◆ SMT的特點; `; l8 u2 T: r- j$ x ^3 o
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%。4 |* r# u, l$ f0 B/ a# ?3 v
可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。
( x- N9 A% `5 j) K& f. m4 c高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
I m* `- p6 J% g) G1 m易于實現(xiàn)自動化,提高生產(chǎn)效率。降低成本達30%~50%。 節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。# {/ h2 v p+ J3 o- E+ |
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◆ 為什么要用表面貼裝技術(shù)(SMT)?
, ]7 t7 U( }& y: G/ |: ? 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
, E* }( F& p9 n: y: y8 k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
6 B; Y- c( H f' A2 z% j產(chǎn)品批量化,生產(chǎn)自動化,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市場競爭力. P% R* T* M8 y0 s( }
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, {- O+ O5 Z# d
電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流! [! G) w( n9 g7 c o
◆ 為什么在表面貼裝技術(shù)中應(yīng)用免清洗流程?
) J- k* u1 k2 [ 生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水,帶來水質(zhì)、大地以至動植物的污染。. Q; O% h y9 M4 Y. O
除了水清洗外,應(yīng)用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗,亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。
' ]# [) X0 ~$ ?% d b2 b清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現(xiàn)象,嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)素。
5 Q) n9 R; ^) _- {% w6 T) i減低清洗工序操作及機器保養(yǎng)成本。 a' F2 E' S4 R: X O
免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。仍有部分元件不堪清洗。/ v( R4 N" m1 X0 B- M; o9 Y1 @
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。6 m8 l/ T5 U: Z! w/ R9 L6 ?! Z
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。3 a. ?4 O( L3 ]. J" ~. E1 y6 W
免洗流程已通過國際上多項安全測試,證明助焊劑中的化學(xué)物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的$ _4 p' n' h, \
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◆ 回流焊缺陷分析:
1 r1 L" o7 j+ ~2 x1 k* S3 h 錫珠(Solder Balls):原因:1、絲印孔與焊盤不對位,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。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,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)超過五個錫珠。
9 Z+ V ` {0 I: B6 G/ B! ~) W5 Z8 B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。6 c% r9 ^% `+ c
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。引腳的共面性對密間距和超密間距引腳元件特別重要,一個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。# a" j" H) E( {' i
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◆ SMT有關(guān)的技術(shù)組成$ T/ \# q; J& l4 s- {
電子元件、集成電路的設(shè)計制造技術(shù)
$ ?9 G6 e3 Q7 Y電子產(chǎn)品的電路設(shè)計技術(shù)
* r3 B3 A& I" I$ i+ }) [" J0 T電路板的制造技術(shù)3 N# K0 s7 y' x# n1 ]
自動貼裝設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)0 l( D8 v1 f; k: ^4 I
電路裝配制造工藝技術(shù), d; v( w0 t9 ~8 V
裝配制造中使用的輔助材料的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù); ~: \" P7 x2 e% ^
' P6 M. A$ J2 ?# g. Q% d◆ 貼片機: ! ], {% y5 v; k5 r2 N& J
拱架型(Gantry):
; }6 y+ I9 V6 ]7 i% O元件送料器、基板(PCB)是固定的,貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動,將元件從送料器取出,經(jīng)過對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)移動橫梁上,所以得名。
M. ?6 q1 u# b, {! Y8 W1 h對元件位置與方向的調(diào)整方法:1)、機械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法能達到的精度有限,較晚的機型已再不采用。2)、激光識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法可實現(xiàn)飛行過程中的識別,但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,一般相機固定,貼片頭飛行劃過相機上空,進行成像識別,比激光識別耽誤一點時間,但可識別任何元件,也有實現(xiàn)飛行過程中的識別的相機識別系統(tǒng),機械結(jié)構(gòu)方面有其它犧牲。& {5 G. ~& c6 G0 m. R3 d3 g7 u# D
這種形式由于貼片頭來回移動的距離長,所以速度受到限制。OEM代工代料現(xiàn)在一般采用多個真空吸料嘴同時取料(多達上十個)和采用雙梁系統(tǒng)來提高速度,即一個梁上的貼片頭在取料的同時,另一個梁上的貼片頭貼放元件,速度幾乎比單梁系統(tǒng)快一倍。但是實際應(yīng)用中,同時取料的條件較難達到,而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴,換吸料嘴有時間上的延誤。2 H5 u+ i( T$ X) v9 w
這類機型的優(yōu)勢在于:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,可實現(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),也可多臺機組合用于大批量生產(chǎn)。 轉(zhuǎn)塔型(Turret):/ e- y- u7 v, Z& j4 h5 B' O" ^2 O& |
元件送料器放于一個單坐標(biāo)移動的料車上,基板(PCB)放于一個X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)移動的工作臺上,貼片頭安裝在一個轉(zhuǎn)塔上,工作時,料車將元件送料器移動到取料位置,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)動到貼片位置(與取料位置成180度),在轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整,將元件貼放于基板上。
: S1 G3 v5 p3 j對元件位置與方向的調(diào)整方法:1)、機械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,這種方法能達到的精度有限,較晚的機型已再不采用。2)、相機識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴自旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,相機固定,貼片頭飛行劃過相機上空,進行成像識別。
1 v8 o+ V; s; r0 L" H4 @一般,轉(zhuǎn)塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭,每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機型)至5~6個真空吸嘴(現(xiàn)在機型)。由于轉(zhuǎn)塔的特點,將動作細微化,選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調(diào)整、工作臺移動(包含位置調(diào)整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內(nèi)完成,所以實現(xiàn)真正意義上的高速度。目前最快的時間周期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。7 O/ e3 D/ u2 |/ Q
此機型在速度上是優(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型來共同合作。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價昂貴,最新機型約在US$50萬,是拱架型的三倍以上。 7 }0 I3 N, I8 q
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