电子工艺实训 表面贴装工艺

null电子工艺实训 电子工艺实训 表面贴装技术 武汉科技大学工程训练中心 片状元器件（surface mount component/device） 片状元器件（surface mount component/device） (SMC)/SMD元器件的特点 特征：无引线或短引线－－小型化 ①片状元件小、轻、薄。安装密度高、体积和重量为60%普通元器件。 ②高频特性好，减小了引线分部电容，降低了寄生电容和电感，增强了抗电磁干扰和射频干扰能力。 ③易于实现自动化，组装时无需钻孔、剪线、打弯等工序，降低了成本，易于大规模生产。片状元器件的包装 片状元器件的包装 片状元器件包装形式有以下三类： 1、散装（或称袋装），用字母B表示，可供手工贴装、维修和大数量漏斗贴装使用。 2、盒式包装：用C表示，将片状元件按一定方向排列在塑料盒中，适合夹具式贴片机使用。 3、编带包装：用T或U表示，将贴片元件按一定方向逐只装入纸编带或塑料编带孔内并封装，再卷绕在带盘上，适合全自动贴片机使用。 SMT工艺介绍 SMT工艺介绍传统穿孔式电子组装流程乃是将组件之引脚插入PCB的导孔固定之后，利用回流焊的制程，如图一所示，经过助焊剂涂布、预热、焊锡涂布、检测与清洁等步骤而完成整个焊接流程。由于电子工业之产品随着时间和潮流不断的将其产品 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 成短小轻便，相对地促使各种零组件的体积及重量愈来愈小，其功能密度也相对提高，以符合时代潮流及客户需求，在此变迁影响下，表面黏着组件即成为PCB上之主要组件，其主要特性是可大幅节省空间，以取代传统浸焊式组件(Dual In Line Package；DIP)。 SMT工艺步骤SMT工艺步骤锡膏印刷(Stencil Printing)：锡膏为表面黏着组件与PCB相互连接导通的接着材料，首先将钢板透过蚀刻或雷射切割后，由印刷机的刮刀(squeegee)将锡膏经钢板上之开孔印至PCB的焊垫上，以便进入下一步骤。 组件置放(Component Placement)：组件置放是整个SMT制程的主要关键技术及工作重心，其过程使用高精密的自动化置放设备，经由计算机编程将表面黏着组件准确的置放在已印好锡膏的PCB的焊垫上。由于表面黏着组件之设计日趋精密，其接脚的间距也随之变小，因此置放作业的技术层次之困难度也与日俱增。 回流焊接(Reflow Soldering)：回流焊接是将已置放表面黏着组件的PCB，经过回流炉先行预热以活化助焊剂，再提升其温度至183℃使锡膏熔化，组件脚与PCB的焊垫相连结，再经过降温冷却，使焊锡固化，即完成表面黏着组件与PCB的接合。焊膏印刷焊膏印刷在手动或者半自动印刷机中，是通过手工用刮刀把焊膏放到 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 /丝网的一端。自动印刷机会自动地涂布焊膏。在接触式印刷过程中，电路板和模板在印刷过程中保持接触，当刮刀在模板上走过时，电路板和模板是没有分开的。 在非接触式印刷过程中，丝网在刮刀走过之后剥离或者脱离电路板，在焊膏涂布完了之后回到最初的位置。网板与电路板的距离和刮刀压力是两个与设备有关的重要变量。null 钢网印刷分配：将焊膏通过一定形状模板一次性均匀漏印 到PCB的焊盘上，该分配方法具有焊膏涂覆均匀，准确等特色， 适合于同种规格PCB板批量焊膏分配。高精度丝印台 成型钢网 焊膏分配焊膏印刷焊膏印刷刮刀磨损、压力和硬度决定了印刷质量。它的边缘应当锋利而且是直的。刮刀的压力较低，这会造成印刷遗漏和边缘粗糙；而刮刀的压力高或者刮刀软，印刷到焊盘上的焊膏会模糊不清，而且可能会损坏刮刀、模板或者丝网。 双倍厚度的模板可以把适当数量的焊膏加到微间距组件焊盘和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 焊表面安装组件焊盘。这要用橡皮刮刀迫使焊膏进入模板上的小孔。使用金属刮刀可以防止焊膏体积出现变化，但是需要修改模板上孔的设计，避免把过多的焊膏涂在微间距焊盘上。模板孔的宽度与厚度之比最好是1:1.5，这样可以防止出现堵塞。 粘合剂/环氧化树脂与点胶技术 粘合剂/环氧化树脂与点胶技术 环氧化树脂粘合剂的涂敷能力好、胶点的形状和尺寸一致、湿润性和固化强度高、固化快、有柔性，而且能够抗冲击。它们还适合高速涂敷非常小的胶点，在固化后电路板的电气特性良好。粘接强度是粘合剂性能中最重要的参数。组件和印刷电路板的粘接度，胶点的形状和大小，以及固化程度，这些因素将决定粘接强度。 流变性会影响环氧化树脂点的形成，以及它的形状和尺寸。为了保证胶点的形状合乎要求，粘合剂必须具有触变性，意思是粘合剂在搅动时会越来越稀薄，而在静止时则越来越稠。在建立可重复使用的粘合剂涂敷系统时，最重要的一点是如何把各种正确的流变特性结合起来。 组件贴装 组件贴装 贴装组件就是从传送带、传送架或者料盘中拾取组件，然后再把它们正确地贴到电路板上。组件贴装分为手动贴装、半自动贴装和全自动贴装。手动贴装非常适合返修时使用，但是它的精确度差，速度也不快，不适合目前的组件技术和生产线的要求。半自动贴装是用真空的办法把组件吸起来，然后放到电路板上。这个方法比手动贴装快得多，但是，由于它需要人的干预，还是会有出错的可能。全自动贴装在大批量组装中的应用非常普遍。高速组件贴装使用的可能就是这种机器，贴片速度从每小时三千到八万个组件不等。 null 器件贴装 贴片器件贴装通常有两种方法：A、采用真空吸笔贴装；B、采 用具有图像放大系统的精密贴片台贴装。 真空吸笔贴装：真空吸笔主要用于重量在500mg以下微型器件的 贴放。由于自带电磁释放器，通过吸笔孔的人工掩放来控制器件的贴放。该设备具有操作简单、速度快的特点，但不适合体积大、引脚多的IC贴装。 真空吸笔 null 精密贴片台贴装：精密IC贴片台具有机械3自由度，x ,y轴 可精密微调，z轴可大范围调整，同时配备大倍率摄像头及彩色 显示终端，极适合于高精密封装器件的贴装。 流水线贴装：在线路板贴片器件焊接及学生SMT实训过程中, 一般线路板贴片器件的数量在数十个以上，因此，在回流焊整 个工艺过程中，贴片是最复杂、最关键的一环。采用贴片流水 线作业，辅以工艺图，有助于提高贴片效率，增加贴片成功率， 同时使学生了解流水作业的流程。精密IC贴片台 表面贴装流水线 焊接 焊接 在无铅再流焊方面，最常见的问题是，气泡、电路板变形和元件的损坏，这些都是再流焊工艺在超出技术规范规定的范围时造成的。有一些元件，例如，铝电解电容器和一些其他塑料连接器，要求温度比较低，要防止温度过高而造成损坏，但是象插座这样的大元件需要更多的热量才能得到好的焊点，因此当电路板上有这些不同类型元件时，制定再流焊温度曲线是一个挑战性的问题。向后兼容性（装在锡铅电路板上的无铅BGA元件）也使问题变得更加复杂。 在对流焊接中，再流焊的温度较高，这表示，要求助焊剂不可以很容易就燃烧。对再流焊炉来说，助焊剂收集系统不仅要在更高的温度下工作，并且要容纳更多的助焊剂。null回流焊接 回流焊又称再流焊，它是通过重新熔化预先放置的焊料而形成焊点，在焊接过程中不再添加任何焊料的一种焊接方法。 回流焊机分为有铅回流焊机和无铅回流焊机。回流焊机一般由 预热区、保温区、再流区、冷却区等几大温区组成，同时各大温区 又可分成几个小温区。无铅回流焊机比有铅回流焊机具有更多的温 区，其焊接工艺更复杂。 由于大型回流焊机设计复杂，成本高，导致价格昂贵，所以在 教学实训当中，可采用小型回流焊机进行实训，既满足了教学需求， 了解了回流焊全过程，又节省了高额的设备投入。 null小型回流焊机特点： 1、由多温度控制段替代多温区设计，大大降低设备复杂程 度，减小设备体积； 2、进仓、预热、保温、焊接、冷却、出仓全过程由微电脑 自动控制，并具有全过程的图形界面显示。焊接好样板 分配焊膏样板 小型回流焊主机 null 常见回流焊接缺陷：1、桥连/桥接；2、立碑/吊桥；3、错位；4焊膏未熔化；5、吸料/芯吸现象。 桥连/桥接：焊料在不需要的金属部件之间产生连接，造成短路现象，此缺陷一般为焊膏分配过多引起； 立碑/吊桥：重量轻的片状元件出现立起现象，根本原因是元件两边的湿润力不平衡； 错位：元件位置移动出现开路状态，产生此缺陷的主要原因是 器件贴装位置不准确； 焊膏未熔化：产生此缺陷的主要原因是焊接温度设置不合理； 吸料/芯吸：焊料脱离焊盘沿引脚上行到芯片本体之间，形成严 重的虚焊现象，产生此缺陷的主要原因是元件引脚导热率大，升温迅速，使焊料与器件引脚间的湿润力远大于焊料与焊盘之间的湿润 力，解决办法是使PCB板充分预热。 波峰焊接工艺流程波峰焊接工艺流程电阻电容 成型手动插件上板波峰焊接出板线路板 剪脚超声波清洗流水线检修波峰焊工艺流程图波峰焊工艺流程图null 波峰焊及基本原理：波峰焊接（波峰焊）主要用于传统通孔插装印制电路板电装工艺，以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺。 完成点胶、贴装、胶固化、插装通孔元器件的印制板从波峰焊机的入口端随传送带向前运行，通过焊剂发泡(或喷雾)槽时，印制板下表面的焊盘、所有元器件端头和引脚表面被均匀地涂覆上一层薄薄的焊剂。随着传送带运行，印制板进入预热区，焊剂中的溶剂被挥发掉，焊剂中松香和活性剂开始分解和活性化，印制板焊盘、元器件端头和引脚表面的氧化膜以及其它污染物被清除；同时，印制板和元器件得到充分预热。     波峰焊接 清洗 清洗 清洗印刷电路板是非常重要而且能够增加价值的工艺，它可以清除由不同制造工艺和处理方法造成的污染。如果没有经过适当的清洗，表面污物可能会在生产过程中造成缺陷。无铅增加了清洗工艺的重要性。比起锡铅工艺，无铅焊接工艺通常需要使用更多的助焊剂和活性更高的助焊剂，因此，往往需要进行清洗，把去助焊剂残渣去掉。 在SMT组装中，最常用的清洗方法是在线喷洒系统或者批量喷洒系统。超声波和蒸汽去脂的方法属于其他的批量清洗方法。批量清洗方法最适合产量低、品种多的生产。在线喷洒针对的是产量高、品种单一的生产，或者是品种很多的生产。 超声波清洗超声波清洗 用途：主要用于线路板助焊剂、油污等污渍的清洗，恢复线 路板的清洁、光亮。 工作原理：超声波功率发生器产生20-40KHz的超声电能，通 过超声换能器转换为机械振动，清洗液在超声波的作用下，产生 大量的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成，并 在正压区迅速闭合，这种现象称为空化。空化过程气泡闭合时形 成超过1000个大气压的瞬间高压， 连续不断产生的瞬间高压，就象 不断的在物体的表面进行爆炸， 使物体表面和缝隙的污垢迅速剥 落，达到清洗的目的。 超声波清洗机测试和检验 测试和检验 现有的测试办法是： 在再流焊之后进行电路内测试（ICT），这是，对元件单独加电测试，来检验印刷电路板是否有问题。传统的ICT系统使用针床测试设备来接触印刷电路板下面一侧的多个测试点。 飞针是一种ICT测试，它使用一根探针在通电情况进行测试，在测试设备和印刷电路板之间不需要针床接口。它用大量到处游走的针来检查印刷电路板。 边界扫描测试可以弥补通电检查的不足。边界扫描使用边缘连接器或者一个有限的针床设备，它可以对ICT和飞针接触不到的被测元件和电路节点进行测试。