SMT操作员培训手册全.docx

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SMT操作员培训手册全

SMT操作员培训手册

SMT基础知识

一、SMT简介

二、SMT工艺介绍

三、元器件知识

四、SMT辅助材料

五、SMT质量标准

六、安全及防静电常识

第一章SMT简介

SMT是Surfacemountingtechnology的简写，意为表面贴装技术。

即是无需对PCB钻插装孔而直接将元器件贴装焊接到PCB表面规定位置上的焊接技术。

SMT的特点

下面就是其最为突出的优点：

1.组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。

2.可靠性高、抗振能力强。

焊点缺陷率低。

3.高频特性好。

减少了电磁和射频干扰。

4.易于实现自动化，提高生产效率。

5.降低成本达30%~50%。

节省材料、能源、设备、人力、时间

各工序的工艺要求与特点：

1.生产前准备

●清楚产品的型号、PCB的版本号、生产数量与批号。

●清楚元器件的种类、数量、规格、代用料。

●清楚贴片、点胶、印刷程式的名称。

●有生产作业指导卡、及清楚指导卡内容。

印刷

在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接，有许多变量。

如锡膏、丝印机、锡膏应用方法和印刷工艺过程。

在印刷锡膏的过程中，基板放在工作台上，机械地或真空夹紧定位，用定位销或视觉来对准，用模板（stencil）进行锡膏印刷。

第三章元器件知识

SMT元器件种类

在SMT生产过程中，员工们会接上百种以上的元器件，了解这些元器件对我们在工作时不出错或少出错非常有用。

现在，随着SMT技术的普及，各种电子元器件几乎都有了SMT的封装。

而公司目前使用最多的电子元器件为电阻（R-resistor）、电容（C-capacitor）（电容又包括陶瓷电容—C/C，钽电容—T/C，电解电容—E/C）、二极管（D-diode）、稳压二极管（ZD）、三极管（Q-transistor）、压敏电阻（VR）、电感线圈（L）、变压器（T）、送话器（MIC）、受话器（RX）、集成电路（IC）、喇叭（SPK）、晶体振荡器（XL）等，而在SMT中我们可以把它分成如下种类：

电阻—RESISTOR电容—CAPACITOR二极管—DIODE三极管—TRANSISTOR

排插—CONNECTOR电感—COIL集成块—IC按钮—SWITCH等。

（一）电阻

1．单位：

1Ω=1×10-3KΩ=1×10-6MΩ

2．规格：

以元件的长和宽来定义的。

有1005（0402）、1608（0603）、2012（0805）

3216（1206）等。

3．表示的方法：

2R2=2.2Ω1K5=1.5KΩ2M5=2.5MΩ103J=10×103Ω=10KΩ

1002F=100×102Ω=10KΩ（F、J指误差，F指±1%精密电阻，J为±5%的普通电阻，F的性能比J的性能好）。

电阻上面除1005外都标有数字，这数字代表电阻的容量。

（二）电容：

包括陶瓷电容—C/C、钽电容—T/C、电解电容—E/C

1．单位：

1PF=1×10-3NF=1×10-6UF=1×10-9MF=1×10-12F

2．规格：

以元件的长和宽来定义的，有1005（0402）、1608（0603）、2012（0805）

3216（1206）等。

4．表式方法：

103K=10×103PF=10NF104Z=10×104PF=100NF0R5=0.5PF

注意：

电解电容和钽电容是有方向的，白色表示“+”极。

（三）二极管：

有整流二极管、稳压二极管、发光二极管。

二极管是有方向的，其正负极可以用

万用表来测试。

（四）集成块：

（IC）

分为SOP、SOJ、QFP、PLCC

（五）电感：

单位：

1H=103MH=106UH=109NH

表示形式：

R68J=680NH068J=68NH101J=100UH1R0=1UH150K=15UH

J、K指误差，其精度值同电容。

四．资材的包装形式：

1．TAPE形：

包括PAPER、EMBOSSED、ADHESIVE。

根据TAPE的宽度分为

8mm、12mm、16mm、24mm、32mm、44mm、56mm等。

TAPE上两个元件

之间的距离称为PITCH，有4mm、8mm、12mm、16mm、20mm等

2．STICK形

3．TRAY形

（1）

1.片式元件：

主要是电阻、电容。

2.晶体元件：

主要有二极管、三极管、IC。

以上SMT元器件均是规则的元器件，可以给它们更详细的分述：

Chip

片电阻,电容等,尺寸规格:

0201,0402,0603,0805,1206,1210,2010,等

钽电容,尺寸规格:

TANA,TANB,TANC,TAND

SOT

晶体管,SOT23,SOT143,SOT89,TO-252等

Melf

圆柱形元件,二极管,电阻等

SOIC

集成电路,尺寸规格:

SOIC08,14,16,18,20,24,28,32

QFP

密脚距集成电路

PLCC

集成电路,PLCC20,28,32,44,52,68,84

BGA

球栅列阵包装集成电路,列阵间距规格:

1.27,1.00,0.80

CSP

集成电路,元件边长不超过里面芯片边长的1.2倍,列阵间距<0.50的µBGA

3.连接件（Interconnect）：

提供机械与电气连接/断开，由连接插头和插座组成，将电缆、支架、机箱或其它PCB与PCB连接起来；可是与板的实际连接必须是通过表面贴装型接触。

4.异型电子元件（Odd-form）：

指几何形状不规节的元器件。

因此必须用手工贴装，其外壳（与其基本功能成对比）形状是不标准的，例如：

许多变压器、混合电路结构、风扇、机械开关块，等。

SMT元器件在生产中常用知识

●电阻值、电容值的单位

电阻值的单位通常为：

欧姆（Ω），此外还使用：

千欧姆（KΩ）、兆欧姆（MΩ），它们之间的关系如下：

1MΩ=103KΩ=106Ω

电容值的单位通常为：

法拉（F），另外还常使用：

毫法（mF）、微法（uF）、纳法（NF）、皮法（PF），它们之间的关系如下：

1F=103Mf=106uF=109NF=1012PF

●元件的标准误差代码表

符号

误差

应用范围

符号

误差

应用范围

10PF或以下

±20%

±0.10PF

±0.25PF

±0.5PF

+100%,-0

±1.0%

±2.0%

+50%,-20%

±5%

±10%

+80%，-20%

●片式电阻的标识

在片式电阻的本体上，通常都标有一些数值，它们代表电阻器的电阻值。

其表示方法如下：

标印值

电阻值

标印值

电阻值

2R2

2．2Ω

222

2200Ω

220

22Ω

223

22000Ω

221

220Ω

224

220000Ω

片式电阻的包装标识常见类型：

1）RR12068/1561J

种类尺寸功耗标称阻值允许偏差

2）ERD10TLJ561U

种类额定功耗形状允许偏差标称阻值包装形式

在SMT生产过程中，我们须要注意的是电阻阻值、偏差、额定功耗这三个值。

●片式电容的标识

在普通的多层陶瓷电容本体上一般是没有标识的，在生产时应尽量避免使用已混装的该类元器件。

而在钽电容本体上一般均有标识，其标识如下：

标印值

电容值

标印值

电容值

0R2

0．2PF

221

220PF

020

2PF

222

2200PF

220

22PF

223

22000PF

第四章SMT辅助材料

在SMT生产中，通常我们贴片胶、锡膏、钢网称之为SMT辅助材料。

这些辅助材料在SMT整个过程中，对SMT的品质、生产效率起着致关重要的作用。

因此，作为SMT工作人员必须了解它们的某些性能和学会正确使用它们。

锡膏

由焊膏产生的缺陷占SMT中缺陷的60％—70％，所以规范合理使用焊膏显得尤为重要。

在表面组装件的回流焊中，焊膏被用来实施表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘的连接。

焊膏是由合金焊料粉、焊剂和一些添加剂混合而成的，具有一定粘性和良好触变性的一种均质混合物，具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在贮存时具有稳定性的膏状体。

合金焊料粉是焊膏的主要成分，约占焊膏重量的85％—90％。

常用的合金焊料粉有以下几种：

锡–铅（Sn–Pb）、锡–铅–银（Sn–Pb–Ag）、锡–铅–铋（Sn–Pb–Bi）等，最常用的合金成分为Sn63Pb3。

合金焊料粉的形状可分为球形和椭圆形（无定形），其形状、粒度大小影响表面氧化度和流动性，因此，对焊膏的性能影响很大。

一般，由印刷钢板或网版的开口尺寸或注射器的口径来决定选择焊锡粉颗粒的大小和形状。

不同的焊盘尺寸和元器件引脚应选用不同颗粒度的焊料粉，不能都选用小颗粒，因为小颗粒有大得多的表面积，使得焊剂在处理表面氧化时负担加重。

在焊膏中，焊剂是合金焊料粉的载体，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，使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。

焊剂的组成为：

活性剂、成膜剂和胶粘剂、润湿剂、触变剂、溶剂和增稠剂以及其他各类添加剂。

焊剂的活性：

对焊剂的活性必须控制，活性剂量太少可能因活性差而影响焊接效果，但活性剂量太多又会引起残留量的增加，甚至使腐蚀性增强，特别是对焊剂中的卤素含量更需严格控制，

其实，根据性能要求，焊剂的重量比还可扩大至8％—20％。

焊膏中的焊剂的组成及含量对塌落度、粘度和触变性等影响很大。

金属含量较高（大于90％）时，可以改善焊膏的塌落度，有利于形成饱满的焊点，并且由于焊剂量相对较少可减少焊剂残留物，有效防止焊球的出现，缺点是对印刷和焊接工艺要求较严格；金属含量较低（小于85%）时，印刷性好，焊膏不易粘刮刀，漏版寿命长，润湿性好，此外加工较易，缺点是易塌落，易出现焊球和桥接等缺陷。

焊膏的分类可以按以下几种方法：

按熔点的高低分：

高温焊膏为熔点大于250℃，低温焊膏熔点小于150℃，常用的焊膏熔点为179℃—183℃，成分为Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。

按焊剂的活性分：

可分为无活性（R），中等活性（RMA）和活性（RA）焊膏。

常用的为中等活性焊膏。

SMT对焊膏有以下要求：

1、具有较长的贮存寿命，在0—10℃下保存3—6个月。

贮存时不会发生化学变化，也不会出现焊料粉和焊剂分离的现象，并保持其粘度和粘接性不变。

2、有较长的工作寿命，在印刷或滴涂后通常要求能在常温下放置12—24小时，其性能保持不变。

3、在印刷或涂布后以及在再流焊预热过程中，焊膏应保持原来的形状和大小，不产生堵塞。

4、良好的润湿性能。

要正确选用焊剂中活性剂和润湿剂成分，以便达到润湿性能要求。

5、不发生焊料飞溅。

这主要取决于焊膏的吸水性、焊膏中溶剂的类型、沸点和用量以及焊料粉中杂质类型和含量。

6、具有较好的焊接强度，确保不会因振动等因素出现元器件脱落。

7、焊后残留物稳定性能好，无腐蚀，有较高的绝缘电阻，且清洗性好。

焊膏的选用

主要根据工艺条件，使用要求及焊膏的性能：

1、具有优异的保存稳定性。

2、具有良好的印刷性（流动性、脱版性、连续印刷性）等。

3、印刷后在长时间内对SMD持有一定的粘合性。

4、焊接后能得到良好的接合状态（焊点）。

5、其焊接成分，具高绝缘性，低腐蚀性。

6、对焊接后的焊剂残渣有良好的清洗性，清洗后不可留有残渣成分。

焊膏使用和贮存的注意事顶

1、领取焊膏应登记到达时间、失效期、型号，并为每罐焊膏编号。

然后保存在恒温、恒湿的冰箱内，温度在约为（2—10）℃。

锡膏储存和处理推荐方法的常见数据见表：

条件

时间

环境

装运

4天

<10°C

货架寿命（冷藏）

3~6个月（标贴上标明）

0~5°C冰箱

货架寿命（室温）

5天

湿度：

30~60%RH

温度：

15~25°C

锡膏稳定时间

（从冰箱取出后）

8小时

室温

湿度：

30~60%RH

温度：

15~25°C

锡膏模板寿命

4小时

机器环境

湿度：

30~60%RH

温度：

15~25°C

2、焊膏使用时，应做到先进先出的原则，应提前至少2小时从冰箱中取出，写下时间、编号、使用者、应用的产品，并密封置于室温下，待焊膏达到室温时打开瓶盖。

如果在低温下打开，容易吸收水汽，再流焊时容易产行锡珠。

注意：

不能把焊膏置于热风器、空调等旁边加速它的升温。

3、焊膏开封前，须使用离心式的搅伴机进行搅拌，使焊膏中的各成分均匀，降低焊膏的粘度。

焊膏开封后，原则上应在当天内一次用完，超过时间使用期的焊膏绝对不能使用

4、焊膏置于网板上超过30分钟未使用时，应重新用搅拌机搅拌后再使用。

若中间间隔时间较长，应将焊膏重新放回罐中并盖紧瓶盖放于冰箱中冷藏。

5、根据印制板的幅面及焊点的多少，决定第一次加到网板上的焊膏量，一般第一次加200—300克，印刷一段时间后再适当加入一点。

6、焊膏印刷后应在24小时内贴装完，超过时间应把PCB焊膏清洗后重新印刷。

7、焊膏印刷时间的最佳温度为23℃±3℃，温度以相对湿度55±5％为宜。

湿度过高，焊膏容易吸收水汽，在再流焊时产生锡珠。

第五章SMT质量标准

一、SMT质量术语

1、理想的焊点

具有良好的表面润湿性，即熔融焊料在被焊金属表面上应铺展，并形成完整、均匀、连续的焊料覆盖层，其接触角应不大于90。

正确的焊锡量，焊料量足够而不过多或过少

良好的焊接表面，焊点表面应完整、连续和圆滑，但不要求很光亮的外观。

好的焊点位置元器件的焊端或引脚在焊盘上的位置偏差在规定范围内。

2、不润湿

焊点上的焊料与被焊金属表面形成的接触角大于90度。

3、开焊

焊接后焊盘与PCB表面分离。

4、吊桥（drawbridging）

元器件的一端离开焊盘面向上方斜立或直立，亦即墓牌（Tombstone）。

5、桥接

两个或两个以上不应相连的焊点之间的焊料相连，或焊点的焊料与相邻的导线相连。

6、虚焊

焊接后，焊端与焊盘之间或引脚与焊盘之间有时出现电隔离现象

7、拉尖

焊点中出现焊料有突出向外的毛刺，但没有与其它导体或焊点相接触

8、焊料球（solderball）

焊接时粘附在印制板、阴焊膜或导体上的焊料小圆球，亦称锡珠。

9、孔洞

焊接处出现孔径不一的空洞

10、位置偏移（skewing）

焊点在平面内横向、纵向或旋转方向偏离预定位置时。

11、目视检验法（visualinspection）

借助照明的2~5倍的放大镜，用肉眼观察检验PCBA焊点质量

12、焊接后检验（inspectionafteraoldering）

PCB完成焊接后的质量检验。

13、返修（reworking）

为去除表面组装组件的局部缺陷的修复工艺过程。

14、贴片检验（placementinspection）

表面贴装元器件贴装时或完成后，对于是否漏贴、错位、贴错、损坏等到情况进行的质量检验。

二、SMT检验方法

在SMT的检验中常采用目测检查与光学设备检查两种方法，有只采用目测法，亦有采用两种混合方法。

它们都可对产品100%的检查，但若采用目测的方法时人总会疲劳，这样就无法保证员工100%进行认真检查。

因此，我们要建立一个平衡的检查（inspection）与监测（monitering）的策略即建立质量过程控制点。

为了保证SMT设备的正常进行，加强各工序的加工工件质量检查，从而监控其运行状态，在一些关键工序后设立质量控制点。

这些控制点通常设立在如下位置：

1）PCB检测

a．印制板有无变形；b．焊盘有无氧化；c、印制板表面有无划伤；

检查方法：

依据检测标准目测检验。

2）丝印检测

a.印刷是否完全；b.有无桥接；c.厚度是否均匀；d．有无塌边；e.印刷有无偏差；

检查方法：

依据检测标准目测检验或借助放大镜检验。

3）贴片检测

a.元件的贴装位置情况；b．有无掉片；c．有无错件；

检查方法：

依据检测标准目测检验或借助放大镜检验。

4）回流焊接检测

a．元件的焊接情况，有无桥接、立碑、错位、焊料球、虚焊等不良焊接现象.b.焊点的情况．

检查方法：

依据检测标准目测检验或借助放大镜检验．

三、检验标准的准则

●印刷检验

总则：

印刷在焊盘上的焊膏量允许有一定的偏差，但焊膏覆盖在每个焊盘上的面积应大于焊盘面积的75%。

缺陷

理想状态

可接受状态

不可接受状态

偏移

连锡

锡膏沾污

锡膏高度变化大

锡膏面积缩小、少印

锡膏面积太

大

挖锡

边缘不齐

●点胶检验

理想胶点：

烛=焊盘和引出端面上看不到贴片胶沾染的痕迹，胶点位于各个焊盘中间，其大小为点胶嘴的1.5倍左右，胶量以贴装后元件焊端与PCB的焊盘不占污为宜。

缺陷

理想状态

可接受状态

不可接受状态

偏移

胶点过大

胶点过小

拉丝

●炉前检验

缺陷

正常状态

可接受状态

不可接受状态

偏移

溢胶

漏件

错件

反向

偏移

悬浮

旋转

●炉后检验

良好的焊点应是焊点饱满、润湿良好，焊料铺展到焊盘边缘。

缺陷

正常状态

可接受状态

不可接受状态

偏移

溢胶

漏件

错件

反向

立碑

旋转

焊锡球

四、质量缺陷数的统计

在SMT生产过程中，质量缺陷的统计十分必要，在回流焊接的质量缺陷统计中，我们引入了—DPM统计方法，即百万分率的缺陷统计方法。

计算公式如下：

缺陷率[DPM]=缺陷总数/焊点总数*106

焊点总数＝检测线路板数×焊点

缺陷总数＝检测线路板的全部缺陷数量

例如某线路板上共有1000个焊点，检测线路板数为500，检测出的缺陷总数为20，则依据上述公式可算出：

缺陷率[PPM]=20/（1000*50）*106=40PPM

五、返修

当完成PCBA的检查后，发现有缺陷的PCBA就需求进行维修，公司有返修SMT的PCBA有两种方法。

一是采用恒温烙铁（手工焊接）进行返修，一是采用返修工作台（热风焊接）进行返修。

不论采用那种方式都要求在最短的时间内形成良好的焊接点。

因此当采用烙铁时要求在少于5秒的时间内完成焊接点，最好是大约3秒钟。

铬铁返修法即手工焊接

　　新烙铁在使用前的处理：

新烙铁在使用前先给烙铁头镀上一层焊锡后才能正常使用，当烙铁使用一段时间后，烙铁头的刃面及周围就产生一层氧化层，这样便产生“吃锡”困难的现象，此时可锉去氧化层，重新镀上焊锡。

电烙铁的握法：

a.反握法：

是用五指把电烙铁的柄握在掌中。

此法适用于大功率电烙铁，焊接散热量较大的被焊件。

b.正握法：

就是除大拇指外四指握住电烙铁柄，大拇指顺着电烙铁方向压紧，此法使用的电烙铁也比较大，且多为弯型烙铁头。

c.握笔法：

握电烙铁如握钢笔，适用于小功率电烙铁，焊接小的被焊件。

本公司采用握笔法。

焊接步骤：

焊接过程中，工具要放整齐，电烙铁要拿稳对准。

一般接点的焊接，最好使用带松香的管形焊锡丝。

要一手拿电烙铁，一手拿焊锡丝。

清洁烙铁头加温焊接点熔化焊料移动烙铁头拿开电烙铁

一是快速地把加热和上锡的烙铁头接触带芯锡线（coredwire），然后接触焊接点区域，用熔化的焊锡帮助从烙铁到工件的最初的热传导，然后把锡线移开将要接触焊接表面的烙铁头。

一是把烙铁头接触引脚/焊盘，把锡线放在烙铁头与引脚之间，形成热桥；然后快速地把锡线移动到焊接点区域的反面。

但在产生中的通常有使用不适当温度、太大压力、延长据留时间、或者三者一起而产生对PCB或元器件的损坏现象。

焊接注意事项：

1、烙铁头的温度要适当，不同温度的烙铁头放在松香块上，会产生不同的现象，一般来说，松香熔化较快又不冒烟时的温度较为适宜。

2、焊接时间要适当，从加热焊接点到焊料熔化并流满焊接点，一般应在几秒钟内完成。

如果焊接时间过长，则焊接点上的助焊剂完全挥发，就失去了助焊作用。

焊接时间过短则焊接点的温度达不到焊接温度达不到焊接温度，焊料不能充分熔化，容易造成虚假焊。

3、焊料与焊剂使用要适量，一般焊接点上的焊料与焊剂使用过多或过少会给焊接质量造成很大的影响。

4、防止焊接点上的焊锡任意流动，理想的焊接应当是焊锡只焊接在需要焊接的地方。

在焊接操作上，开始时焊料要少些，待焊接点达到焊接温度，焊料流入焊接点空隙后再补充焊料，迅速完成焊接。

5、焊接过程中不要触动焊接点，在焊接点上的焊料尚未完全凝固时，不应移动焊接点上的被焊器件及导线，否则焊接点要变形，出现虚焊现象。

6、不应烫伤周围的元器件及导线焊接时要注意不要使电烙铁烫周围导线的塑胶绝缘层及元器件的表面，尤其是焊接结构比较紧凑、形状比较复杂的产品。

7、及时做好焊接后的清除工作，焊接完毕后，应将剪掉的导线头及焊接时掉下的锡渣等及时清除，防止落入产品内带来隐患。

焊接后的处理：

当焊接后，需要检查：

a.是否有漏焊。

b.焊点的光泽好不好。

c.焊点的焊料足不足。

d.焊点的周围是否有残留的焊剂。

e.有无连焊。

f.焊盘有无脱落。

g.焊点有无裂纹。

h.焊点是不是凹凸不平。

i.焊点是否有拉尖现象。

S．用镊子将每个元件拉一拉，看有否松动现象。

典型焊点的外观：

如下图所示:

⑦拆焊：

a.烙铁头加热被拆焊点时，焊料一熔化，就应及时按垂直线路板的方向拔出元器件的引线，不管元器件的安装位置如何，是否容易取出，都不要强拉或扭转元器件，以免损坏线路板和其它元器件。

b.拆焊时不要用力过猛，用电烙铁去撬和晃动接点的作法很不好，一般接点不允许用拉动、摇动、扭动等办法去拆除焊接点。

c.当插装新元器件之前，必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净，否则在插装新元器件引线时，将造成线路板的焊盘翘起。

返修工作台的返修

利用返修工作台主要是对QFP、BGA、PLCC等元器件的缺陷而手工无法进行返修时采用的方法，它通常采用热

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