SMT知識(shí)進(jìn)階

     時(shí)至今日，SMD和SMT技術(shù)的發(fā)展已是相當(dāng)成熟及深入，產(chǎn)業(yè)電子領(lǐng)域90%以上的產(chǎn)品都使用了SMD和SMT安裝技術(shù)，所以要使一款產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)，不經(jīng)任何維修手段就能符合品質(zhì)要求，就要在設(shè)計(jì)的源頭之時(shí)符合SMD和SMT技術(shù)要求，而且使用的輔料及爐溫參數(shù)要達(dá)到最優(yōu)化，才能達(dá)到這一目的。    

 一、先來(lái)看一下最重要的PCB設(shè)計(jì)有哪些基本工藝要求：

  1、基準(zhǔn)點(diǎn)（Fiducial）（常稱為MARK點(diǎn)） 

     基準(zhǔn)點(diǎn)是貼片機(jī)定位PCB主其他元件位置的基礎(chǔ)，基準(zhǔn)點(diǎn)的形狀、位置設(shè)計(jì)和它的制造精度將直接影響   

 貼片的質(zhì)量?；鶞?zhǔn)點(diǎn)有以下幾個(gè)種類：

    （1）、單板，有整體基準(zhǔn)點(diǎn)（Global Fiducial）和局部基準(zhǔn)點(diǎn)（LocalFiducial），局部基準(zhǔn)點(diǎn)通常用

 在當(dāng)元件有較高位置精度要求時(shí)，如高密度引腳IC和BGA等

    （2）、多聯(lián)板，有聯(lián)板基準(zhǔn)點(diǎn)（Panel  Fiducial）和拼板基準(zhǔn)點(diǎn)（ImageFiducial）

     當(dāng)然，分板中也可以放置局部基準(zhǔn)點(diǎn)（Local  Fiducial）     

     基準(zhǔn)點(diǎn)也有其相關(guān)要求，推薦使用圓形基準(zhǔn)點(diǎn)，直徑在1MM。一般為PCB上覆銅箔腐蝕圖形?？紤]到材料

 顏色與環(huán)境的反差，留出比定位基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)大1 mm（40 mil）的無(wú)阻焊區(qū)。基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)必須賦予坐標(biāo)值當(dāng)作

 元件設(shè)計(jì)。      

     注意事項(xiàng)：

     （1）、必須在板的四角部位選設(shè)3 個(gè)定位基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)，以對(duì)PCB 整板定位。對(duì)于拼版，每塊小

 板上對(duì)角處至少有兩個(gè)。而且基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)不可以做在工藝邊上。

     （2）、引線中心距≤0.5 mm（20 mil）的QFP 以及中心距≤0.8 mm（31 mil）的BGA 等器件，應(yīng)在通過(guò)

 該元件中心點(diǎn)對(duì)角線附近的對(duì)角設(shè)置定位基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)，以便對(duì)其精確定位。

     （3）、如果是雙面都有貼裝元器件，則每一面都應(yīng)該有定位基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)

     （4）、定位基準(zhǔn)點(diǎn)符號(hào)的中心應(yīng)離邊5mm 以上

     如下圖示：

     

2、焊盤設(shè)計(jì)

 （1）、焊盤設(shè)計(jì)對(duì)貼片機(jī)的影響 

       主要是元件在PCB上布局的位置對(duì)貼片頭吸嘴的影響當(dāng)PCB元件布局時(shí)，設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該考慮元件

   之間的最小間隔相對(duì)于元件厚度的差異。

       原則是在可能的情況下，盡量將厚度差異大的元件之間的間隔加大，以避免吸嘴在貼薄元件時(shí)，觸碰

   到較厚的元件，從而導(dǎo)致較厚元件的側(cè)向移動(dòng)，并最終造成焊接缺陷。（如：短路，側(cè)立） 

      貼片元件之間的最小間距滿足要求：

      （a）、同種器件：≧0.3mm  

      （b）、異種器件：≧0.13*h+0.3mm（h 為周圍近鄰元件最大高度差）

      （c）、只能手工貼片的元件之間距離要求：≧1.5mm。

（2）、貼片焊盤上盡可能不要有線路導(dǎo)通孔，如果在不可避免的情況下，盡可能縮小導(dǎo)通孔，或是放置焊

       盤旁邊（散熱孔除外）。

（3）、物料的大小封裝，應(yīng)與PCB的焊盤封裝及大小相符合。（如：大物料焊盤，貼小物料或物料封裝和

       焊盤封不符，會(huì)造成大量假焊，移位等不良現(xiàn)象。）

3、PCB元件到送板方向的板邊距和PCB定位孔

  （1）、傳板邊距：SMT行業(yè)通用有三種標(biāo)準(zhǔn)，即3.5mm/4 mm邊距和5 mm邊距。目前4 mm邊距應(yīng)用的較

        多，因而對(duì)于PCB板設(shè)計(jì)工程師應(yīng)特別注意，最低限度應(yīng)采用3.5mm邊距，否則在貼片生產(chǎn)時(shí)會(huì)受

        到限制，影響生產(chǎn)。

    傳板邊應(yīng)做在PCB板較長(zhǎng)的邊上（如果長(zhǎng)寬比≦1.7可以做在長(zhǎng)邊或?qū)掃吷希@樣有利于設(shè)備傳輸，固

定其穩(wěn)定性，以及預(yù)防多聯(lián)板和較薄的PCB板，過(guò)回流焊受熱后變形。

  （2）、 PCB定位孔

        設(shè)備生產(chǎn)的定位孔，適用于半自動(dòng)印刷和AI插件機(jī)。SMT行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)有，直徑3 MM/2.5MM/2MM

    的圓形通孔，一般放置在板的工藝邊工，每個(gè)工藝邊上2個(gè)并在同一直線上。

        PCB定位孔推薦使用2MM的圓形通孔。如果作拼板，可以把拼板看作一塊PCB，按一塊PCB做定

    位孔。

4、PCB整個(gè)外觀形狀

    不可以是圓形，梯形，三角形，因?yàn)檫@樣會(huì)影響設(shè)備生產(chǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用工藝拼板或加工藝邊的方式

將不規(guī)則形狀的PCB 轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)方形形狀或正方形，對(duì)于SMT 板，允許有缺口，但缺口尺寸須小于所在邊長(zhǎng)

度的1/3，應(yīng)該確保PCB在鏈條上傳送平穩(wěn)。如下圖

    如果單個(gè)PCB的尺寸較小時(shí)盡可能做拼板。對(duì) PCB 長(zhǎng)邊尺寸小于115mm、或短邊小于100mm的PCB，

采用拼板的方式，使之轉(zhuǎn)換為符合生產(chǎn)要求的理想尺寸，以便貼片和插件焊接。

    拼板后的尺寸建議： 長(zhǎng)：160~300MM，寬：130~210MM。

二、除了對(duì)PCB設(shè)計(jì)有要求之外，在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)錫膏及爐溫也有相應(yīng)的要求

      1、錫膏使用要求

       （1）、環(huán)境要求

             大部分錫膏在常溫下只能短時(shí)間保存，過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致焊劑與合金粉末分離，改變焊膏的流動(dòng)性，造成

        性能不良。理想的使用溫度為25±3℃(22-28℃)，相對(duì)濕度為40---60%，最佳40---50%；要避免放在空氣

        流動(dòng)的環(huán)境中，不可有冷風(fēng)或熱風(fēng)直接對(duì)吹，最好在相對(duì)密閉且空氣對(duì)流小的空間中印刷；盡量減少光線

        照射錫膏的時(shí)間。

       （2）、使用前準(zhǔn)備

             使用前應(yīng)在室溫（之前所說(shuō)最好是25±3℃）下放置2—4小時(shí)，使錫膏溫度回到室溫，絕不可加熱

        升溫，否則會(huì)造成焊劑等成份析出。

             未完全回到室溫使用的話，錫膏會(huì)冷凝空氣中的水氣，焊接時(shí)造成塌陷、濺射等問(wèn)題；同時(shí)，吸收

        的水份在回流焊的高溫下會(huì)與某些活性劑起反應(yīng)，引起焊接不良等。

             使用前用錫膏攪拌機(jī)對(duì)焊膏進(jìn)行攪拌，使錫膏的各個(gè)組份均勻分布，時(shí)間為3-5min(分鐘），轉(zhuǎn)速為

        30r/min。如用人工攪拌，可能會(huì)產(chǎn)生氣泡，所以一般都用機(jī)器

       （3）、印刷要求

             印刷時(shí)，要保證錫膏滾動(dòng)前進(jìn)，采用直線印刷以提高效率。

             錫膏首次釋放量為印刷用量的2---3倍，涂抹的長(zhǎng)度為印刷有效區(qū)域的長(zhǎng)度。

             在最初的幾次行程中，刮刀會(huì)帶起一些焊膏，而且長(zhǎng)度也會(huì)比有效長(zhǎng)度長(zhǎng)，所以在最初印刷了3到4

        塊板子后，要再檢查漏板表面錫膏的量，以少量多次為原則補(bǔ)充錫膏。

      2、爐溫設(shè)置要求

      （1）、加熱階段：

            在30-110℃區(qū)間以1℃/秒速度緩慢升溫?？梢杂行Э刂浦竸┲械膿]發(fā)物的揮發(fā)速度，并可以防止

        熱塌而導(dǎo)致的缺陷。（比如錫珠，錫球，或連錫等）。

            可采用140-180℃之間燒烤2分鐘（90-120秒）的回流曲線來(lái)減少BGA 的空洞形成。在稍低于熔點(diǎn)

       的溫度下短暫燒烤20-30秒，減少元件立碑。

      （2）、回流階段：

            為了獲得較好的濕潤(rùn)性能，形成高質(zhì)量的熔點(diǎn)。一般要高于合金熔點(diǎn)16-30℃?；亓鲄^(qū)230℃以上的時(shí)

       間應(yīng)為20-40秒。（回流焊的峰直溫度是240±5℃）

      （3）、冷卻階段：

            為了形成良好的晶粒結(jié)構(gòu)，需要采用快速冷卻，（一般在4℃/秒左右進(jìn)行冷卻較好），緩慢冷卻將會(huì)形

       成在的晶粒結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通常有較差的抗疲勞性能。

 

       只有設(shè)計(jì)與生產(chǎn)同時(shí)達(dá)到要求，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量才能符合要求，才能滿足客戶的需求。才能在競(jìng)爭(zhēng)

   激烈的市場(chǎng)中贏得客戶的信賴，從而立于不敗之地。

 

             

" border=0 >