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SMT貼片加工基本介紹

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發(fā)表于 2017-1-5 21:19:51 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
smt貼片加工基本介紹
◆ SMT的特點(diǎn)
7 _9 o6 f# `* E& k  s( f) {  N. ]3 e5 x  組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。
; W3 [* N1 @3 `0 X/ x3 x) Z可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。: }, ]4 b% y1 V" N, W
高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
9 ~5 p. `1 n/ g' c' ]7 w1 y易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%~50%。 節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。
, S  I* O* O" E) J& T! _$ E  
, Z! K% y% z9 {2 a◆ 為什么要用表面貼裝技術(shù)(SMT)?  
: q* H& b4 Y8 y  電子產(chǎn)品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無法縮小( {, p" y, k# {0 n2 `& n: h
電子產(chǎn)品功能更完整,所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件,特別是大規(guī)模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件, x. z4 A+ @% @  u9 B
產(chǎn)品批量化,生產(chǎn)自動(dòng)化,廠方要以低成本高產(chǎn)量,出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力
# ]) O& I- a# J; C- Q; t電子元件的發(fā)展,集成電路(IC)的開發(fā),半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用/ h# [4 r* h# J+ V
電子科技革命勢(shì)在必行,追逐國(guó)際潮流) h, y" s' h) G
   
◆ 為什么在表面貼裝技術(shù)中應(yīng)用免清洗流程?  , I! R% `) o6 O/ F4 R+ b
  生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水,帶來水質(zhì)、大地以至動(dòng)植物的污染。4 M" w( ?% S/ U
除了水清洗外,應(yīng)用含有氯氟氫的有機(jī)溶劑(CFC&HCFC)作清洗,亦對(duì)空氣、大氣層進(jìn)行污染、破壞。5 z' h# q$ [. k1 W3 J$ I+ }
清洗劑殘留在機(jī)板上帶來腐蝕現(xiàn)象,嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)素。3 y7 }8 ?7 t( A- f
減低清洗工序操作及機(jī)器保養(yǎng)成本。0 T4 j5 X0 \9 ~+ a, V0 _$ w
免清洗可減少組板(PCBA)在移動(dòng)與清洗過程中造成的傷害。仍有部分元件不堪清洗。. S/ Y# U! k1 y2 W4 k
助焊劑殘留量已受控制,能配合產(chǎn)品外觀要求使用,避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。
# `; T5 G/ x0 k1 M# Q) A, M/ n/ a: n4 j殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能,以避免成品產(chǎn)生漏電,導(dǎo)致任何傷害。" W# n$ m7 ~3 J9 P% x
免洗流程已通過國(guó)際上多項(xiàng)安全測(cè)試,證明助焊劑中的化學(xué)物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的) B6 j/ f0 z8 o$ F2 Z/ N% A
  4 s6 n! W' `" j, S! Z% v4 R
◆ 回流焊缺陷分析:  5 v# C3 b8 E' ]* x6 t: G/ X
  錫珠(Solder Balls):原因:1、絲印孔與焊盤不對(duì)位,印刷不精確,使錫膏弄臟PCB。 2、錫膏在氧化環(huán)境中暴露過多、吸空氣中水份太多。3、加熱不精確,太慢并不均勻。4、加熱速率太快并預(yù)熱區(qū)間太長(zhǎng)。5、錫膏干得太快。6、助焊劑活性不夠。7、太多顆粒小的錫粉。8、回流過程中助焊劑揮發(fā)性不適當(dāng)。錫球的工藝認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)是:當(dāng)焊盤或印制導(dǎo)線的之間距離為0.13mm時(shí),錫珠直徑不能超過0.13mm,或者在600mm平方范圍內(nèi)不能出現(xiàn)超過五個(gè)錫珠。
0 R' Z8 @: B8 q5 g% _& i( ~4 U錫橋(Bridging):一般來說,造成錫橋的因素就是由于錫膏太稀,SMT貼片加工包括 錫膏內(nèi)金屬或固體含量低、搖溶性低、錫膏容易榨開,錫膏顆粒太大、助焊劑表面張力太小。焊盤上太多錫膏,回流溫度峰值太高等。! [& L- [1 L0 }. r2 A- H8 ]
開路(Open):原因:1、錫膏量不夠。2、元件引腳的共面性不夠。3、錫濕不夠(不夠熔化、流動(dòng)性不好),錫膏太稀引起錫流失。4、引腳吸錫(象燈芯草一樣)或附近有連線孔。引腳的共面性對(duì)密間距和超密間距引腳元件特別重要,一個(gè)解決方法是在焊盤上預(yù)先上錫。引腳吸錫可以通過放慢加熱速度和底面加熱多、上面加熱少來防止。也可以用一種浸濕速度較慢、活性溫度高的助焊劑或者用一種Sn/Pb不同比例的阻滯熔化的錫膏來減少引腳吸錫。1 E; L: N6 J0 _; N6 t) w
  4 M- P; z; U( f4 [8 Q
◆ SMT有關(guān)的技術(shù)組成
: L! M9 G1 p( B  電子元件、集成電路的設(shè)計(jì)制造技術(shù)
5 N1 y2 j4 p/ [  z電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)技術(shù)0 S5 Y+ X5 C! v$ H/ y
電路板的制造技術(shù)
4 f0 n; F) u% K自動(dòng)貼裝設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù)) L) o2 [. m. |; a8 r9 H4 g
電路裝配制造工藝技術(shù)
  j" G' b5 J/ h# c裝配制造中使用的輔助材料的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)
; \7 u# [8 a; f$ }( \, P  
0 E. [) S1 v/ x5 {, }◆ 貼片機(jī):    ]5 }# {" N1 D
  拱架型(Gantry):
3 }  ~  q' H$ _$ z元件送料器、基板(PCB)是固定的,貼片頭(安裝多個(gè)真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動(dòng),將元件從送料器取出,經(jīng)過對(duì)元件位置與方向的調(diào)整,然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標(biāo)移動(dòng)橫梁上,所以得名。
; M4 P# |' J  N$ W對(duì)元件位置與方向的調(diào)整方法:1)、機(jī)械對(duì)中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法能達(dá)到的精度有限,較晚的機(jī)型已再不采用。2)、激光識(shí)別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法可實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識(shí)別,但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機(jī)識(shí)別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,一般相機(jī)固定,貼片頭飛行劃過相機(jī)上空,進(jìn)行成像識(shí)別,比激光識(shí)別耽誤一點(diǎn)時(shí)間,但可識(shí)別任何元件,也有實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識(shí)別的相機(jī)識(shí)別系統(tǒng),機(jī)械結(jié)構(gòu)方面有其它犧牲。5 Q" M* R* P: U# ^- p
這種形式由于貼片頭來回移動(dòng)的距離長(zhǎng),所以速度受到限制。OEM代工代料現(xiàn)在一般采用多個(gè)真空吸料嘴同時(shí)取料(多達(dá)上十個(gè))和采用雙梁系統(tǒng)來提高速度,即一個(gè)梁上的貼片頭在取料的同時(shí),另一個(gè)梁上的貼片頭貼放元件,速度幾乎比單梁系統(tǒng)快一倍。但是實(shí)際應(yīng)用中,同時(shí)取料的條件較難達(dá)到,而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴,換吸料嘴有時(shí)間上的延誤。
7 a$ }& Q9 m* \4 M* z6 }這類機(jī)型的優(yōu)勢(shì)在于:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可實(shí)現(xiàn)高精度,適于各種大小、形狀的元件,甚至異型元件,送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產(chǎn),也可多臺(tái)機(jī)組合用于大批量生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)塔型(Turret):
+ j; t  x9 {0 Y元件送料器放于一個(gè)單坐標(biāo)移動(dòng)的料車上,基板(PCB)放于一個(gè)X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)移動(dòng)的工作臺(tái)上,貼片頭安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)塔上,工作時(shí),料車將元件送料器移動(dòng)到取料位置,貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件,經(jīng)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動(dòng)到貼片位置(與取料位置成180度),在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中經(jīng)過對(duì)元件位置與方向的調(diào)整,將元件貼放于基板上。
* l( q; a% K+ ]對(duì)元件位置與方向的調(diào)整方法:1)、機(jī)械對(duì)中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法能達(dá)到的精度有限,較晚的機(jī)型已再不采用。2)、相機(jī)識(shí)別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴自旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,相機(jī)固定,貼片頭飛行劃過相機(jī)上空,進(jìn)行成像識(shí)別。
* C+ @$ V  q2 }- P& ?4 h一般,轉(zhuǎn)塔上安裝有十幾到二十幾個(gè)貼片頭,每個(gè)貼片頭上安裝2~4個(gè)真空吸嘴(較早機(jī)型)至5~6個(gè)真空吸嘴(現(xiàn)在機(jī)型)。由于轉(zhuǎn)塔的特點(diǎn),將動(dòng)作細(xì)微化,選換吸嘴、送料器移動(dòng)到位、取元件、元件識(shí)別、角度調(diào)整、工作臺(tái)移動(dòng)(包含位置調(diào)整)、貼放元件等動(dòng)作都可以在同一時(shí)間周期內(nèi)完成,所以實(shí)現(xiàn)真正意義上的高速度。目前最快的時(shí)間周期達(dá)到0.08~0.10秒鐘一片元件。
. B7 e) j. ~5 b& F  `此機(jī)型在速度上是優(yōu)越的,適于大批量生產(chǎn),但其只能用帶狀包裝的元件,如果是密腳、大型的集成電路(IC),只有托盤包裝,則無法完成,因此還有賴于其它機(jī)型來共同合作。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)昂貴,最新機(jī)型約在US$50萬,是拱架型的三倍以上。
2 u; S+ @8 V4 a

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發(fā)表于 2017-1-5 21:46:59 | 只看該作者
講的比較詳細(xì),學(xué)習(xí)了,謝謝分享

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