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介紹smt實(shí)用工藝-文庫(kù)吧資料

2025-06-24 15:17本頁(yè)面
  

【正文】 )都可以使用。外形與BGA相同,封裝尺寸比BGA小。七、承受有機(jī)溶劑的洗滌。波峰焊:260℃177。再流焊:235℃177。焊端90%沾錫?!?77。 235℃177。四、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,能承受貼裝機(jī)的貼裝應(yīng)力和基板的彎折應(yīng)力。二、尺寸、形狀標(biāo)準(zhǔn)化、并具有良好的尺寸精度和互換性。 表面組裝元器件是指外形為矩形片式、圓柱形或異形,其焊端或引腳制作在同一平面內(nèi)并適用于表面組裝的電子元器件。焊料應(yīng)在片式元件金屬化端頭處全面鋪開,形成連續(xù)均勻的覆蓋層,見圖34(b):三、漏焊、虛焊和橋接等缺陷應(yīng)降至最少:四、元件體 焊接后貼裝元件無損壞、無丟失、端頭電極無脫落:五、插裝元件 要求插裝元器件的元件面上錫好(包括元件引腳插裝孔和金屬化孔);六、PCB表面焊接后印制板表面允許有微小變色,但不允許嚴(yán)重變色,不允許阻焊膜起皺、起泡和脫落。為最好,見圖34(a)。 一、焊點(diǎn)外觀 焊接點(diǎn)表面應(yīng)完整、連續(xù)平滑、焊料量適中,無大氣孔和砂眼:二、潤(rùn)濕性 焊點(diǎn)潤(rùn)濕性好,呈彎月形狀,插裝元件潤(rùn)濕角θ應(yīng)小于90176。 傳輸速度是影響產(chǎn)量的因素。雙波峰焊的第一個(gè)波峰一般在235~240℃/1s左右,第二個(gè)波峰—般在240260℃/3s左右。焊接溫度和時(shí)間與預(yù)熱溫度、焊料波的溫度、傾斜角度、傳輸速度都有關(guān)系。五、工藝參數(shù)的綜合調(diào)整 工藝參數(shù)的綜合調(diào)整對(duì)提高波峰焊質(zhì)量是非常重要的。當(dāng)焊點(diǎn)離開波峰時(shí),如果焊點(diǎn)與焊料波的剝離速度太慢,容易造成橋接。通過調(diào)節(jié)傾斜角度還可以調(diào)整PCB與波峰的接觸時(shí)間,傾斜角度越大,每個(gè)焊點(diǎn)接觸波峰的時(shí)間越短,焊接時(shí)間就短;傾斜角度越小,每個(gè)焊點(diǎn)接觸波峰的時(shí)間越長(zhǎng),焊接時(shí)間就長(zhǎng)。是通過調(diào)整波峰焊機(jī)傳 輸裝置的傾斜角度來實(shí)現(xiàn)的。以每個(gè)焊點(diǎn),接觸波峰的時(shí)間來表示焊接時(shí)間,—般焊接時(shí)間為34秒鐘。由于熱量是溫度和時(shí)間的函數(shù),在一定溫度下焊點(diǎn)和元件受熱的熱量隨時(shí)間的增加而增加。 波峰溫度一般為250 177。如焊接溫度偏低,液體焊料的粘度大,不能很好地在金屬表面潤(rùn)濕和擴(kuò)散,容易產(chǎn)生拉尖和橋連、焊點(diǎn)表面粗糙等缺陷。因此,要恰當(dāng)控制頂熱溫度和時(shí)間,最佳的預(yù)熱溫度是在波峰焊前涂覆在PCB底面的焊劑帶有粘性(見表31)。預(yù)熱時(shí)間由傳送帶速度來控制。 印制板預(yù)熱溫度和時(shí)間要根據(jù)印制板的大小、厚度、元器件的大小和多少,以及貼裝元器件的多少來確定。 ,可以去除印制板焊盤、元器件端頭和引腳表面的氧化膜及其它污染物,同時(shí)起到防止金屬表面在高溫下發(fā)生再氧化的作用。關(guān)鍵要求噴頭能夠控制噴霧量,應(yīng)經(jīng)常清理噴頭,噴射孔不能堵塞。另外,還要注意不斷補(bǔ)充焊劑槽中的焊劑量,不能低于最低極限位置。焊接過程中隨著時(shí)間的延長(zhǎng),焊劑中的溶劑會(huì)逐漸揮發(fā),使焊劑的比重增大;其粘度隨之增大,流動(dòng)性也隨之變差,影響焊劑潤(rùn)濕金屬表面,妨礙熔融的焊料在金屬表面上的潤(rùn)濕,引起焊接缺陷。 采用涂刷與發(fā)泡方式時(shí),必須控制焊劑的比重。焊劑涂覆量要根據(jù)波峰焊機(jī)的焊劑涂覆系統(tǒng),以及采用的焊劑類型進(jìn)行設(shè)置。 焊接前準(zhǔn)備 →開波峰焊機(jī)→設(shè)置焊接參數(shù)→首件焊接并檢驗(yàn)→連續(xù)焊接生產(chǎn)→送修板檢驗(yàn)。五、錫渣減除劑 錫渣減除劑能使熔融的焊錫與錫渣分離,從而起到節(jié)省焊料的作用。四、防氧化劑 防氧化劑是為減少焊接時(shí)焊料在高溫下氧化而加大的輔料,起節(jié)約焊料和提高焊接質(zhì)量作用,目前主要采用油類與還原劑組成的防氧化劑。一般家用電器類電子產(chǎn)品均可采用免清洗型焊劑或采用RMA(中等活性)松香型焊劑,可不清洗。 一般情況下軍用及生命保障類產(chǎn)品,如衛(wèi)星、飛機(jī)儀表、潛艇通信、醫(yī)療裝置和微弱信號(hào)測(cè)試儀器等電子產(chǎn)品必須采用清洗型的焊劑。 按照清洗要求,焊劑分為免清洗、水清洗、半水清洗和溶劑清洗四種類型。 (4)水清洗、半水清洗和溶劑清洗型焊劑要求焊后易清洗。焊劑的比重可以用溶劑來稀釋。 (1)熔點(diǎn)比焊料低,擴(kuò)展率85%。 預(yù)熱的作用 (1)焊劑中的松香樹脂和活性劑在一定溫度下產(chǎn)生活性化反應(yīng),能去除焊接金屬表面氧化膜,同時(shí)松香樹旨又能保護(hù)金屬表面在高溫下不再氧化。l%以內(nèi);%:焊料中主要雜質(zhì)的最大含量控制在以下范圍內(nèi): Cu%;A1%;Fe%;Bi%;Zn%;Sb%;As%。 一、焊料 目前一般采用Sn63/Pb37棒狀共晶焊料,熔點(diǎn)183℃。 四、%。 二、對(duì)插裝元件要求 如采用短插一次焊工藝,插裝元件必需預(yù)先成形。之后,印制板的底面通過第二個(gè)熔融的焊料波,第二個(gè)焊料波是平滑波,平滑波將引腳及焊端之間的連橋分開,并去除拉尖(冰柱)等焊接缺陷(圖32是雙波峰焊錫波)圖32 雙波峰焊錫波圖33 雙波峰焊理論溫度曲線 當(dāng)印制板繼續(xù)向前運(yùn)行離開第二個(gè)焊料波后,自然降溫冷卻形成焊點(diǎn),即完成焊接。 印制板繼續(xù)向前運(yùn)行,印制板的底面首先通過第一個(gè)熔融的焊料波。 當(dāng)完成點(diǎn)(或印刷)膠、貼裝、膠固化、插裝通孔元器件的印制板從波峰焊機(jī)的入口端隨傳送帶向前運(yùn)行,通過焊劑發(fā)泡(或噴霧)槽時(shí),印制板下表面的焊盤、所有元器件端頭和引腳表面被均勻地涂覆上一層薄薄的焊劑。下面以雙波峰焊機(jī)的工藝流程為例,來說明波峰焊原理(見圖31)圖31 雙波峰焊接過程示意圖波峰焊原理用于表面組裝元器件的波峰焊設(shè)備一般都是雙波峰或電磁泵波峰焊機(jī)。適用于波峰焊工藝的表面組裝元器件有矩形和圓柱形片式元件、SOT以及較小的SOP等器件。在批量生產(chǎn)過程中要定時(shí)檢查焊接質(zhì)量的情況,及時(shí)對(duì)溫度曲線進(jìn)行調(diào)整。檢查焊接是否完全、有無焊膏融化不充分的痕跡、焊點(diǎn)表面是否光滑、焊點(diǎn)開頭否呈半狀、焊料球和殘留物的情況、連焊和虛焊的情況等;此外,還要檢查PCB表面顏色變化情況。 焊接過程中,嚴(yán)防傳送帶震動(dòng)。三、 再流焊的工藝要求 要設(shè)置合理的再流焊溫度曲線――再流焊是SMT生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序,不恰當(dāng)?shù)臏囟惹€設(shè)置會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)焊接不完全、虛焊、元件翅立、錫珠多等焊接缺陷,影響產(chǎn)品質(zhì)量。 對(duì)PCB整體加熱再流焊可分為:熱板、紅外、熱風(fēng)、熱風(fēng)加紅外、氣相再流焊。 工藝簡(jiǎn)單,修板的工作極小。 焊接中一般不會(huì)混入不純物,使用焊膏時(shí),能正確地保證焊料的組分。 能控制焊料的施加量,避免了虛焊 、橋接等焊接缺陷,因此焊接質(zhì)量好,可靠性高。此時(shí)完成了再流焊。一、定義再流焊是通過重新熔化預(yù)先分配到印制板焊盤上的膏狀軟纖焊料,實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接的軟釬焊。元器件的端頭或引腳均應(yīng)與焊盤圖形對(duì)齊、居中。 貼裝好的元器件要完好無損。一、定義用貼裝機(jī)或人工將片式元器件準(zhǔn)確地貼放在印好焊膏或貼片膠的PCB表面上。 印刷貼片膠 印刷貼片膠的生產(chǎn)效率較高,用于大批量生產(chǎn)中,有絲網(wǎng)和模板兩種印刷方法。 針式轉(zhuǎn)印貼片膠針式轉(zhuǎn)印機(jī)是采用針矩陣組件,先在貼片膠供料盤上蘸取適量的貼片膠,然后轉(zhuǎn)移動(dòng)PCB的點(diǎn)膠位置上同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)涂敷。全自動(dòng)滴涂需要專門的全自動(dòng)點(diǎn)膠設(shè)備,也有些全自動(dòng)貼片機(jī)上配有點(diǎn)膠頭,具備點(diǎn)膠和貼片兩種功能。 分配器滴涂貼片膠分配器滴涂可分為手動(dòng)和全自動(dòng)兩種方式。膠滴量(尺寸大小或膠滴數(shù)量)應(yīng)根據(jù)元器件的尺寸和重量而定;尺寸和重量大的元器件膠滴量應(yīng)大一些,但也不宜過大,以保證足夠的粘接強(qiáng)度為準(zhǔn)。剩余的貼片膠要單獨(dú)存放,不能與新貼片膠混裝一起;(7) 點(diǎn)膠或印刷后,應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)完成固化;(8) 操作者盡量避免貼片膠與皮膚接觸,若不慎接觸,應(yīng)及時(shí)用乙醇擦洗干凈。3℃)進(jìn)行,因?yàn)橘N片膠的粘度隨溫度而變化,以防影響涂敷質(zhì)量。(3)應(yīng)優(yōu)先選擇固化溫度較低、固化時(shí)間較短的貼片膠。由于光固型貼片膠比較充分,粘接牢度高,對(duì)于較寬大的元器件應(yīng)選擇光固型貼片膠。10℃/1-2min完成完全固化。環(huán)氧樹脂型貼片膠屬于熱固型,一般固化溫度在140177。(2) 觸變性好,涂敷后膠滴不變形,不漫流,能保持足夠的高度;(3) 對(duì)印制板和元器件無腐蝕,絕緣電阻高和高頻特性好;(4) 常溫下使用壽命長(zhǎng)(常溫下固化速度慢);(5) 在固化溫度下固化速度快,固化溫度要求在150℃以下,5分鐘以內(nèi)完全固化;(6) 固化后粘接強(qiáng)度高,能經(jīng)得住波峰焊時(shí)260℃的高溫以及熔融的錫流波剪切刀的沖擊;在焊接過程中無釋放氣體現(xiàn)象,波峰焊過程中元件不掉落。在雙面再流焊工藝中,為防止已焊好面上大型器件因焊接受熱熔化而掉落,也需要用貼片膠起輔助固定作用。金屬模板印刷的質(zhì)量比較好,模板使用壽命長(zhǎng),因此一般應(yīng)優(yōu)先采用金屬模板印刷工藝。 絲網(wǎng)印刷――用于元器件焊盤間距較大,組裝密度不高的中小批量生產(chǎn)中。三、施加焊膏的方法施加焊膏的方法有三種:滴涂式(即注射式,滴除式又分為手工操作和機(jī)器制作)、絲網(wǎng)印刷和金屬模板印刷。 焊膏應(yīng)覆蓋每個(gè)焊盤的面積,應(yīng)在75%以上; 焊膏印刷后,應(yīng)無嚴(yán)重塌落,邊緣整齊,;對(duì)窄間距元器件焊盤。焊膏圖形要清晰,相鄰的圖形之間盡量不要粘連,焊膏圖形與焊盤圖形要一致,盡量不要錯(cuò)位。雙面混裝THC在A面,A、B兩面都有SMD雙面PCB表面組裝元器件和通孔插裝元器件適合高密度組裝A、B兩面都有SMD和THC雙面PCB表面組裝元器件和通孔插裝元器件工藝復(fù)雜,盡量不采用一、工藝目的把適量的SN/PB焊膏均勻地施加在PCB焊盤上,以保證片式元器件與PCB相對(duì)應(yīng)的焊盤達(dá)到良好的電氣連接。片式元器件被牢固地粘接在印制板的焊接面,然后插裝分立元器件,最后對(duì)片式元器件與插裝元器件同時(shí)進(jìn)行波峰焊接。第二章 SMT工藝概述 SMT工藝分類一、按焊接方式,可分為再流焊和波峰焊兩種類型 再流焊工藝――先將微量的錫鉛(SN/PB)焊膏施加到印制板的焊盤上,再將片式元器件貼放在印刷板表面規(guī)定的位置上,最后將貼裝好元器件的印制板放以再流焊設(shè)備的傳送帶上,從爐子入口到出口(大約56分鐘)完成干燥、預(yù)熱、熔化、冷卻全部焊接過程。DCA――芯片直接貼裝技術(shù);CSP――芯片級(jí)封裝(引腳也在器件底下,外形與BGA相同,封裝尺寸BGA小。-*。特別是對(duì)電性能要求極高的軍品。另外,如果N2純度低(如普通20PPN)效果不明顯,因此要求N2純度為100PPN。對(duì)于什么樣的產(chǎn)品需要充N2,目前還有爭(zhēng)議。(1)目前再流焊傾向采用熱風(fēng)小對(duì)流方式,在爐子下面采用制冷手段,以保護(hù)爐子上、下和長(zhǎng)度方向的溫度梯度,從而達(dá)到工藝曲線的要求。其優(yōu)點(diǎn)是溫度均勻、焊接質(zhì)量好。為了使深顏色和大體積的元器件達(dá)到焊接溫度、必須提高焊接溫度,容易造成焊接不良和損壞元器件等缺陷。其優(yōu)點(diǎn)是熱效率高,溫度陡度大,易控制溫度曲線,雙面焊接時(shí)PCB上、下溫度易控制。 再流焊熱傳導(dǎo)方式主要有輻射和對(duì)流兩種方式。此外,現(xiàn)代的貼片機(jī)在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)(Y軸方向由單絲械向雙絲杠發(fā)展);元件的對(duì)中方式(由機(jī)械向激光向全視覺發(fā)展);圖像識(shí)別(采用高分辨CCD);BGA和CSP的貼裝(采用反射加直射鏡技術(shù));采用鑄鐵機(jī)架以減少振動(dòng),提高精度,減少磨損;以及增強(qiáng)計(jì)算機(jī)功能等方面都采用了許多新技術(shù),使操作更加簡(jiǎn)便、迅速、直觀和易掌握。;。近年來,各類自動(dòng)化貼裝機(jī)正朝著高速、高精度和多功能方向發(fā)展。這種方法焊膏是密封式的,適合免清洗、元鉛焊接以及高密度、高速度印刷的要求。全自動(dòng)印刷機(jī)除了有自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)外,還有自動(dòng)更換漏印模板、清洗網(wǎng)板、對(duì)QFP器件進(jìn)行45度角印刷、二維和三維檢查印刷結(jié)果(焊膏圖形)等功能。增加了CCD圖像識(shí)別,提高了印刷精度。四、SMT主要設(shè)備發(fā)展情況印刷機(jī) 由于新型SMD不斷出現(xiàn)、組裝密度的提高以及免清洗要求,印刷機(jī)的高密度、高精度的提高以及多功能方向發(fā)展。三、無鉛焊接技術(shù)為了防止鉛對(duì)環(huán)境和人體危害,元鉛焊接也迅速地被提到議事日程上,日本已研制出無鉛焊接并應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中,美國(guó)和歐洲也在加緊研究。由于計(jì)算機(jī)、通信、航空航天等電子技術(shù)飛速發(fā)燕尾服,促使半導(dǎo)體集成電路的集成度越來越高,SMC越來越小,SMD的引腳間距也越來越窄。BGA無論在性能和價(jià)格上都有競(jìng)爭(zhēng)力,已經(jīng)在高(I/O)數(shù)的器件封裝中起主導(dǎo)作用。例:31mm *31mmR BGA ,有400個(gè)焊球(I/O);,有900個(gè)焊球(I/O)。BGA和QFP相比最突出的優(yōu)點(diǎn)首先是I/O數(shù)的封裝面積比高,節(jié)省了PCB面積,提高了組裝密度。由于QFP(四邊扁平封裝器件受SMT工藝的限制。--。其尺寸從1206(*)向0805(*)-0603(*)-0402(*)-0201(*)發(fā)展。SMT發(fā)展速度之快,的確令人驚訝,可以說,每年、每月、每天都有變化。為了進(jìn)一步適應(yīng)電子設(shè)備向短、小、輕、薄方向發(fā)展,出現(xiàn)了0210(*)的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、復(fù)合化片式元件等新型封裝元器件。SMT總的發(fā)展趨勢(shì)是:元器件越來越小、組裝密度越來越高、組裝難度也越來越大。我國(guó)將成為SMT世界加工廠的基地。全國(guó)已引進(jìn)40005000臺(tái)貼裝機(jī)。隨后應(yīng)用于錄像機(jī)、攝像機(jī)及袖珍式高檔多波段收音機(jī)、隨身聽等生產(chǎn)中,近幾年在計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天電子產(chǎn)品中也逐漸得到應(yīng)用。據(jù)飛利浦公司預(yù)測(cè),到2010年全球范圍插裝元器件的使用率將由目前和40%下降到10%,反之,SMC/SMD將從60%上升到90%左右。歐洲各國(guó)SMT的起步較晚,但他們重視發(fā)展并有較好的工業(yè)基礎(chǔ),發(fā)展速度也很快,其發(fā)展水平和整機(jī)中SMC/SMD的使用效率僅次于日本和美國(guó)。美國(guó)是世界上SMD和SMT最早起源的國(guó)家,并一直重視在投資類電子產(chǎn)品和軍事裝備領(lǐng)域發(fā)揮SMT高組裝密度和高可靠性能方面的優(yōu)勢(shì),具有很高的水平。SMT是電子裝聯(lián)技術(shù)的發(fā)展方向,已成為世界電子整機(jī)組裝技術(shù)的主流。采用雙面貼裝時(shí),組裝密度的5倍以左右,從而使印制板面積節(jié)約了60%70%,重量減輕90%以上。SMT是無需對(duì)印制板鉆插裝孔,直接將處式元器件或適合于表面組裝的微型元件器貼、焊到印制或其他基板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。SMT已經(jīng)成為一個(gè)涉
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