【正文】 7．元器件的布放位置與方向也要根據(jù)不同工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。 5．應(yīng)考慮到返修性要求，例如，大尺寸SMD周圍要留有返修工具進(jìn)行操作的尺寸。 3．高密度時(shí)要對CAD軟體中元件庫的焊盤尺寸進(jìn)行修正。四．印製板電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重注意的內(nèi)容： 1．標(biāo)準(zhǔn)元器件應(yīng)注意不同廠家的元器件尺寸公差非標(biāo)準(zhǔn)元器件必須按照元器件的實(shí)際尺寸設(shè)計(jì)焊盤圖形及焊盤間距。因此，對PCB設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。例如C1ip件的焊盤尺寸與焊盤間距設(shè)計(jì)正確的話，貼裝時(shí)少量的歪斜可以在再流焊時(shí)由於熔融焊錫表面張力的作用而得到糾正(稱為自定位或自校正效應(yīng))；相反，如果焊盤尺寸與焊盤間距設(shè)計(jì)不正確，即使貼裝位置十分準(zhǔn)確，再流焊時(shí)由於熔融焊錫表面張力不平衡而造成元件位置偏移、脫焊、吊橋等焊接缺陷，這是smt再流焊工藝特性決定的。例如高密度組裝時(shí)需要選擇薄型小尺寸的元器件：又如貼裝機(jī)沒有寬尺寸編帶供料器時(shí)，則不能選擇編帶包裝的SMD器件；三．印製板電路設(shè)計(jì) 這是PCB設(shè)計(jì)的核心。 2．電子元器件的選擇 選擇元器件時(shí)除了滿足電器性能的要求以外，還應(yīng)滿足表面組裝對元器件的要求。 (5)電氣性能方面，高頻電路時(shí)要求選擇介電常數(shù)高、介質(zhì)損耗小的材料。 (4)要求平整度好。 (3)要求耐熱性高。 (2)要求熱膨脹係數(shù)(CTE)低。 1．PCB材料的選擇 對於—般的電子產(chǎn)品採用FR4環(huán)氧玻璃纖維基板，對於使用環(huán)境溫度較高或撓性電路板採用聚醯亞胺玻璃纖維基板，對於高頻電路則需要採用聚四氟乙烯玻璃纖維基板；對於散熱要求高的電子產(chǎn)品應(yīng)採用金屬基板。 注意：在印製板的同一面，禁止採用先再流焊SMD，後對THC進(jìn)行波峰焊的工藝流程。 b．在一般密度的混合組裝條件下，當(dāng)SMD和THC在PCB的同一面時(shí)，採用A面印刷焊膏、再流焊，B面波峰焊工藝：當(dāng)THC在PCB的A面、SMD在PCB的B面時(shí)，採用B麵點(diǎn)膠、波峰焊工藝。生產(chǎn)效率高； ——工藝簡單，修板的工作量極小。 (2)確定工藝流程 選擇工藝流程主要根據(jù)印製板的組裝密度和本單位元SMT生產(chǎn)線設(shè)備條件，當(dāng)SMT生產(chǎn)線具備再流焊、波峰焊兩種焊接設(shè)備的條件下，可作如下考慮： a．儘量採用再流焊方式，因?yàn)樵倭骱副炔ǚ搴妇哂幸韵聝?yōu)越性： ——元器件受到的熱衝擊?。? ——焊料組分一致性好，焊點(diǎn)品質(zhì)好； ——面接觸，焊接品質(zhì)好，可靠性高。 3．確定工藝方案 (1)確定組裝形式 組裝形式的選擇取決於電路中元器件的類型、電路板的尺寸以及生產(chǎn)線所具備的設(shè)備條件。2. 電原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)確定PCB的尺寸和結(jié)構(gòu)形狀。 PCB設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容： 佈線 基板材料選擇 元器件選擇 焊盤PCB設(shè)計(jì) 印製板電路設(shè)計(jì) 測試點(diǎn) 工藝性（可生產(chǎn)性）設(shè)計(jì) 導(dǎo)線、通孔 可靠性設(shè)計(jì) 焊盤與導(dǎo)線的連接 生產(chǎn)成本 阻焊 散熱、電磁幹?jǐn)n等 一．總體目標(biāo)和結(jié)構(gòu)1．首先確定電子產(chǎn)品功能、性能指標(biāo)、成本以及整機(jī)的外形尺寸的總體目標(biāo) 新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要給產(chǎn)品的性能、品質(zhì)和成本進(jìn)行定位。(6)傳送帶寬度：應(yīng)根據(jù)最大和最寬PCB尺寸確定第七章SMT印製電路板設(shè)計(jì)技術(shù) 印製電路板(以下簡稱PCB)設(shè)計(jì)水準(zhǔn)是衡量表面組裝技術(shù)水準(zhǔn)的一個(gè)重要標(biāo)誌，是保證表面組裝品質(zhì)的首要條件之一。 (5)加熱區(qū)數(shù)量和長度：加熱區(qū)數(shù)量越多、長度越長，越容易調(diào)整和控制溫度曲線。 (1)溫度控制精度(指感測器靈敏度)：應(yīng)達(dá)到177。 再流焊爐主要由爐體、上下加熱源、PCB傳輸裝置、空氣迴圈裝置、冷卻裝置、排風(fēng)裝置、溫度控制裝置，以及電腦控制系統(tǒng)組成。再流焊爐主要有紅外爐、熱風(fēng)爐、紅外爐加熱風(fēng)爐、蒸汽焊爐等。(7)程式設(shè)計(jì)功能：是指線上和離線程式設(shè)計(jì)以及優(yōu)化功能。(6)可貼裝元件種類數(shù)：可貼裝元件種類數(shù)是由貼裝機(jī)供料器料站位置的數(shù)量決定的(以能容納8mm編帶供料器的數(shù)量來衡量)。(4)貼裝面積：由貼裝機(jī)傳輸軌道以及貼裝頭運(yùn)動(dòng)範(fàn)圍決定，一般最小PCB尺寸為50x50mm，最大PCB尺寸應(yīng)大於250x300mm。(3)對中方式：貼片的對中方式有機(jī)械對中、鐳射對中、全視覺對中、鐳射和視覺混合對中等。貼裝精度、解析度、重複精度之間有一定的相關(guān)關(guān)係。但是，實(shí)際貼裝精度包括所有誤差的總和，因此，描述貼裝機(jī)性能時(shí)很少使用解析度，一般在比較貼裝機(jī)性能時(shí)才使用解析度。貼裝高密度窄間距的SMD至少要求達(dá)到177。 貼裝精度——是指元器件貼裝後相對於印製板標(biāo)準(zhǔn)貼裝位置的偏移量。 (8)電腦控制系統(tǒng)——電腦控制系統(tǒng)是貼裝機(jī)所有操作的指揮中心，目前大多數(shù)貼裝機(jī)的電腦控制系統(tǒng)採用Windows介面。 (6)貼裝工具(吸嘴)——不同形狀、大小的元器件要採用不同的吸嘴進(jìn)行拾放，一般元器件採用真空吸嘴，對於異形元件(例如沒有吸取平面的連接器等)也有採用機(jī)械爪結(jié)構(gòu)的。 (5)貼裝頭的x、Y定位傳輸裝置——有機(jī)械絲杠傳輸(一般採用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng))；磁尺和光柵傳輸。 (3)印製電路板傳輸裝置——目前大多數(shù)貼裝機(jī)直接採用軌道傳輸，也有一些貼裝機(jī)採用工作臺傳輸，即把PCB固定在工作臺上，工作臺在傳輸軌道上運(yùn)行。 (2)供料器——供料器用來放置各種包裝形式的元器件，有散裝、編帶、管裝和託盤四種類型。 1．貼裝機(jī)的的基本結(jié)構(gòu) (1)底座——用來安裝和支撐貼裝機(jī)的全部部件，目前趨向採用鑄鐵件。 印刷速度：根據(jù)產(chǎn)量要求確定。3．印刷機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 最大印刷面積：根據(jù)最大的PCB尺寸確定。焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板與網(wǎng)板交接處產(chǎn)生切變，切變力使焊膏的粘性下降，有利於焊膏順利地注入網(wǎng)孔或漏孔。焊膏和貼片膠都是觸變流體，具有粘性。(4)為保證印刷精度而配置的其它選件。 (2)印刷頭系統(tǒng) 包括刮刀、刮刀固定機(jī)構(gòu)、印刷頭的傳輸控制系統(tǒng)等。角旋轉(zhuǎn)功能(用於窄間距QFP器件)，以及二維、三維測量系統(tǒng)等。半自動(dòng)和全自動(dòng)印刷機(jī)可以根據(jù)具體情況配置各種功能，以提高印刷精度。 一．印刷機(jī) 印刷機(jī)是用來印刷焊膏或貼片膠的，其功能是將焊膏或貼片膠正確地漏印到印製板相應(yīng)的位置上。 SMT生產(chǎn)線主要設(shè)備SMT生產(chǎn)線主要生產(chǎn)設(shè)備包括印刷機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、貼裝機(jī)、再流焊爐和波峰焊機(jī)。貼裝機(jī)一般選用中、小型機(jī)，如果產(chǎn)量比較小，可採用一臺速度較高的多功能機(jī)，如果有一定的生產(chǎn)量，可採用一臺多功能機(jī)和一至兩臺高速機(jī)。大型生產(chǎn)線是指具有較大的生產(chǎn)能力，一條大型單面貼裝生產(chǎn)線上的貼裝機(jī)由一臺多功能機(jī)和多臺高速機(jī)組成；一條大型雙面貼裝生產(chǎn)線千一臺翻板機(jī)可將兩條單面貼裝生產(chǎn)線連接一起。第六章 SMT生產(chǎn)線及其主要設(shè)備 SMT生產(chǎn)線 SMT生產(chǎn)線按照自動(dòng)化程度可分為全自動(dòng)生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線；按照生產(chǎn)線的規(guī)模大小可分為大型、中型和小型生產(chǎn)線。5. 工藝無鉛焊料的印刷、貼片、焊接、清洗以及檢測都是新的課題，都要適應(yīng)無鉛焊料的要求。4. 焊接設(shè)備要適應(yīng)較高的焊接溫度要求，再流焊爐的預(yù)熱區(qū)要加長或更換新的加熱元件；波峰焊機(jī)的焊料槽、焊料波噴嘴、導(dǎo)軌傳輸爪的材料要耐高溫腐蝕。2. PCB要求PCB基材耐更高溫度，焊後不變形，焊盤表面鍍層無鉛化，與組裝焊接用的無鉛焊料相容，要低成本。五、無鉛焊接給帶來問題1. 元器件要求元件體耐高溫，而且無鉛化。 2．SnZn系焊料snzn系焊料機(jī)械性能好，拉伸強(qiáng)度比sp－pb共晶焊料好，可拉制成絲材使用；具有良好的蠕變特性，變形速度慢，至斷裂時(shí)間長；缺點(diǎn)是ZN極易氧化，潤濕性和穩(wěn)定性差，具有腐蝕性。 目前常和的無鉛焊料主要是以SnAg、SnZn、Sb、Bj為基體，添加適量的其它金屬元素組成三元合金和多元合金。7．成本要低，所選剛的材料能保證充分供應(yīng)。5．要與現(xiàn)有的焊接設(shè)備和工藝相容，可在不更換設(shè)備不改變現(xiàn)行工藝的條件下進(jìn)行焊接。3．熱傳導(dǎo)率和導(dǎo)電率要與Sn63／Pb37的共晶焊料相當(dāng)，具有良好的潤濕性。二．對無鉛焊料的要求 1．熔點(diǎn)低，合金共晶溫度近似於Sn63／Pb37的共晶溫度183℃，大致在180℃220℃之間。我國目前還沒有具體政策，目前普通焊膏還繼續(xù)沿用，但發(fā)展是非常快的，加入WTO會加速跟上世界步伐。我國一些獨(dú)資、合資企業(yè)的出口產(chǎn)品也有了應(yīng)用。美國和歐洲提出2006年禁止使用。 一．無鉛焊料的發(fā)展動(dòng)態(tài) 鉛及其化合物會給人類生活環(huán)境和安合帶來較大危害；電子工業(yè)中在大量使用sn/Pb合金焊料是造成污染的產(chǎn)要來源之一。對清潔度要求高必須清洗的產(chǎn)品，—般應(yīng)採用溶劑清洗型或水清洗型焊膏，必須與清洗工藝相匹配。目前普通焊膏還在繼續(xù)沿用。8．需要清洗的產(chǎn)品，再流焊後應(yīng)在當(dāng)大完成清洗。6．印刷後儘量在4小時(shí)內(nèi)完成再流焊。4．添加完焊膏後，應(yīng)蓋好容器蓋。（採用焊膏攪拌機(jī)時(shí)，15分鐘即可回到室溫）。二．焊膏的管理和使用1．必須儲存在5一10℃的條件下。 5．根據(jù)PCB的組裝密度(有無窄間距)來選擇合金粉末顆細(xì)微性，常用焊膏的合金粉未顆粒尺寸分為四種細(xì)微性等級，窄間距時(shí)—般選擇20—45pm。 (2)高可靠性產(chǎn)品、航太和軍工產(chǎn)品可選擇R級。4．根據(jù)PCB和元器件存放時(shí)間和表面氧化程度來選擇焊膏的活性。 (3)採用水清洗工藝時(shí)，要選用水溶性焊膏。 (1)採用免清洗工藝時(shí)，要選用不含鹵素和強(qiáng)腐蝕性化合物的免清洗焊膏。 (3)水金板不要選擇含銀的焊膏。 (1)常用的焊膏合金組份：Sn63Pb37 和Sn62Pb36Ag2。 一．焊膏的選擇依據(jù) 1．根據(jù)產(chǎn)品本身價(jià)值和用途，高可靠性的產(chǎn)品需要高品質(zhì)的焊膏。 6．合金粉末顆細(xì)微性要滿足工藝要求，合金粉末中的微粉少，焊接時(shí)起球少。 4．室溫下連續(xù)印刷時(shí)，要求焊膏不易於燥，印刷性(滾動(dòng)性)好。 2．在儲存期內(nèi)，焊膏的性能應(yīng)保持不變。免清洗焊膏以及範(fàn)本印刷用焊膏的合金含量高—些，在90％左右。合金焊料粉的含量高，黏度就大：焊劑百分含量高，黏度就小。焊劑的組成對焊膏的潤濕性、塌落度、黏度、可清洗性、焊料球飛濺及儲存壽命等均有較大的影響。（不適用於水金板）Sn10pb88ag2268290適用於耐高溫元器件及需要兩次再流焊表面組裝板的首次再流焊（不適用於水金板）221共晶適用於要求焊點(diǎn)強(qiáng)度較高的表面組裝板的焊接（不適用於水金板）Sn42bi58138共晶適用於熱敏元器件及需要兩次同志流焊表面組裝板的第二次再流焊。焊劑 焊劑是淨(jìng)化金屬表面、提高潤濕性、防止焊料氧化和保證焊膏品質(zhì)以及優(yōu)良工藝的關(guān)鍵材料。 目前最常用焊膏的金屬組分為Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。 5．按粘度可分為：印刷用和滴塗用。 3．按焊劑的成分可分為：免清洗、可以不清洗、容劑清洗和水清洗。、組成 一．焊膏的分類 1．按合金粉末的成分可分為：高溫、低溫，有鉛陽無鉛。四．操作人員拿取SMD器時(shí)應(yīng)帶好防靜電手鐲.五運(yùn)輸、分料、檢驗(yàn)、手工貼裝等操作需要拿取SMD器件時(shí)儘量用吸筆操作，使用鑷子時(shí)要注意不要碰傷SOP、QFP等器件的引腳，預(yù)防引腳翹曲變形。到用戶手中算起一般為一年(南方潮濕環(huán)境下3個(gè)月以內(nèi))。 防靜電措施：要滿足表面組裝對防靜電的要求。四、託盤包裝託盤包裝用於QFP、窄間距SOP、PLCC、PLCC的插座等。編帶的尺寸標(biāo)準(zhǔn)見表44。塑膠帶用於包裝各種片式無引線元件、複合元件、異形元件、SOT、SOP、小尺寸QFP等片式元件。一、 表面組裝元器件包裝編帶有紙帶和塑膠帶兩種材料。1％和177。％、177。5％和177。20％ 2．容值誤差表示方法 C 0．25Pf———土5％ D 0．5Pf —— 土10％ F 1．0Pf——土20％ 五．表面組裝電阻、電容的額定阻值、額定容值的規(guī)定(電子部標(biāo)準(zhǔn))額定阻值、額定容值分為E24系列和E96系列，其表示方法是採用各系列。5％ K－——177。 1 0 2 十位和百位表示數(shù)值 個(gè)位表示0的個(gè)數(shù)1． 片式電阻舉例(片式電阻表面有標(biāo)稱值)471 ——表示1K； ——表示470Ω；105 ——表示1MΩ。球形的器件封裝類型有：BGA、CSP、FILPCHLP.、電容型號和規(guī)格的表示方法；不同廠家和電阻、電容型號、規(guī)格表示有所不同一、電阻型號、規(guī)格表示方法（以1/8W560Ω177。圖41 無引線片式元件端頭三層金屬電極示意圖二表面組裝器件（SMD）的焊端結(jié)構(gòu)表面組裝器件的焊端結(jié)構(gòu)可分為羽翼形、J形和球形，見圖42圖42 表面組裝器件（SMD）的焊端結(jié)構(gòu)示意圖羽翼形的器件封裝類型有：SOT、SOP、QFP。因此在鈀銀電極外面鍍一層鎳，鎳的耐焊性比較好，而且比較穩(wěn)定，用鎳作中間電極可起到阻擋層的作用。1 inch=我國沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，公制(mm)和英制(