流 程
SMT基本工艺构成要素包括:丝印(或点胶),贴装(固化),回流焊接,清洗,检测,返修1、丝印:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(丝网印刷机),位于SMT生产线的最前端。
2、点胶:它是将胶水滴到PCB板的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。
3、贴装:其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,位于SMT生产线中丝印机的后面。
4、固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。
5、回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。
6、清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。
7、检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。
8、返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。
贴片工艺
单面组装
来料检测 => 丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 烘干(固化)=> 回流焊接 =>清洗 => 检测 => 返修
双面组装
A:来料检测 => PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 =>烘干 => 回流焊接(最好仅对B面 => 清洗 => 检测 => 返修)。B:来料检测 => PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 烘干(固化)=>A面回流焊接 => 清洗 => 翻板 = PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化 =>B面波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修)
此工艺适用于在PCB的A面回流焊,B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中,只有SOT或SOIC(28)引脚以下时,宜采用此工艺。
三、单面混装工艺:
来料检测 => PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 =>烘干(固化)=>回流焊接 => 清洗 => 插件 => 波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修
四、双面混装工艺:
A:来料检测 =>PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化 => 翻板 => PCB的A面插件=> 波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修
先贴后插,适用于SMD元件多于分离元件的情况
B:来料检测 => PCB的A面插件(引脚打弯)=> 翻板 => PCB的B面点贴片胶 =>贴片 => 固化 => 翻板 => 波峰焊 => 清洗 => 检测 => 返修
先插后贴,适用于分离元件多于SMD元件的情况
C:来料检测 => PCB的A面丝印焊膏 => 贴片 => 烘干 => 回流焊接 =>插件,引脚打弯 => 翻板 => PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化 => 翻板 => 波峰焊 =>清洗 => 检测 => 返修A面混装,B面贴装。
D:来料检测 =>PCB的B面点贴片胶 => 贴片 => 固化 => 翻板 =>PCB的A面丝印焊膏 => 贴片 => A面回流焊接 => 插件 => B面波峰焊 => 清洗 => 检测 =>返修A面混装,B面贴装。先贴两面SMD,回流焊接,后插装,波峰焊 E:来料检测 => PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)=> 贴片 => 烘干(固化)=>回流焊接 => 翻板 => PCB的A面丝印焊膏 => 贴片 => 烘干 =回流焊接1(可采用局部焊接)=> 插件 => 波峰焊2(如插装元件少,可使用手工焊接)=> 清洗 =>检测 => 返修A面贴装、B面混装。
五、双面组装工艺
A:来料检测,PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶),贴片,烘干(固化),A面回流焊接,清洗,翻板;PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶),贴片,烘干,回流焊接(最好仅对B面,清洗,检测,返修)
此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采。
B:来料检测,PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶),贴片,烘干(固化),A面回流焊接,清洗,翻板;PCB的B面点贴片胶,贴片,固化,B面波峰焊,清洗,检测,返修)此工艺适用于在PCB的A面回流。
薄膜印刷线路
此类薄膜线路一般是用银浆在PET上印刷线路。在此类薄膜线路上薄膜印刷线路SMT贴片(2张)
粘贴黏贴电子元器件目前有两种工艺工法,一种谓之传统工艺工法即3胶法(红胶、银胶、包封胶)或2胶法(银胶、包封胶),另一种谓之新工艺即1胶法---顾名思义,就是用一种胶即可完成粘贴黏贴电子元器件,而不再用3种胶或2种胶.此新工艺关键是使用一种新型导电胶,完全具有锡膏的导电性能和工艺性能;使用时完全兼容现行的SMT刷锡膏作业法,毋需添加任何设备。
表面安装元器件的选择和设计是产品总体设计的关键一环,设计者在系统结构和详细电路设计阶段确定元器件的电气性能和功能,在SMT设计阶段应根据设备及工艺的具体情况和总体设计要求确定表面组装元器件的封装形式和结构。表面安装的焊点既是机械连接点又是电气连接点,合理的选择对提高PCB设计密度、可生产性、可测试性和可靠性都产生决定性的影响。
表面安装元器件在功能上和插装元器件没有差别,其不同之处在于元器件的封装。表面安装的封装在焊接时要经受奶高的温度其元器件和基板必须具有匹配的热膨胀系数。这些因素在产品设计中必须全盘考虑。
选择合适的封装,其优点主要是:1).有效节省PCB面积;2).提供更好的电学性能;3).对元器件的内部起保护作用,免受潮湿等环境影响;4).提供良好的通信联系;5).帮助散热并为传送和测试提供方便。
表面安装元器件选取
表面安装元器件分为有源和无源两大类。按引脚形状分为鸥翼型和“J”型。下面以此分类阐述元器件的选取。
无源器件
无源器件主要包括单片陶瓷电容器、钽电容器和厚膜电阻器,外形为长方形或园柱形。园柱形无源器件称为“MELF”,采用再流焊时易发生滚动,需采用特殊焊盘设计,一般应避免使用。长方形无源器件称为“CHIP”片式元器件,它的体积小、重量轻、抗菌素冲击性和抗震性好、寄生损耗小,被广泛应用于各类电子产品中。为了获得良好的可焊性,必须选择镍底阻挡层的电镀。
有源器件
表面安装芯片载体有两大类:陶瓷和塑料。
陶瓷芯片封装的优点是:1)气密性好,对内部结构有良好的保护作用 2)信号路径较短,寄生参数、噪声、延时特性明显改善 3)降低功耗。缺点是因为无引脚吸收焊膏溶化时所产生的应力,封装和基板之间CTE失配可导致焊接时焊点开裂。最常用的陶瓷饼片载体是无引线陶瓷习片载体LCCC。
塑料封装被广泛应用于军、民品生产上,具有良好的性价比。其封装形式分为:小外形晶体管SOT;小外形集成电路SOIC;塑封有引线芯片载体PLCC;小外形J封装;塑料扁平封装PQFP。
为了有效缩小PCB面积,在器件功能和性能相同的情况下首选引脚数20以下的SOIC,引脚数20-84之间的PLCC,引脚数大于84的PQFP。