mm。当然, 只要允许, 我们尽可能的用宽线, 特别是PCB板上的电源线和地线, 导线的最小间距主要是由最不坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于一些集成电路( IC) 以工艺角度考虑可使间距小于5-8mm。印制导线的弯曲处一般用圆弧最小, 避免使用小于90度弯的走线。而直角和夹角在高频电路中会影响电性能, 总之, 印制板的布线要均匀, 疏密适当, 一致性好。电路中尽量避开使用大面积铜箔, 否则, 在使用过程中时间过长产生热量时, 易发生铜箔膨胀和脱落现象, 如必须使用大面积铜箔时, 可采用栅格状导线。导线的端口则是焊盘。焊盘中心孔要比器件引线直径大一些。焊盘太大在焊接中易形成虚焊, 焊盘外径D一般不小于( d1.2) mm, 其中d为孔径, 对于一些密度比较大的组件的焊盘最小直径可取( d+1.0) mm, 焊盘设计完成后, 要在印制板的焊盘周围画上器件的外形框, 同时标注文字和字符。一般文字或外框的高度应该在0.9mm左右, 线宽应该在0.2mm左右。而且标注文字和字符等线不要压在焊盘上。如果为双层板, 则底层字符应该镜像标注。二、 为了使所设计的产品更好有效地工作, PCB在设计中不得不考虑它的抗干扰能力, 而且与具体的电路有着密切的关系。线路板中的电源线、 地线等设计尤为重要, 根据不同的电路板流过电流的大小, 尽量加大电源线的宽度, 从而来减小环路电阻, 同时电源线与地线走向以及数据传送方向保持一致。有助于电路的抗噪声能力的增强。PCB上即有逻辑电路又有线性电路, 使它们尽量分开, 低频电路可采用单点并联接地, 实际布线可把部分串联后再并联接地, 高频电路采用多点串连接地。地线应短而粗, 对于高频组件周围可采用栅格大面积地箔, 地线应尽量加粗, 如果地线很细的导线, 接地电位随电流的变化, 使抗噪性能降低。因此应加粗接地线, 使其能达到三位于电路板上的允许电流。如果设计上允许能够使接地线在2-3mm以上的直径宽度, 在数字电路中, 其接地线路布成环路大多能提高抗噪声能力。PCB的设计中一般常规在印制板的关键部位配置适当的退藕电容。在电源入端跨线接10-100uF的电解电容, 一般在20-30管脚的附近, 都应布置一个0.01PF的瓷片电容, 一般在20-30管脚的集成电路芯片的电源管脚附近, 都应布置一个0.01PF的磁盘电容, 对于较大的芯片, 电源引脚会有几个, 最好在它们附近都加一个退藕电容, 超过200脚的芯片, 则在它四边上都加上至少二个退藕电容。如果空隙不足, 也可4-8个芯片布置一个1-10PF钽电容, 对于抗干扰能力弱、 关断电源变化大的组件应在该组件的电源线和地线之间直接接入退藕电容, 以上无论那种接入电容的引线不易过长。三、 线路板的组件和线路设计完成后, 接上来要考虑它的工艺设计, 目的将各种不良因素消灭在生产开始之前, 同时又要兼顾线路板的可制造性, 以便生产出优质的产品和批量进行生产。前面在说组件得定位及布线时已经把线路板的工艺方面涉及到一些。线路板的工艺设计主要是把我们设计出的线路板与组件经过SMT生产线有机的组装在一起, 从而实现良好电气连接达到我们设计产品的位置布局。焊盘设计, 布线以抗干扰性等还要考虑我们设计出的板子是不是便于生产, 能不能用现代组装技术SMT技术进行组装, 同时要在生产中达到不让产生不良品的条件产生设计高度。具体有以下几个方面: 1: 不同的SMT生产线有各自不同的生产条件, 但就PCB的大小, pcb的单板尺寸不小于200*150mm。如果长边过小能够采用拼版, 同时长与宽之比为3: 2或4: 3电路板面尺寸大于200150mm时, 应考虑电路板所受的机械强度。2: 当电路板尺寸过小, 对于SMT整线生产工艺很难, 更不易于批量生产, 最好方法采用拼板形式, 就是根据单板尺寸, 把2块、 4块、 6块等单板组合到一起, 构成一个适合批量生产的整板, 整板尺寸要适合可贴范围大小。3: 为了适应生产线的贴装, 单板要留有3-5mm的范围不放任何组件, 拼板留有3-8mm的工艺边, 工艺边与PCB的连接有三种形式: A无搭边, 有分离槽, B有搭边, 又有分离槽, C有搭边, 无分离槽。设有冲裁用工艺搭国。根据PCB板的外形, 有途等适用不同的拼板形式。对PCB的工艺边根据不同机型的定位方式不同, 有的要在工艺边上设有定位孔, 孔的直径在4-5厘米, 相对比而言, 要比边定位精度高, 因此有定位孔定位的机型在进行PCB加工时, 要设有定位孔, 而且孔设计的要标准, 以免给生产带来不便。4: 为了更好的定位和实现更高的贴装精度, 要为PCB设上基准点, 有无基准点和设的好与坏直接影响到SMT生产线的批量生产。基准点的外形可为方形、 圆形、 三角形等。而且直径大约在1-2mm范围之内, 在基准点的周围要在3-5mm的范围之内, 不放任何组件和引线。同时基准点要光滑、 平整, 不要任何污染。基准点的设计不要太靠近板边, 要有3-5mm的距离。5: 从整体生产工艺来说, 其板的外形最好为距形, 特别对于波峰焊。采用矩形便于传送。如果PCB板有缺槽要用工艺边的形式补齐缺槽, 对于单一的SMT板允许有缺槽。但缺槽不易过大应小于有边长长度的1/3。总之, 不良品的产生是每一个环节都有可能, 但就PCB板设计这个环节, 应该从 各个方面去考虑, 让其即很好实现我们设计该产品目的, 又要在生产中适合SMT生产线的批量生产, 尽力设计出高质量的PCB板, 把出现不良品的机率降到最低。SMT生产设备工作环境要求 SMT生产设备是高精度的机电一体化设备, 设备和工艺材料对环境的清洁度、 湿度、 温度都有一定的要求, 为了保证设备正常运行和组装质量, 对工作环境有以下要求: 1:电源: 电源电压和功率要符合设备要求电压要稳定, 要求: 单相AC220( 22010, 50/60 HZ) 三相AC380V( 22010, 50/60 HZ) 如果达不到要求, 需配置稳压电源, 电源的功率要大于功耗的一倍以上。2: 温度: 环境温度: 233为最佳。一般为1728。极限温度为1535( 印刷工作间环境温度为233为最佳) 3: 湿度: 相对湿度: 4570%RH4: 工作环境: 工作间保持清洁卫生, 无尘土、 无腐蚀性气体。空气清洁度为100000级( BGJ73-84) ; 在空调环境下, 要有一定的新风量, 尽量将CO2含量控制在1000PPM以下, CO含量控制10PPM以下, 以保证人体健康。5: 防静电: 生产设备必须接地良好, 应采用三相五线接地法并独立接地。生产场所的地面、 工作台垫、 坐椅等均应符合防静电要求。6: 排风: 再流焊和波峰焊设备都有排风要求。7: 照明: 厂房内应有良好的照明条件, 理想的照度为800LUX1200LUX,至少不能低于300LUX。8: SMT生产线人员要求: 生产线各设备的操作人员必须经过专业技术培训合格, 必须熟练掌握设备的操作规程。 操作人员应严格按安全技术操作规程和工艺要求操作。SMT工艺质量检查 一、 检查内容( 1) 组件有无遗漏。( 2) 组件有无贴错。( 3) 有无短路。( 4) 有无虚焊。前三种情况却好检查, 原因也很清楚, 很好解决, 但虚焊的原因却是比较复杂。二、 虚焊的判断1、 采用在线测试仪专用设备( 俗称针床) 进行检验。2、 目视( 含用放大镜、 显微镜) 检验。当目视发现焊点焊料过少焊锡浸润不良, 或焊点中间有断缝, 或焊锡表面呈凸球状, 或焊锡与SMD不相亲融等, 就要引起注意了, 即便轻微的现象也会造成隐患, 应立即判断是否是存在批次虚焊问题。判断的方法是: 看看是否较多PCB上同一位置的焊点都有问题, 如只是个别PCB上的问题, 可能是焊膏被刮蹭、 引脚变形等原因, 如在很多PCB上同一位置都有问题, 此时很可能是组件不好或焊盘有问题造成的。三、 虚焊的原因及解决1、 焊盘设计有缺陷。焊盘上不应存在通孔, 通孔会使焊锡流失造成焊料不足; 焊盘间距、 面积也需要标准匹配, 否则应尽早更正设计。2、 PCB板有氧化现象, 即焊盘发乌不亮。如有氧化现象, 可用橡皮擦去氧化层, 使其亮光重现。PCB板受潮, 如怀疑可放在干燥箱内烘干。PCB板有油渍、 汗渍等污染, 此时要用无水乙醇清洗干净。3、 印过焊膏的PCB, 焊膏被刮、 蹭, 使相关焊盘上的焊膏量减少, 使焊料不足。应及时补足。补的方法可用点胶机或用竹签挑少许补足。 4、 SMD( 表面贴装元器件) 质量不好、 过期、 氧化、 变形, 造成虚焊。这是较多见的原因。( 1) 氧化的组件发乌不亮。氧化物的熔点升高, 此时用三百多度度的电铬铁加上松香型的助焊剂能焊接, 但用二百多度的SMT回流焊再加上使用腐蚀性较弱的免清洗焊膏就难以熔化。故氧化的SMD就不宜用再流焊炉焊接。买组件时一定要看清是否有氧化的情况, 且买回来后要及时使用。同理, 氧化的焊膏也不能使用。( 2) 多条腿的表面贴装组件, 其腿细小, 在外力的作用下极易变形, 一旦变形, 肯定会发生虚焊或缺焊的现象, 因此贴前焊后要认真检查及时修复。施加焊膏的通用工艺 一: 工艺目的把适量的Sn/Pb焊膏均匀地施加在PCB焊盘上, 以保证贴片组件与PCB相对应的焊盘达到良好的电气连接, 并具有足够的机械强度。二: 技术要求1: 施加的焊膏量均匀, 一致性好。焊盘图形要清晰, 相邻的图形之间尽量不要粘连。焊膏图形与焊盘图形要一致, 尽量不要错位。2: 在一般情况下, 焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/2左右。对窄间距元器件, 应为0.5mg/2左右。3: 印刷在基板上的焊膏与希望重量值相比, 可允许有一定的偏差, 至于焊膏覆盖每个焊盘的面积应在75以上。采用免清洗技术时, 要求焊膏全部位元元元元元元元于焊盘上。4: 焊膏印刷后, 应无严重塌落, 边缘整齐, 错位不大于0.2, 对窄间距元器件焊盘, 错位不大于0.1。基板表面不允许被焊膏污染。采用免清洗技术时, 可经过缩小模板开口尺寸的方法, 使焊膏全部位元元元元元元元于焊盘上。三: 施加焊膏的方法和各种方法的适用范围施加焊膏的方法有两种: 滴涂式( 即注射式, 滴涂式又分为手动和自动滴涂机两种方法) 、 金属模板印刷。两种方法的适用范围如下: 1: 手工滴涂法-用于极小批量生产或新产品的模型样机和性能样机的研制阶段, 以及生产中修补, 更换组件等。2: 金属模板印刷-用于大中批量生产, 组装密度大, 以及有多引线窄间距器件的产品( 窄间距器件是指引脚中心距不大一0.65mm的表面组装器件; 也指长宽不大于1.60.8mm的表面组装组件) 。由于金属模板印刷的质量比较好, 而且金属模板使用寿命长, 因此一般应优先采用金属模板印刷工艺。无铅焊料简介 一: 无铅焊料的发展铅及其化合物会给人类生活环境和安全带来较大的危害。电子工业中大量使用Sn/Pb合金焊料是造成应用污染的重要来源之一。日本首先研制出无铅焊料并应用到实际生产中, 并从 起禁止使用美国和欧洲提出 7月1日起禁止使用。另外特别强调电子产品的废品回收问题。中国一些独资和合资企业的出口产品也有了应用。无铅焊料已进主实用性阶段。中国当前还没有具体政策, 当前铅锡合金焊膏还在继续沿用, 但发展是非常快的, 加WTO会加速跟上世界步伐。我们应该做好准备, 例如收集资料、 理论学习等。二:无铅焊料的技术要求1: 熔点低, 合金共晶温度近似于Sn63/Pb37的共晶焊料相当, 具有良好的润湿性; 2: 机械性能良好, 焊点要有足够的机械强度和抗热老化性能; 3: 热传导率和导电率要与Sn63/Pb37的共晶焊料相当, 具有良好的润湿性; 4: 机械性能良好, 焊点要有足够的机械强度和抗热老化性能; 5: 要与现有的焊接设备和工艺兼容, 可在不更换设备不改变现行工艺的条件下进行焊接。6: 焊接后对各焊点检修容易; 7: 成本要低, 所选用的材料能保证充分供应。三:当前状况最有可能替代Sn/Pb焊料的元毒合金是Sn为主, 添加Ag、 Zn、 Cu、 Sb、 Bi、 In等金属元素, 经过焊料合金化来改进合金性能提高可焊性。当前常见的无铅焊料主要是以Sn-Ag、 Sn-Zn、 Sn-Bi为基体, 添加适量其它金属元素组成三元合金和多元合金。种 类优 点缺 点Sn-Ag具有优良的机械性能、 拉伸强度、 蠕变特性及耐热老化比Sn-Pb共晶焊料稍差, 但不存在延展性随时间加长而劣化的问题。熔点偏高, 比Sn-Pb高30-40度润湿性差, 成本高。Sn-Zn机械性能好, 拉伸强度比Sn-Pb共晶焊料好, 可拉制成丝材使用; 具有良好的蠕变特性, 变形速度慢, 至断裂时间长Zn极易氧化, 润湿性和稳定性差, 具有腐蚀性。Sn-Bi降低了熔点, 使其与Sn-Pb共晶焊料接近, 蠕变特性好, 并增大了合金的拉伸强度; 延展性变坏, 变得硬而脆, 加工性差, 不能加工成线材使用。四:需要于无铅焊接相适应的其它事项1: 元器件-要求组件体耐高温, 而且无铅化。即组件的焊接端头和引出线也要采用无铅镀层。2: PCB-要求PCB基材耐更高温度, 焊后不变形, 表面镀覆无铅化, 与组装焊接用无铅焊料相容, 要低成本。3: 助焊剂-要开发新型的润湿性更好的助焊剂, 要与加热温度和焊接温度相匹配, 而且要满足环保要求。4: 焊接设备-要适应较高的焊接温度要求。5: 工艺-无铅焊料的印刷、 贴片、 焊接、 清洗以及检测都是新的课题, 都要适应无铅焊料的要求。HT 996用户如何正确使用你的焊膏 HT996用户多为中小批量、 多品种的生产、 研发单位。 一瓶焊膏要用较长的时间并多次使用。这样焊膏的保存就与那些一次用一瓶、 几瓶甚至几拾瓶的大规模生产线有所不同。一: 焊膏使用、 保管的基本原则基本原则是尽量与空气少接触, 越少越好。焊膏与空气长时间接触后, 会造成焊膏氧化、 助焊剂比例成分失调。产生的后果是: 焊膏出现硬皮、 硬块、 难熔并产生大量锡球等。二: 一瓶焊膏多次使用时的注意事项1: 开盖时间要尽量短促开盖时间要尽量短促, 当班取出当班够用的焊膏后, 应立即将内盖盖好。不要取一点用一点, 频繁开盖或始终将盖子敞开着。2: 盖好盖子取出焊膏后, 将内盖立即盖好, 用力下压, 挤出盖子与焊膏之间的全部空气, 使内盖与焊膏紧密接触。在确信内盖压紧后, 再拧上外面的大盖。3: 取出的焊膏要尽快印刷取出的焊膏要尽快实施印刷使用。印刷工作要连续不停顿, 一口气把当班要加工的PCB板全部印刷完毕, 平放在工作台上等待贴放表贴组件。不要印印停停。4: 已取出的多余焊膏的处理全部印刷完毕后, 剩余的焊膏应尽快回收到一个专门的回收瓶内, 并如同注意事项( 2) 与空气隔绝保存。不要将剩余焊膏放回未使用的焊膏瓶内! 以防一块臭肉坏了一锅。因此在取用焊膏时要尽量准确估计当班焊膏使用量, 用多少取多少。5: 出现问题的处理若已出现焊膏表面结皮、 变硬时, 千万不要搅拌! ! 要将硬皮、 硬块充分去除掉, 剩下的焊膏在正式使用前要作一下试验, 看试用效果如何, 如不行, 就只能报废了。锡膏对温度、 湿度非常敏感。过热的温度(26)会使锡料与助焊剂分离, 过低( 70%)湿度水份极易浸入焊膏, 焊接时会产生锡珠等。因此焊膏用两层盖严格密封与空气隔离, 内盖要紧贴焊膏。存贮温度为0-4。焊膏印刷使用的工作环境的标准条件是: 温度18-24, 湿度40-50。千万注意, 焊膏由冷藏箱中取出时决不能立即开盖使用。必须在室温状态下自然回温4-6个小时, 方可开盖。否则焊膏会凝附水份, 使焊膏失效。决不能强制升温, 但能够提前在前一天下班时从冷藏箱取出自然回温。焊膏每次使用暴露在空气中的时间越短越好。焊锡珠的产生原因及解决方法 焊锡珠现像是表面贴装生产中主要缺陷之一, 它的直径约为0.2-0.4mm, 主要集中出现在片状阻容组件的某一侧面, 不但影响板级产品的外观, 更为严重的是由于印刷板上组件密集, 在使用过程中它会造成短路现象, 从而影响电子产品的质量。因此弄清它产生的原因, 并力求对其进行最有效的控制就显得犹为重要了。焊锡珠产生的原因是多种因素造成的, 再流焊中的温度时间, 焊膏的印刷厚度, 焊膏的组成成分, 模板的制作, 装贴压力, 外界环境都会在生产过程中各个环节对焊锡珠形成产生影响。焊锡珠是在负责制板经过再流焊炉时产生的。再流焊曲线能够分为四个阶段, 分别为: 预热、 保温、 再流和冷却。预热阶段的主要目的是为了使印制板和上面的表贴组件升温到120-150度之间, 这样能够除去焊膏中易挥发的溶剂, 减少对组件的热振动。因此, 在这一过程中焊膏内部会发生气化现象, 这时如果焊膏中金属粉末之间的粘结力小于气化产生的力, 就会有少量焊膏从焊盘上流离开, 有的则躲到片状阻容组件下面, 再流焊阶段, 温度接近曲线的峰值时, 这部分焊膏也会熔化, 而后从片状阻容组件下面挤出, 形成焊锡珠, 由它的形成过程可见, 预热温度越高, 预热速度越快, 就会加大气化现象中飞溅, 也就越容易形成锡珠。因此, 我们能够采取较适中的预热温度和预热速度来控制焊锡珠的形成。焊膏的选用也影响着焊接质量, 焊膏中金属的含量, 焊膏的氧化物含量, 焊膏中金属粉末的粒度, 及焊膏在印制板上的印刷厚度都不同程度影响着焊锡珠的形成。1: 焊膏中的金属含量: 焊膏中金属含量的质量比约为90-91, 体积比约为50左右。当金属含量增加时, 焊膏的粘度增加, 就能更有效地抵抗预热过程中气化产生的力。另外, 金属含量的增加, 使金属粉末排列紧密, 使其有更多机会结合而不易在气化时被吹散。金属含量的增加也能够减小焊膏印刷后的塌落趋势, 因此不易形成焊锡珠。2: 焊膏中氧化物的含量: 焊膏中氧化物含量也影响着焊接效果, 氧化物含量越高, 金属粉末熔化后结合过程中所受阻力就越大, 再流焊阶段, 金属粉末表面氧化物的含量还会增高, 这就不利?quot;润湿而导致锡珠产生。3: 焊膏中金属粉末的粒度, 焊膏中的金属粉末是极细小的球状, 直径约为20-75um, 在贴装细间距和超细间距的组件时, 宜用金属粉末粒度较小的焊膏, 约在20-45um之间, 焊粒的总体表面积由于金属粉末的缩小而大大增加。较细的粉末中氧化物含量较高, 因而会使锡珠现象得到缓解。4: 焊膏在印制板上的印刷厚度: 焊膏的印刷厚度是生产中一个主要参数, 焊膏印刷厚度一般在0.15-0.20mm之间, 过厚会导致塌落促进锡珠的形成。在制作模板时, 焊盘的大小决定着模板上印刷孔的大小, 一般, 我们为了避免焊膏印刷过量, 将印刷孔的尺寸制造成小于相应焊盘接触面积的10。我们做过这样的实践, 结果表明这会使锡珠现象有相当程度的减轻。如果贴片过程中贴装压力过大, 这样当组件压在焊膏上时, 就可能有一部分焊膏被挤在组件下面, 再流焊阶段, 这部分焊膏熔化形成锡珠, 因此, 在贴装时应选择适当的贴装压力。焊膏一般需要冷藏, 但在使用前一定要使其恢复至室温方可打开包装使用, 有时焊膏温度过低就被打开包装, 这样会使其表面产生水分, 焊膏中的水分也会导致锡金珠形成。另外, 外界的环境也影响锡珠的形成, 我们就曾经遇到过此类情况, 当印制板在潮湿的库房存放过久, 在装印制板的真空袋中发现细小的水珠, 这些水分都会影响焊接效果。因此, 如果有条件, 在贴装前将印制板和元器件进行高温烘干, 这样就会有效地抑制锡珠的形成。焊膏与空气接触的时间越短越好。这是使用焊膏的基本原则。取出一部分焊膏后, 立即盖好盖子, 特别是里面的盖子一定要向下压紧, 将盖子与焊膏之间空气全部挤净, 否则几天就可能报废。夏天空气温度大, 当把焊膏从冷藏处取出时, 一定要在室温下呆4-5小时再开后盖子。如焊膏在1-2个月短期内即可用完, 建议不必冷藏, 这样可即用即开。夏天是最容易产生锡球的季节。由此可见, 影响锡珠的形成有诸多因素, 只顾调整某一项参数是远远不够的。我们需要在生产过程中研究如何能控制各项因素, 从而使焊接达到最好的效果。采用吸笔或镊子手动贴装组件的工艺简介 一: 应用范围1: 新产品开发研制阶段的少量或中小批量生产时; 2: 由于个别元器件是散件, 特殊组件没有相应的供料器、 或由于器件的引脚变形等各种原因造成不能实现贴装机上进行贴装时, 作为机器贴装后的补充贴装。3: 由于资金紧缺, 还没有引进贴装机, 同时产品的组装密度和难度不是很大时。二: 工艺流程施加焊膏 - 手工贴装 - 贴装检查 - 再流焊接三: 施加焊膏可采用简易印刷工装手工印刷焊膏工艺或手动点胶机滴涂焊膏工艺。四: 手工贴装1: 工具不锈钢镊子或吸笔、 3-5倍台式放大镜或5-20倍立体显微镜( 用于引脚间距0.5mm以下时) 、 防静电腕带2: 贴装顺序原则先贴小组件, 后贴大组件。先贴矮组件, 后贴高组件。一般可按照组件的种类安排流水贴装工位。可在每个贴装工位后面设一个检验工位, 也能够几个工位后面设一个检验工位, 也能够完成贴装后整板检验。要根据组装板的密度进行设置。3: 贴装方法A) 矩形、 圆柱形Chip组件贴装方法用镊子夹持组件, 将组件焊端对齐两端焊盘, 居中贴放在焊盘焊膏上, 有极性的组件贴装方向要符合图纸要求, 确认准确后用镊子轻轻揿压, 使组件焊端浸入焊膏。B) SOT贴装方法用镊子夹持组件体, 对准方向, 对齐焊盘, 居中贴放在焊盘焊膏上, 确认准确后用镊子轻轻揿压组件体, 使组件引脚不小于1/2厚度浸入焊膏中, 要求组件引脚全部位元元元元于焊盘上。C) SOP、 QFP贴装方法器件1脚或前端标志对准印制板字符前端标志, 用镊子或吸笔夹持或吸取器件, 对准标志, 对齐两侧或四边焊盘, 居中贴放, 并用镊子轻轻揿压器件体顶面, 使组件引脚不小于1/2厚度浸入焊膏中, 要求组件引脚全部位元元元元于焊盘上。引脚间距0.6mm以下的窄间距器件应在3-20倍显微镜下贴装。D) SOJ、 PLCC贴装方法SOJ、 PLCC的贴装方法同SOP、 QFP、 由于SOJ、 PLCC的引脚在器件四周的底部, 因此对中时需要用眼睛从器件侧面与PCB板成45度角检查引脚与焊盘是否对齐。五: 注意事项1: 贴装静电敏感器件必须带接地良好的防静电腕带, 并在接地良好的防静电工作台上进行贴装。2: 贴装方向必须符合装配图要求; 3: 贴装位置准确, 引脚与焊盘对齐, 居中, 切勿贴装不准, 在焊膏上拖动找正。4: 组件贴放后要用镊子轻轻揿压元器件体顶面, 使贴装元器件焊端或引脚不小于1/2厚度要浸入焊膏。采用印刷台手工印刷焊膏的工艺简介 此方法用于没有全自动印刷设备或有中小批量生产的单位使用。方法简单, 成本极低, 使用谇方便灵活。一: 外加工金属模板金属模板是用铜或不锈钢薄板经照相蚀刻、 激光加工、 电铸方法制作而成的印刷用模板, 根据PCB的组装密度选择模板的材料和加工方法, 模板是外加工件。其加工要求与印刷机用的模板基本相同。铜模板的材料以锡磷青铜为宜, 亦可使用黄铜加工后镀镍, 或使用黄铜、 铍青铜等材料。铜模板的厚度根据产品需要, 一般为0.10-0.30mm。模板印刷时, 模板的厚度就等于焊膏的厚度。对于一般密度的SMT产品采用0.2mm的铜板, 对于多引线窄间距的SMD产品应采用0.15-0.10mm厚的铜板或激光模板。二: 印刷焊膏1: 准备焊膏( 见焊膏相关资料) 、 模板、 PCB板2: 安装及定位先用放大镜或立体显微镜检查模板上的漏孔有无毛刺或腐蚀不透等缺陷, 如果有缺陷用小什锦锉修理好。把检查过的模板装在印刷台上, 上紧螺栓, 把需要焊接的电路板( 电路板上一般都有过孔, 应选取二个或两个以上的比较容易记住的和大头钉差不多粗的过孔) 取一块放到印刷台面上, 下面即可开始对准定位。移动电路板, 将电路板上的一些大的焊盘和模板的开口对准, 差不多对准90, 用大头针订在选取的过孔上, 用钳子剪掉多余在钉子, 敲平做订位钉。再用印刷台微调螺铨调准。即可印刷。 3: 印刷焊膏 把焊膏放在模板前端, 尽量放均匀, 注意不要加在漏孔里, 焊膏量不要太多。在操作过程中能够随时添加。用刮板从焊膏的前面向后均匀地刮动, 刮刀角度为45-60度为宜, 刮完后将多余的焊膏放回模板的前端。抬起模板, 将印好的焊膏PCB取下来, 再放上第二块PCB。检查印刷结果, 根据印刷结果判断造成印刷缺陷的原因, 印刷下一块PCB时, 可适当改变刮板角度, 压力和印刷速度, 直到满意为止。印刷时, 要经常检查查印刷质量。发现焊膏图形沾污( 连条) , 或模板漏孔堵塞时, 随时用无水乙醇无纤维纸或纱布擦模板底面。印刷窄间距产品时, 每印刷完一块PCB都必须将模板底面擦干净。三: 注意事项1: 刮板角度一般为45-60度。角度太大, 易产生焊膏图形不饱满, 角度太小, 易产生焊膏图形沾污。2: 由于是手工印刷, 在刮板的长度和宽度方向受力不容易均匀, 因此刚开始印刷时, 一定要多观察, 细体会, 要掌握好适当的刮板压力。压力太大, 容易使焊膏图形沾污( 连条) , 压力太小, 留在模板表面的焊膏容易把漏孔中的焊膏一起带上来, 造成漏印, 并容易使焊膏堵塞模板的漏印孔。3: 手工印刷的速度不要太快, 速度太快容易造成焊膏图形不饱满的印刷缺陷。 4: 在正常生产过程中, 印刷速度一般都比贴片速度快, 而焊膏露在空气中很容易干燥, 印刷焊膏的PCB一般可在空气中放置2-6个小时, 具体要根据所使用的焊膏的粘度, 空气湿度等情况来决定。因此印刷完一批后, 要把焊膏回收到容器中, 以免助焊剂中的溶剂挥发太快而使焊膏失效。另外, 暂停印刷时要把模板擦干净, 特别注意漏孔不能堵塞。5: 如果双面贴片的话, 印刷第二面时需要加工专门的印刷工装。即在印刷工装的台面上加工垫条, 把PCB架起来。垫条必须加在PCB的第一面( 已经完成贴装和焊接) 没有贴片元器件的相应位置, 垫条的材料可采用印刷板的边角料或窄铝条, 垫条的高度略高于PCB第一面上最高的元器件, 由于PCB在印刷工装台面上的高度提高了, 在印刷工装固定模板处垫片的高度和印刷工装台面上PCB定位销的高度也要相应提高。6: 一般应先印组件小、 组件少的一面, 待第一面贴片焊接完成后, 再进行组件多或有大器件一面的印刷、 贴片和焊接。采用点胶机手动滴涂焊膏的工艺简介 手动滴涂机用于小批量生产或新产品的模型样机和性能机的研制阶段, 以及生产中修补, 更换组件时滴涂焊膏或贴装胶。一: 准备焊膏安装好针筒装焊膏, 装入转接器接头, 并扭转锁紧, 垂直放在针筒架上。根据PCB焊盘的尺寸选择不同内径的塑料渐尖式针嘴。一般情况选用18号或20号针嘴, 大焊盘可选择23号针嘴, 如有窄间距图形, 应选用16号孔针嘴。二: 调整滴涂量打开压缩空气源并开启滴涂机。调整气压, 顺时针方向旋转增加气压, 逆时针方向旋转减少气压。调节时间控制旋钮, 控制滴涂时间, 顺时针方向旋转滴放时间短, 逆时针方向滴涂时间长。如果按下连续滴涂方式, 这时只要踏下开关, 就不断有焊膏滴出, 直到放开开关为止。 重复调整滴出的焊膏量。焊膏的滴出量由气压、 放气时间、 焊膏粘度和针嘴的粗细决定的, 因此具体参数要根据具体情况设定, 主要依据滴在PCB焊盘上的焊膏量来调整参数。焊膏滴出量调整合适后即可在PCB上进行滴涂。三: 滴涂操作1: 把PCB平放在工作台上2: 手持针管, 使针嘴与PCB的角度大约成45度四: 完成后关机1: 关掉机器电源, 逆时针方向旋转气压钮, 使气压表回零2: 在针筒焊膏的针嘴上套一个一端封口的塑料套管, 以免焊膏挥发, 针嘴被堵死。 五: 注意事项1: 不要翻转针筒, 以免焊膏流入导管内2: 滴放时使针嘴与PCB的角度大约成45度, 并接触到PCB表面。一定要踏紧开关, 直到一个滴点的滴放程序完成为止。太早放松开关会中断滴点的形成。针嘴离开PCB板时一定要垂直向上离开。六: 常见缺陷及解决方法拖尾是滴涂工艺中常见现象, 即当针头移开时, 在焊点的顶部产生细线或尾巴, 尾巴可能塌落, 直接污染焊盘, 引起虚焊。产生原因之一是对点胶机设备的工艺参数调整不到位, 如针头内径太小, 点胶压力太高, 针头离PCB的距离太大等; 另外一个原因是对焊膏的性能了解不够, 焊膏与施加工艺不相兼容, 或者焊膏的质量不好, 粘度发生变化或已过期。其它原因也可引起拉丝/拖尾, 如对板的静电放电, 板的弯曲或板的支撑不够等。针对上述原因, 可调整工艺参数, 更换较大内径的针头, 降低压力, 调整针头离PCB的高度; 同时检查所用焊膏的出厂日期、 性能及使用要求, 是否适合本工艺的涂覆。BGA的返修及植球工艺简介 一: 普通SMD的返修普通SMD返修系统的原理: 采用热气流聚集到表面组装器件( SMD) 的引脚和焊盘上, 使焊点融化或使焊膏回流, 以完成