SMT 管理技术分析论文（行业网帖-摘抄）

2020-11-13 17:09:31

表面贴装(SMT)技术作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域,SMT产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击,高频特性好、生产效率高等优点。在电子产品竞争日益激烈的今天，提高电子产品质量已成为SMT生产中最关键的因素之一，产品质量水平不仅是企业企业技术和管理水平的标志，更与企业的生存和发展息息相关。SMT工艺质量，企业间存在明显的差别-----焊点不良率从几个PPM到几百个PPM,究其原因，除啦产品本身复杂程度外，主要源于不同企业的不同做法。典型的SMT工艺分为三步:施加焊锡膏→贴装元器件→回流焊接,表面贴装技术(SMT)是自动化程度非常高的电子装联技术。随着电子产品向小型化发展,其生产工艺发生了根本性的革命。目前在生产装配中有简单单面SMT或与通孔插装(THT)的混合组装、双面SMT或与通孔(THT)的混合组装的装联形式。在组装件的基本构成中,元件、电路板、互连焊点三者都关联着产品的使用寿命,而电路中电气信号的畅通性、机械连接的可靠性将完全由互连焊点保障,焊点失效可能导致整个电路瘫痪。下面主要是SMT核心工艺质量控制的基本框架。

一 表面贴装技术(SMT)

它是包括从元器件、贴装设备、焊接设备以及组装辅助材料等内容的综合系统技术。实践证明,要想生产出高质量产品,仅仅具有高级的SMT硬件设备是不够的,还依赖于对设备的正确使用和调节。而回流焊是印制板组装过程中最后一道关键工序,印制板(PCB)的焊接温度曲线设置是否正确直接决定焊接质量。影响回流焊工艺的因素很多,也很复杂,需要工艺人员在生产中不断研究探讨。1.回流焊设备的发展在电子行业中,大量的表面组装组件(SMA)通过回流焊机进行焊接,目前回流焊的热传递方式经历了远红外线——全热风——红外/热风三个阶段。八十年代使用的远红外回流焊具有加热快、节能、运行平稳的特点,但由于印制板及各种元器件因材质、色泽不同而对辐射热吸收率有很大差异,造成电路上各种不同元器件以及不同部位温度不均匀,即局部温差。例如集成电路的黑色塑料封装体上会因辐射吸收率高而过热,而其焊接部位——银白色引线上反而温度低产生假焊。另外,印制板上热辐射被阻挡的部位,例如在大(高)元器件阴影部位的焊接引脚或小元器件就会加热不足而造成焊接不良。

二 表面贴装工艺的流程

SM T作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域,S M T产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击,高频特性好、生产效率高等优点。S M T在电路板装联工艺中已占据了领先地位。典型的表面贴装工艺分为三步:施加焊锡膏—贴装元器件—回流焊接

一、施加焊锡膏

(一)工艺目的

将适量的焊膏均匀的施加在P C B的焊盘上,以保证贴片元器件与P C B相对应的焊盘在回流焊接时,达到良好的电器连接,并具有足够的机械强度。焊膏是由合金粉末、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触便特性的膏状体。常温下,由于焊膏具有一定的黏性,可将电子元器件粘贴在P C B的焊盘上,在倾斜角度不是太大,也没有外力碰撞的情况下,一般元件是不会移动的,当焊膏加热到一定温度时,焊膏中的合金粉末熔融再流动,液体焊料浸润元器件的焊端与P C B焊盘,冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在一起,形成电气与机械相连接的焊点。焊点作为焊接的直接结果,它的质量与可靠性决定了产品的质量。

(二)技术要求

施加的焊膏量均匀,一致性好。焊盘图形要清晰,相邻的图形之间尽量不要粘连。焊膏图形与焊盘图形要一致,尽量不要错位引言 降低价格,减小体积,减轻重量,以及改善电子元器件电路特性的需要是表面封装技术诞生的主要因素。这导致了人们对一种与波峰焊截然不同的焊接技术的兴趣。波峰焊广泛用于过孔技术,对表面封装元件来说,有以下几种实现焊料回流的方法: 波焊一SMD完全浸入到熔融的焊料中(>200℃); 红外焊一板子透过非聚焦的红外光下方(215℃一220℃); 气相焊一板子通过典型的气相有机卤化物(190℃一260℃); 热棒焊一棒被压到管脚上,热量通过传导传递给焊料(不适合J型管脚); 光束焊一聚焦的单束光源,波长选在焊料吸收波长上; 激光焊一直接聚焦激光束,逐个加热焊料接合点。 上述大部分回流焊的问题是元件要承受 sMc锡焊用各类焊接工艺的相对比例高温,以及(特别是对于精细间距的元件)出现焊搭接的可能性。这可以通过采用单点技术如激光焊加以避免。因为激光可聚焦并精确控制导入的能量,而且焊料接合处只在很短时间内受到加热,这将产生最小的晶粒生长和最小的金属间化合物。

二 贴片工艺原理

表面贴装技术由于其组装密度高以及良好的自动化生产性而得到高速发展并在电路组装生产中被广泛应用。SMT是第四代电子装联技术,其优点是元器件安装密度高,易于实现自动化和提高生产效率,降低成本。SMT生产线由丝网印刷、贴装元件及再流焊三个过程构成。其中

SMC/SMD(surface mount component/surface moun。

 component/surface mount device,片式电子元件/器件)的贴装是整个表面贴装工艺的重要组成部分,它所涉及到的问题较其它工序更复杂,难度更大,同时片式电子元件贴装设备在整个设备投资中也最大。目前随着电子产品向便携式、小型化方向发展,相应的SMC/SMD也向小型化发展,但同时为满足IC芯片多功能的要求,而采用了多引线和细间距。小型化指的是贴装元件的外形尺寸小型化,它所经历的进

程:3225→3216→2520→2125→1608→1003→1603→0402→0201。贴装QFP的引脚间距从

1.27→0.635→0.5→0.4→0.3mm将向更细间距发展。

三 再流焊工艺原理

回流焊是SMT技术中非常关键的步骤,而在回流焊接过程中对焊接缺陷的控制,对于SMT产品质量起着至关重要作用。影响回流焊焊接质量的因素如下:

(1)PCB焊盘设计。回流焊的焊接质量与PCB焊盘设计有直接的的关系。如果PCB焊盘设计正确,贴装时少量的歪斜可以在回流焊时,由于熔融焊锡表面张力的作用而得到纠正(称为自定位或自校正效应);相反,如果PCB焊盘设计不正确,即使贴装位置十分准确,回流焊后反而会出现元件位置偏移、吊桥等焊接缺陷。

(2)PCB焊盘设计要注意:

①两端焊盘必须对称,以保证熔融焊锡表面张力平衡;

②焊盘间距要能确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸,焊盘间距过大或过小都会引起焊接缺陷;

③元件端头或引脚与焊盘搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面;

④焊盘宽度应与元件端头或引脚的宽度基本一致。

(2)焊膏质量及焊膏是否正确使用。焊膏质量包括焊膏中的金属微粉含量、金属粉末的含氧量、粘度等。

三 总结

SMT生产工艺过程控制熟悉工艺过程是提高SMT产品质量和可靠性的根本。其中最重要的三个关键程序是:涂覆、贴片和回流焊接。涂覆工艺过程和贴片工艺过程取决于设计阶段和生产能力,即产品的可生产性;而回流焊接工艺过程则决定着产品焊接的质量,即产品的生产品质。SMT生产中的工艺参数多,各工序间参数相互影响,又相互联系,一个工艺参数的调整与变化会影响到其它参数的变化,以致发生焊接效果的不同。