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smt 基礎知識講義

'smt 基礎知識講義'
?SMT基礎工藝知識講義一、 SMT 基本知識SMT 是英文surface mounting technology的縮寫,中文意思是:表面粘貼技術,他最早出現于 20世紀40年代,用于軍事領域是相對于傳統的THT技術而發展起來的一種新的組裝技術 SMT主要應用于電子高科技領域,能精確的完成電子高科技產品之線路板的貼裝制造. 如:手機主板;PC主板;VCD ;DVD主板;手提攝像機主板等都是SMT技術下的產物。二、SMT基本工藝流程 1、 單面SMT(錫膏): 錫膏印刷 → CHIP 元件貼裝 → IC等異型元件貼裝 → 回流焊接 2、一面SMT(錫膏),一面DIP(紅膠):錫膏印刷 → 元件貼裝 →回流焊接→反面紅膠印刷(點膠)→元件貼裝→回流焊接→DIP手工插件 → 波峰焊接3、 雙面SMT(錫膏):錫膏印刷 → 裝貼元件→ 回流焊接 → 反面錫膏印刷→裝貼元件→回流焊接 注:雙面雙面再流焊工藝A面布有大型IC器件B面以片式元件為主充分利用 PCB空間,實現安裝面積最小化,工藝控制復雜,要求嚴格常用于密集型或超小型電子產品,如: 手機、 MP3、MP4 等 三、 各工序的介紹 一、錫膏印刷:1,錫膏成份:錫膏主要由金屬合金顆粒;助焊劑;活化劑;粘度控制劑等四部份組成。其中金屬顆粒約占錫膏總體積的90。5%。我們常用的錫膏型號有:有鉛:GW-9008、GW-9018、GW-9038、GW-9058、GW-9068等,其金屬成分為:63Sn/37Pb; 62Sn/36Pb/2Ag(GW-9068);無鉛:WTO-LF2000(有96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu和95.5Sn/3.8Ag/0.7Cu)、WTO-LF2001(42 Sn/58Bi)、WTO-LF2002(96.5Sn/3.5Ag )等2,錫膏的儲存和使用:錫膏是一種化學特性很活躍的物質,因此它對環境的要求是很嚴格的。一般在溫度為2℃-10℃,濕度為20%-21%的條件下有效期為6個月。在使用時要注意幾點:A, 保存的溫度; B, 使用前應先回溫(4小時以上);C, 使用前應先攪拌3-4分鐘;D, 盡量縮短進入回流焊的等待時間; E, 在開瓶24小時內必須使用完,否則做報廢處理。3,錫膏印刷參數的設定調整:1.刮刀壓力,一般使用較硬的刮刀或金屬刮刀。刮刀在理想的刮刀速度下及壓力下正好把模板刮干凈;2、印刷厚度,主要是由模板的厚度決定的,而模板的厚度與IC腳距密切相關;二、 貼片工藝1, 貼片機簡介:貼片機就是用來將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上的設備,貼片機貼裝精度及穩定性將直接影響到所加工電路板的品質及性能。目前SMT車間內貼片機主要分為兩種:A、轉塔型:SANYO的 TCM-X100、FUJI的CP系列、Panasonic的MVⅡC、MVⅡF等都屬于轉塔型,貼裝速度快主要貼裝小型Chip零件、規則外形零件及腳間距較寬(0.8mm以上)的IC零件;B、拱架型 :Panasonic的MPAVXL、MPAV2B,Phlips的ACM Micro、YAMAHA、JUKE所有機型等都屬于拱架型,主要用于泛用機,速度比轉塔型機器慢,但貼裝精度優于轉塔型機器,主要貼裝大型、異型零件以及細間距引腳零件。2,表面貼裝對PCB的要求第一:外觀的要求,光滑平整,不可有翹曲或高低不平.否者基板會出現裂紋,傷痕,銹斑等不良.第二:熱膨脹系數的關系.-省略部分-造成焊料飛濺,使在整個PCB的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點;過慢則助焊劑Flux活性作用),一般規定最大升溫速率為4℃/sec,上升速率設定為1-3℃/sec,ECS的標準為低于3℃/sec。②保溫區:指從120℃升溫至160℃的區域。主要目的是使PCB上各元件的溫度趨于均勻,盡量減少溫差,保證在達到再流溫度之前焊料能完全干燥,到保溫區結束時,焊盤、錫膏球及元件引腳上的氧化物應被除去,整個電路板的溫度達到均衡。過程時間約60-120秒,根據焊料的性質有所差異。ECS的標準為:140-170℃,MAX120sec;③回流區:這一區域里的加熱器的溫度設置得最高,焊接峰值溫度視所用錫膏的不同而不同,一般推薦為錫膏的熔點溫度加20-40℃。此時焊膏中的焊料開始熔化,再次呈流動狀態,替代液態焊劑潤濕焊盤和元器件。有時也將該區域分為兩個區,即熔融區和再流區。理想的溫度曲線是超過焊錫熔點的“尖端區”覆蓋的面積最小且左右對稱,一般情況下超過200℃的時間范圍為30-40sec。ECS的標準為Peak Temp.:210-220℃,超過200℃的時間范圍:40±3sec;④冷卻區:用盡可能快的速度進行冷卻,將有助于得到明亮的焊點并飽滿的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致PAD的更多分解物進入錫中,產生灰暗毛糙的焊點,甚至引起沾錫不良和弱焊點結合力。降溫速率一般為-4℃/sec以內,冷卻至75℃左右即可,一般情況下都要用離子風扇進行強制冷卻。C、影響焊接性能的各種因素工藝因素:焊接前處理方式,處理的類型,方法,厚度,層數。處理后到焊接的時間內是否加熱,剪切或經過其他的加工方式。焊接工藝的設計:焊區:指尺寸,間隙,焊點間隙導帶(布線):形狀,導熱性,熱容量被焊接物:指焊接方向,位置,壓力,粘合狀態等焊接條件:指焊接溫度與時間,預熱條件,加熱,冷卻速度焊接加熱的方式,熱源的載體的形式(波長,導熱速度等)焊接材料:焊劑:成分,濃度,活性度,熔點,沸點等焊料:成分,組織,不純物含量,熔點等母材:母材的組成,組織,導熱性能等焊膏的粘度,比重,觸變性能基板的材料,種類,包層金屬等四、 SMT缺陷分析序號缺陷原因原因分析1元器件移位1、安放的位置不對2、焊膏量不夠或定位壓力不夠3、焊膏中焊劑含量太高,在再流焊過程中焊劑流動導致元器件移動1、校準定位坐標2、加大焊膏量,增加安放元器件的壓力3、減小錫膏中焊劑的含量2橋接 1、焊膏塌落2、焊膏太多3、加熱速度過快1、增加錫膏金屬含量或黏度2、減小絲網孔徑,增加刮刀壓力3、調整再流焊溫度曲線3虛焊1、焊盤和元器件可焊性差2、印刷參數不正確 3、再流焊溫度和升溫速度不當1、加強PCB和元器件的篩選2、檢查刮刀壓力、速度3、調整再流焊溫度曲線4元器件豎立1、安放的位置移位2、焊膏中焊劑使元器件浮起3、印刷焊膏厚度不夠4、加熱速度過快不均勻5、采用Sn63/Pb37焊膏1、調整印刷參數2、采用焊劑較少的焊膏3、增加焊膏厚度4、調整再流焊溫度曲線5、改用含Ag的焊膏5焊點錫不足1、焊膏不足2、焊盤、元器件焊接性能3、再流焊時間短1、擴大絲網孔徑2、改用焊膏或重新浸漬元件3、加長再流焊時間6焊點錫過多1、絲網孔徑過大2、焊膏黏度小1、減小絲網孔徑2、增加錫膏黏度
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