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SMT Introduction. SMT---Surface Mounting Technology. SMT 印刷工艺 ( Printing process). SMT 贴装工艺( Mounting process). SMT 焊接工艺( Soldering process). SMT 设备的维护及保养( Machine maintenance). SMT 无铅工艺 ( Lead free process). 目 录. SMT---Surface Mounting Technology 表面粘贴技术. 特点( characteristic):
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SMT---Surface Mounting Technology SMT印刷工艺 (Printing process) SMT贴装工艺(Mounting process) SMT焊接工艺(Soldering process) SMT设备的维护及保养(Machine maintenance) SMT无铅工艺 (Lead free process) 目 录
SMT---Surface Mounting Technology 表面粘贴技术 特点(characteristic): 组装密度高、电子产品体积小、重量轻,贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右,一般采用SMT之后,电子产品体积缩小40%~60%,重量减轻60%~80%。 易于实现自动化,提高生产效率。降低成本达30%~50%。 节省材料、能源、设备、人力、时间等。 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 High accuracyPlacement , Placement efficiency , Placing reliability, cost down 30%~50% in materials, machines, labours , time ,etc. Products characteristic : the volume against shake, good reliability, low defect,
SMT工艺流程: 印刷,贴装,焊接 印刷机Screen Printer 高速机High speed 回流炉Reflow 中速机Middle speed
SMT印刷工艺(Printing process) 印刷机的作用:通过网板将焊膏印在PCB上. It’s to print the solder onto the PCB by stencil.
Paste Squeegee Frame Stencil PWB SMT印刷工艺 Solder paste printing Stencil printing
Acceptable print Slumped print Scavenged print Bridging Peaking SMT印刷工艺 印刷质量(printing quality) • 理想的印刷 • 边缘清晰 • 表面平坦 • 位置对准 • 无助焊剂外流 • 锡膏厚度约等于网板厚度
SMT贴装工艺(Mounting process) 贴装机的作用: 将元器件按一定的位置,角度要求, 贴装在印有焊膏的PCB上. It’s to place the components onto the printing PCB according the demanding coordinate and angle.
SMT贴装工艺 高速机CP系列 • 高速机CP6: 40000 comp./h ( 0.09Sec/chip) • 高速机CP8: 58000 comp./h ( 0.068Sec/chip) 高速机贴片效率(Placement efficiency) 高速机贴片精度(Placement accuracy) • 高速机CP6: 正负0.1毫米 • 高速机CP8: 正负0.055毫米 高速机贴片可靠性(Placing reliability) • 高速机CP6: 99.99% • 高速机CP8: 99.99%
SMT贴装工艺 泛用机QP系列 • 泛用机QP2: 5760~9600 comp./h ( 1.5~2.5Sec/comp) • 泛用机QP3: 28800 comp./h ( 0.5Sec/comp) 泛用机贴片效率(Placement efficiency) 泛用机贴片精度(Placement accuracy) • 泛用机QP2: 正负0.1毫米 • 泛用机QP3: 正负0.066毫米 泛用机贴片可靠性(Placing reliability) • 泛用机QP2: 99.99% • 泛用机QP3: 99.99%
SMT焊接工艺(Soldering process) 焊接:依靠液态焊料添满母材的间隙并与之形成金属结合的一种过程. It’s to connect the PCB and components by soldering.
SMT焊接工艺 Reflow solder回流炉 • Methods for solder reflow • Hot air forced convection • With 7 heating units, 1 reflow unit, 2 cooling units • 回流焊接原理 • 采用强空气对流方式 • 七个加热区,一个回流焊区, 二个冷确区
SMT焊接工艺 工艺分区: (一)预热区(preheating zone) 目的: 使PCB和元器件预热 ,达到平衡,同时除去焊膏中的水份 、溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较 缓慢,溶剂挥发。较温和,对元器件的热冲击尽可能小, 升温过快会造成对元器件的伤害,如会引起多层陶瓷电容 器开裂。同时还会造成焊料飞溅,使在整个PCB的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。
SMT焊接工艺 工艺分区: (二)保温区 (soak zone) 目的:保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥,同时还起 着焊剂活化的作用,清除元器件、焊盘、焊粉中的金 属氧化物。时间约60~120秒,根据焊料的性质有所差异。
SMT焊接工艺 工艺分区: (三)再流焊区(reflow zone) 目的:焊膏中的焊料使金粉开始熔化,再次呈流动状态,替代液态焊 剂润湿 焊盘和元器件,这种润湿作用导致焊料进一步扩展,对 大多数焊料润湿时间为60~90秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔 点温度,一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区,即熔融区和再流区。 (四)冷却区(cooling zone) 焊料随温度的降低而凝固,使元器件与焊膏形成良好的电接触,冷却速度要求同预热速度相同。
SMT Machines Maintenance SMT设备的维护及保养一般分为以下几种(maintenance types): • 日保养(Daily maintenance): 做一些日常的清洁,大约一刻钟(5S and do some cleaning) • 周保养(Weekly maintenance):对机器特殊部件进行简单保养润滑,大约一小时(Add some lubrication to machine’s special moving parts) • 月保养(Monthly maintenance):根据机器月保养要求进行油污清洁,加不同的润滑油到各运动部件的加油孔,供机器的运动导轨能循环润滑, 大约六小时(According to machine monthly maintenance specification, first clean up dirty oil for machine moving table, add specific lubrication to those lubrication points, in order to give fulll time lubrication for machine moving parts) • 季度保养(Quarterly maintenance):根据机器季度保养要求进行,方法同月保养,大约八小时(According to machine quarterly maintenance specification, same operation process as monthly maintenance) • 年度保养和校准(Yearly maintenance and calibration):年度保养重点是对机器的重点部件进行校准(The significance of yearly maintenance and calibration is to do some calibration for machine major moving parts, which can improve machine’s accuracy) • 万小时大保养(Overhaul): 更换影响机器精度的运动部件,并进行校准(The purpose of overhaul is to change some moving parts which affect machine accuracy, then re-calibration)
SMT无铅工艺 几种常见的锡膏(solder types): • 松香型锡膏 (rosin flux solder) • 水溶性锡膏(water-solubility solder) • 免清洗低残留物锡膏 (Low leftover solder) • 无铅锡膏 (lead free solder)
SMT无铅工艺 在SMT中使用无铅焊料 (lead free in SMT): 在前几个世纪,人们逐渐从 医学和化学上认识到了铅(PB) 的毒性。而被限制使用。现在电 子装配业面临同样的问题,人们 关心的是:焊料合金中的铅是否 真正的威胁到人们的健康以及环 境的安全。答案不明确,但无铅 焊料已经在使用。欧洲委员会初 步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准,但是电子装配业还是 要为将来的变化作准备。
SMT无铅工艺 无铅焊接的问题和影响(lead free’s problems and affections): 无铅焊接的影响(affections) 无铅焊接的问题(problems) 生产成本(cost) 最低成本超出45%左右 (cost adding about 45%) 元件和基板方面的开发 (components and PCB designing) 焊接温度提升 (more high soldering temperature) 回流炉的性能问题 (reflow machine’s problem) 品质标准受到影响 (Quality standard ) 生产线上的品质标准 (quality standard) 无铅焊料的应用问题 (ROSH materials’ problem) 稀有金属供应受限制 ( Materials limited) 无铅焊料开发种类问题 (ROSH materials’ research) 无铅焊料开发标准不统一 (No industry standard) 无铅焊料对焊料的可靠性问题 (ROSH materials’ reliability) 焊点的寿命缺乏足够的实验证明 (product’s life)
SMT无铅工艺 无铅焊接在诺基亚苏州的使用情况 (lead free technology in NCT-SZ): 2005 五月,在诺基亚苏州做了首轮试验,首次使用无铅(Lead free)锡膏, 目前, 正在欧洲芬兰作测试评估, 预计在2006年初,在诺基亚苏州工厂全面实现无铅焊接工艺 NCT-SZ finished the first trail in lead free run in May,2005. And the lead free technology is still in the evaluation in NOKIA Oulu. It will be running in NCGT-SZ at the beginning of 2006.