SMT 表面贴装

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自动插机 (AI)
机械外形: 分为2部分 1) 插机部分(将元件插入到板内) 2) 排序部分(元件装载部分)
协丰安装的机械 1) Universal, USA Model: R6241B (用于轴向) 2) Universal, USA Model: R6358A (用于径向)
过程: • 插机部分: 剪切引脚多出部分, 通过弯曲 元件脚将元件固定在PCB板上. • 排序部分: 将元件从包装内取出, 排列为 适当顺序并且把元件传送到插机部分. 径向引脚元件
3.
4.
使用后: 容器必须再次封装.
使用前: 一般搅到2-3分钟来搅出锡膏表面的任何蒸气.
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锡膏印刷 (连续…)
刮刀 钢网 锡膏
锡膏印刷
PCB 基底 焊盘
1. 2. 3.
锡膏印刷由放置锡膏在钢网上开始, 然后刮钢网上的锡膏. 锡膏将填满钢网上 的开口, 它被称为‘孔’. 钢网通常是由不锈钢制作, 等级# 304, 它有很好的耐磨性&耐破裂性. 厚度: 0.13mm ~ 0.17mm (5mils ~7mils). 钢网可以由化学蚀刻或激光切割来生产. 印刷过程要求最佳化一些参数:-. > > > > 刮刀压力. 刮刀速度. 刮刀角度. 钢网厚度 & 洞尺寸/形状
相同芯片尺寸
组件不同引脚 (尺寸): 最大 -QFP ; 最小 – Flip Chip
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锡膏印刷
• 锡膏及其应用 1. 2. 锡膏包含金属粉粒在很稠的松香内. 有铅(Pb)锡膏 – 已确定了很长时间&广泛地用于工业领域. 无铅(Pb-free)锡膏– 最新开发的. 有利于环境& 因为这个原因, 很多OEM将 有铅改为无铅. 金属成份:- 大部分有铅锡膏: 锡-铅 (63%Sn 37%Pb), 熔点 ~183 deg C. 锡膏有‘清洗’和‘免洗’两种类型. 清洗指对于PCB组件需要进行清洗, 但对 ‘免洗’类型不需要进行清洗. 松香包括催化剂, 它可以通过清除PCB焊盘上的氧化层来提高润湿性 松香直接影响到PCB组件的清洁度. 有时会在焊点留下污脏..
蒸气状态, 红外线(IR)或对流(热空气). 可使用N2或没有N2两种.
SMT设备的投入 (连续...)
• 清洗 设备
1. 2. 超声波, 压力. 需要时间.
• 检查和修理工作台 1. 生产线或独立使用. 如, AOI, X-ray Imager & BGA返工台
• 测试设备 1. ICT, 功能测试 (FT)
2.
3.
测试率确认测试时间.
需要测试治具和程序与测试架相结合.
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减少尺寸 – 技术更改
Quad Flat Package Tape Carrier Package
Ball Grid Array Chip Scale Package
Chip On Board Flip Chip Bonding
• 品质保证问题, 举例 1. ESD控制.
2.
3. 4.
工艺标准.
文件 来料, 过程, 出货质量控制
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表面贴装的益处
• 节约空间和重量 – 元件更小; 紧密脚距元件; 每平方厘米高密度.
• 元件很小可提高对冲击和振动阻抗 • 减小电子噪音 – 缩短线路和长度 • 低贮存空间和减少包装成本 • 薄PCB, 如. 0.6mm • 可以获得高速元件贴装
PCBA 转承包商等级&调查
• 技术问题, 举例 1. 2. 3. 4. 使用的物料, COB, BGA . 回流过程 清洗方法 检查和修理能力
• 生产问题, 举例
1.
2.
设备类型.
质量和确信程度.
• 业务问题, 举例 1. 不良程度 (DPPM) 2. 能力&使用
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PCBA 转承包商等级&调查 (连续…)
3.
4. 5.
常见使用方法: 丝印, 滴或用针来转移
热空气对流固化或UV. 通过更换温度曲线图, 对流炉可用于回流焊接. UV不能用于回流焊接. 通常最好使用1~2 kg的邦定强度.
6.
7.
对于胶水固化, 温度比时间更重要.
常见问题: 成串, 焊盘上有胶水, 固化后空洞, 不规则点胶, 低固定强度.
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COB – 邦定
• COB组装的益处 • COB允许在相同空间内放入更多的功能, 将数量和重量最小化.
• 降低组装成本. • 灵活的外形 – 一些线和PCB板的外形可以轻易的更改. • 缩短信号相互连接来改良信号的性能. • 良好的可靠性- 可以承受热冲击测试和大约27kg的机械测试.
•
印刷不一致 – 现象: 超过锡膏高度. 潜在解决方法: 检查刮刀边, 检查钢网磨损, 增加刮刀压力.
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SMT中胶水的使用
• 胶水及其使用 1. 波峰焊接时, 将元件固定在板底.
2. 注意的三个特性: => 预先固化特性: 有颜色的粘稠性较好; 固化前, 末固化的胶水应具有足够 的强度来固定元件. => 固化特性: 固化后, 具有足够的邦定强度; UV或加热冷固. => 固化后特性: 可返工性
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17ຫໍສະໝຸດ Baidu
邦定机
协丰安装的邦定机类型: -. ASM AB559 (2 units) ; ASM AB520 (3units); ASM AB510 (2units)
规格 焊盘尺寸 (最小 ) 焊盘间距 (最小 ) 焊盘中心距 (最小 ) PCB 尺寸 (最大 ) mm ASM AB559 85um x 85um 15um 100um 101.6 x 152.4 ASM AB520 70um x 70um 10um 80um 208 x 106 ASM AB510 85um x 85um 15um 100um 101.6 x 152.4
轴向引脚元件
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什么是可焊性?
元件端部可焊性是定义与焊锡相适合能力的特性. 可焊性有三个方面: 1. 热量需求 – 必须使焊接区加热到所需的温度.
2.
3.
焊接热量的阻抗 – 焊接热量或热强度必须不能影响元件的能功.
润湿性 – 可焊接表面必须允许熔化的焊锡润湿并且扩散.
良好的可焊性取决于良好的润湿性,即焊点均衡, 光滑, 完整. 而差的可焊 性, 可以看到润湿性不好, 如没有润湿或部分润湿或反润湿.
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常见锡膏印刷不良
•
•
印刷偏位 – 现象: 邻近焊盘短路. 潜在解决方法: 对齐夹具或显示体系来改正X, Y偏差错误.
锡膏凹陷 – 现象: 少锡. 潜在解决方法: 降低刮刀压力
•
•
锡膏污点 – 现象: 短路, 锡珠. 潜在解决方法: 经常清洁钢网底部.
钢网阻塞 – 现象: 空洞或漏锡. 潜在解决方法: 清洁钢网; 检查锡膏粘稠性
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COB – 邦定
• COB组装过程 1. 组装过程中, 芯片直接暴露在空气中; 组装过程称为邦定. 2. 3. 环境对于邦定过程很重要, 因此, 通常在很好空气环境中进行, 与外部环境相隔 离以保持低灰尘工作环境. 邦定后, 通常进行功能测试来检查邦定质量.
邦定过程中, 芯片暴露于空气中. 使用邦定机 将线从芯片焊盘拉到PCB焊盘形成连接
ASM AB559
ASM AB520
ASM AB510
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自动插机 (AI)
• 简介 自动插机(AI)为电子组装所使用的旧技术(15年以上). 现在, 只有 很少的人使用AI组装电子元件到PCB上. 只有那些不要求更小或 压缩的板使用AI过程进行PCB组装. • 自动插机的益处 1. 2. 3. 4. 5. 低物料(元件)成本 – AI元件比SMD元件价格低. 低组装成本. AI过程比手工插机过程快. 易于返工 – 大元件尺寸和间距. 与SMT生产线相比具有较低投资.
3. 4. 5. 6.
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锡膏印刷 (连续…)
7. 三种影响锡膏印刷质量的主要特性:> 粘稠度 – 金属粉粒尺寸&温度可能影响粘稠度. > 消沉性 – 沉淀于焊盘之前可以扩散出来. > 粘和性 – 具有贴装后回流前固定元件的能力. • 锡膏处理 1. 2. 不使用时: 锡膏必须贮存在低温度的条件下~5到10 deg C. 使用时: 从冰箱中取出后, 反回到室温.
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温度曲线图
第一阶段 – 预热区 (迅速加热的阶段) > 将组件迅速地升高到焊膏可以起作用的阶段.
Stage 1 Stage 2 Stage 3
第二阶段 – 浸泡区 (温度均等阶段) > 组件可以获得一致的温度, 组件上最高温度的位 置与最低温度的位置相差温度很小.
第三阶段 – 回流区 (迅速加热和冷却) > 迅速地加热组件到焊膏可以熔化的温度以下, 然 后迅速冷却固化锡膏. 锡膏润湿到底板上发生在这 个区域.
• 点胶机 1. 市场上有很多品牌, 高等&低等, 根椐需要来确定. 2. 精密度, 速度, 可重复性
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SMT设备的投入 (连续...)
• 固化炉 1. 2. • 回流炉 1. 2. • 波峰炉 1. 2. 双缸, 纵横波类型. 可使用N2或没有N2.
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固化胶水, UV或加热类型. 生产线或独立使用.
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SMT设备的设入
• 贴装机(P &P) 1. 2. SMT最主要的设备之一. 贴装设备分为两种 – 片式射入 (小&轻元件 如, 电阻, 电容等…) & 片式贴装 (较大元件 如, IC) 精密度, 速度, 能力
• 锡膏印刷机 1. 2. 市场上有很多品牌, 高等&低等, 根椐需要来确定. 精密度, 速度, 可重复性