【正文】 ) DFA—可裝配性設(shè)計(jì)(Design for Assembly)(5) DFT—可測(cè)試性設(shè)計(jì)(Design for Testability)23 / 38(6) DFS—可維護(hù)性設(shè)計(jì)(Design for Servicability)不同的產(chǎn)品有不同的考慮重點(diǎn)(1) 優(yōu)良制造性的標(biāo)準(zhǔn)(2) 產(chǎn)品的可制造性(3) 高的生產(chǎn)效率(4) 產(chǎn)品的高穩(wěn)定性(5) 生產(chǎn)線可接受的缺陷率(6) 產(chǎn)品的高可靠性(7) 適應(yīng)不同環(huán)境的變化(8) 產(chǎn)品維持一定的使用周期 電子產(chǎn)品工藝過(guò)程 SMT 的工藝生產(chǎn)線SMT 的工藝生產(chǎn)線如圖 44 所示圖 44 SMT 的工藝生產(chǎn)線 常用的組裝方式PCB 板生產(chǎn) 來(lái)料檢驗(yàn) 自動(dòng)上板 錫膏印刷 高速貼片 回流焊接 爐后目檢 自動(dòng)翻版錫膏印刷 AOI 檢測(cè) 高速貼片 泛用貼片爐前目檢 回流焊接 AOI 檢測(cè) 自動(dòng)或手動(dòng)插件插件檢測(cè) 裝夾具 波峰焊接 取夾具焊接檢驗(yàn) 手動(dòng)焊接 ICT 測(cè)試 功能測(cè)試 錫膏涂布方法24 / 38圖 45 印刷工藝 圖 46 注射工藝印刷工藝是主流，點(diǎn)膠不適合批量生產(chǎn) 錫膏印刷工藝圖 47 印刷示意圖 SMT 點(diǎn)膠工藝點(diǎn)膠工藝的用途(1) 波峰焊的 SMD 器件(2) 雙面回流焊的大重量(3) 點(diǎn)膠工藝對(duì) PCB 的要求(4) 若 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)不在點(diǎn)膠位置設(shè)置假焊盤或走線，對(duì) standoff 較大的元件，可能造成掉件 SMT 貼片工藝基板送入 基板定位 壞板維修 拾取元件 元件供料 元件定位 貼片機(jī)基本結(jié)構(gòu)：貼片基板處理系統(tǒng)、傳送基板、基板定位、貼片頭、真空拾/放元件、送板供料系統(tǒng)、元件對(duì)中系統(tǒng)。 SMT 回流焊接工藝回流焊接技術(shù)要點(diǎn)：(1) 找出最佳的溫度曲線圖 48 回流焊溫度曲線25 / 38一個(gè)好的回流曲線應(yīng)該是對(duì)所要焊 接的 PCB 板上的各種表面貼裝元件都 能夠達(dá)到良好的焊接，且焊點(diǎn)不僅具 有良好的外觀品質(zhì)而且有良好的內(nèi)在品質(zhì)的溫度曲線。 (2) 溫度曲線處于良好的受控狀態(tài)回流焊接溫度曲線分為：預(yù)熱區(qū)、恒溫區(qū)、升溫區(qū)、接區(qū)、冷卻區(qū)預(yù)熱區(qū)：時(shí)間 100～240S，溫度 145 度恒溫區(qū)：時(shí)間60～120S，溫度 175 度焊接區(qū)：時(shí)間 60～90S ，溫度 235～245 度最大升溫斜率小于 度/秒 ，最大降溫斜率小于 度/秒。 波峰焊接工藝波峰焊接工藝流程：進(jìn)板 助焊劑 預(yù)熱 焊接 出板 圖 49 波峰焊機(jī) 圖 410 波峰焊接示意圖 波峰焊接的問題： (1) 元件需能承受瞬時(shí)熱沖擊（最高溫超過(guò) 240 度） 。(2) 組裝密度較低，細(xì)間距易出現(xiàn)連錫。(3) SMD 器件易出現(xiàn)陰影效應(yīng)。(4) QFP、BGA 等器件不適合于波峰焊接。防止陰影效應(yīng)的措施 ： (1) 合適的焊盤尺寸：比回流焊盤長(zhǎng)。(2) 合適的元件間距：大于器件高度。 PCB 布局、布線設(shè)計(jì)(1) 基板設(shè)計(jì) (2) 元件布局 (3) 通孔 (4) 可測(cè)試性 (5) 可生產(chǎn)性 (6) 自動(dòng)傳送帶所需的留空寬度（＞5mm） (7) 基板在設(shè)備中的定位方式 26 / 38(8) 定位孔的位置、形狀和尺寸 目的：保證設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在自動(dòng)處理過(guò)程中不會(huì)有對(duì)質(zhì)量和效率不利的現(xiàn)象。 PCB 板的可靠性設(shè)計(jì)銅箔厚度(1) 英寸/(2) 英寸/(3) 英寸/銅鍍銅鍍主要用于成品印制板的最外層，主要目的是對(duì)印鉆孔孔壁電鍍，電鍍的平均厚度是 英寸（ 范圍從 ～ 英寸（～） 。導(dǎo)線導(dǎo)線需要規(guī)定的屬性是寬度和厚度，導(dǎo)線載流量是(1) 寬度為 英寸（） （厚度為 盎司）的外部導(dǎo)線可承載 1A。(2) 寬度為 英寸（厚度為 盎司）的內(nèi)部導(dǎo)線可承載 1A。 元件選擇的考慮因素(1) 元件的電氣性能。(2) 使用條件下的可靠性。(3) 適合于所采用的組裝工藝。(4) 標(biāo)準(zhǔn)件（低成本、普遍供應(yīng)） 。(5) 有利于高的生產(chǎn)效率大規(guī)模的生產(chǎn)。(6) 考慮各標(biāo)準(zhǔn)間的差異、不同的公司、不同的型號(hào)、不同尺寸封裝之間的差異。(7) 盡量選用 SMD 元件，提高制造效率。(8) 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件、種類盡可能的少，提高制造效率。(9) 避免同時(shí)選用很大和很小的 SMD 器件（如 6032 與 0402）—降低制造成本。(10)包裝優(yōu)選帶式。(11)線繞電感等 SMD 器件，standoff 較大時(shí)需做假焊盤。(12)元件封裝需能承受相應(yīng)焊接工藝的高溫。(13)考慮到工藝能力不足時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎使用小于 的 SOP/QFP。(14)SOJ/PLCC 不便于檢測(cè)和返修，慎用。(15) 以下 BGA 國(guó)內(nèi) PCB 廠加工能力不足，慎用。27 / 38(16)優(yōu)先選擇 以上的 SOP/QFP 或者 以上的 BGA。 PCBlayout 的規(guī)范 封裝(1)使用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。(2)新封裝需按規(guī)格書新建，審核后入庫(kù)。(3)有問題的封裝，考慮貼片廠建議，修改審核后更新封裝庫(kù)。 元件擺放：(1)優(yōu)先在同一面放貼片插件。其次雙面貼，單面插件。嚴(yán)禁雙面貼片，雙面插件。(2)插件之間保持一定的間距方便手工操作。(3)晶振與貼片元件間距 1mm 以上。(4)貼片件離板邊至少 2mm 的間距，防止撞件。(5)共模電感等易壞元件與周邊元件間距 3mm 以上，方便烙鐵維修。(6)背面焊盤面積加大 20%。背面元件之間間距 1mm 以上。背面貼片與插件腳間距 5mm。(7)盡量做到同類封裝元件方位一樣。(8)相同功能的線路集中在一起并絲引方框。(9)所有元件編號(hào)的絲引方向相同。 元件擺放方向 (1)IC 類等元件擺放方向應(yīng)與波峰焊接時(shí)板傳送方向一致。(2)PCB 板時(shí)產(chǎn)生的曲翹，對(duì)不同布局方向的元件會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)力。 絲印(1)IC 有明顯 1PIN 標(biāo)識(shí)，保證元件焊上后不被覆蓋。(2)插座的管腳間距≤，加白油隔開。(3)加 流水號(hào)絲印框。? 元件間距(1)與可制造性的關(guān)系:元件間距大于前面元件高度可避免陰影效應(yīng)。(2)與可測(cè)試性的關(guān)系:要求測(cè)試點(diǎn)間距大于 50mil,測(cè)試點(diǎn)與焊盤間距大于 12mil。(3)與檢測(cè)的關(guān)系:S=T1～2T1whereT1 ＞T2 S=T2～2T2whereT1＜T2 S 是元件間距， T1 是元件 1 的高度，T2 是元件 2 的高度。(4)測(cè)試點(diǎn)盡量采用專用測(cè)試焊盤,避免采用元件焊盤及元件引腳作為測(cè)試點(diǎn)。密度較高時(shí)可用過(guò)孔兼測(cè)試點(diǎn)及雙面測(cè)試 PCB 板邊28 / 38(1)普通的 CHIP、IC 等元件引腳布局必須離板邊 5mm 以上。(2)靠近板邊的引線必須加寬。(3)電源引線避免設(shè)計(jì)到板邊，防止摩擦短路。(4)當(dāng)與焊盤連接的走線較細(xì)時(shí)，要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計(jì)成水滴的狀，這樣設(shè)計(jì)的好處是焊盤不容易起皮，并且是走線與焊盤不易斷開。(5)銅箔與板邊最小距離為 ,元件與板邊最小距離為 ,焊盤與板邊最小距離為 。 錫膏量的要求考慮以下因素： (1) 焊盤尺寸 (2) 焊點(diǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (3) 器件焊端大小 (4) 器件焊端與焊盤的接觸面積 (5) 器件引腳的共面性 錫膏使用注意事項(xiàng)(1) 無(wú)鉛錫膏成分：Sn9 % ，% ，%。(2) 錫膏通常規(guī)定出廠后保存時(shí)間規(guī)定 3～6 個(gè)月密封低溫保存，其通常保存在3～7 度的冷柜中。(3) 取用規(guī)定：先進(jìn)先出，并且在取用時(shí)注明取出時(shí)間和日期。(4) 取出使用時(shí)在常溫下回溫 4 小時(shí)，防止錫膏吸潮。(5) 在錫膏印刷前攪拌 4 分鐘。(6) 印刷使用剩余錫膏必須密封保存，但是不得超過(guò) 24 小時(shí)。(7) 錫膏印刷工序，當(dāng)產(chǎn)線停止生產(chǎn)超過(guò) 30 分鐘以上時(shí)，必須回收密封保存錫膏。 影響再流焊品質(zhì)的因素 焊錫膏的影響因素焊錫膏合金粉末的顆粒形狀與窄間距器件的焊接質(zhì)量有關(guān)，錫膏的粘度與成分也必須選用適當(dāng)。另外，焊錫膏一般冷藏儲(chǔ)存,取用時(shí)待恢復(fù)到室溫后才能開蓋，要特別注意避免因溫差使焊錫膏混入水汽，需要時(shí)用攪拌機(jī)攪勻焊錫膏。29 / 38 設(shè)備的影響有時(shí)，再流焊設(shè)備的傳送帶震動(dòng)過(guò)大也是影響焊接質(zhì)量的因素之一。 再流焊工藝的影響(1) 冷焊 通常是再流焊溫度偏低或再流區(qū)的時(shí)間不足。(2) 錫珠 預(yù)熱區(qū)溫度爬升速度過(guò)快(一般要求,溫度上升的斜率小于 3 度每秒)。(3) 連錫 電路板或元器件受潮,含水分過(guò)多易引起錫爆產(chǎn)生連錫。(4) 裂紋 一般是降溫區(qū)溫度下降過(guò)快(一般有鉛焊接的溫度下降斜率小于 4 度每秒) 。30 / 38參考文獻(xiàn)[1] 顧靄云、王豫明、謝德康.《表面組裝（SMT）通用工藝》.北京電子學(xué)會(huì)表面安裝技術(shù)專業(yè)委員會(huì)，2022 年[2] 趙小青、李秋芳 .《電子產(chǎn)品工藝》.北華航天工業(yè)學(xué)院出版，2022 年[3] 周德檢.《 SMT 組裝質(zhì)量檢測(cè)與控制》.國(guó)防工業(yè)出版社出版[4] 張文典.《 使用表面組裝技術(shù)》.電子工業(yè)出版社出版[5] 周德檢.《 表面組裝技術(shù)基礎(chǔ)》.國(guó)防工業(yè)出版社出版[6] 周瑞山.《 SMT 工藝材料》.四川省 SMT 專委會(huì)[7] 李江佼.《 現(xiàn)代質(zhì)量管理》.中國(guó)計(jì)量出版社出版[8] 曹白楊，李國(guó)洪 《表面組裝質(zhì)量》北華航天工業(yè)學(xué)院出版[9] 龍緒明． 《電子表面組裝技術(shù)》 ．微電子技術(shù)系列叢書，機(jī)械工業(yè)出版社，2022．[10] 劉任慶． 《SMT 焊接與工藝》 ．株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版．[11] 賈忠中． 《SMT 工藝質(zhì)量控制》 ．電子工藝出版社， 202231 / 38指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)等級(jí) 簽名 日期32 / 3833 / 3