软性印刷电路板SMT制程介绍

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

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
果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内为良好。 反之，粘度较差。
涂布：一次性涂布锡膏量应适中，整瓶的1/2锡量, 不宜过多，剩余之锡膏应密封存放于生产线上。

刮刀

刮刀

菱形刮刀 拖裙形刮刀

聚乙烯材料 或类似材料
金属

刮刀 网板
菱形刮刀

10mm 45度角

刮刀 网板
拖裙形刮刀

45-60度角

刮刀
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
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。
• 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
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。

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

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。
这类机型的优势在于： 系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚

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：
对静电敏感的电子元件

晶片种类
VMOS MOSFET Gaa SFET EPROM JFET
SAW OP-AMP CMOS

静电破坏电压
30-1,800 100-200 100-300 100140-7,200 150-500 190-2,500 250-3,000

静电防护
静电防护步骤
1.避免静电敏感元件及电路板跟塑胶制成品或工具（如计算机，电脑及 电脑终端机）放在一起。 2.把所有工具及机器接上地线。 3.用静电防护桌垫。 4.时常遵从公司的电气安全规定及静电防护规定。 5.禁止没有系上手环的员工及客人接近静电防护工作站。 6.立刻报告有关引致静电破坏的可能。
至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产， 也可多台机组合用于大批量生产。
这类机型的缺点在于： 贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。

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)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种 方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。

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Baidu Nhomakorabea，这种润湿作用 导致焊料进一步扩展。
管控重点：
(A)元气件装贴位置 与BOM表的一致性
(B)料枪中料件的使 用正确性
(C)料枪位置摆放之 准确性

YAMAHA全自动贴片 机
贴装视频

回流焊炉

回流焊炉：
加热打完零件之 FPC板材，完成锡膏 焊接功能。其内部温 区按不同作用可分为 四个温区：
预热区：1-3 ℃/Sec
保温区：140℃170℃,60-120Sec

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

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

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

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。
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。
对大多数焊料润湿时间为60~90秒,再流焊的温 度要高于焊膏的熔点温度，一般要超过熔点温度20 度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两 个区，即熔融区和再流区。

温区介绍
四）冷却区 焊料随温度的降低而凝固，使元器件与
焊膏形成良好的电接触，冷却速度要求同 预热速度相同。

收板

收板：
为方便搬运 及妥善保护 FPC不受折压， 我们对焊接后 的FPC用纸板 转载。
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。

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

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。

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。

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

锡膏储存及回温
储藏：一般锡膏存储条件为：-20℃～5℃，且保质 期为6个月。
回温：使用之前要将锡膏回温到室温,回温时间4-8 小时,方法是将锡膏瓶倒置,让其自然回温。
搅拌：在往钢板上涂布锡膏之前，先将锡膏放入搅 拌机内搅拌3－5分钟，使其均匀。
判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法： 搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴，如

常用于密集型或超小型电子产品，如 手机

烘烤
烘烤：
因FPC的材质有一 定的吸湿性，这样我们 在过REFLOW时就会因 高温导致FPC产生水气 而爆板。故我们在SMT 前要先赶走板材内的水 份。
烘烤条件：
温度：120℃
时间：60Mins

半自动锡膏印刷机

印刷视频

锡膏涂布：
通过网板将 锡膏均匀地涂布 于FPC焊垫上， 以作为电子元气 件的焊接材料， 在过回流焊炉后 起到电路连通之 功能。