表面贴装技术及元器件介绍
表面贴装技术 (SMT)
是一种无需在印制电路板上钻孔,而直接将表面组装元器件贴焊到印制线路板的技术。这种方法通过焊料实现电子元件与电路板之间的机械和电气连接。
表面贴装技术的组成
表面贴装元器件
表面贴装元件
:片状无源元件,如电阻、电容、电感等。
表面贴装器件
:封装的有源器件,如小外形封装器 (SOP)、球栅阵列封装器 (BGA) 等。
某些元器件如部分接线器、变压器、大电容等不适用于 SMT。
表面贴装技术流程
核心工艺
:包括印刷、贴片和回流焊三个关键步骤。
辅助工艺
:包括点胶和光学辅助自动检测,通常根据产品特性和需求进行调整。
核心工艺
印刷工艺
焊膏
:用于连接元器件和电路板,主要由合金和助焊剂组成。
模板
:用来将焊膏准确印到电路板上,模板设计对印刷质量有很大影响。
印刷系统
:包括印刷设备和参数设置。设备质量和参数设置对印刷准确度至关重要。
贴片工艺
贴片机
:确保元件快速、准确地贴装到电路板上。贴片机的关键技术包括高速运动、智能控制、机器视觉识别等。
回流焊工艺
回流焊炉
:熔化焊膏,实现元器件与电路板的焊接。回流焊的主要工艺元素包括加热系统、冷却系统、助焊剂管理系统和惰性气体保护系统。
辅助工艺
点胶工艺
将专用胶水点涂到元件下方或周边,以保护元件,确保其在多次回流焊接中不脱落,并减少贴装过程中的应力冲击。
光学辅助自动检测
印刷后检测
:测量焊膏厚度均匀性和印刷准确度。
贴片后检测
:检测贴片准确度。
回流焊后检测
:检测焊点质量。光学设备包括可见光检测设备和X光检测设备。
回流焊的原理及温度曲线
回流焊过程
分为四个主要温度区:
预热区
:室温到120℃。焊膏的溶剂和气体被蒸发,焊膏软化并覆盖焊盘。
保温区
:120℃~170℃。确保PCB和元器件充分预热,以防止温度突然升高造成损坏。
再流焊区
:170℃~230℃,峰值温度通常设定在205℃~230℃。焊锡膏熔化并形成焊点。
冷却区
:从210℃降到约100℃。焊点凝固,完成焊接。
温度曲线
是保证焊接质量的关键。升温速度应控制在1℃/s到2℃/s之间,以防止元件受热过快或焊膏中的溶剂挥发速度过快。峰值温度应比焊锡膏熔化温度高20℃~40℃,确保焊接充分。
注意事项
每周测试回流焊炉温度曲线,确保与标准温度曲线一致,以保证焊接质量。
小结
表面贴装技术在电子产品的生产中至关重要,它直接影响产品的焊接水平及其性能和质量。了解整个流程和回流焊的原理,能够帮助确保贴装元器件的性能指标满足要求。在实际生产中,需要对标准回流焊接温度曲线与实际温度曲线进行对比,确保焊接过程的每一个步骤都在标准范围内,从而保证产品质量。