电子装联工艺技术课件

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3.1 元器件通孔插装(THT)
3.1.1 安装原则
元器件在PCB上安装的形式多样,但都必须符合产品质量和可靠性要求,遵守有关原则:

元器件安装应满足产品力学和气候环境条件的要求; 疏密均匀、排列整齐、不允许立体交叉和重叠; 轴向引线元器件必须平行于板面安装,非轴向引线的元器件原则上不得水平安装; 金属壳体元器件应能与相邻印制导线和导体元器件绝缘。 元器件之间要保持合理的安全间隙或套套管; 大质量元器件的加固; 大功率元器件的散热和悬空安装; 热敏元器件安装,应远离发热元件或隔热措施; 静电敏感元器件安装,采取防静电措施; 元器件安装后,不得挡住其它元器件引线,以便于拆装、清洗;
小型,超小型器件的出现和推广应用,促进了高密度组装技术的发展,也模糊了一 级封
装和二级组装之间的界限。同时对电子产品的设计、组装工艺、组装设备等提出了更新 更高的要求。
1.2 电子产品的分级

按IPC-STD-001“电子电气组装件焊接要求”标准规定,根据产品最终使用条 件进行分级。
1级(通用电子产品):指组装完整,以满足使用功能主要要求的产品。 2级(专用服务类电子产品):该产品具有持续的性能和持久的寿命。需要不 间断的服务,但不是主要的。通常在最终使用环境下使用不会失效。 3级(高性能电子产品):指具有持续的高性能或能严格按指令运行的设备和 产品,不允许停歇,最终使用环境异常苛刻。需要时产品必须有效,例如生 命救治和其它关键的设备系统。

配合的唯一性。

热剥工艺造成的绝缘层变色是允许的,但不应烧焦发黑。 化学剥除绝缘层仅适用于单股实芯导线的端头处理,处理后应立即进行中和、 清洗;

屏蔽导线屏蔽层的处理应符合产品技术要求,处理方法应符合有关标准的要求。
2.6 PCB组装前的预处理

PCB的复验

组装前要求
3 印制电路板组装工艺
3.2 元器件表面安装(SMT)
3.2.4 焊膏 焊膏的技术要求

焊膏的成分符合国家标准的要求(GJB3243 5.3.2.2条) 在储存期内焊膏的性能保持不变 焊膏中金属颗粒与焊剂不分层 室温下连续印刷时,焊膏不易干燥,印刷性好 焊膏粘度要保证印刷时具有良好的脱模性,又要保证良好的触变性,印刷后焊膏 不产生塌陷 严格控制金属微粉和金属氧化物焊料,避免焊接时随溶剂、气体挥发而飞溅,形 成锡珠 焊接时润湿性良好
3.2 元器件表面安装(SMT)
SMC 元器件 SMD 有铅焊膏 焊膏 贴装材料 贴片胶 基板材料 印制电路板 表 面 安 装 技 术 电路图形设 计 焊膏印刷 网板设计、制作 表面贴装 贴装工艺 表面贴装和通孔插装混合安装 波峰焊接 焊接工艺 手工焊接 再流焊接(红外再流焊,热风再流焊,汽相再流焊,激光再流焊等) 清洗技术 清洗剂 清洗工艺 检测技术:焊点质量检测,在线测试,功能测试 设备:印刷机,贴片机,再流焊炉,清洗设备,检测设备,维修设备 SMT设计 SMT管理:质量,生产,设备,工艺等 无铅焊膏
电子管时代 晶体管时代
表面安装
集成电路时代
微组装
表面安装时代
微组装时代

装联工艺技术的三次革命 通孔插装 器件封装技术的发展

电子产品的装联工艺是建立在器件封装形式变化的基础上,即一种新型器件的出现, 必
然会创新出一种新的装联技术和工艺,从而促进装联工艺技术的进步。 QFP BGA CSP(μBGA) DCA MCM ……


3.2 元器件表面安装(SMT)
焊膏的管理和使用

焊膏应储存在5~10℃的环境条件下 使用前必须经回温处理,常温下会温2 ~4h 使用前应充分搅拌 印刷后应及时完成焊接,根据焊膏厂商推荐参数,
一般情况下应在4h内完成焊接
3.2 元器件表面安装(SMT)
焊膏的成分

选购要求:


根据设计和工艺要求,选择元器件种类、尺寸和封装形式;
元器件包装形式适合贴装机自动贴装; 元器件焊端(引脚)应涂镀厚度不小于7.5μm的锡铅合金(Sn含量58~68%); 包装开封后在25±5℃,HR55~70%条件下,在存放48小时内焊接仍能满足焊接技 术要求; 元器件在40℃的清洗溶剂中,至少能承受4min的浸泡时间; 元器件能承受10个再流焊周期,每个周期为215℃,时间为60s,并能承受在 260 ℃ 的熔融焊料中10s的浸泡时间; 元器件引线歪斜度误差不大于0.8mm; 元器件引线共平面度误差不大于0.1mm。 无铅元器件镀层识别(IPC-1066) 湿敏器件的处理规定(IPC-020、IPC-033)
表面组装元器件
电路基板 组装设计
组装工艺
组装材料:粘接剂、焊料、焊剂、清洗剂等; 组装工艺:组装方式、组装工艺流程、焊接技术、检测技术等; 组装技术:涂覆技术、贴装技术、焊接技术、清洗技术、检测技术等; 组装设备:涂覆设备、贴装机、焊接机、清洗机、测试设备等; 组装生产线或系统组成、控制与管理等;
组装系统控制与管理


1.3 电子装联工艺的组成

随着电子技术的不断发展和新型元器件的不断出现,电子装联技术也在不断 变化和发展。

电子装联工艺的组成

电子装联工艺的质量控制
电子装联工艺的组成
电子装联质量控制
2 装联前的准备工艺
2.1 元器件引线的可焊性检查

可焊性是衡量元器件和PCB焊接部位是否可以顺利发生焊接过程的重要特征之一,是保证
印刷工艺 装联工艺
3.2 元器件表面安装(SMT)
3.2.2元器件(SMC/SMD)
基本要求:

外形适合自动化贴装要求; 尺寸、形状标准化,并具有良好的互换性; 元器件焊端和引脚的可焊性符合要求; 符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接条件;

可承受有机溶剂的清洗;
3.2 元器件表面安装(SMT)
2.2 元器件引线搪锡工艺
锡和锡铅合金为最佳的可焊性镀层,其厚度 为5~7μm。
Cu


镀金引线的搪锡(除金): 金镀层是抗氧化性很强的镀层,与SnPb焊料 有很好的润湿性,但直接焊接金镀层时, SnPb合金对金镀层产生强烈的溶解作用,金 与焊料中的Sn金属结合生成AuSn4合金,枝晶
μm/s Ag Au 7 6 5 4 3 2 1 ℃ 0 200 300 400 500 Pt Ni 过直径10%的变形。 扁平封装器件(如QFP等)应先搪锡后成形。 成形不当或不符合要求时,原弯曲半径在1~2倍引线直径内,可以矫直后在原处再弯曲 一次。
2.5 导线端头处理工艺要求

导线端头绝缘层剥除应使用热控型剥线工具,限制使用机械(冷)剥 线工具。 采用机械剥线工具,应采用不可调钳口的精密剥线钳,并做到钳口与导线规格
状结构,其性能变脆,机械强度下降。为防
止金脆现象出现,镀金引线在焊接前必须经 过搪锡除金处理。
Sn-Pb焊料中各种金属的溶解速度
2.3 IPC-J-STD-001D对镀金引线除金的规定

对于具有2.5μm或更厚金层的通孔元件引线,在焊接前,应去除至少95%被 焊表面的金层; 对于表面贴装元器件,不管金层厚度为多少,在焊接前,应去除至少95% 被焊表面的金层; 针对镀金层厚度大于或等于有2.5μm的元器件,可采用二次搪锡工艺或波峰 焊接工艺去除焊接端头表面的金层。 针对采用化学浸镍金(ENIG)工艺的印制板,印制板表面镀金层可免除除 金要求。
1 概述
电子产品装联工艺是指用规定的电子元器件和零、部(组)经过电子 及机械的装配和连接,使电子产品满足设计任务书要求的工艺技术。 因此,没有一整套较为先进成熟的、可操作性的电子装联工艺技术, 是不可能保证电子装联的高质量和电子产品的可靠性。
1.1 电子装联工艺技术的发展概况

装联工艺的发展阶段


3.2 元器件表面安装(SMT)
3.2.3印制电路板(PCB)

PCB基材一般选用FR4环氧玻璃纤维板,或FR4改性、FR5板; 板面平整度好,翘曲度≤0.75%,安装陶瓷基板器件的PCB翘曲度≤0.5%; 焊盘镀层光滑平整,一般不采用贵金属为可焊性保护层; 阻焊膜的厚度不大于焊盘的厚度; 安装焊盘可焊性优良,表面的润湿性应大于95%; 焊盘图形符合元器件安装要求,不允许采用共用焊盘; PCB能进行再流焊和波峰焊 PCB生产后,72小时内应进行真空包装。
3.1 元器件通孔插装(THT)
3.1.4安装形式 水平贴板安装,水平悬空安装,立式安装(非轴向) 支架固定,嵌入式安装(圆壳封装IC,有高度限制的元器件)
3.1.5元器件插装方法
手工插装 半自动插装 全自动插装
3.2 元器件表面安装(SMT)
3.2.1 SMT的主要内容: 设计:结构尺寸、端子形式、耐焊接热等; 制造:各种元器件的制作技术; 包装:编带式、棒式、托盘、散装等; 单(多)层印刷电路板、陶瓷、瓷釉金属板、夹层板等; 电设计、热设计、元器件布局、基板图形布线设计等;
焊点质量,防止焊点缺陷的重要条件。

可焊性检查主要有以下三种方法
焊槽法(垂直浸渍法) 焊球法(润湿时间法)
润湿称量法(GB/T2423.32-2008)

IEC60068-2-58试验Td:表面安装元器件的可焊性、金属化层耐熔蚀和耐焊接热 标准试验条件:可焊性试验温度235℃ 耐焊接热试验温度260℃
3.1 元器件通孔插装(THT)
3.1.2 安装次序
先低后高、先轻后重、先非敏感元器件后敏感元件、先 表面安装后通孔插装、先分立元器件后集成电路。
3.1 元器件通孔插装(THT)
3.1.3安装要求 安装高度要符合产品防震、绝缘、散热等要求及设计文件要求; 元器件加固要求:7g、3.5g及设计工艺文件的规定; 接线端子、铆钉不应作界面或层间连接用,导通孔(金属化孔)不能安装元器件; 一孔一线,孔径与引线直径的合理间隙(0.2~0.4mm) 空心铆钉不能用于电气连接; 元器件之间有至少为1.6mm的安全间距; 元器件安装后,引线伸出板面的长度应为1.5±0.8mm; 元器件安装后,引线端头采用弯曲连接时,引线弯曲长度为3.5 ~5.5d; 如底面无裸露的电路(印制导线);元件可贴板安装(玻璃二极管除外),如底面有裸露电路, 至少有0.25mm间距,最大为1mm; 元器件安装应做到不妨碍焊料流向金属化孔另一面; 跨接线应看作轴向引线元件,并符合轴向引线元件的安装要求; 双列直插IC安装在导电电路上时,元器件底面离板面的间隙最大为1mm或肩高; 陶瓷封装的双列IC安装后,引线可以弯曲30°,每侧二根。



2.4 元器件引线成型工艺要求

引线成形一般应有专用工具或设备完成。SMD引线成形必
须由专用工装完成;

保持一定的弯曲半径,以消除应力影响; 保持元器件本体或熔接点到弯曲点的最小距离至少为2倍 的引线直径或厚度,但不得小于0.75mm。

引线成形后的尺寸与PCB安装孔孔距相匹配;
引线直径大于1.3mm时,一般不可弯曲成形,小于1.3mm的硬引线(回火处 理),也不允许弯曲成形。
电子产品装联工艺技术
目录



1、概述 2、装联前的准备工艺 3、印制电路板组装工艺 4、焊接工艺 5、清洗工艺 6、压接工艺技术 7、电子产品防护与加固工艺 8、电子组装质量控制及检查 9、电缆组装件制作工艺 10、整机组装工艺 11、静电防护工艺 12、应用先进标准,指导先进制造技术
焊料合金(SnPb、SnPbAg等) 活化剂(松香、三乙醇胺等) 增粘剂(松香醇、聚乙烯等) 溶剂(丙三醇、乙二醇等) 摇溶性附加剂(石蜡软膏基剂)
3.2 元器件表面安装(SMT)
3.2.4 焊膏印刷工艺 焊膏印刷工艺要求

印刷时膏量均匀,一致性好; 焊膏图形清晰,相邻图形之间不粘连,并与焊盘图形基本一致; 引脚间距大于0.635mm的器件,印刷的焊膏量一般为0.8mg/m㎡,引脚间距小于 0.635mm的器件,印刷焊膏量一般为0.5mg/m㎡; 焊膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上,无明显塌落,错位不大于0.2mm,细间 距不大于0.1mm; 印刷压力一般选择为0.3~0.5N/mm,印刷速度为10 ~25mm/s; 严格回收焊膏的管理和使用。
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