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表面贴装技术(SMT, surface mount technology),是一种电子装联技术,起源于20世纪80年代,是将电子元件,如电阻、电容、晶体管、集成电路等等安装到印刷电路板上,并通过钎焊形成电气联结。和插入式封装的最大不同点是表面贴装技术不需为元件的针脚预留对应的贯穿孔,而表面贴装技术的元件尺寸也会比插入式封装的小很多。COG(Chip-On-Glass)是在LCD 的玻璃上,利用线连结(wire bonding) 及黏糊的方式,直接连接裸芯片(Bare chip),现COG接合技术是将长有金凸块的驱动IC裸芯片,使用ACF直接与LCD面板做连接。
1SMT组装方式
SMT的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组装组件(SMA)的类型、使用的元器件种类和组装设备条件。大体上可将SMA分成单面混装、双面混装和全表面组装3种类型共6种组装方式。
1.1单面混合组装方式
第一类是单面混合组装,即SMC/SMD与通孔插装元件(17HC)分布在PCB不同的一面上混装,但其焊接面仅为单面。这一类组装方式均采用单面PCB和波峰焊接(现一般采用双波峰焊)工艺,具体有两种组装方式。(1)先贴法。第一种组装方式称为先贴法,即在PCB的B面(焊接面)先贴装SMC/SMD,而后在A面插装THC。(2)后贴法。第二种组装方式称为后贴法,是先在PCB的A面插装THC,后在B面贴装SMD。
1.2双面混合组装方式
SMC/SMD和T.HC可混合分布在PCB的同一面,同时,SMC/SMD也可分布在.PCB的双面。双面混合组装采用双面PCB、双波峰焊接或再流焊接。在这一类组装方式中也有先贴还是后贴SMC/SMD的区别,一般根据SMC/SMD的类型和PCB的大小合理选择,通常采用先贴法较多。该类组装常用两种组装方式。(1)SMC/SMD和‘FHC同侧方式。SMC/SMD和THC同在.PCB的一侧。 (2)SMC/SMD和iFHC不同侧方式。
1.3全表面组装方式
第三类是全表面组装,在PCB上只有SMC/SMD而无THC。由于目前元器件还未完全实现SMT化,实际应用中这种组装形式不多。这一类组装方式一般是在细线图形的PCB或陶瓷基板上,采用细间距器件和再流焊接工艺进行组装。
2 SMT的生产工艺流程
领PCB、贴片元件→贴片程式录入、道轨调节、炉温调节→上料→上PCB→点胶(印刷)→贴片→检查→回流焊→检查→包装→保管。各工序的工艺要求与特点:
2.1生产前准备
清楚产品的型号、PCB的版本号、生产数量与批号。清楚元器件的数量、规格、代用料。清楚贴片、点胶、印刷程式的名称。有清晰的上料卡。有生产作业指导卡、及清楚指导卡内容。
2.2转机时要求
确认机器程式正确、确认每一个Feeder位的元器件与上料卡相对应、确认所有 轨道宽度和定位针在正确位置、确认所有Feeder正确、牢固地安装与料台上、确认所有Feeder的送料间距是否正确、确认机器上板与下板是非顺畅、检查点胶量及大小、高度、位置是否适合、检查印刷锡膏量、高度、位置是否适合、检查贴片元件及位置是否正确、检查固化或回流后是否产生不良。
2.3点胶
点胶工艺主要用于引线元件通孔插装(THT)与表面贴装(SMT)共存的贴插混装工艺。在整个生产工艺流程(见图)中,我们可以看到,印刷电路板(PCB)其中一面元件从开始进行点胶固化后,到了最后才能进行波峰焊焊接,这期间间隔时间较长,而且进行其他工艺较多,元件的固化就显得尤为重要。点胶过程中的工艺控制。生产中易出现以下工艺缺陷:胶点大小不合格、拉丝、胶水浸染焊盘、固化强度不好易掉片等。因此进行点胶各项技术工艺参数的控制是解决问题的办法。
2.4印刷
在表面贴装装配的回流焊接中,锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接,有许多变量。如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上,机械地或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准,用模板(stencil)进行锡膏印刷。在模板锡膏印刷过程中,印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。在印刷过程中,锡膏是自动分配的,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏通过模板/絲网上的开孔印刷到焊盘上。在锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snap off),回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量。其次,还有锡膏的使用也是非常重要的。关于印刷我们
3 SMT的贴装技术
在SMT流程中,贴片加工环节是完全靠机器完成的,当然也有采用手工贴片的,不过那是针对量少、元件数不多而且对加工品质要求不严格的产品。对于贴片机器的分类,一般按速度分为高速机和中速机;按贴片功能分,分为CHIP机和泛用机,也叫多功能机。贴片机器的工作原理是采用图形识别和坐标跟踪来决定什么元件该贴装到什么位置。
3.1线路板数据
线路板的长、宽、厚,用来给机器识别线路板的大小,从而自动调整传输轨道的宽度;线路板的识别标识(统称MARK),用来给机器校正线路板的分割偏差,以保证贴装位置的正确。元件信息数据包括元件的种类,即是电阻、电容,还是IC、三极管等,元件的尺寸大小(用来给机器做图像识别参考),元件在机器上的取料位置等(便于机器识别什么物料该在什么位置去抓取)
3.2贴片坐标数据
这里包括每个元件的贴装坐标(取元件的中心点),便于机器识别贴装位置;还有就是每个坐标该贴什么元件(便于机器抓取,这里要和数据2进行链接);再有就是元件的贴装角度(便于机器识别该如何放置元件,同时也便于调整极性元件的极性。线路板的分板数据(即一整块线路板上有几小块拼接的线路板),用来给机器识别同样的贴装数据需要重复贴几次。
参考文献:
[1]鲜飞.电子组装技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2010
[2]张文典.实用表面组装技术[M].北京:电子工业出版社,2009
1SMT组装方式
SMT的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组装组件(SMA)的类型、使用的元器件种类和组装设备条件。大体上可将SMA分成单面混装、双面混装和全表面组装3种类型共6种组装方式。
1.1单面混合组装方式
第一类是单面混合组装,即SMC/SMD与通孔插装元件(17HC)分布在PCB不同的一面上混装,但其焊接面仅为单面。这一类组装方式均采用单面PCB和波峰焊接(现一般采用双波峰焊)工艺,具体有两种组装方式。(1)先贴法。第一种组装方式称为先贴法,即在PCB的B面(焊接面)先贴装SMC/SMD,而后在A面插装THC。(2)后贴法。第二种组装方式称为后贴法,是先在PCB的A面插装THC,后在B面贴装SMD。
1.2双面混合组装方式
SMC/SMD和T.HC可混合分布在PCB的同一面,同时,SMC/SMD也可分布在.PCB的双面。双面混合组装采用双面PCB、双波峰焊接或再流焊接。在这一类组装方式中也有先贴还是后贴SMC/SMD的区别,一般根据SMC/SMD的类型和PCB的大小合理选择,通常采用先贴法较多。该类组装常用两种组装方式。(1)SMC/SMD和‘FHC同侧方式。SMC/SMD和THC同在.PCB的一侧。 (2)SMC/SMD和iFHC不同侧方式。
1.3全表面组装方式
第三类是全表面组装,在PCB上只有SMC/SMD而无THC。由于目前元器件还未完全实现SMT化,实际应用中这种组装形式不多。这一类组装方式一般是在细线图形的PCB或陶瓷基板上,采用细间距器件和再流焊接工艺进行组装。
2 SMT的生产工艺流程
领PCB、贴片元件→贴片程式录入、道轨调节、炉温调节→上料→上PCB→点胶(印刷)→贴片→检查→回流焊→检查→包装→保管。各工序的工艺要求与特点:
2.1生产前准备
清楚产品的型号、PCB的版本号、生产数量与批号。清楚元器件的数量、规格、代用料。清楚贴片、点胶、印刷程式的名称。有清晰的上料卡。有生产作业指导卡、及清楚指导卡内容。
2.2转机时要求
确认机器程式正确、确认每一个Feeder位的元器件与上料卡相对应、确认所有 轨道宽度和定位针在正确位置、确认所有Feeder正确、牢固地安装与料台上、确认所有Feeder的送料间距是否正确、确认机器上板与下板是非顺畅、检查点胶量及大小、高度、位置是否适合、检查印刷锡膏量、高度、位置是否适合、检查贴片元件及位置是否正确、检查固化或回流后是否产生不良。
2.3点胶
点胶工艺主要用于引线元件通孔插装(THT)与表面贴装(SMT)共存的贴插混装工艺。在整个生产工艺流程(见图)中,我们可以看到,印刷电路板(PCB)其中一面元件从开始进行点胶固化后,到了最后才能进行波峰焊焊接,这期间间隔时间较长,而且进行其他工艺较多,元件的固化就显得尤为重要。点胶过程中的工艺控制。生产中易出现以下工艺缺陷:胶点大小不合格、拉丝、胶水浸染焊盘、固化强度不好易掉片等。因此进行点胶各项技术工艺参数的控制是解决问题的办法。
2.4印刷
在表面贴装装配的回流焊接中,锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接,有许多变量。如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上,机械地或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准,用模板(stencil)进行锡膏印刷。在模板锡膏印刷过程中,印刷机是达到所希望的印刷品质的关键。在印刷过程中,锡膏是自动分配的,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面。当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏通过模板/絲网上的开孔印刷到焊盘上。在锡膏已经沉积之后,丝网在刮板之后马上脱开(snap off),回到原地。这个间隔或脱开距离是设备设计所定的,大约0.020"~0.040"。脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量。其次,还有锡膏的使用也是非常重要的。关于印刷我们
3 SMT的贴装技术
在SMT流程中,贴片加工环节是完全靠机器完成的,当然也有采用手工贴片的,不过那是针对量少、元件数不多而且对加工品质要求不严格的产品。对于贴片机器的分类,一般按速度分为高速机和中速机;按贴片功能分,分为CHIP机和泛用机,也叫多功能机。贴片机器的工作原理是采用图形识别和坐标跟踪来决定什么元件该贴装到什么位置。
3.1线路板数据
线路板的长、宽、厚,用来给机器识别线路板的大小,从而自动调整传输轨道的宽度;线路板的识别标识(统称MARK),用来给机器校正线路板的分割偏差,以保证贴装位置的正确。元件信息数据包括元件的种类,即是电阻、电容,还是IC、三极管等,元件的尺寸大小(用来给机器做图像识别参考),元件在机器上的取料位置等(便于机器识别什么物料该在什么位置去抓取)
3.2贴片坐标数据
这里包括每个元件的贴装坐标(取元件的中心点),便于机器识别贴装位置;还有就是每个坐标该贴什么元件(便于机器抓取,这里要和数据2进行链接);再有就是元件的贴装角度(便于机器识别该如何放置元件,同时也便于调整极性元件的极性。线路板的分板数据(即一整块线路板上有几小块拼接的线路板),用来给机器识别同样的贴装数据需要重复贴几次。
参考文献:
[1]鲜飞.电子组装技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2010
[2]张文典.实用表面组装技术[M].北京:电子工业出版社,2009