1、Surface Mount TechnologSurface Mount Technological Processical Process前 言 表面粘表面粘贴技术是什么贴技术是什么?*SMT是综合性的工程科学技术是综合性的工程科学技术,涉及机械涉及机械/电子电子/光学光学/材料材料/化工化工/计算机网络计算机网络/自动控制自动控制.*SMT技术是元器件、技术是元器件、PCB、SMT设计、组装工艺、设备、材料和检查技等复合技术设计、组装工艺、设备、材料和检查技等复合技术元器件基板材料外协&供应商PCB设计SMT工艺技术SMT设计管理设备检测SMT制造目 錄SMT 流程流程图图SMT 制程管制
2、制程管制图图 第一章第一章 印刷印刷.第一第一节节 印刷三要素印刷三要素/钢网开刻方法钢网开刻方法第二第二节节 印刷参数印刷参数第三第三节节 印刷后检查印刷后检查第二章第二章 贴片贴片.第一第一节节 贴片机特点贴片机特点第二第二节节 工作原理工作原理第第三节三节 贴片参数贴片参数第第四节四节 炉前修正炉前修正第三章第三章 回焊炉回焊炉.第第一节一节 软体的应用软体的应用第第二节二节 Profile 的認识的認识印刷印刷贴片贴片回焊回焊检查检查SMT流程图SMT制程管制印刷机贴片机回焊炉AOI检查锡膏储存使用管制锡膏厚度品质管控钢网管制规范刮刀管制规范印刷品质监控机制换料管制规范抛料管制作业规范
3、(含手放料件)贴片程式管制规范转产作业规范收尾作业规范炉温测试作业规范测温板管制规范品质判定标准异常及停線标准代表为制程品质管制点代表为制程品质管制点钢板、印刷材料、刮刀一 钢板钢板 A.钢板：是以不锈钢片制作，厚度大多在0.12MM0.15MM *锡膏厚度：由不和锈钢片的厚度来決定了 *网板开孔：化学蚀刻/LASER+电抛光/电铸。蚀刻钢板蚀刻钢板：通过底片处理,防蚀,爆光及化学处理等程序制作 *较易产生精度誤差、孔壁光滑度較差。*模板的孔壁形狀受蚀刻剂本身的影响,会出現过度蚀刻或蚀刻不足,中 間小,兩頭大的情況。*较适合用於0.65mm Pitch以上的零件。2.激光模版激光模版+电抛光电
4、抛光:以PCB设计生生文件Gerber资料及客戶的要求编辑后,以全电脑控制的激光技術切割制作最后作电拋光表面加工处理.*可靠性及品质穩定性较高,焊盤尺寸准确。*孔壁粗糙度可达3 um，位置精确度3 um.可將开口形狀做 成3 梯形锥度,使模板开口上小下大,有利于锡膏更容易脫离模板。成本成本与精度考量此法很适合目前与精度考量此法很适合目前SMT高精度锡膏印刷使用高精度锡膏印刷使用.3.电铸成形模板电铸成形模板 通过在一个要形成开孔的基板(或芯模)上显影光刻胶(photoresist)，然后逐个原子、逐层地在光刻胶周围电镀出模板，一种递增而不是递减的工艺（电铸钢网主要对一片钢网需要有多种厚度，一般
5、不会用到,国内尚无此技术）4.钢网开刻方法钢网开刻方法 0201、0.3mmQFP、CSP等器件等器件1.价格昂贵价格昂贵2.制作周期长制作周期长1.尺寸精度高尺寸精度高2.窗口形状好窗口形状好3.孔壁光滑孔壁光滑镍镍电铸法电铸法0.5mmQFP、BGA、CSP等等器件器件1.价格较高价格较高2.孔壁有时会有毛孔壁有时会有毛刺，需化学抛光加刺，需化学抛光加工工1.尺寸精度高尺寸精度高2.窗口形状好窗口形状好3.孔壁较光洁孔壁较光洁不锈钢不锈钢高分子聚脂高分子聚脂激光法激光法0.65mmQFP以上的器件以上的器件1.窗口图形不够好窗口图形不够好2.孔壁不光滑孔壁不光滑3.模板尺寸不宜过模板尺寸不
6、宜过大大价廉价廉锡磷青铜易加工锡磷青铜易加工锡磷青铜锡磷青铜不锈钢不锈钢化学腐蚀化学腐蚀法法适用对象适用对象缺点缺点优点优点基材基材方法方法 3.钢板使用注意事项钢板使用注意事项:a)张力要求：新钢网35N/cm2,旧鋼网=30N/cm2 否则会产生印刷不良等缺陷.b)量測张力的位置于钢板四周角落及中央位置 至少5點.c)钢网为易損品,应轻拿轻放,严禁碰撞,挤压,造成模板不必要之损伤或提前报废.d)超过使用寿命之钢板(15萬次)应及时申请 报废,以免給生产帶来困扰.1.锡膏(Solder paste)：锡膏的組成：锡膏的組成：a).金属合金颗粒又称锡粉-占总质量85%-90%有鉛制程有鉛制程主
7、要是由锡铅合金组成,比例为63/37 无鉛制程无鉛制程主要是由锡银铜合金組成,比例为96.5/3.0/0.5,金属合金成份较高时可改善焊膏的塌落度,有利形成饱满的焊点,焊 剂残留物也会减少,可有效防止焊球的产生,但对印刷与焊接工艺要 求较严格,b).焊剂活性剂/胶粘剂/润湿剂/触变剂/溶剂/增稠剂/其它添加剂 1)活化剂:是一种酸或能随热而产生酸的成分,主要起到去除金属表 层氧化,加热过程中有效避免金属表面二次氧化的作用.*太少活性差而焊接差/太多会产生大量残留物（卤素含量要严格控制）2)溶剂:使各种成分保持在溶解的状态下的载体.3)界面剂:在发泡的应用上,可以维持细小而且均匀的泡沫,降低表面
8、 张力,增加助焊在被焊接金属表面的湿润性;当溶剂在预热 阶段挥发时,可使活性剂均匀地沉积分布在电路板的焊锡 面上.锡膏的三大特性锡膏的三大特性:1.粘度:180-220 pas 2.触变系数:防止坍塌及表面氧化 3锡膏顆粒直径:22-45um:锡膏对高溫或低溫及温气非常敏感,一旦受到這些因素的影响,锡膏的寿命和性能會大大降低高溫高溫:大部分的锡膏所能短时間承受的最高溫度为26。C,过 热会使助焊剂与锡膏本身分离,然后会改变锡膏的流动性,使印刷不良.低溫低溫:一来般来说制造商不建议冰凍锡膏,因为会造成催化剂的沉积,大大降低可焊性湿气湿气:所有的锡膏都有吸湿性,所以应该要避免放在高湿气的环境中,会
9、造成粘滯时间縮短,焊接不良等标准环境:溫度:233;相对湿度:4070%气流:印刷作业处应沒有強烈的空气流动(中央空调)刮刀类型 1平板形 适用于0.65pitch以下使用 2 剑形 不常用 3金属 印刷后锡膏頂面平整 4塑胶 紅胶制程 5角形 适用于高粘度锡膏 刮刀的使用注意事項刮刀的使用注意事項:1.跟钢板的材料同质为最佳 2.刮刀的一般的厚度为0.25-0.3mm 3.钢刮刀与钢板一定要平行,才不易损坏钢板 4.使用硬度一般在70-80hs较好刮刀磨损判斷：*刮刀陵角磨圓、刮刀有裂紋或粗糙牵丝 *钢板面上拉出线条、有的锡膏残留 *印刷在焊墊上的锡膏参差不齐刮刀硬度:7090HS1.刮刀压
10、力(Down pressure):58kg 主要作用在使钢板与PCB紧密的結合，以取得较好的印刷結果。並确保钢板表面之锡膏或胶材能刮的平整干淨。因此对压力控制必須配合刮刀之特性、设备功能、角度等取得一合适之压力。以免压力太大或太小造成之印刷不良現象。2.印刷速度(Traverse speed):2560mm/s理想狀況下是越慢越好，但会因此而影响到cycle time。因此在能夠保持锡膏正常滚动的狀态下可將速度提高，並配合着压力的調整。因速度快压力小，反之速度慢压力大。3.印刷角度(Attack angle):60度角度大小將決定流入钢板开口之压力及锡膏量。4.间隙(Snap-off):对钢板
11、而言，需要一固定的间隙使其回弹之力量將印刷材料留置于基板上。但以钢板而言，则越平贴越好，以免厚度及印刷量上失去控制。5.脫膜速度脚间距0.5mm时速度:0.5-2.0 mm/s印刷作业的几个检验重点1.精度:必须对准PAD之中央並不得偏移，因偏移將造成对 位不准及锡珠零件偏移等问題。2.解析度:印刷后之形狀必須为一近似豆腐块的結构以免和临 近的PAD Short。3.印刷厚度:必須一致，才能控制每个焊点的品质水准.一要求较高的产品要使用AOI进行检查,它 可以对印刷后的品质全检,精密度較高.二大多数工厂选择人工检查,其不夠精确,漏看率高.贴片段:贴片机主要由模块式贴片机主要由模块式(panas
12、onicjukiyamaha)(panasonicjukiyamaha)和和转塔式转塔式(fujisanyo)(fujisanyo)兩兩种种.贴片机通过高精度的识別系統將电子元器件准确放置到PCB上;它由高速机和泛用机,高速机主要贴裝小型芯片元件,泛用机主要对大型QFP,CSP,BGA等异型元件进行贴片.各类SMT零件实裝展示整合了各样功能的元件，使其能标准化，可自动裝着及焊接特性。由人工插件、自动插件，一直到SMT置件，其作业工时可由3sec大幅縮減至0.065sec左右3sec 1sec 0.065M/I A/I SMT第一节 贴片机原理1)通过采用多个吸嘴同时识別的激光校准传感器,实現高
13、速贴片,各吸嘴轴的上下移动和旋转动作由独立的AC伺服马达来控制,不受贴片图案的限制.2)元件识別摄像机通过图案识別功能,提高了对基板标记的识別能力.同时,通过区域基准标记识別功能,可对一組标记进行多元件贴片.3)通过配备位置修正摄像机、高度測量裝置、送料器統一交換功能等,最大程度地減少了准备工作时的停机时間,实現了高效运行.4)通过激光校准測量时对芯片直立狀态的检測,提高了吸取贴片的可靠性.5)通过基板支持部分的马达驱动化,防止了释放基板时的震动及贴片后元件的偏移,同时減少了夾緊、释放所需的时間.6通过位置修正摄像机与高度測量裝置,无需打开安全盖也可进行准备工作,提高了操作安全性.7在送料器设
14、定部分通过设置LED指示,在生产中元件用尽时,可进行通知,並发出元件剩余量警告,提高了元件交換时的操作效率.8采用Windows NT作为OS,进一步提高了的操作性能采用非接触式定心方式,从側面照射激光,读写其光影,並以识別元件位置,角度的激光校准传感器为途径;通过Z轴的上下移动,用真空来吸取元件,向元件投射激光.元件上遮住激光的部分成为阴影,用 轴旋转元件,可知该阴影宽度的变化.从阴影宽度的变化来求出所吸取元件的位置偏移及角度偏移.校正该偏移量后进行贴片.机器在识別机器在识別BGABGA元件时的元件时的狀觀图狀觀图机器在识別机器在识別QPF类型元类型元件时的狀觀件时的狀觀图图元件尺寸元件尺寸
15、.贴片元件的各种参贴片元件的各种参数是否正确数是否正确,將影响將影响到贴片效果到贴片效果,产生一产生一些制程不良些制程不良,如如:位位移移,吸料不良吸料不良,拋料拋料將影响到短路.位移,拋料,空焊 此参数會影响到位移,拋料,在贴片完成后,沒有过炉之前执行的检查动作或机器无法完成贴裝而需要手放元件的工位.作业內容:手放元件,压接口,目检元件贴裝效果IMPELLERIMPELLER葉葉 輪輪HEATERHEATER发发 热热 管管INTERNAL COOLING FANINTERNAL COOLING FAN马马 达达 散散 热热 風風 扇扇SEALED MODULESEALED MODULE密密
16、 封封 模模 块块(BLOWER INPUT)(BLOWER INPUT)热热 風風 入入 口口UNIFORM VELOCITYUNIFORM VELOCITYHEATED GASHEATED GASTHERMOCOUPLETHERMOCOUPLE热热 电电 偶偶HEATERHEATER发发 热热 管管HIGH PRESSURE GAS PATHHIGH PRESSURE GAS PATH(BLOWER OUTPUT)(BLOWER OUTPUT)热热 風風 出出 口口BLOWER HOUSING BLOWER HOUSING 送送 風風 裝裝 置置BOARD TRAVELBOARD TRAV
17、EL基基 板板 流流 向向 Additional Vent Holes for Cooler Operation马达散热孔马达散热孔Cool Air Flow空空 氣氣 入入 口口Nitrogen Purge Inlet for Fan Shaft Seal氮氮 氣氣 入入 口口Stainless Steel Ball Motor Shaft马马 达达 不不 銹銹 鋼鋼 中中 心心 轴轴Insulation絕緣密封区絕緣密封区Nitrogen Motor Mounting PlateStainless Steel High-Temp Impeller 不不 銹銹 鋼鋼 葉葉 輪輪INTERNA
18、L COOLING FANINTERNAL COOLING FAN马马 达达 散散 热热 風風 扇扇蜂巢洞板蜂巢洞板方形風向板加热板加热管热風马达蜂巢洞板此裝置用於收集炉膛中所过的fuxl.第第四节四节 軟体的應用軟体的應用 第五节 profile的認识下图所示之Reflow profile分为几个区段来說明溫度的需求与作用,共分为四个区段預热区松香活化区回流区冷卻区5.2 太高的太高的预预热溫度將会造热溫度將会造成热冲击的效成热冲击的效应，形成零件应，形成零件CRACK 的问的问题题;而太低的而太低的预热溫度將使预热溫度將使后面三个阶段后面三个阶段的溫度升溫不的溫度升溫不及而无法充分及而无法充分发揮焊接作用发揮焊接作用.5.3 松香活化区的溫度亦需配合各产品的松松香活化区的溫度亦需配合各产品的松香成分給予合香成分給予合适的活化溫度。否则会造成适的活化溫度。否则会造成太高的溫度將太高的溫度將flux 完全挥发；太低的溫完全挥发；太低的溫度会使度会使flux无法发挥活化作用。无法发挥活化作用。5.4 于Reflow 若給予太高的溫度，將严重考验材料基板的耐溫条件，而太低的溫度將不足以使锡铅完全Reflow。5.5冷却溫的速率太快会造成焊点受到冷冲击而锡裂，若太慢的回溫將造成焊点表面较为灰暗的現象。Thank you!
