1、 片式电容器相关基础知识         

 

SMT由 (SMD)、贴装技术、贴装设备三个部分组成。

 

1.1  SMD

 

1). 制造技术：是指SMD生产过程中的导电物印刷，加热，修整，焊接，成型等技术。

 

2). 产品设计：SMD设计中对尺寸精度，电极端结构/形状，耐热性的设计和规定。

 

3). 包装形式：指适合于自动贴装的编带，托盘或其它形式的包装。

 

1.2  贴装技术

 

1). 组装工艺类型

 

单面/双面表面贴装，单面混合贴装，双面混合贴装。

 

2) 焊接方式分类

 

a) 波峰焊接：选配焊机，贴片胶，焊剂，焊料及贴片胶涂敷技术。

 

b) 再流焊接：加热方式有红外线,红外线加热风组合，热板,激光等。焊膏的涂敷方式有丝网印刷，分配器等。

 

1.3  印刷电路板

 

1) 基板材料：玻漓纤维，陶瓷，金板板。

 

2) 电路设计：图形设计,布线间隙设定，SMD焊区设定和布局。

 

1.4  贴装设备

 

主要贴装方式为顺序式、同时式、在线式等。国内主要使用的是顺序式贴装设备。    

 

2、  SMD具备的基本条件

 

2.1  元件的形状适合于自化化表面贴装。

 

2.2  尺寸,形状在标准化后具有互换性。

 

2.3  有良好的尺寸精度。

 

2.4  适应于流水或非流水作业。

 

2.5  有一定的机械强度。

 

2.6  可承受有机溶液的洗涤。

 

2.7  可执行零散包装又适应编带包装。

 

2.8  具有电性能以及机械性能的互换性。

 

2.9  耐焊接热应符合相应的规定。          

 

3、  表面贴装对PCB(基板)的要求

 

装载SMD的基板，根据SMD的装载形态，对基板的性能要求有以下几点：

 

3.1  外观要求

 

基板外观应光滑平整，不可有翘曲或高低不平，基板表面不得出现裂纹、伤痕、锈蚀等不良。其表面不可有气泡和裂纹，并无铜箔脱落等现象。

 

3.2  热膨胀系数的问题

 

表面贴装元件的组装状态会由于基板受热后的胀缩应力对元件产生影响，如果热膨胀系数的不同这个应力会很大，造成元件接合部电极的剥离，降低产品的可靠性，一般贴装元件尺寸小于3.2×1.6㎜时，只遇到部分应力，尺寸大于3.2×1.6㎜时，就必须注意这个问题。

 

3.3  导热系数的问题    

 

贴装于基板上的元器件工作时的热量主要通过基板给予扩散，在贴装元器件密集而发热量大时，基板必须具有高的导热系数。

 

3.4  耐热性的问题

 

由于表面贴装工艺要求，一块基板至组装结束，可能会经过数次焊接过程，通常耐焊接热要达到260℃，10秒的试验要求。其耐热性应符合：150℃,60分钟后，基板表面无气泡和损坏不良。

 

3.5 铜箔的粘合强度

 

表面贴装元件的焊区比原来带引线元件的焊区要小，因此要求基极与铜箔具有良好的粘合强度。

 

3.6  弯曲强度

 

基板贴装后,由其元件的质量和外力作用，会产生挠曲,这将给元件和接合点增加应力，或者使元件产生微裂，因此要求基板的抗弯强度要达到25Kg/㎜以上。

 

3.7  电性能要求

 

由于电路传输速度的高速化，要求基板的介电常数，损耗角正切值tgδ要小，同时随着布线密度的提高，基板的绝缘性能要达到规定的要求。

 

3.8 基板清洗和保存

 

基板对清洗剂的反应,在溶液中浸渍5min，其表面不产生任何不良，并具有良好的冲裁性。基板的保存性与SMD的保管条件相同。

 

4、  表面贴装焊接的不良原因和防止对策

 

4.1  润湿不良

 

润湿不良是指焊接过程中焊料和基板焊区,经浸润后不生成金属间的反应层，而造成漏焊或少焊故障。其原因大多数是焊区表面受到污染，或沾上阻焊剂，或是被接合物表面生成金属化合物层而引起的，例如银的表面有硫化物，锡的表面有氧化物等都会产生润湿不良。另外,焊料中残留的铝、锌、镉等超过0.005%时，由焊剂吸湿作用使活性程度降低，也可发生润湿不良。波峰焊接中，如有气体存在于基板表面，也易发生这一故障。因此除了要执行合适的焊接工艺外，对基板表面和元件表面要做好防污措施，选择合适的焊料，并设定合理的焊接温度与时间。    

 

4.2  桥联

 

桥联的发生原因，大多数是焊料过量或焊料印刷后严重塌边，或是基板焊区尺寸超差，SMD贴装偏移等引起的，桥联会造成电气短路，影响产品使用。

 

纠正措施：

 

1) 要防止焊防止焊膏印刷时塌边不良。

 

2) 基板焊区的尺寸设定要符合设计要求。

 

3) SMD的贴装位置要在规定的范围内。

 

4) 基板的布线间隙，阻焊剂的涂敷精度，都必须符合规定要求。

 

5) 制订合适的焊接工艺参数，防止焊机传送带的机械性振动。

 

4.3  裂纹

 

焊接PCB在刚脱离焊区时，由于焊料和被接合件的热膨胀差并，在急冷或急热作用下，因凝固应力或收缩应力的影响，会使SMD基体产生微裂,焊接后的PCB在冲切和运输过程中，也必须减少对SMD的冲击应力，弯曲应力。    

 

表面贴装产品在设计时，就应考虑到缩小热膨胀的差距，正确设计加热等条件和冷却条件，选用延展性良好的焊料。

 

4.4  焊料锡珠

 

焊料锡珠的产生多发生在焊接过程中的加热急速而使焊料飞溅所致，另外与焊料的印刷错位、塌边、污染等也有关系。

 

纠正措施：

 

1) 要避免焊接加热中的过急不良，按设定的升温工艺进行焊接。

 

2) 对焊料的印刷塌边，错位等不良品要删除。

 

3) 焊膏的使用要符合要求，无吸湿不良。

 

4) 按照焊接类型实施相应的预热工艺。

 

4.5  吊桥

 

吊桥不良是指元器件的一端离开焊区而向上方斜立或直立。产生的原因是加热速度过快，加热方向不均衡,焊膏的选择问题，焊接前的预热以及焊区尺寸，SMD本身形状，润湿性有关。

 

纠正措施：

 

1) SMD的保管要符合要求。

 

2) 基板焊区长度的尺寸要适当制定。

 

3) 减少焊料熔融时对SMD端部产生的表面张力

 

4) 焊料的印刷厚度尺寸要设定正确。

 

5) 采取合理的预热方式，实现焊接时的均匀加热。

 

来源：黄铜骆驼服务号

关键词： 表面贴装技术 元器件