
典型的表面贴装工艺分为四步:锡膏搅拌----施加锡膏----贴装元器件-----回流焊接
方案1:(经济人工 *** 作:将冷藏的锡膏在常温下放置一小时解冻,通过锡膏搅拌刀搅拌均匀,再用手工印刷台和钢网印制锡膏,印好的PCB可以通过手工贴片笔将器件贴上PCB,将贴好PCB放入回流焊,经济的回流焊可选择力锋S系列回流焊,可有仪表型和电脑型供选择,通过回流焊就可以完成SMT焊接
方案2:(半自动 *** 作:将冷藏的锡膏直接由LF-180A自动搅拌机实行无氧搅拌均匀,LTCL-3088钢网印刷机和钢网印制锡膏,03MM间距的精密印刷可由机器完成,印好的PCB可以通过带视觉自动贴片机进行,将贴好PCB放入回流焊,效果效好回流焊可选择力锋M系列回流焊,可有仪表型和电脑型供选择,更精密的回流焊您也不用担心,力锋MCR系列和ROHS系列回流焊,可完成目前各类产品精密焊接
第一步:施加焊锡膏
其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时,达到良好的电器连接,并具有足够的机械强度。
焊膏是由合金粉末、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触便特性的膏状体。常温下,由于焊膏具有一定的黏性,可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上,在倾斜角度不是太大,也没有外力碰撞的情况下,一般元件是不会移动的,当焊膏加热到一定温度时,焊膏中的合金粉末熔融再流动,液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘,冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在一起,形成电气与机械相连接的焊点。
焊膏是由专用设备施加在焊盘上,其设备有:
全自动印刷机(02mm以下)、半自动印刷机(02mm以上)、手动印刷台(05mm以上,小批量)、半自动焊膏分配器(点锡)等。
LTCL-1008 自动印刷机 LTCL-3088高精密半自动印刷机 LF-107手印台
施加方法 适用情况 优 点 缺 点
全自动机器印刷 要求精度高,批量较大,供货周期较紧,经费足够 大批量生产、生产效率高 使用工序复杂、投资较大
半自动机器印刷 要求精度好,批量较大,品种多,供货周期较紧,经费一般 大批量生产、生产效率高 使用工序简单、反映快速(推荐)
手动印刷 小批量生产,精度要求不高,产品研发 *** 作简便、成本较低 需人工手动定位、无法进行大批量生产
第二步:贴装元器件
本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置。
贴装方法有二种,其对比如下:
施加方法 适用情况 优 点 缺 点
机器贴装 批量大中小(可选不同机型),供货周期紧 适合不同批量生产 ,投资较大,也有经济选择(推荐)
手动贴装 小批量生产,精度差,品质难保证产品研发 *** 作简便,成本较低 生产效率须依 *** 作的人员的熟练程度(不推荐)
人工手动贴装主要工具:真空吸笔、镊子、IC吸放对准器、低倍体视显微镜或放大镜等。
自动贴片机,经济品牌:三星(性价好) JUKI系列 YAMAHA系列
第三步:回流焊接
回流焊是英文Reflow Soldring的直译,是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。
从SMT温度特性曲线(见图)分析回流焊的原理。首先PCB进入140℃~160℃的预热温区时,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件焊端和引脚,焊膏软化、塌落,覆盖了焊盘,将焊盘、元器件引脚与氧气隔离;并使表贴元件得到充分的预热,接着进入焊接区时,温度以每秒2-3℃国际标准升温速率迅速上升使焊膏达到熔化状态,液态焊锡在PCB的焊盘、元器件焊端和引脚润湿、扩散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金属化合物,形成焊锡接点;最后PCB进入冷却区使焊点凝固。
回流焊方法介绍:
机器种类 加热方式 优点 缺点
红外回流焊辐射传导热效率高,温度陡度大,易控制温度曲线,双面焊时PCB上下温度易控制。有阴影效应,温度不均匀、容易造成元件或PCB局部烧坏(淘汰技术)
M8CR全热风回流焊 对流传导 温度均匀、焊接质量好。 温度梯度不易控制(造价高)
M系列强制热风回流焊 红外热风混合加热结合红外和热风炉的优点,在产品焊接时,可得到优良的焊接效果(效果良,适合一般电子厂选购)
强制热风回流焊:
机器种类 适用情况 优点 缺点
温区式设备 大批量生产 适合大批量生产 PCB板放置在走带上,要顺序经过若干固定温区,温区过少会存在温度跳变现象,不适合高密度组装板的焊接。而且体积庞大,耗电高。
由于回流焊工艺有"再流动"及"自定位效应"的特点,使回流焊工艺对贴装精度要求比较宽松,比较容易实现焊接的高度自动化与高速度。同时也正因为再流动及自定位效应的特点,回流焊工艺对焊盘设计、元器件标准化、元器件端头与印制板质量、焊料质量以及工艺参数的设置有更严格的要求。
清洗是利用物理作用、化学反应去除被清洗物表面的污染物、杂质的过程。无论是采用溶剂清洗或水清洗,都要经过表面润湿、溶解、乳化作用、皂化作用等,并通过施加不同方式的机械力将污物从表面组装板表面剥离下来,然后漂洗或冲洗干净,最后吹干、烘干或自然干燥。
回流焊作为SMT生产中的关键工序,合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键。不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷,影响产品质量。
SMT是一项综合的系统工程技术,其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。SMT设备和SMT工艺对 *** 作现场要求电压要稳定,要防止电磁干扰,要防静电,要有良好的照明和废气排放设施,对 *** 作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求, *** 作人员也应经过专业技术培训。
清洗:
其作用是将贴装好的PCB上面的影响电性能的物质或焊接残留物如助焊剂等除去,若使用免清洗焊料一般可以不用清洗。对于要求微功耗产品或高频特性好的产品应进行清洗,一般产品可以免清洗。所用设备为超声波清洗机或用酒精直接手工清洗,位置可以不固定。
检验:
其作用是对贴装好的PCB进行焊接质量和装配质量的检验。所用设备有放大镜、显微镜,位置根据检验的需要,可以配置在生产线合适的地方。
返修:
其作用是对检测出现故障的PCB进行返工,例如锡球、锡桥、开路等缺陷。所用工具为智能烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置
SMT生产流程
1、编程序调贴片机
按照客户提供的样板BOM贴片位置图,进行对贴片元件所在位置的坐标进行做程序。然后与客户所提供的SMT贴片加工资料进行对首件。
2、印刷锡膏
将锡膏用钢网漏印到PCB板需要焊接电子元件SMD的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(印刷机),位于SMT贴片加工生产线的最前端。
3、SPI
锡膏检测仪,检测锡膏印刷是为良品,有无少锡,漏锡,多锡等不良现象。
4、贴片
将电子元器件SMD准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,位于SMT生产线中丝印机的后面。
贴片机又分为高速机和泛用机
高速机:用于贴引脚间距大,小的元件
泛用机:贴引脚间距小(引脚密),体积大的组件。
5、高温锡膏融化
主要是将锡膏通过高温融化,冷却后使电子元件SMD与PCB板牢固焊接在一起,所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。
6、AOI
自动光学检测仪,检测焊接后的组件有无焊接不良,如立碑,位移,空焊等。
7、目检
人工检测检查的着重项目:PCBA的版本是否为更改后的版本;客户是否要求元器件使用代用料或指定厂牌、牌子的元器件;IC、二极管、三极管、钽电容、铝电容、开关等有方向的元器件方向是否正确;焊接后的缺陷:短路、开路、假件、假焊。
8、包装
将检测合格的产品,进行隔开包装。一般采用的包装材料为防静电气泡袋、静电棉、吸塑盘。包装方式主要有两种,一是用防静电气泡袋或静电棉成卷状,隔开包装,是目前是最常用的包装方式;二是按照PCBA的尺寸定做吸塑盘。放在吸塑盘中摆开包装,主要对针较敏感、有易损贴片元件的PCBA板。
扩展资料
smt贴片加工的优点: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%。 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。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。
正是由于smt贴片加工的工艺流程的复杂,所以出现了很多的smt贴片加工的工厂,专业做smt贴片的加工,在深圳,得益于电子行业的蓬勃发展,smt贴片加工成就了一个行业的繁荣。
2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。智能手机增速放缓
半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?
物联网可能成为下一个杀手级应用
根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。
从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。
除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。
物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求
物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。
汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用25D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。
个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP & BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。
5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping & FC发展到25D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供25D堆叠后端设计服务。
上游晶圆代工厂供应端对封装的影响
一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40
nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。
随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。
先进封装的发展现状
先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,
最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的21D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,
2013年以前,25D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,25D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。
目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成
长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:
SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。
WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。
FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。SMT就是表面组装技术(Surface Mounted Technology的缩写),是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
SMT有何特点:
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%。
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。
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。
为什么要用SMT:
电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已无法缩小
电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件,特别是大规模、高集成IC,不得不采用表面贴片元件
产品批量化,生产自动化,厂方要以低成本高产量,出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力
电子元件的发展,集成电路(IC)的开发,半导体材料的多元应用
电子科技革命势在必行,追逐国际潮流smt指的是表面组装技术,也被称为表面贴装或者是表面安装技术,是在印刷电路板的基础上进行加工的系列工艺流程的简称,是在电子组装行业里流行的一种技术和工艺。
smt的基本工艺流程包括锡膏印刷、零件贴装、回流焊接、AOI光学检测、维修分板等等,对于追求小型化的电子产品,过去的穿孔插件元件已经无法缩小,而smt贴片组装密度高、产品体积小、重量轻,小型电子产品只能采用表面贴片原件。
smt贴片工艺可分为单面组装、双面组装、单面混装工艺、双面混装工艺、双面组装工艺共五种工艺,其中单面组装的流程就有来料检测、丝印悍膏、贴片烘干、回流焊接,焊接完成之后,还需要对贴片元件进行清洗,最后进行检测还有返修等等。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表(0条)