SMT表面组装工艺

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焊膏印刷质量分析
焊膏印刷质量分析“鱼骨图”
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷质量分析
焊膏质量的影响
1.黏度
焊膏黏度太低,焊膏会从漏孔挤进钢网和PCB的间隙,而 污染印制板;黏度太高,影响正常的印刷,产生漏印缺陷。
生产过程中应对每一批焊膏的黏度进行检测,一般采用黏 度计测量。(大部分厂商认可Brookfield黏度计)
表面组装贴装工艺___贴片质量分析
2.贴片力(贴片压力)
贴片压力的大小,是一个敏感的参数,一方面应该使元件引 脚的1/2插入焊膏中,另一方面,又不能太大,不然会对元 件造成损伤。
过大,将会损伤元件;过小,会产生“绳吸”现象。
表面组装涂敷工艺——
锡膏印刷机的工艺参数
1.刮刀的夹角 刮刀的夹角影响到刮刀对焊锡膏垂直方向力的大小, 夹角越小,其垂直方向的分力Fy越大,通过改变刮刀角度 可以改变所产生的压力。刮刀角度如果大于800,则焊锡 膏只能保持原状前进而不滚动,此时垂直方向的分力Fy几 乎没有,焊锡膏便不会压入印刷模板窗开口。刮刀角度的 最佳设定应在45~600范围内进行,此时焊锡膏有良好的 滚动性。
而无THC。由于目前元器件还未完全实现SMT化,实 际应用中这种组装形式不多。这一类组装方式一般是 在细线图形的PCB或陶瓷基板上,采用细间距器件和 再流焊接工艺进行组装。它也有两种组装方式。
表面组装工艺
表面组装涂敷工艺——
锡膏印刷机的工艺参数
焊锡膏是触变流体,具有黏性。当刮刀以一定速度和 角度向前移动时,对焊锡膏产生一定的压力,推动焊锡膏 在刮板前滚动,产生将焊锡膏注入网孔或漏孔所需的压力。 焊锡膏的黏性摩擦力使焊锡膏在刮板与网板交接处产生切 变,切变力使焊锡膏的黏性下降,有利于焊锡膏顺利地注 入网孔或漏孔。刮刀速度、刮刀压力、刮刀与网板的角度 以及焊锡膏的黏度之间都存在一定的制约关系,因此,只 有正确地控制这些参数,才能保证焊锡膏的印刷质量。
①先贴法。第一种组装方式称为先贴法,即在PCB的B面 (焊接面)先贴装SMC/SMD,而后在A面插装THC。 ②后贴法。第二种组装方式称为后贴法,是先在PCB的A 面插装THC,后在B面贴装 SMC/SMD。
表面组装工艺
2.双面混合组装 第二类是双面混合组装,SMC/SMD和THC可混
合分布在PCB的同一面,同时,SMC/SMD也可分 布在PCB的双面。双面混合组装采用双面PCB、双波 峰焊接或再流焊接。在这一类组装方式中也有先贴还 是后贴SMC/SMD的区别,一般根据SMC/SMD的 类型和PCB的大小合理选择,通常采用先贴法较多。 该类组装常用两种组装方式。
细间距的器件分 配焊 膏时会经常看到。 为了使焊膏顺利地转 移到时焊盘上,焊膏 与PCB的连接面积必 须大于焊膏与钢网的 连接面积。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
10.焊膏边缘毛刺
原因:当刮刀角度过小,不能把钢网表面焊膏刮干净时 会出现此现象。
此现象对细间距器件来讲是一种缺陷,它增加了焊膏量, 容易产生牵连缺陷或缩短电隔离间隙,容易发生可靠性 问题。
表面组装工艺
表面组装工艺
SMT工艺的两类基本工艺流程 SMT工艺有两类最基本的工艺流程,一类是焊锡膏一
再流焊工艺:另一类是贴片胶一波峰焊工艺。在实际生产 中,应根据所用元器件和生产装备的类型以及产品的需求, 选择单独进行或者重复、混合使用,以满足不同产品生产 的需要。 1.焊锡膏—再流焊工艺
该工艺流程的特点是简单、快捷,有利于产品体积的 减小,该工艺流程在无铅焊接工艺中更显示出优越性。
SMT的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组 装组件(SMA)的类型、使用的元器件种类和组装设备条 件。大体上可分为单面混装、双面混装和全表面组装3 种类型共6种组装方式。
根据组装产品的具体要求和组装设备的条件选择合 适的组装方式,是高效、低成本组装生产的基础,也是 SMT工艺设计的主要内容。
组装方式 全 单面 表 表面组装 面 组 双面 装 表面组装
入角大小不合适,不能使焊膏成滚动状态,也不可能漏印到PCB上。 刮角合适的推荐范围:450~750(注意:使用橡胶刮刀与钢质刮刀有所 差别)。
刮刀的压力只要能够把钢网表面的焊膏刮干净即可。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
1.图形残缺
原因:钢网未清洗干净, 残留焊膏干后,堵塞漏 印窗口。
单 SMD 和 THC 面 都在 A 面 混 装 THC 在 A 面,
SMD 在 B 面
双 THC 在 A 面, 面 A、B 两面都 混 有 SMD 装 A、B 两面都
有 SMD 和 THC
印制板的组装形式
示意图
电路基板
焊接方式
特征
A
单面 PCB
单面再流焊 工 艺 简 单 , 适 用 于 小
陶瓷基板
对钢网印刷工艺,焊膏在室温下的黏度就满足以下要求: 1)对标准SMD,500~900kcp; 2)对细间距SMD, 800~1300kcp
(黏度的国际单位制单位为帕斯卡秒(Pa·s);厘米克秒制单 位为泊(P)。换算关系为1 Pa·s = 10P =1000cP )
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷质量分析
5.焊膏塌落
主要原因: 焊膏本身的性能 (低黏度、 低金属含量、 小的焊粉尺寸、 助焊剂表面张 力过低) 其它原因: 过高的湿度
焊膏印刷质量检测—焊膏印刷缺陷分析
6.钢网不通
原因: 主要是钢网加工 问题。
此现象通过检查 钢网可以杜绝。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
7.连通
原因:刮刀下压时,钢网与PCB表面有间隙会产生此缺陷; 刮刀压力过大或钢网没有擦洗干净也会产生此问题。
影响印刷质量的工艺参数主要有刮刀的刮动速度、角 度、压力和PCB的脱模速度。
一般情况下,刮动速度越大,刮起板施加于焊膏的压力也越大,焊膏 也越易漏印到PCB上。 但当速度超过某一值后,焊膏反而不能由漏孔 传递到PCB上,发生所谓的“滑行”现象。 合适的推荐范围:一般为10~40mm/s,对细间距SMD,一般取小一点 的速度。
表面组装工艺
焊锡膏—再流焊工艺流程
表面组装工艺
2.贴片—波峰焊工艺 贴片一波峰焊工艺如图所示。该工艺流程的特点:利用双面板 空间,电子产品的体积可以进一步做小,并部分使用通孔元件, 价格低廉。但所需设备增多,由于波峰焊过程中缺陷较多,难 以实现高密度组装。
表面组装工艺
SMT工艺的元器件组装方式
表面组装工艺
(1)SMC/SMD和THC同 侧方式。SMC/SMD和 THC同在PCB的一侧。
(2)SMC/SMD和THC不
同侧方式。把表面组装集 成芯片(SMIC)和THC放在 PCB的A面,而把SMC和 小外形晶体管(SOT)放在B 面。
表面组装工艺
表面组装工艺
3.全表面组装 第三类是全表面组装,在PCB上只有SMC/SMD
型、薄型简单电路
B
A
双面 PCB
双面再流焊 高密度组装、薄型化
陶瓷基板
B
A 双面 PCB 先 A 面再流焊, 一般采用先贴后插,工
后 B 面波峰焊 艺简单
B
A 单面 PCB B 面波峰焊 PCB 成本低,工艺简单,
先贴后插。如采用先插
B
后贴,工艺复杂。
A
双面 PCB 先 A 面再流焊, 适合高密度组装
表面组装贴装工艺___贴片质量分析
对贴装质量影响较大的因素有:贴装精度、贴片压力和 剥带速度等。
1.贴装精度
贴装精度为元件引脚中心线偏离对应焊盘中心线的最大位 移。
贴装精度的大小与贴片机的定位精度、PCB的定位误差、 PCB图形的制造误差、SMD尺寸及尺寸误差等多种因素 有关。
为了保证焊接无缺陷及机械电气连接的可靠性,一般要求 元件引脚/焊接面在其宽度方向与焊盘重叠75%以上。
表面组装涂敷工艺——
锡膏印刷机的工艺参数
6.分离速度
焊锡膏印刷后,钢板离开PCB的瞬时速度是关系到印 刷质量的参数,其调节能力也是体现印刷机质量好坏的参数 ,在精密印刷中尤其重要。早期印刷机采用恒速分离,先进 的印刷机其钢板离开焊锡膏图形时有一个微小的停留过程, 以保证获取最佳的印刷图形。
表面组装涂敷工艺——
焊膏图形残缺,一情况 下不会造成焊点的质量 问题,但对于细间距器 件、CSP封装的器件、 小尺寸的片式元件,如 果残缺比较多很容易产生“开焊”缺陷。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
2.偏移
原因:设备初始调试不到位;PCB的定位夹具或 支撑问题。
此整体偏移现象使焊点桥连的机会增大,首件检 查时必须予以调整。
表面组装贴装工艺—工艺要求
贴片工序的工艺质量目标
贴的 “准” 元器件引脚与焊盘对准。
贴的“对” 所贴元件的极性、面向、姿态正确。
不掉片 掉片:贴片机参数的调整不合理、贴片机吸嘴的磨损、元 器件吸附表面的不平、引脚的变形等都会导致贴装过程中 元件掉落。 掉片的多少常用“掉片率”来表示,一般希望控制在 0.05%。
表面组装涂敷工艺——
锡膏印刷机的工艺参数
3.刮刀的压力
刮刀的压力即通常所说的印刷压力,印刷压力的改变对印制质 量影响重大。印刷压力不足会引起焊锡膏刮不干净且导致PCB上锡膏 量不足,如果印刷压力过大又会导致模板背后的渗漏,故一般把刮刀 的压力设定在5~12N/25mm左右。理想的刮刀速度与压力应该以正 好把焊锡膏从钢板表面刮干净为准。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
3.焊膏残留
原因:钢网底部清洗不干净。 此现象是一种严重的印刷缺陷,100%存在焊接质
量问题。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
4.焊膏模糊
原因: 此现象发生在 钢网脱模时, 一般由于钢网 底部与PCB表 面不平等原因 产生。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
4.刮刀宽度
如果刮刀相对于PCB过宽,那么就需要更大的压力、更多的焊锡 膏参与其工作,因而会造成焊锡膏的浪费。一般刮刀的宽度为PCB长 度(印刷方向)加上50mm左右为最佳,并要保证刮刀头落在金属模板 上。
表面组装涂敷工艺——
锡膏印刷机的工艺参数
5.印刷间隙 通常保持PCB与模板零距离(早期也要求控制在0~ 0.5mm,但有FQFP时应为零距离),部分印刷机器还要求 PCB平面稍高于模板的平面,调节后模板的金属模板微微被 向上撑起,但此撑起的高度不应过大,否则会引起模板损坏 ,从刮刀运行动作上看,刮刀在模板上运行自如,既要求刮 刀所到之处焊锡膏全部刮走,不留多余的焊锡膏,同时刮刀 不应在模板上留下划痕。
2.焊粉尺寸
焊粉尺寸必须与钢网 的开口相适应,尺寸 过大,容易堵塞钢网 开口;尺寸过小,容易塌落。
一般的经验是焊粉的尺寸为最小开口的1/6~1/7比较合 适。
一般的选用原则为: 1)对标准SMD,44~74μm; 2)对细间距SMD, 25~44μm
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷质量分析
印刷参数
后 B 面波峰焊
B
A 双面 PCB 先 A 面再流焊, 工艺复杂,很少采用
后 B 面波峰焊,
B
B 面插装件后附
表面组装工艺
1.单面混合组装 第一类是单面混合组装,即SMC/SMD与通孔插装元件 (THC)分布在PCB不同的两个面上混装,但其焊接面仅为 单面。这一类组装方式均采用单面PCB和波峰焊接工艺, 具体有两种组装方式。
表面组装涂敷工艺——
锡膏印刷机的工艺参数
2. 刮刀的速度 刮刀速度快,焊锡膏所受的力也大。但提高刮刀速度,
焊锡膏压入的时间将变短,如果刮刀速度过快,焊锡膏不能 滚动而仅在印刷模板上滑动。考虑到焊锡膏压入窗口的实际 情况,最大的印刷速度应保证FQFP焊盘焊锡膏印刷纵横方 向均匀、饱满,通常当刮刀速度控制在20~40mm/s时,印 刷效果较好。因为锡膏流进窗口需要时间,这一点在印刷细 间距QFP图形时尤为明显,当刮刀沿QFP焊盘一侧运行时, 垂直于刮刀的焊盘上焊锡膏图形比另一侧要饱满,故有的印 刷机具有刮刀旋转450的功能,以保证细间距QFP印刷时四 面焊锡膏量均匀。
100%会导致焊点桥连。
表面组装涂敷工艺—焊膏印刷缺陷分析
8.图形凹陷
原因: 使用橡胶刮刀, 特别是刮刀压 力比较大时会 导致此现象发 生。
焊膏印刷质量检测—焊膏印刷缺陷分析
9.焊膏耳
焊膏耳:焊膏沉积 图形的一端出现突起。
Байду номын сангаас原因:焊膏与钢网不 能干净地分离而形
成的。 此现象在厚的钢网为
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