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SMT 工艺知识培训 (一) Works presentation SMT工程部:袁登峰 日月星集成电路(深圳)有限公司 课程大纲 ★ 表面贴装(SMT)工艺定义 ★ 焊接基本原理 ★ 锡膏的组成 ★ 助焊剂的分类、特性要求及其作用 ★ 钢网(模板)的制作方法及开口设计概述 ★ 锡膏粘度特性 表面贴装(SMT)工艺定义 焊接基本原理 润 湿 角 润湿角： 润湿角 ---- 焊锡润湿性(可焊性)衡量标志. 焊接基本原理 扩 展 率 表 面 张 力 焊料 基板 H0 焊料 基板 H 基板 0 0 H H - = 扩展率 H 表面张力 ---- 使液体表面缩小的力. 焊接基本原理 合 金 层 (IMC:Intermetallic) 基板 太剧烈的化学反应,形成太厚的IMC,反而降低了机械连接强度. 在适当的化学反应中,形成了 牢固的机械连接强度. Cu3Sn / Cu6Sn5 在发生化学反应的温度下 210 – 220℃ (在一秒钟内,生成的IMC厚度 约0.5微米.) 当温度升至太高时,比如 280 – 350℃ and above (化学反应剧烈,形成太厚的IMC.) 焊接基本原理 合 金 层 (IMC:Intermetallic) 基板 太剧烈的化学反应,形成太厚的IMC,反而降低了机械连接强度. 在适当的化学反应中,形成了 牢固的机械连接强度. Cu3Sn / Cu6Sn5 在发生化学反应的温度下 210 – 220℃ (在一秒钟内,生成的IMC厚度 约0.5微米.) 当温度升至太高时,比如 280 – 350℃ and above (化学反应剧烈,形成太厚的IMC.) 焊接基本原理 合 金 层 (IMC:Intermetallic) 合金层(IMC)是形成焊点的标志,但过厚的IMC反而会导致焊点强度急剧下降! 若焊点温度 太高, 形成太厚的介质层,焊点的机械连接强度反而下降! 温度控制,铅锡合金颗粒均匀 温度过高铅锡合金分离,强度下降 锡膏的组成 锡膏 (Solder Paste) 金属合金颗粒 (Sn63Pb37SAC305) 助焊剂(Flux) (活化剂、增粘剂、溶剂、抗垂流剂) W金属成分:WFlux成分 = 9:1 V金属成分:VFlux成分 = 1:1 W---重量;V---体积. 2号适用于1.27pitch以上的印刷;3号适用于0.5~1.27pitch的印刷;4号适用于0.5pitch以下的印刷. 助焊剂的分类、特性要求及其作用 助焊剂的分类 根据活性程度分类,助焊剂(Flux)可以分为低活性(R型:Rosin)、中等活性(RMA型: Rosin Medium Activated)、高活性(RA型:Rosin Activated)和超高活性(RSA型:Rosin Superior Activated)四种类型. RMA由于活性适中,既能够起到提高锡膏润湿性能的作用又能避免由于过高活性产生的残留、腐蚀现象,因此得到最为广泛的使用. 表面贴装用助焊剂的特性要求  ①具一定的化学活性; ②具有良好的热稳定性; ③具有良好的润湿性 ;④对焊料的扩展具有促进作用; ⑤留存于基板的焊剂残渣,对基板无腐蚀性; ⑥具有良好的清洗性; ⑦氯的含有量在0.2%(W/W)以下. 助焊剂的四大功能 助焊剂（Flux）这个字来源于拉丁文“流动”（Flow in soldering）的意思,但在此它的作用不只是帮助流动,还有其他功能: 　　㈠ 清除焊接金属表面的氧化膜；　　㈡ 在焊接物表面形成一液态的保护膜隔绝高温时四周的空气,防止金属表面的再氧化　　㈢ 降低焊锡的表面张力,增加其扩散能力；　　㈣ 焊接的瞬间,可以让熔融状的焊锡取代,顺利完成焊接. REFLOW Temperature Time (BGA Bottom) 1-3℃ /Sec 200 ℃ Peak 225 ℃± 5 ℃ 60-90 Sec 140-170 ℃ 60-120 Sec Preheat Dryout Reflow cooling 热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；焊剂清除焊件 表面的氧化物 ；焊膏的熔融 、再流动以及 焊膏的冷却、 凝固。 基本工艺： SMA Introduce REFLOW 工艺分区： （一）预热区 目的： 使PCB和元器件预热 ，达到平衡，同时除去焊膏中的水份 、溶剂，以防焊膏发生塌落和焊料飞溅。要保证升温比较 缓慢，溶剂挥发。较温和，对元器件的热冲击尽可能小， 升温过快会造成对元器件的伤害，如会引起多层陶瓷电容