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表面貼裝工藝有哪幾步?

表面貼裝工藝有哪幾步?

2020-08-10 09:44

涂覆SMT紅膠----貼裝元器件-----回流焊,是表面貼裝工藝典型的三步:
 第一步:涂覆SMT紅膠
 其目的是將適量的SMT紅膠均勻的施加在PCB的焊盤上,以保證貼片元器件與PCB相對應的焊盤在回流焊接時,達到良好的電器連接,并具有足夠的機械強度。
 SMT紅膠是由環氧樹脂、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成的具有一定黏性和良好觸便特性的膏狀體。常溫下,由于SMT紅膠具有一定的黏性,可將電子元器件粘貼在PCB的焊盤上,在傾斜角度不是太大,也沒有外力碰撞的情況下,一般元件是不會移動的,當焊膏加熱到一定溫度時,焊膏中的合金粉末熔融再流動,液體焊料浸潤元器件的焊端與PCB焊盤,冷卻后元器件的焊端與焊盤被焊料互聯在一起,形成電氣與機械相連接的焊點。
 SMT紅膠是由專用設備施加在焊盤上,其設備有:
 全自動錫膏印刷機、半自動印刷機、手動印刷臺、半自動焊膏分配器等。
 施加方法 適用情況 優 點 缺 點
 全自動印刷機印刷 批量較大,供貨周期較緊,經費足夠 大批量生產、生產效率高 使用工序復雜、投資較大。以下圖片為環城印刷機,可以印刷錫膏.銀漿.油墨和紅膠。

 
 手動印刷 中小批量生產,產品研發 操作簡便、成本較低 需人工手動定位、無法進行大批量生產
 手動滴涂 普通線路板的研發,修補焊盤焊膏 無須輔助設備,即可研發生產 只適用于焊盤間距在0.6mm以上元件滴涂
  第二步:貼裝元器件
 本工序是用貼裝機或手工將片式元器件準確的貼裝到印好焊膏或貼片膠的PCB表面相應的位置。
 貼裝方法有二種,其對比如下:
 施加方法 適用情況 優 點 缺 點
 機器貼裝 批量較大,供貨周期緊 適合大批量生產 使用工序復雜,投資較大
 手動貼裝 中小批量生產,產品研發 操作簡便,成本較低 生產效率須依操作的人員的熟練程度
  人工手動貼裝主要工具:真空吸筆、鑷子、IC吸放對準器、低倍體視顯微鏡或放大鏡等。
 第三步:回流焊接
 回流焊是英文Reflow Soldring的直譯,是通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏裝軟釬焊料,實現表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊。
 從SMT溫度特性曲線(見圖)分析回流焊的原理。首先PCB進入140℃~160℃的預熱溫區時,焊膏中的溶劑、氣體蒸發掉,同時,焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件焊端和引腳,焊膏軟化、塌落,覆蓋了焊盤,將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離;并使表貼元件得到充分的預熱,接著進入焊接區時,溫度以每秒2-3℃國際標準升溫速率迅速上升使焊膏達到熔化狀態,液態焊錫在PCB的焊盤、元器件焊端和引腳潤濕、擴散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金屬化合物,形成焊錫接點;最后PCB進入冷卻區使焊點凝固。
  
 回流焊方法介紹:
 機器種類 加熱方式 優點 缺點
 紅外回流焊 輻射傳導 熱效率高,溫度陡度大,易控制溫度曲線,雙面焊時PCB上下溫度易控制。 有陰影效應,溫度不均勻、容易造成元件或PCB局部燒壞
 熱風回流焊 對流傳導 溫度均勻、焊接質量好。 溫度梯度不易控制
 強制熱風回流焊 紅外熱風混合加熱 結合紅外和熱風爐的優點,在產品焊接時,可得到優良的焊接效果  
  
 強制熱風回流焊,根據其生產能力又分為兩種:
 機器種類 適用情況 優點 缺點
 溫區式設備 大批量生產 適合大批量生產 PCB板放置在走帶上,要順序經過若干固定溫區,溫區過少會存在溫度跳變現象,不適合高密度組裝板的焊接。而且體積龐大,耗電高。
 無溫區小型臺式設備 中小批量生產快速研發 在一個固定空間內,溫度按設定條件隨時間變化,操作簡便,特別適合BGA QFP PLCC??蓪τ腥毕荼碣N元件(特別是大元件)進行返修 不適合大批量生產
  由于回流焊工藝有"再流動"及"自定位效應"的特點,使回流焊工藝對貼裝精度要求比較寬松,比較容易實現焊接的高度自動化與高速度。同時也正因為再流動及自定位效應的特點,回流焊工藝對焊盤設計、元器件標準化、元器件端頭與印制板質量、焊料質量以及工藝參數的設置有更嚴格的要求。
 清洗是利用物理作用、化學反應去除被清洗物表面的污染物、雜質的過程。無論是采用溶劑清洗或水清洗,都要經過表面潤濕、溶解、乳化作用、皂化作用等,并通過施加不同方式的機械力將污物從表面組裝板表面剝離下來,然后漂洗或沖洗干凈,最后吹干、烘干或自然干燥。
 回流焊作為SMT生產中的關鍵工序,合理的溫度曲線設置是保證回流焊質量的關鍵。不恰當的溫度曲線會使PCB板出現焊接不全、虛焊、元件翹立、焊錫球過多等焊接缺陷,影響產品質量。
 SMT是一項綜合的系統工程技術,其涉及范圍包括基板、設計、設備、元器件、組裝工藝、生產輔料和管理等。SMT設備和SMT工藝對操作現場要求電壓要穩定,要防止電磁干擾,要防靜電,要有良好的照明和廢氣排放設施,對操作環境的溫度、濕度、空氣清潔度等都有專門要求,操作人員也應經過專業技術培訓。

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