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SMT基礎知識(四)

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  • 來源:恒天翊
  • 發布日期:2020-11-04
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SMT生產中,通常我們把貼片膠、錫膏、鋼網稱之為SMT輔助材料。這些輔助材料在SMT整個過程中,對SMT的品質、生產效率起著致關重要的作用。因此,作為SMT工作人員必須了解它們的某些性能和學會正確使用它們。

   一、常用術語

1.貯存期(shelflife)

在規定條件下,材料或產品仍能滿足技術要求并保持適當使作性能的存放時間。

2.放置時間(workingtime)

貼片膠、焊膏在使用前暴露于規定環境中仍能保持規定化學、物理性能的最長時間。

3.粘度(viscosity)

貼片膠、焊膏在自然滴落時的滴延性的膠粘性質。

4.觸變性(thixotropicratio)

貼片膠與錫膏在施壓擠出時具有流體的特性與擠出后迅速恢復為具有固塑性的特性。

5.塌落(slump

焊膏印刷后在重力和表面張力的作用及溫度升高或停放時間過長等原因而引起的高度降低、底面積超出規定邊界的坍流現象。

6.擴散(spread)

貼片膠在點膠后在室溫條件下展開的距離。

7.粘附性(tack

焊膏對元器件粘附力的大小及其隨焊膏印刷后存放時間變化其粘附力所發生的變化

8.潤濕(wetting)

熔融的焊料在銅表面形成均勻、平滑和不斷裂的焊料薄層的狀態。

9.免清洗焊膏(no-clean solder paste)

焊后只含微量無害焊劑殘留物而無需清洗PCB的焊膏

10.低溫焊膏(low temperature paste)

熔化溫度比183℃低20℃以上的焊膏。

二、貼片膠(紅膠)

SMT中使用的貼片膠其作用是固定片式元件、SOT、SOIC等表面安裝器件在PCB上,以使其在插件、過波峰焊過程避免元器件的脫落或移位。

貼片膠可分為兩大類型:環氧樹脂類型和丙稀酸類型。一般生產中采用環氧樹脂熱固化類膠水,其特點是:

熱固化速度快

接連強度高

電特性較佳

而不采用丙稀酸膠水(需紫外線照射固化)。

SMT對貼片膠水的基本要求:

包裝內無雜質及氣泡

貯存期限長

可用于高速/或超高速點膠機

膠點形狀及體積一致

點斷面高,無拉絲

顏色易識別,便于人工及自動化機器檢查膠點的質量

初粘力高

高速固化,膠水的固化溫度低,固化時間短

熱固化時,膠點不會下塌

高強度及彈性以抵擋波峰焊時之溫度突變

固化后有優良的電特性

無毒性

具有良好的返修特性

1、貼片膠引起的生產品質問題

失件(有、無貼片膠痕跡)

元件偏斜

接觸不良(拉絲、太多貼片膠)

2、貼片膠使用規范:

貯存

     膠水領取后應登記到達時間、失效期、型號,并為每瓶膠水編號。然后把膠水保存在恒溫、恒濕的冰箱內,溫度在(2—10℃。

取用

 膠水使用時,應做到先進先出的原則,應提前至少1小時從冰箱中取出,寫下時間、編號、使用者、應用的產品,并密封置于室溫下,待膠水達到室溫時按一天的使用量把膠水用注膠槍分別注入點膠瓶里。注膠水時,應小心和緩慢地注入點膠瓶,防止空氣泡的產生。

使用

  把裝好膠水的點膠瓶重新放入冰箱,生產時提前0.5~2.0小時從冰箱取出,標明取出時間、日期、瓶號,填寫膠水(錫膏)解凍、使用時間記錄表,使用完的膠水瓶用酒精或丙酮清洗干凈放好以備下次使用,未使用完的膠水,標明時間放入冰箱存放。

三、錫膏

由焊膏產生的缺陷占SMT中缺陷的60—70%,所以規范合理使用焊膏顯得尤為重要。

在表面組裝件的回流焊中,焊膏被用來實施表面組裝元器件的引線或端點與印制板上焊盤的連接。

焊膏是由合金焊料粉、焊劑和一些添加劑混合而成的,具有一定粘性和良好觸變性的一種均質混合物,具有良好的印刷性能和再流焊性能,并在貯存時具有穩定性的膏狀體。

合金焊料粉是焊膏的主要成分,約占焊膏重量的85—90%。常用的合金焊料粉有以下幾種:

鉛(Sn–Pb)、錫銀(Sn–Pb–Ag)、錫鉍(Sn–Pb–Bi)等,最常用的合金成分為Sn63Pb3。

合金焊料粉的形狀可分為球形和橢圓形(無定形),其形狀、粒度大小影響表面氧化度和流動性,因此,對焊膏的性能影響很大。

一般,由印刷鋼板或網版的開口尺寸或注射器的口徑來決定選擇焊錫粉顆粒的大小和形狀。不同的焊盤尺寸和元器件引腳應選用不同顆粒度的焊料粉,不能都選用小顆粒,因為小顆粒有大得多的表面積,使得焊劑在處理表面氧化時負擔加重。

在焊膏中,焊劑是合金焊料粉的載體,其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物,使焊料迅速擴散并附著在被焊金屬表面。焊劑的組成為:活性劑、成膜劑和膠粘劑、潤濕劑、觸變劑、溶劑和增稠劑以及其他各類添加劑。

焊劑的活性:對焊劑的活性必須控制,活性劑量太少可能因活性差而影響焊接效果,但活性劑量太多又會引起殘留量的增加,甚至使腐蝕性增強,特別是對焊劑中的鹵素含量更需嚴格控制,

其實,根據性能要求,焊劑的重量比還可擴大至8—20%。焊膏中的焊劑的組成及含量對塌落度、粘度和觸變性等影響很大。

金屬含量較高(大于90%)時,可以改善焊膏的塌落度,有利于形成飽滿的焊點,并且由于焊劑量相對較少可減少焊劑殘留物,有效防止焊球的出現,缺點是對印刷和焊接工藝要求較嚴格;金屬含量較低(小于85%)時,印刷性好,焊膏不易粘刮刀,漏版壽命長,潤濕性好,此外加工較易,缺點是易塌落,易出現焊球和橋接等缺陷。

焊膏的分類可以按以下幾種方法:

按熔點的高低分:高溫焊膏為熔點大于250℃,低溫焊膏熔點小于150℃,常用的焊膏熔點為179℃—183℃,成分為Sn63Pb37Sn62Pb36Ag2。

按焊劑的活性分:可分為無活性(R),中等活性(RMA)和活性(RA)焊膏。常用的為中等活性焊膏。

SMT對焊膏有以下要求:

1、具有較長的貯存壽命,在0—10℃下保存3 — 6個月。貯存時不會發生化學變化,也不會出現焊料粉和焊劑分離的現象,并保持其粘度和粘接性不變。

2、有較長的工作壽命,在印刷或滴涂后通常要求能在常溫下放置12—24小時,其性能保持不變。

3、在印刷或涂布后以及在再流焊預熱過程中,焊膏應保持原來的形狀和大小,不產生堵塞。

4、良好的潤濕性能。要正確選用焊劑中活性劑和潤濕劑成分,以便達到潤濕性能要求。

5、不發生焊料飛濺。這主要取決于焊膏的吸水性、焊膏中溶劑的類型、沸點和用量以及焊料粉中雜質類型和含量。

6、具有較好的焊接強度,確保不會因振動等因素出現元器件脫落。

7、焊后殘留物穩定性能好,無腐蝕,有較高的絕緣電阻,且清洗性好。

焊膏的選用

主要根據工藝條件,使用要求及焊膏的性能:

1、具有優異的保存穩定性。

2、具有良好的印刷性(流動性、脫版性、連續印刷性)等。

3、印刷后在長時間內對SMD持有一定的粘合性。

4、焊接后能得到良好的接合狀態(焊點)。

5、其焊接成分,具高絕緣性,低腐蝕性。

6、對焊接后的焊劑殘渣有良好的清洗性,清洗后不可留有殘渣成分。 

焊膏使用和貯存的注意事頂

1、領取焊膏應登記到達時間、失效期、型號,并為每罐焊膏編號。然后保存在恒溫、恒濕的冰箱內,溫度在約為(2—10℃。

2、焊膏使用時,應做到先進先出的原則,應提前至少2小時從冰箱中取出,寫下時間、編號、使用者、應用的產品,并密封置于室溫下,待焊膏達到室溫時打開瓶蓋。如果在低溫下打開,容易吸收水汽,再流焊時容易產行錫珠。注意:不能把焊膏置于熱風器、空調等旁邊加速它的升溫。

3、焊膏開封前,須使用離心式的攪伴機進行攪拌,使焊膏中的各成分均勻,降低焊膏的粘度。焊膏開封后,原則上應在當天內一次用完,超過時間使用期的焊膏絕對不能使用

4、焊膏置于漏版本上超過30分鐘未使用時,應重新攪拌功能攪拌后再使用。若中間間隔時間較長,應將焊膏重新放回罐中并蓋緊瓶蓋放于冰箱中冷藏。

5、根據印制板的幅面及焊點的多少,決定第一次加到漏版上的焊膏量,一般第一次加200—300克,印刷一段時間后再適當加入一點。

6、焊膏印刷后應在24小時內貼裝完,超過時間應把PCB焊膏清洗后重新印刷。

7、焊膏印刷時間的最佳溫度為25℃±3℃,溫度以相對濕度60%為宜。溫度過高,焊膏容易吸收水汽,在再流焊時產生錫珠。


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