怎样设计SMT(表面组装)工艺流程?

发布时间:2024-10-14 15:29:45  

表面组装印制电路板组件(Print Circiut Board Assembly,PCBA)的焊接,主要有再流焊接和波峰焊接两种工艺,它们构成了SMT组装的基本工艺流程。

1.再流焊接工艺流程

再流焊接是指通过熔化预先印刷在PCB焊盘上的焊膏,实现表面组装元器件焊端或引脚与PCB焊盘之间机械和电器连接的一种软钎焊工艺。

1)工艺特点

(1)焊料(以焊膏形式)的施加与加热分开进行,焊点大小可控;

(2)焊膏通过印刷的方式分配,每个焊接面一般只采用一张钢网进行焊膏印刷;

(3)再流焊炉主要的功能就是对焊膏进行加热,它是对置于炉内的PCBA整体加热,在进行第二次焊接时,第一次焊接好的焊点会重新熔化。

2)工艺流程

印刷焊膏→贴片→再流焊接,如图1-3所示。

图片

图1-3 再流焊接工艺流程

2.波峰焊接工艺流程

波峰焊接是指将熔化的软钎焊料(含锡的焊料),经过机械泵或电磁泵喷流成焊料波峰,使预先装有元器件的PCB通过焊料波峰,实现元器件焊端或引脚与PCB插孔/焊盘之间机械和电器连接的一种软钎焊接工艺。

1)工艺特点

(1)对PCB施加焊料与热量。

(2)热量的施加主要通过熔化的焊料传导,施加到PCB上的热量大小主要取决于熔融焊料的温度和熔融焊料与PCB的接触时间(焊接时间)。

(3)焊点的大小、填充性主要取决于焊盘的设计、孔与引线的安装间隙。换句话说,就是波峰焊接焊点的大小主要取决于设计。

(4)焊接SMD,存在“遮蔽效应”,容易发生漏焊现象。所谓“遮蔽效应”,是指片式SMD的封装体阻碍焊料波接触到焊盘/焊端的现象。

2)工艺流程

点胶→贴片→固化→波峰焊接,如图1-4所示。

图片

图1-4 波峰焊接工艺流程


PCBA组装流程设计

一、 PCBA的组装流程设计决定了PCBA正反面元器件的布局,主要布局设计如图1-5~图1-9所示。

图片

图1-5 双面SMD布局设计


图片

图1-9 底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计

1.全SMD布局设计

随着元器件封装技术的发展,基本上各类元器件都可以用表面组装封装,因此,尽可能采用全SMD设计,有利于简化工艺和提高组装密度。

根据元器件数量以及设计要求,可以设计为单面全SMD或双面全SMD布局(见图1-5)。对于双面全SMD布局,布局在底面的元器件应该满足顶面焊接时不会掉下来的最基本要求。

装配工艺流程如下。

(1)底面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

(2)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

之所以先焊接底面,是因为一般底面上所布局的SMD考虑到了不能掉下来的焊接要求。

2.顶面混装,底面SMD布局设计

这是目前常见的布局形式,根据插装元器件的焊接方法,可以细分为三类布局,即波峰焊接、托盘选择性波峰焊接和移动喷嘴选择性波峰焊接或手工焊接。由于焊接工艺不同,设计要求略有不同。

1)底面采用波峰焊接的布局设计

底面采用波峰焊接的布局设计如图1-6所示,这类布局适合复杂表面组装元器件(不适合波峰焊接的SMD)可以在一面布局下的情况。


图片

图1-6 底面采用波峰焊接的布局设计

底面一般只能够用波峰焊接的封装,如0603~1206范围内的片式元件、引线间距大于等于1mm的SOP等。

波峰焊接的布局设计,其上的SMD必须先点胶固定。采用的装配工艺流程如下:

(1)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

(2)底面:点胶→贴片→固化。

(3)顶面:插件。

(4)底面:波峰焊接。

之所以先焊接顶面,一方面,因为裸的PCB在焊接前比较平整;另一方面,因为底面胶的固化温度比较低(≤150℃),不会对顶面上已经焊接好的元件构成不良影响。

2) 底面采用托盘选择性波峰焊接的布局设计

底面采用托盘选择性波峰焊接的布局设计如图1-7所示,这类布局适合SMD数量多、一面布局不下,又有不少插装元器件的情况。


图片

图1-7 底面采用托盘选择性波峰焊接的布局设计

底面布局要求比较多,一是SMD元件不能太高;二是波峰焊接元器件与托盘保护的SMD之间的间隔要满足工装、温度的设计要求。

托盘选择性波峰焊接的布局设计,其装配工艺流程如下:

(1)底面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

(2)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

(3)顶面:插件。

(4)底面:加托盘波峰焊接,如图1-8所示。


图片

图1-8 托盘

3) 底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计

底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计,这类布局适合SMD数量多、一面布局不下,只有少数插装元器件的情况。

底面布局与双面全SMD基本一样,只要插装引脚与周围元器件的间隔满足喷嘴焊接要求即可。

底面采用移动喷嘴选择性波峰焊接的布局设计,其装配工艺流程如下:

(1)底面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

(2)顶面:印刷焊膏→贴片→再流焊接。

(3)底面:移动喷嘴选择性波峰焊接。


本章节已经讲完,下一个章节将讲解《SMT表面组装元器件的封装形式》,

SMT工程师之家,欢迎您继续关注后续精彩内容!


文章来源于:SMT工程师之家    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>