Introducción básica de SMT

Introducción básica de SMT

1.Concepto básico

La tecnología de ensamblaje de superficie, conocida en inglés como 'SURFACE MOUNT TECHNOLOGY', denominada SMT, consiste en la pasta de componentes de montaje en superficie, soldada a las almohadillas de la placa de circuito impreso recubiertas con pasta de soldadura, y luego los componentes de montaje en superficie se colocan con precisión en la almohadillas recubiertas con pasta de soldadura, a través del calentamiento de la placa de circuito impreso hasta que la pasta de soldadura se derrita, el enfriamiento realizará la conexión entre los componentes y el circuito impreso.

2. Ventajas de la tecnología de montaje de superficies:

(1) la alta densidad de ensamblaje, el uso de SMT en términos relativos, puede hacer que el tamaño del producto electrónico se reduzca en un 60% y una reducción de peso del 75%.

(2) la confiabilidad de la crema, la tasa general de uniones de soldadura defectuosas es inferior a 10 partes por millón, que la tecnología de soldadura por ola de componentes de orificio pasante es un orden de magnitud menor.

(3) buenas características de alta frecuencia

4）Reducción de costo

(5) para facilitar la producción automatizada.

3. Desventajas de la tecnología de montaje de superficies:

1) Los componentes en el valor nominal no se pueden ver, los trabajos de mantenimiento son difíciles

2) el mantenimiento y la sustitución del dispositivo son difíciles y necesitan herramientas especiales

3) mala coherencia del coeficiente de expansión térmica (CTE) entre los componentes y los tableros impresos.Con el especial equipo de desmontaje y la aparición de nuevos coeficientes de expansión bajos de la placa impresa, ya no se han convertido en un obstáculo para el desarrollo futuro de SMT.

4. Proceso de montaje de superficies:

El proceso SMT tiene dos tipos de flujo de proceso más básico, uno para el proceso de reflujo de pasta de soldadura y el otro es el proceso de soldadura por onda de parche.En la producción real, se debe basar en el tipo de componentes y equipo de producción utilizados, así como en los requisitos del producto, para elegir un proceso diferente; ahora el flujo del proceso básico se muestra a continuación:

flujo SMT

1) Pasta - proceso de soldadura por reflujo, el proceso se caracteriza por ser simple, rápido y propicio para la reducción del tamaño del producto.

2) Parche - proceso de soldadura por ola, el proceso se caracteriza por el uso de espacio en la placa de doble cara, el volumen de productos electrónicos se puede reducir aún más y aún usar componentes de orificio pasante, económico, pero los requisitos del equipo aumentan, el Los defectos del proceso de soldadura por ola son más difíciles de lograr en un ensamblaje de alta densidad.

3) instalación mixta, el proceso se caracteriza por el uso completo del espacio de la placa PCB en ambos lados, es uno de los métodos para lograr la minimización del área de instalación y aún conserva las características de los componentes de bajo precio con orificios pasantes.

4) Ambos lados utilizan pasta de soldadura: proceso de soldadura por reflujo, las características del proceso pueden aprovechar al máximo el espacio de la PCB y para lograr la minimización del área de instalación, el control del proceso es complejo, con requisitos estrictos, comúnmente utilizados en uso intensivo. o productos eléctricos ultrapequeños, los teléfonos móviles son uno de los productos típicos.

Sabemos que, en términos de nuevos materiales, la soldadura en pasta y el pegamento son fluidos tixotrópicos, causantes de defectos que representan el 60% del total de defectos del SMT, capacitación para dominar el conocimiento de estos materiales con el fin de garantizar la calidad del SMT. SMT también implica una variedad de procesos de montaje, como el proceso de impresión, el proceso de dispensación, el proceso de pegado, el proceso de curado, siempre que cualquiera de estos parámetros del proceso se desvíe y conduzca a la generación de productos defectuosos, el proceso SMT. El personal del proceso SMT debe tener una gran cantidad de conocimiento del proceso, en cualquier momento para monitorear el estado del proceso, predecir la tendencia de desarrollo.

Pasta de soldadura y tecnología de impresión.

1. Pasta de soldar

Es la soldadura en polvo y tiene la función de fundente en pasta mezclado en una pasta, generalmente el polvo de soldadura representa aproximadamente el 90%, el resto es la composición química.Es un sistema de materiales complejo, la fabricación de pasta de soldadura implica dinámica de fluidos, fundición de metales, química y física orgánicas y otros conocimientos integrales.

(1) para una clase de fluidos para soldadura en pasta, debido a la estructura de cadena larga de macromoléculas y al entrelazamiento, o la presencia de agentes tixotrópicos, su comportamiento de flujo es mucho más complejo que el de los fluidos de bajo peso molecular, dichos fluidos están sujetos a fuerzas externas, el corte y la velocidad de corte ya no es proporcional a la viscosidad del líquido ya no es una constante, el comportamiento del flujo no está sujeto a las ecuaciones reológicas, y por eso en la ingeniería de este tipo de fluidos se los conoce como fluidos no tónicos.

(2) La soldadura en pasta fuera del aumento de fuerza, la viscosidad de la pasta disminuyó rápidamente, pero cayó a un cierto nivel y luego comenzó a estabilizarse.Es decir, la soldadura en pasta al imprimir, por el empuje del raspador, su viscosidad disminuye, cuando llega a la ventana de la plantilla, la viscosidad alcanza el mínimo, por lo que puede pasar suavemente a través de la ventana para hundirse en las almohadillas de PCB, con el cese de la fuerza externa, la viscosidad de la pasta de soldadura y la velocidad de regreso de la pasta de soldadura.

(3) la pasta de soldadura se compone de polvo de bola de soldadura y fundente de pasta, el tamaño de partícula del polvo de bola de soldadura generalmente se controla entre 25UM y 45UM, un polvo demasiado grueso provocará un deterioro del rendimiento de adhesión de la pasta de soldadura y, en el fundente de pasta, generalmente contiene una cierta cantidad de colofonia u otras resinas, es para aumentar la viscosidad, y el segundo es para evitar el proceso de soldadura en una película de soldadura en la segunda oceanización.

(4) método de viscosidad y recubrimiento de pasta de soldadura: uno es una impresión de plantilla metálica, el otro es a través del recubrimiento por gota de la máquina dispensadora, estos dos tipos de métodos requieren diferentes viscosidades de la pasta de soldadura, el rango de viscosidad se muestra en la siguiente tabla:

(5) El rendimiento de impresión de la soldadura en pasta:

Producción SMT a gran escala, en primer lugar, los requisitos de la pasta de soldadura pueden ser suaves, sin parar a través de la placa de fuga de pasta de soldadura o el distribuidor a la PCB, si el rendimiento de impresión de la pasta de soldadura no es bueno, se bloqueará. El tablero de fuga de los ojales, lo que resulta en que la producción no se pueda llevar a cabo normalmente, la razón es que la falta de fundente en la pasta de soldadura o la dosis insuficiente causada por el polvo de aleación no es la forma de los pobres, la distribución de El tamaño de partícula no cumple con los requisitos también puede causar una disminución en el rendimiento de la impresión.

(6) la adhesión de la soldadura en pasta: la soldadura en pasta después de la impresión colocada durante un período de tiempo (8H) aún es capaz de mantener una viscosidad suficiente.

(7) el colapso de la soldadura en pasta:

Es para describir la pasta de soldadura impresa en la PCB y después de una cierta temperatura de la pasta sigue siendo una buena forma de término, este fenómeno a menudo conduce al reflujo después de la aparición de 'enlace de puente, cuentas voladoras'.

2. Tecnología de impresión de pasta de soldadura:

La impresión de soldadura en pasta es el primer proceso en SMT, la impresión de soldadura en pasta implica tres elementos básicos: pasta de soldadura, plantillas e impresoras, una combinación razonable de los tres, la calidad de la pasta para lograr la distribución cuantitativa de la pasta de soldadura. es muy importante.Como se mencionó anteriormente, la soldadura en pasta ahora es la descripción principal del módulo y la máquina de impresión.

1) métodos de fabricación de plantillas metálicas (plantillas):

A. Método de corrosión química, debido a la existencia de corrosión lateral, el acabado de la pared de la ventana no es suficiente para los materiales de acero inoxidable, el efecto es pobre, por lo que el efecto de la impresión por fugas también es pobre.

B. Método de corte por láser, es el uso de un generador láser de CO2 o YAG controlado por microcomputadora, como pintura con luz directamente sobre la ventana de corte de la plantilla de metal.

C. Método de electroformado: el método de electroformado para fabricar plantillas es obviamente costoso y adecuado para su uso en productos de soldadura de dispositivos de paso fino.

2) Máquina de impresión:

Descripción de la máquina de impresión completamente automática, generalmente con sistema de alineación óptica, a través de la PCB y la plantilla en el reconocimiento de la marca de alineación, la realización de la ventana inversa del molde y las almohadillas de PCB alineadas automáticamente, precisión de la máquina de impresión de 0,01 mm, pero la máquina de impresión Aún es necesario configurar manualmente una variedad de parámetros del proceso, como la velocidad de la escobilla de goma, la presión de la escobilla de goma, la velocidad de desmoldeo, la plantilla y el espacio entre la placa PCB.

(3) factores que afectan el efecto de impresión:

A. La suavidad de la ventana de la plantilla y la relación diámetro-profundidad.

B. El efecto de las propiedades tixotrópicas de la soldadura en pasta.

4) Proceso de impresión de pasta de soldadura:

A. Preparación de la pasta de soldadura: la pasta de soldadura debe colocarse en el refrigerador fría (entre 0 y 10 grados).Cuando se usa, se retira del refrigerador a temperatura ambiente (4 horas) y luego se abre la tapa, las condiciones de fábrica a través de la máquina agitando, se pueden usar aproximadamente 0,5-1 H, se debe tener en cuenta que la viscosidad de la pasta de soldadura, el tamaño de partícula es consistente con los requisitos actuales del producto.(Se debe utilizar viscosímetro para la medición)

B. La instalación y calibración de la plantilla, semiautomática, se puede realizar a través del CCD para ayudar a alinear.

C. Impresión de pasta de soldadura: la cantidad inicial no es demasiada, preste atención a la calidad del medio ambiente: sin viento, limpio, temperatura (23 = 3) grados, humedad relativa inferior al 70%.

D. Plantillas de terminación/limpieza.

(5) el ajuste y el impacto de los parámetros del proceso de la máquina de impresión:

A. Velocidad de la escobilla de goma: generalmente entre 12 y 40 mm/s

B. Presión del raspador: generalmente en 0,5 KG/25 MM

C. Ancho de la escobilla de goma: la longitud de la PCB más 50 mm aproximadamente para mejor

D. Espacio de impresión: generalmente controlado en 0-0,07 mm.

E. Velocidad de separación:

F. Forma del escurridor y materiales de producción.

(6) Defectos, causas y contramedidas de impresión de pasta de soldadura:

A. Desalineación de los gráficos de soldadura en pasta:

Causas: alineación inadecuada de la placa de acero y el desplazamiento de la almohadilla;La precisión de la impresión de la máquina de impresión no es suficiente.

Daño: fácil de causar conexión de puente

Contramedidas: ajustar la posición de la placa de acero, ajustar la máquina de impresión

B. Los gráficos de soldadura en pasta están afilados, hay una depresión:

Causas: presión excesiva de la escobilla de goma, la dureza de la escobilla de goma no es suficiente, la ventana es muy grande

Peligro: la cantidad de soldadura no es suficiente, es fácil que aparezca una soldadura virtual, la resistencia de la unión de soldadura no es suficiente.

Contramedidas: ajuste la presión de impresión, cambie el raspador de metal para mejorar el diseño de la ventana de la plantilla.

C. Demasiada pasta de soldadura:

Causas: el tamaño de la ventana de la plantilla es demasiado grande, el espacio entre la plantilla de PCB es demasiado grande

Peligro: fácil de causar conexión de puente

Contramedidas: verifique el tamaño de la ventana de la plantilla, ajuste los parámetros de impresión, especialmente el espacio libre de la plantilla de PCB

D. Gráficos desiguales, puntos rotos

Causas: la luminosidad de la pared de la ventana de la plantilla no es buena, los tiempos de la placa de impresión, no se pudo limpiar la pasta de manera oportuna, la tixotropía de la pasta no es buena.

Peligro: fácil de causar que la cantidad de soldadura no sea suficiente, como falsos defectos de soldadura.

Contramedidas: limpie la plantilla.

E. Tinción gráfica:

Causas: los tiempos de impresión de la plantilla, no limpiar la red a tiempo, mala calidad de la pasta de soldadura, la placa deja la inquietud.

Peligro: fácil de salvar.

Contramedidas: limpie la plantilla, cambie la pasta de soldadura, ajuste la máquina.

En resumen, la impresión de pasta de soldadura debe prestar atención a que los parámetros de la pasta cambiarán en cualquier momento, como el tamaño/forma de las partículas, la tixotropía y las propiedades del flujo; además, los parámetros de la máquina de impresión también provocarán cambios, como la impresión. presión / velocidad y temperatura ambiente, la calidad de la impresión de la pasta de soldadura en la calidad de la soldadura tiene un gran impacto en el proceso de soldadura. Se debe tratar cuidadosamente cada parámetro en el proceso de impresión y, a menudo, observar y registrar los coeficientes relevantes.

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