软性印刷电路板SMT制程介绍

• 这种小型化的元器件称为：SMC(Surface Mounting Component)
与传统工艺相比SMT的特点
Surface mount
高密度、高可靠、低成 本、小型化、自动化
Through-hole
低空间利用率、低可靠、 高成本、自动化不高
SMT工艺及设备
SMT工艺过程主要可分为三大步： • （A）涂布
软性印刷电路板SMT制程介绍
Team Leader：DAVY Members：ANDY/JERY
SMT简介
• 表面贴装技术（Surface Mounting Technology 简称SMT)是新一代电子组装技 术，它将传统的电子元器件压缩成为体积 只有几十分之一的器件，从而实现电子产 品组装的高密度、高可靠、小型化、成本 低及生产的自动化。
再流焊区： >200℃,60-90Sec
冷却区：>4℃/Sec
回流焊温度曲线
峰值 225 ℃± 5 ℃ 200 ℃
60-90 Sec
1-3℃ /Sec
140-170 ℃
60-120 Sec
Temperature
预热区
保温区
再流区 冷却区
Time (BGA Bottom)
热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段， (A)溶剂挥发；(B)焊剂清除焊件表面的氧化物;(C)焊膏的熔融、再流动 (D)焊膏的冷却、凝固。
将锡膏（或焊接剂）涂布到FPC板上。 主要的设备有锡膏印刷机、点膏机 • （B）贴装 将SMC元件贴装到FPC板上对应的位置。 主要的设备有自动贴片机 • （C）焊接 将组件板升温使锡膏熔化，使得器件与FPC焊盘达到 电气连接。 主要的设备有回流焊炉
SMT流程
锡膏印刷
贴装
回流焊 AOI
FPC板SMT流程图
温区介绍
二）保温区 目的：保证在达到再流温度之前焊料能完
全干燥，同时还起着焊剂活化的作用，清除元 器件、焊盘、焊粉中的金属氧化物。
时间约60~120秒，根据焊料的性质有所 差异。
温区介绍
三）再流区
目的：焊膏中的焊料开始熔化，再次呈流动状 态，该液态焊剂润湿 焊盘和元器件，这种润湿作用 导致焊料进一步扩展。
进料检验 标识不良品
烘烤 （120℃/60mins)
锡膏印刷
中检 过回流焊
贴装
收板 （外观检查）
转载SMT治具 成品检验
出货
包装
SMT工艺流程图
通常先作B面
印刷锡 高
再作A面
贴装元 件
再流焊
翻转
印刷锡 高
贴装元 件
元器件介绍
再流焊
翻转
双面再流焊工艺
清洗
A面布有大型IC器件
B面以片式元件为主
充分利用 PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格
优点
在金属箔上涂抗蚀保护剂 用销钉定位感光工具将图
化学蚀刻模板 形曝光在金属箔两面，然
后使用双面工艺同时从两 面腐蚀金属箔
通过在一个要形成开孔的 基板上显影刻胶，然后逐
电铸成行模板 个原子，逐层地在光刻胶
周围电镀出模板
成本最低 周转最快
提供完美的工艺定位 没有几何形状的限制 改进锡膏的释放 纵横比1：1
这类机型的缺点在于： 贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。
贴片机的介绍
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。
直接从客户的原始Gerber 数据产生，在作必要修改
激光切割模板 后传送到激光机，由激光
光束进行切割
错误减少 消除位置不正机会 纵横比1：1
缺点
形成刀锋或沙漏形状 纵横比1.5：1
要涉及一个感光工具 电镀工艺不均匀失去 密封效果 密封块可能会去掉
激光光束产生金属熔渣 造成孔壁粗糙
锡膏
锡膏的主要成分：
元器件介绍
表面贴装元件的种类
无源元件
SMC泛指无源表面 安装元件总称
有源元件 （陶瓷封装）
SMD泛指有源表 面安装元件
单片陶瓷电容
钽电容 厚膜电阻器 薄膜电阻器 轴式电阻器 CLCC （ceramic leaded chip carrier） 陶瓷密封带引线芯片载体 DIP（dual -in-line package）双列直插封装 SOP（small outline package）小尺寸封装 QFP(quad flat package) 四面引线扁平封装 BGA( ball grid array) 球栅阵列
温区介绍
一）预热区 目的： 使PCB和元器件预热 ，达到平衡，同
时除去焊膏中的水份 、溶剂，以防焊膏发生塌落 和焊料飞溅。
要保证升温比较缓慢，溶剂挥发。较温和，对 元器件的热冲击尽可能小，升温过快会造成对元 器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容器开裂。同 时还会造成焊料飞溅，使在整个PCB的非焊接区 域形成焊料球以及焊料不足的焊点。
刮刀的压力设定：
第一步：在每50mm的刮刀长度上施加1kg的压力。
第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加 1kg的压力
第三步：在锡膏刮不干净开始到刮板沉入丝孔内挖出锡膏之间 有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。
刮刀的硬度范围用颜色代号来区分：
very soft
红色
soft
绿色
成分
主要材料
作用
焊料合 金粉末
Sn/Pb Sn//Ag/Cu
SMD与电路的连接
助 焊
活化剂
松香，甘油硬脂酸脂 盐酸，联氨，三乙醇酸
增粘剂 松香，松香脂，聚丁烯
金属表面的净化
净化金属表面，与SMD保 持粘性
溶剂
丙三醇，乙二醇
对焊膏特性的适应性
剂
摇溶性 附加剂
Castor石腊（腊乳化液）
软膏基剂
防离散，塌边等焊接不良
hard
蓝色
very hard
白色
载具
载具：
因FPC本体比较 软，这样会造成我 们用自动贴片机打 件困扰，故我们在 贴片时将FPC贴于 载板上，以辅助其 强度。
管控重点：
(A)载具的平整度
(B)FPC在载具上的 定位一致性
(C)载具大小形状的 一致性
YAMAHA全自动贴片 机
自动贴片机：
自动贴片机的原理： 通过吸嘴将料枪中的 零件按FPC对应的 PAD位置贴装上元器 件。
网板印刷工作原理图
刮刀
锡膏
网板
网板
网板：
我们在一张薄钢 片上依FPC须贴装 零件的PAD处镂空， 使得印刷锡膏时在 该处下锡。
网板管控重点：
厚度：依所需锡面 厚度而定。
张力：35N±/CM
开口：依PAD及 PITCH订定大小及 形状
连续印刷：20K次 要例行检查
网板的制造技术
模板制造技术 简 介
阻容元件识别方法
1．元件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）
Chip 阻容元件
英制名称 公制 mm
1206
3.2×1.6
0805 0603
2.0×1.25 1.6×0.8
0402 0201
1.0×0.5 0.6×0.3
这类机型的优势在于：
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。
元器件介绍
电容
阻容元件识别方法
电阻
元器件介绍
IC第一脚的的辨认方法
元器件介绍
元器件介绍
静电防护
ESD (Electro-Static Discharge,即静电释放)
带电（静电）的情况下接触另一种物体时，因电压的差异而放电，这 时发生瞬间高压的现象。
怎样能产生静电？ ❖ 摩擦电 ❖ 静电感应 ❖ 电容改变 在日常生活中，任何不相同材质的东西 相接触再分离后都会产生静电
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。
贴片机的介绍
转塔型(Turret)
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。
活动情形
走过地毯 走过塑胶地板 在椅子上工作 拿起塑料文件
夹 拿起塑胶带 工作椅垫摩擦
静电强度(Volt)
10%-20% 相对湿度
65%-95% 相对湿度
35,000 12,000 6,000 7,000 20,000 18,000
1,500 250 100 600 1,000 1,500
静电防护
贴片机的介绍
拱架型(Gantry)
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。