软性印刷电路板SMT制程介绍

元器件介绍
•表面贴装元件的种类 •单片陶瓷电容
•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
•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
•常用于密集型或超小型电子产品，如 手机
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Fra Baidu bibliotek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
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•(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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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温区介绍
•三）再流区
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
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网板的制造技术
•模板制造技术 •简 介
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
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。
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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
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•再流焊
•翻转
•双面再流焊工艺
•A面布有大型IC器件
•清洗
•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
软性印刷电路板SMT制 程介绍
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2020/12/23
软性印刷电路板SMT制程介绍
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。
•怎样能产生静电？
•活动情形
•❖ 摩擦电 •❖ 静电感应
•走过地毯
❖ 电容改变
•走过塑胶地板
在日常生活中，任何不相同材质的东西 •在椅子上工作
相接触再分离后都会产生静电
•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
•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
•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
•激光光束产生金属熔渣 •造成孔壁粗糙
•贴装视频
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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
•再流焊区： >200℃,60-90Sec
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元器件介绍
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元器件介绍
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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。
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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。
•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
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YAMAHA全自动贴片 机
•QFP(quad flat package) 四面引线扁平封装 •BGA( ball grid array) 球栅阵列
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元器件介绍
•电容
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•阻容元件识别方法
•电阻
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元器件介绍
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•IC第一脚的的辨认方法
•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
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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。
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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。
• 这种小型化的元器件称为：SMC(Surface Mounting Component)
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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
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•Through-hole
•低空间利用率、低可 靠、高成本、自动化不 高
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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
•10mm •45度角
•菱形刮刀
•刮刀 •网板
•45-60度角
•拖裙形刮刀
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刮刀
•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
• hard
蓝色
• very hard
白色
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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
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SMT工艺及设备
SMT工艺过程主要可分为三大步： • （A）涂布
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
• 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。 • 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。
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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。
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网板印刷工作原理图
•刮刀
•锡膏
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•网板
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锡膏
•锡膏的主要成分：
•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 •净化金属表化面，与SMD保 •持粘性
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•Q&A
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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。
•优 点
•缺 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
•成本最低 •周转最快
•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
•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
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SMT流程
•锡膏印刷
•贴装
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•AOI
•回流焊
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FPC板SMT流程图
•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）
•出货
•转载SMT治具 •成品检验 •包装
•冷却区：>4℃/Sec
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回流焊温度曲线
•峰值 225 ℃± 5 ℃ •200 ℃
•60-90 Sec
•Temperature
•1-3℃ /Sec
•140-170 ℃
•60-120 Sec
•预热区
•保温区
•再流
•冷却区
•Time (BGA Bottom)
区
•热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，
•1,500 •250 •100 •600 •1,000 •1,500
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静电防护
•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 •100•140-7,200 •150-500 •190-2,500 •250-3,000