smt表面组装技术介绍

smt表面组装技术介绍（共3篇）

smt表面组装技术介绍 篇1

《表面组装技术》

实 训 报 告

指导老师： 梁颖、朱静 姓 名： 张 强 班 级： 212361 学 号： 121802

航空电子工程系

2014年5月

目录

一、实训目的

二、实训内容

三、焊膏印刷

四、贴片

五、焊接

六、检测（缺陷分析）

七、返修

八、总结

九、附录（工艺文件）

一、实训目的

1．通过SMT实训，熟悉常用电子元器件的识别、检测； 2．对SMT生产工艺流程的一个认识；

3．学会应用SMT设备来完成这周实训的内容； 4．掌握重要设备的使用方法，培养工作能力； 5．学会处理实训中可能遇到的问题以及缺陷的分析。

二、实训内容

表面组装技术（SMT）是由混合集成电路技术发展而来的新一代电子装联技术，以采 用元器件表面贴装技术和回流焊接技术为特点，成为电子产品制造中新一代的组装技术。SMT生产线主要设备有： 印刷机、贴片机（上表面电子元件）、回流焊、插件、波峰炉、测试包装。SMT的广泛应用，促进了电子产品的小型化、多功能化，为大批量生产、低 缺陷率生产提供了条件。本周实训使用流水灯练习板来进行一些设备的熟悉，下面是一个回流焊技术生产产品的一般工艺流程图：

三、焊膏印刷

随着表面贴装技术的快速发展，在其生产过程中，焊膏印刷对于整个生产过程的影响和作用越来越受到生产工艺师和工艺工程师们的重视，焊膏印刷技术是采用已经制好的网板，用一定的方法使丝网和印刷机直接接触，并使焊膏在网板上均匀流动，由掩模图形注入网孔。当丝网拖开印制板时，焊膏就以掩模图形的形状从网孔脱落到印制板相应的焊盘图形上，从而完成了焊膏在印制板上的印刷，如图所示。完成这个印刷过程而采用的设备就是丝网印刷机。焊膏印刷是SMT生产过程中最关键的工序之一，印刷质量的好坏将直接影响SMD组装的质量和效率，据统计60%-70%的焊接缺陷都是由不良的焊膏印刷结果所造成，因而要提高焊膏印刷质量，尽可能将印刷缺陷降低到最低，要实现高质量的重复印刷，焊膏的特性、网板的制作、印刷工艺参数的设置都十分关键。

手工印刷

焊膏印刷完成

四、贴片

贴片就是将SMC/SMD等表面贴装元器件从其包装结构中取出，然后贴放到PCB的指定焊盘位置上。当然，所贴放的焊盘位置需是已涂覆了锡膏，或虽未涂覆锡膏，但在元器件所覆盖的PCB上已涂覆了贴片胶。贴放后，元器件依靠锡膏或贴片胶的黏附力黏在指定的焊盘位置上。

早期，由于片式元器件尺寸相对较大，人们用镊子等简单的工具就可以实现上述动作，至今仍有少数小规模工厂采用或部分采用人工放置元件的方法。但为了满足大批生产的需要，特别是随着无源元件像微型化，有源器件向多引脚、细间距方向的不断发展，元器件类型越来越多，尺寸或引脚间距越来越小，因此贴片工作已经越来越依赖于高精度的贴片机设备来实现。贴片机的定位精度、贴片速度及可贴装的元器件种类已经成为衡量贴片机性能的三项重要指标。

手工贴片机

贴片完成

五、焊接

再流焊又称“回流焊”，是伴随微型化电子产品的出现而发展起来的焊接技术，主要用于各类表面组装元器件的焊接。它提供一种加热环境，使预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料重新熔化，从而让表面贴装的元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起。再流焊操作方法简单，效率高，质量和一致性好，节省焊料，是一种适用于自动化生产的电子产品装配技术，目前已经成为SMT的电路板组装技术的主流。

再流焊使用的焊料是焊锡膏。预先在电路板的焊盘上涂上适量和适当形式的焊锡膏，再把SMT元器件贴放到相应的位置；焊锡膏具有一定的黏性，使元器件固定；然后让贴装好元器件的电路板进入再流焊设备实施再流焊，通过外部热源加热，使焊料熔化而再次流动浸润，将元器件焊接到印制板上。

回流焊机

回流焊接完成

六、检测（缺陷分析）

PCB组件是现代电子产品中相当重要的一个组成部分，PCB的布线和设计随着电子产品向快速、小型化、轻量化方向迈进的步伐。随着SMT的发展和SMA组装密度的提高，以及电路图形的细线化，SMD的细间距化，器件引脚的不可视化等特征的增强，PCB组件的可靠性和高质量将直接关系到该电子产品是否具有高可靠性和高质量，为此，采用先进的SMT检测技术对PCB组件进行检测，可以将有关问题消除在萌芽状态。

自动光学检测 AOI

缺陷分析：

1． 桥连

又称桥接，指元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起。桥连经常出现在细间距元器件引脚间或间距较小的片式组件间，桥连的产生会严重影响产品的性能。

桥连 ．立碑

立碑是指两个焊端的表面组装元件，经过再流焊后其中一个端头离开焊盘表面，整个元件呈斜立或直立，如石碑状，又称吊桥、曼哈顿现象。如图所示，该矩形片式组件的一端焊接在焊盘上，而另一端则翘立。

立碑

3．锡珠

锡珠是再流焊中经常碰到的焊接缺陷，多发生在焊接过程中的急速加热过程中；或预热区温度过低，突然进入焊接区，也容易产生锡珠。

锡珠

4．元件偏移

元件偏移的情况如图所示，观察缺陷的发生时间，可分为两种情况加以分析： ① 再流焊接前元件偏移。先观察焊接前基板上组装元件位置是否偏移，如果有这种情况，可检查一下焊膏粘接力是否合乎要求。如果不是焊膏的原因，再检查贴装机贴装精度、位置是否发生了偏移。贴装机贴装精度不够或位置发生了偏移、焊膏粘接力不够，导致元件偏移。

② 再流焊接时元件偏移。虽然焊料的润湿性良好，有足够的自调整效果，但最终发生了元件的偏移，这时要考虑再流焊炉内传送带上是否有振动等影响，对再流焊炉进行检验。如不是这个原因，则可从元件曼哈顿不良因素加以考虑，是否是两侧焊区的一侧焊料熔融快，由熔融时的表面张力发生了元件的错位。

元件偏移

七、返修

SMA的返修，通常是为了去除失去功能、引线损坏或排列错误的元器件，重新更换新的元器件。或者说，就是使不合格的电路组件恢复与特定要求相一致的合格的电路组件。为了满足电子设备更小、更轻和更便宜的要求，对返修工艺的要求也在提高。

对于上述回流焊接的缺陷，我们进行了返修，主要过程分为：拆焊—器件整形-PCB焊盘清理-贴放器件-焊盘焊接。最后，我们完成了整个SMT生产的一个流程，并成功实现了本周实训LED流水灯印制板图。

八、总结

经过一周的SMT的实训，我还是了解了不少，且感触颇深。刚开始的时候，想想觉得理论学起来还觉得轻松，但实际操作觉得对于SMT是真的不怎么了解，且认为它是一种新型技术。在实训时，经过老师的讲解，以及我们之前在理论课上对它的了解，才知道SMT在几乎所有的电子产品生产中都得到了广泛的应用。说实话，一开始就要我们对于这项技术的各个环节，各个部分都弄得很透，我想那是不现实的，因为这其中还有很多细节的地方，或者需要深入研究的地方，这都不是一周的时间里所能够完成的。

在对SMT生产线观摩的过程中，我有看到，它们的每一道工序，以及每一道流程具体的是什么样的，看得出来在这样的环境下工作，是需要细心、耐心、专心的，还有的工作岗位时需要有一定的技术能力以及相关知识的。此外，这次实训，我觉得老师不仅仅是在教我们怎样了解此专业，另一方面，老师也教会了我们一些职业素养，对于即将走上职业岗位的我们来说，这点是非常重要的。老师的那些话我还记得，SMT的第一步是什么呢？做完这一步接下来又该做什么呢？最后该做什么呢......一连串的问题。总之，我觉得实训是对理论知识复习的一方面，另一方面是教会我们做人做事，怎样在其位谋好其职，也是另外一个很重要的方面，此次的实训受益匪浅。

九、附录（工艺文件）

smt表面组装技术介绍 篇2

该文通过对学院办学背景和特色的分析,以电子信息工程技术专业为例,结合当地行业需求,对《电子工艺与SMT技术》课程进行创新模块化设计,构建课程慕课资源,模块化课程设计以电子产品生产制造为主线,以就业为导向,以项目任务式的方式把课程内容划分为若干模块,知识点以模块为载体,实现课程知识点的独立化;并通过深化课堂教学内容、方法改革实践研究,组织学生参与课堂管理和实训项目来提高学生专业技能水平和加强创新能力的培养。

1基于慕课的《表面组装技术》课程模块化设计

基于慕课的《表面组装技术》课程模块化设计(如表1)。

2深化课堂教学内容、方法改革实践研究

包课堂教学注重SMT印刷技术、点胶技术、贴片技术、焊接技术、检测技术以及返修技术的培训,重点要求学生掌握各种SMT设备的操作技能,提高学生的实际动手能力及专业技能水平。比如在检测工艺实训中,加入实际生产中的台式机电脑主板、笔记本电脑主板检测、手机主板检测;在返修工艺实训中,先训练简单的家电(台灯、吹风机、电饭煲、微波炉等)维修、然后对电脑主板进行芯片级维修,最后训练手机主板维修。

在课堂教学中老师先讲解,播放视频、操作示范,然后组织学生分小组讨论,提问,自己使用Protel或者Mentor软件动手设计PCB,进行CAM程式编程,最后亲自操作机器,这样学生不用每次训练都选用设计好的PCB模板,学生可以输入自己设计的PCB模板,系统自动将各种类型的EDA设计文件提取转换成统一格式的PCB中间文件,并将数据输入到数据库中,然后进行PCB可制造性分析,根椐用户设计的Protel或Mentor电路PCB文件,自动检测出用户设计电路的错误,包括电路设计错误和可制造性错误,学生再修改设计错误,既提高了设计的可靠性,又降低了生产成本,有助于学生创新能力的培养。

3结语

该文针对《表面组装技术》教学中课程资源缺乏、教学模式单一的问题,结合当地SMT行业的需求,对《表面组装技术》课程进行创新模块化设计,构建课程慕课资源,实现课程知识点的独立化;并通过深化课堂教学内容、方法改革实践研究,组织学生参与课堂管理和实训项目来提高学生专业技能水平和加强创新能力的培养。实践表明,该教学方法以电子产品生产制造流程为主线,以就业为导向,提高课堂教学质量和教学效果,提升学生毕业就业竞争力。

参考文献

[1]FUJITA Y,KAWAGUCHI H.Full-custom PCB implementation of the FDTD/FIT dedicated computer[J].IEEE Trans Magnetics,2009,45(3):1100-1103.

[2]韩芝侠,脱慧,饶汉文.电子工艺实习教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(11):109-111.

[3]李珍,张铭生,姚华青.基于工作过程的《电子工艺》课堂开发新思路[J].电子世界,2011(14):61-62.

表面组装技术中的无铅焊接工艺 篇3

关键词:无铅焊接 Sn/Pb合金 元器件 PCB 助焊剂 焊接设备

0 引言

铅是一种多亲害性、对人体有毒的物质,主要损害人的神经系统、造血系统、消化系统,铅中毒也是引发白血病、肾病、心脏病、精神异常的重要因素之一。铅毒不仅对水污染,而且对土壤、空气均可产生污染,一旦环境产生严重铅污染,其治理的难度很大、周期甚长、经费支出巨大。电子制造业中大量使用的锡铅合金焊料(Sn/Pb) 是污染人类生存环境的重要根源之一。实现电子制造的全面无铅化,以减少环境污染,提升绿色制造竞争能力,以适应国内外市场对绿色电子产品的需求,是我国电子制造业以后势在必行的举措。

1 无铅焊料研究与推广

目前,无铅焊料的成分并没有统一的标准,通常是以锡为主体,添加其他金属,近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很迅速。世界各大著名集团公司和研究机构都投人了相当的力量开展无铅焊料的研发。替代Sn/Pb合金的无铅焊锡合金材料有多种。目前已经得到应用的主要有Sn-Ag系列、Sn-Zn系列、Sn-Bi系列焊料三大类。国内外专家一致认为,最有可能替代锡铅合金焊料的无毒合金是锡( Sn)基合金。无铅焊料主要以锡为主,添加Ag、Zn、Cn、Sd、Bi、In 等几种金属元素,通过焊料合金化来改善合金性能,提高可焊性。由于Sn-ln系合金蠕变性差,In极易氧化,且成本太高,Sn—Sb系合金润湿性差、Sb还稍带毒性,这两种合金体系的开发和应用较少。实际上二元系合金要做成为能满足各种特性的基本材料是不完善的。目前最常见的无铅焊料,主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi为基体,在其中添加适量的其他金属元素所组成的三元合金和多元合金。

2 无铅焊接技术引发的新课题

目前, 无铅焊技术主要应用在电子元件组装领域,其存在的形态为焊条、焊丝、焊膏。其应用范围主要在各种电子、电器产品,印制电路板(PCB)的组装。影响无铅焊接技术的应用的因素很多。要使无铅焊接技术得到广泛应用,还必须从电子组装焊接这个系统工程的角度来解析和研究。

2.1 元器件 目前开发已用于电子产品组装的无铅焊料,熔点一般要比有铅焊料高,所以要求元器件耐高温,而且无铅化,即元器件内部连接和引出端(线)也要采用无铅焊料和无铅镀层。

2.2 PCB 无铅焊接要求PCB的基础材料耐更高温度,焊接后不变形,表面镀覆的无铅共晶合金材料与组装焊接用无铅焊料兼容, 而且要考虑低成本。

2.3 焊接工艺与设备 焊接设备要适应新的焊接温度的要求, 例如需要加长预热区或更换新的加热元件。若采用波峰焊,则波峰焊焊槽、机械结构和传动装置都要适应新的要求,锡锅的结构材料与焊料的一致性(兼容性)要重新匹配。采用再流焊时,为了提高焊接质量和减少焊料的氧化,有必要采用行之有效的抑制焊料氧化技术和采用惰性气体( 如N2) 保护焊技术。同时,采用先进的再流焊炉温测控系统也是解决无铅焊工艺窗口较窄带来的工艺问题的重要途径。

2.4 助焊剂 为满足无铅焊料焊接的要求,需要开发新型的氧化还原能力更强和润湿性更好的助焊剂。新开发的助焊剂要与焊接预热温度和焊接温度相匹配,而且要满足环保的要求。迄今为止,实际测试证明,免清洗助焊剂用于无铅焊料焊接效果更好。

2.5 工艺流程 在SMT工艺流程中,无铅焊料的涂敷印刷、元件贴装、焊接和住焊接残留物清洗以及焊接质量检验都是新的课题。

2.6 废料回收 从含Ag的Sn基无铅无毒的绿色焊料中分离Bi 和Cu将是非常困难的,如何回收Sn-Ag合金又是一新课题。

3 影响SMT无铅焊技术的几个因素

3.1 工艺温度 在无铅回流焊接中,无铅焊锡影响工艺温度,因此影响到加热温度曲线。为了以较低的维护停机时间保持机器的清洁,需要一个适当的助焊剂流动管理系统。

3.2 冷却系统 无铅焊接中推荐一个受控的冷却系统,因为一旦炉子具有适当的冷却能力,液化以上的时间,晶粒结构和板子出来的温度都可以界定自然需要更多的室温风扇。而推荐使用的是一个高级的直接空气、完全集成的、排热系统。这个系统设计用于以较低的氮气消耗提供良好的冷却。

3.3 助焊剂的选择 由于较高的工艺温度,无铅焊接要求与含铅焊锡不同的助焊剂。助焊剂类型决定哪一种预热配置最适合干该工艺。选择一种具有快速变换配置灵活性的波峰焊接机器。预热模块应该容易交换,以找到对每个个别工艺的最佳安排。

3.4 焊脚和空洞 在无铅焊接中,会发生一些特别的缺陷,诸如焊脚提起和焊须。但其他缺陷,如焊点中的空洞,也似乎比Sn/Pb 中发生的多。焊脚开起是在冷却阶段,它是焊接元脚从电镀通孔周围铜焊盘的一种分离。焊脚开起的主要原因是合金化合物、铜焊盘、板厚度与材料的温度膨胀系数的不匹配。焊脚开起主要发生在含秘合金与铅污染结合的时候空洞形成的原因很多。空洞可能是固化期间电镀孔的排气可能会在焊锡中产生空洞,空洞也可能是焊接点润湿不够的结果。

3.5 回流工艺 回流工艺中的变量包括机器和数据记录参数。机器参数包括传带速度、参考温度以上的时间、平均温度、最低温度、最高温度和达到最高温度的时间。特征是指焊接缺陷,如空洞、跳焊、焊球,焊桥和元件竖立。提高合格率和降低机器停机时间是无铅焊接引人之后必须达到的目标。在开始无铅工艺之后,要努力建立一个可以重复测量的工艺,一个合理计算工艺的能力,一个合理计算工艺能力值的方法和一个使用该数据校准机器的方法。

4 结束语

本文阐述了SMT中无铅焊料的组分系列和无铅焊接工艺引发的一些新课题,以及SMT焊接技术,希望业内人士批评指正,以供相互交流探。

参考文献:

[1]王卫平,陈粟宋.电子产品制造工艺.

[2]金平.SMT无铅焊接工艺.科技咨询2008 NO 13.