SMT作业工艺讲义版2011年12月5日

SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）1一、SMT常用的工艺流程：1.纯表面组装工艺流程:1.1单面组装工艺流程:印刷锡膏元器件贴装回流焊接二、SMT表面组装技术常用元器件：1.矩形片状元件rectangularchipcomponent：两端无引线，有焊端，外型为薄片矩形。2.圆柱形表面组装器件MELF：两端无引线，有焊端的圆柱形表面贴装器件。3.小外形封装smalloutlinepackage(SOP)：小外形模压塑料封装，两侧具有翼形或J形引线的封装形式。4.小外形三极管smalloutlinetransistor（SOT）：采用小外形封装的晶体管。5.小外形二极管smalloutlinediode（SOD）：采用小外形封装的二极管。6.小外形集成电路smalloutlineIC（SOIC）：指外引脚数不超过28脚的小外形集成电路，一般有宽体和窄体两种，其中翼形引线称SOL，J形引线称SOJ。7.收缩型小外形封装shrinksmalloutlinepackage（SSOP）：近似小外形封装，但宽度比小外形封装窄。8.芯片载体chipcarrier表面组装集成电路的一种基本封装形式，它是将集成电路芯片和内引线封装于塑料或陶瓷壳体之内，向壳外四边引出相应的焊端或短引线；也泛指采用这种封装的表面组装集成电路。9.塑封有引线芯片载体plasticleaerchipcarrier（PLCC）：四边具有J形短引线，典型间距为1.27mm，采用塑料封装的芯片载体，外型有正方形和矩形两种。10.四边扁平封装器件qualflatpackage（QFP）：四边具有翼形短引线，间距有1.00、0.80、0.65、0.50、0.40、0.30mm。11.无引线陶瓷芯片载体leadlessceramicchipcarrier（LCCC）：四边无引线，有金属化焊端并采用陶瓷气密封装的表面组装集成电路。12.微型塑封有引线芯片载体miniatureplasticleadedchipcarrier13.四边有翼形短引线，封装外壳四角带有保护引线共面性。典型引脚间距为0.63mm。14.有引线陶瓷芯片载体leadedceramicchipcarrier（LDCC）近似无因县陶瓷芯片载体，它把引线封装在陶瓷基体四边上，使整个的热循环性能增强。三、常用术语：1.翼形引线：从表面组装元器件封装体向外伸出的形似鸥翅的引线。2.J形引线：从表面组装元器件封装体向外伸出并向下伸展，然后向内弯曲，形似英文字母“J”。3.I型引线：从表面组装元器件封装体向外伸出并向下弯曲90度，形似英文字母“I”。4.引脚间距：从表面组装元器件相邻引脚中心线之间的距离。5.细间距器件：引脚间距不大于0.65mm的表面组装元器件，6.引脚共面性：指表面组装元器件引脚的垂直高度偏差，即引脚的最高脚底与最低三条引脚的脚底形成的平面之间的垂直距离。其值一般不大于引脚厚度；对于细间距器件，其SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）2值不大于0.1mm。四、锡膏：1.锡膏粘度：印膏方法丝网印刷漏板印刷注射滴涂粘度300-800普通SMD：500-900细间距SMD：700-1300150-3002.焊剂类型：RMA（中等活动）焊剂、RA（全活性）、免清洗焊剂。3.粒度：对于细间距的元器件，锡膏中的金属粉末粒度应更细。四种粒度等级锡膏类型小于1%颗粒尺寸至少80%颗粒尺寸最多10%颗粒尺寸1234＞150＞75＞45＞3875-15045-7520-4520-38＜20＜20＜20＜204.锡膏印刷工艺4.1一般情况下，焊盘上单位面积的锡膏量应为0.8mg/mm2，对细间距的元器件应为0.5mg/mm2。4.2锡膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上。4.3锡膏印刷后，应无严重塌漏，错位不大于0.2mm，对细间距错位不大于0.1mm。4.4工艺参数：a.刮板硬度：硬度60-90HS（肖氏硬度），一般为70HS。b.刮板形状：平型、菱型、角型。c.刮印角度：40-70度。d.印刷间隙：网版或漏板与印制板的间隙控制在0-2.5mm。e.印刷压力：网版3.5*105Pa，漏板1.75*105Pa。f.印刷速度：10-25mm/s。5.影响锡膏特性的重要参数:5.1粘度：粘度是焊膏的主要性能指标，影响焊膏粘度的主要因素为合金焊料的含量、锡膏颗粒的大小、温度和触变剂的润湿性能。5.2锡膏颗粒的形状、大小和分布：锡膏颗粒形状可分为球形和其它形状，球形颗粒具有良好的印刷性、有相对小的表面积、含氧量低，因此能保证较好的焊接质量。5.3颗粒大小：一般颗粒直径约为开口尺寸的1/5，因此对于细间距的焊盘如0.5mm间距，若其模板开口尺寸为0.25mm，则颗粒直径应分布在50μm左右。5.4下表为引脚间距和颗粒直径的关系：引脚间距mm0.8以上0.650.50.4颗粒直径μm75以下60以下50以下40以下5.5锡膏的熔点：锡膏的熔点取决于合金焊料的成份和配比，熔点的不同需要采用不同的回流焊温度，而焊接效果和性能也各不相同。一般采用的Sn63Pb37成份的锡膏熔点温度为183℃，再流焊的温度在208-223℃左右。5.6触变指数和塌落度：锡膏的粘度和触变性很大程度上控制着印刷后的形状的保持特性。触变指数高则塌落度小，触变指数低则塌落度大。5.7工作寿命和储存期限：工作寿命是指焊膏从被施加到PCB板至贴装元器件之前的不失效时间，一般要求12-24小时。至少要有4小时的有效工作时间。储存期限是指SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）3焊膏从出厂至使用之前性能不降低的期限，一般规定在2-10℃下保存1年，至少3-6个月。6.锡膏的使用与保管：6.1锡膏必须以密封状态在2-10℃下保存，温度过高合金与焊剂会发生化学反应，温度过低则焊剂中的松香成份会发生结晶现象。6.2取出后必须在室温下回温，回温时间4-8小时。至少要有2小时。6.3使用之前必须充分搅拌，使锡膏内合金粉颗粒均匀一致，并保持良好的粘度，搅拌时间一般为2-3分钟。6.4锡膏印到PCB板上后，必须在4小时内过回流焊。6.5锡膏印刷时最好在温度22-28℃、相对温度65%以下进行。7.锡膏印刷过程的工艺控制：7.1确定印刷行程：前后控制在至少20mm间距。7.2印刷速度：最大印刷速度取决于PCB板上的最小引脚间距，一般设置在15-40mm/sec，引脚间距小于0.5mm时，一般设置在20-30mm/sec。7.3模板分离速度：PCB与模板的分离速度理想如下表：引脚间距（mm）推荐速度（mm/sec）＜0.40.1-0.50.4-0.50.3-1.00.5-0.650.5-1.0＞0.650.8-2.0五、贴装位置要求：1.矩形元件：（1）.纵向偏移：（2）.横向偏移：（3）.旋转偏移：a不小于焊端高度的1/3为合格b小于焊端高度的1/3为不合格aa小于0合格b大于或等于0不合格aa≥2/3b合格aba＜2/3b不合格ab元件焊端全部位于焊盘上，且居中，合格a≥元件宽度的一半。合格a＜元件宽度的一半。不合格aSMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）42.小外形元件（1）.偏移：（2）.旋转：3.小外形集成电路（1）..横向偏移：（2）.旋转偏移：六、贴装胶的位置和胶量：1.矩形片式元件和小外形三极管：引脚全部位于焊盘上，且对称居中，合格有偏差，但引脚（含趾部和跟部）全部位于焊盘上。合格有引脚位于焊盘之外的。不合格有旋转偏差，但引脚全部位于焊盘上。合格有引脚位于焊盘之外的。不合格元器件引脚趾部及跟部全部位于焊盘上，所有引脚对称居中，为优良元器件引脚趾部及跟部全部位于焊盘上，引脚宽度的一半以上在焊盘上为合格元器件引脚趾部及跟部全部位于焊盘上，有旋转偏差，但引脚宽度的一半以上在焊盘上为合格SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）52..扁平封装IC、QFP、PLCC等：七、表面组装元件焊点质量判定：1.片式矩形元件：（1）.可焊端偏移C不能超出焊盘，至少为元件高度的1/3。（2）.最小末端焊点宽度为可焊端宽度W或焊盘宽度的50%。目标为等于可焊端宽度或焊盘宽度；（3）.最大焊点高度E允许爬升至可焊端顶部。但焊锡不接触到元件体。胶点刚接触到焊盘，但对焊点形成无不利影响。为合格。胶点覆盖焊盘，对焊点形成有不利影响。为不合格。元器件本体上胶点直径等于基板上的胶点直径为最佳。胶量偏多，但未污染焊盘或引脚，为合格。胶量太多，使元器件引脚与焊盘未能接触，或胶污染焊盘或引脚可焊端CCWE元件本体可焊端元器件本体上胶点直径小于基板上的胶点直径，但能正常粘接元件，为合格。SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）6（4）.最小焊点高度E为焊锡厚度加可焊端高度的25%或0.5mm的较小者。焊锡厚度G只要正常润湿即可。2．圆柱体：（1）.侧面偏移A小于元件直径W或焊盘宽度P的25%。（2）。不能有任何的末端偏移B。且焊点形成弯月面。（3）.末端焊点宽度C最小为元件直径W或焊盘宽度P的50%，目标为等于或大于元件直径或焊盘宽度。（4）.侧面焊点长度D最小为可焊端长度T或焊盘长度S最小者的50%，目标为等于可焊端长度或焊盘长度.EGAWPBSMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）7（5）.最大焊点高度E可超出焊盘，或爬伸至末端顶部，但不可接触元件本体。（6）。最小焊点高度F为焊锡厚度G加元件末端直径W的25%或1mm的较小者。焊锡厚度G只要正常润湿即可。（7）.末端重叠J最小为元件可焊端长度T的50%。3.扁平、L形和翼形引线：（1）.趾部偏移B不违反最小电气间隙Y或最小根部焊点要求。（2）.最小末端焊点宽度C大于引脚宽度W的50%。SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）8（3）.最小侧面焊点长度等于引脚宽度，若引脚长度小于引脚宽度时，则焊点长度至少为长度的75%；目标为引脚全长正常润湿。（4）.最大根部焊点高度：焊锡可爬伸至引脚的弯折处但不接触元件体或末端封装（对于低引脚外形元件如SOIC，SOT等，焊锡可爬伸至封装或元件体下）。（5）.最小根部焊点高度F：等于焊锡厚度G加引脚厚度T的50%。焊锡厚度G：正常润湿。4.I形引脚：（1）.侧面偏移A：无任何的侧面偏移。SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）9（2）.趾部偏移：不允许任何的趾部偏移。（3）.最小末端焊点宽度大于引脚宽度的50%（4）.最小侧面焊点长度D：不作要求。（6）.最小焊点高度F：大于0.5mm。焊锡厚度G：正常润湿。SMT作业流程及工艺要求（2011年12月5日）10八、回流焊温度曲线：1.典型的锡膏温度曲线：（1）.曲线图：（2）.工艺要求：a.预热区：预热方式：升温-保温方式。升温速率：≤3℃/s。预热时间：视印制板上所装热容量最大的SMD、PCB面积、厚度以及焊膏性能而定，一般为60-180S。预热温度：预热温度结束时一般为110-130℃，保温段结束时一般为140-160℃。b.再流区：再流时间：一般为15-60S，其中225℃以上时间≤10S，215℃以上时间≤20S。峰值温度：210-230℃。c.冷却区：降温速率：3-10℃/s。冷却至75℃以下即可。2.免洗锡膏的温度曲线：拟制：审核：批准：