SMT制造是为了什么？
机器步骤；
MPM(DEK)(印花机)-CP/NXT/QP(元器件贴装)-AOI (PCB元器件贴装质检)-BTU(高温回流焊)-QC(质检)最后一个是
这是SMT生产线。
然后PTH(电子公司通常这么叫)被组装，测试，然后。。下面还有部门(太多了，不知道)直到成品电子产品出货。
如果你在SMT工作，这些东西一定要懂！！！
下面是详细介绍，有时间可以浏览一下。
SMT的特点是什么？
电子产品组装密度高、体积小、重量轻。贴片组件的尺寸和重量只有传统插件的1/10左右。一般电子产品经过SMT后，体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。
可靠性高，抗振能力强。焊点缺陷率低。
良好的高频特性。减少电磁和射频干扰。
易于实现自动化，提高生产效率。降低成本30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。电脑贴片机，如图所示
为什么使用SMT:
电子产品追求小型化，以前用的打孔插件已经不能再减了。
电子产品功能更全，使用的集成电路(ic)没有穿孔元件，尤其是大规模、高集成度的IC，不得不采用表面贴装元件。
批量生产和自动化生产，工厂要以低成本、高产量生产出高质量的产品，以满足客户需求，加强市场竞争力。
电子元件的发展，集成电路(ic)的发展，半导体材料的多样化应用。
电子科技革命势在必行，追赶国际潮流。
SMT的基本流程组件:
丝网印刷(或点胶)-& gt；mount->；(固化)-& gt；回流焊->；清洗-& gt；检测->；修理修理不良的某物
丝网印刷:其作用是将锡膏或芯片胶印刷到PCB的焊盘上，以便为元器件的焊接做准备。使用的设备是丝网印刷机(丝网印刷机)，位于SMT生产线的最前端。
点胶:将胶水滴在PCB的固定位置，主要作用是将元器件固定在PCB上。使用的设备是点胶机，位于SMT生产线前端或测试设备后面。
安装:其作用是将表面组装元件精确地安装到PCB的固定位置。使用的设备是贴片机，它位于SMT生产线的丝网印刷机后面。
固化:其作用是融化贴片胶，使表贴元件和PCB板牢固地粘接在一起。使用的设备是固化炉，它位于SMT生产线中的贴片机后面。
回流焊:其作用是熔化锡膏，使表面组装元件和PCB板牢固地粘接在一起。使用的设备是回流焊炉，它位于SMT生产线中的贴片机后面。
清洗:其作用是去除组装好的PCB板上对人体有害的焊接残留物，如助焊剂。使用的设备是清洗机，位置可以不固定，在线也可以离线。
检验:其功能是检验组装好的PCB的焊接质量和组装质量。使用的设备包括放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X射线检测系统、功能测试仪等。该位置可以根据检测的需要配置在生产线上合适的位置。
返工:其作用是对已检测出故障的PCB板进行返工。使用的工具有烙铁、维修工作站等。配置在生产线的任何位置。
SMT的整合营销传播
IMC是金属间化合物的缩写，作者翻译为“界面合金”。从广义上讲，是指一些相互紧密接触的金属之间的界面会产生一种原子迁移相互作用行为，形成一层类似于合金的“化合物”，并能写出分子式。狭义的焊接领域，是指铜锡、金锡、镍锡、银锡之间的* * *化合物。其中铜和锡之间好的cu6sn 5(η相)和不好的Cu3Sn(ε相)最为常见，对可焊性和焊点可靠性(即焊点强度)的影响都最大。很多论文的精华都是专门安排来讲解的。
一.定义
可用锡铅合金焊料(或焊锡焊料)焊接的金属，如铜、镍、金、银等。，在高温下会在焊料和待焊底层金属之间迅速形成一层类似“锡合金”的化合物薄层。这种物质起源于锡原子和焊接金属原子的相互结合、渗透、迁移和扩散，冷却凝固后立即出现一层薄薄的“* * * *化合物”，之后会逐渐长大变厚。这类材料的老化程度受锡原子与底层金属原子相互渗透量的影响，可分为几个等级。这种在焊料与其焊接金属界面之间形成的金属间化合物，简称IMC。本文只讨论含锡的IMC，其他IMC不会深入涉及。
第二，一般性质
因为IMC曾经是一种可以写分子式的准化合物，其性质与原金属有很大不同，对整体焊点强度也有不同程度的影响。首先，其特征简述如下:
◎ IMC仅在PCB高温焊接或锡铅重熔(即镀锡板熔化或喷锡)时发生。IMC有一定的成分和晶体结构，生长速度与温度成正比，室温下生长速度较慢。它不会停止，直到出现一个全铅屏障(见图6)。
◎ IMC本身脆性不好，会损害焊点的机械强度和寿命，尤其是疲劳强度，其熔点高于金属。
◎由于界面附近焊料中的锡原子会逐渐远离，与待焊金属形成IMC，那里的锡量会减少，铅的比例会相对增加，导致焊点延展性增加，固定强度降低，久而久之甚至导致整个焊料体的松弛。
◎一旦焊盘原有的熔锡层或喷锡层出现离底铜距离过小的“厚”IMC，会极大阻碍焊盘的后续焊接；也就是说，可焊性或润湿性会变差。
◎由于焊点中锡铜晶体或锡银晶体的渗入，焊料本身的硬度也会增加，时间长了会有脆化的麻烦。
◎ IMC会随时老化，逐渐增厚。通常，其生长厚度与时间呈抛物线关系，即:
δ=k √t，
k=k exp(-Q/RT)
δ代表t时间后IMC的厚度。
k代表一定温度下的IMC
的增长常数。
t代表绝对温度。
r代表气体常数，
即8.32焦耳/摩尔。
q代表IMC生长的活化能。
K = K = IMC随时间的增长常数，
以海里/√秒或微米/√天为单位(
1μm/√天= =3.4nm/√秒。
现在，下表中的数字比较了不同温度下四种含锡的常见IMC的生长速率:
表1不同温度下各种IMC的生长速率(nm/√s)
金属界面20℃100℃135℃150℃170℃
1.锡/金40
2.锡/银0.08 17-35
3.锡/镍0.08 1.5
4.锡/铜0.26 1.4 3.8 10
[注意]在170℃时，各种含锡合金在中铜表面上IMC层的生长速率也不同。例如热浸锡和铅
5nm/s，雾状纯锡镀层为7.7(以下单位相同)，比例为30/70的锡铅膜为11.2，比例为70/30的锡铅膜为12.0，光泽纯锡镀层为3.7，其中最终的光泽锡镀层较好。
第三，可焊性和表面能
就可焊的底层金属而言，影响其可焊性的机制有很多，其中之一就是“表面自由能”的大小。也就是说，能否焊接将取决于:
(1)待焊接底部金属的表面能，
(2)焊料本身的“表面能”取决于两者。
当母材的表面能大于焊料本身的表面能时，其浸锡性能会很好，否则浸锡性能会很差。也就是说，当焊料的表面能减去底层金属的表面能得到负值时，就会发生锡收缩，负值越大，焊料越差，甚至脱湿越差。
在真空中测量的新鲜铜表面的“表面能”约为65，438±0，265达因/厘米。当63/37焊料加热到* * *熔点(共晶点65，438+0.83℃)时，借助助焊剂，其表面能仅为380达因/厘米。如果将它们焊接在一起，其浸锡性能将非常好。但是如果把新鲜干净的铜表面故意放在空气中2小时，它的表面能会急剧下降到25达因/厘米，从380减去不仅是负的(-355)，而且离它还很远，所以焊料自然不会好。所以需要用强力助焊剂去除铜表面的氧化物，使其重新活化，表面能再次提高，超过焊料本身的表面能时，可焊性才会有好的结果。
四。Sn-Cu界面合金的形成和时效* * *
当熔化的焊料落在干净的铜表面时，会立即发生润湿(俗称吃锡)的焊接作用。此时锡原子会立即扩散到铜层中，铜原子也会同时扩散到焊料中，两者在界面形成Cu6Sn5的良性且必要的IMC，称为η相(读作Eta相)。这种新的“准化合物”中锡的重量比约为60%。如果少量的铜表面遇到大量的焊料，它的IMC只需要3-5秒就可以生长到原来的平衡程度，比如240℃时的0.5μm到340℃时的0.9μm。但同时部分底铜会熔入液态锡的主锡池，形成负污染。
(a)初始状态:当焊料落在干净的铜表面时，会立即生成η相Cu6Sn5，这就是图中的部分(2)。
(b)浸锡期:焊料层中的锡会不断漏到IMC中形成新的Cu6Sn5，同时铜会逐渐漏到原来的η相层中形成新的Cu3Sn，即图中的(5)。这时焊料中锡的量会减少，这样铅的量就会按比例增加，如果表面要重新焊接就会出现锡缩。
(c)富铅阻挡层:当焊料层中的锡不断渗出形成较厚的IMC时，焊料层中的铅含量逐渐增加，最后锡渗出被全铅层阻挡。
(d)IMC暴露:由于锡的损失，焊料层疏松，暴露在IMC底层，最后达到不湿端。
在高温运行后的长期时效过程中，在η相的良性IMC与铜基体之间，由于铜的不断渗入，Cu6Sn5的局部成分会逐渐转变为Cu3Sn的恶性ε相(也读作ε相)。铜的量将从之前η相的40%增加到ε相的66%。这种老化变质的现象随着时间的延长和温度的升高而加剧，温度的影响尤为强烈。从“表面能”的观点可以看出，这种高铜含量的恶性ε相的表面能数极低，只有良性η相的一半。因此，Cu3Sn是一种对可焊性非常有害的IMC。
而较早出现的良性η相Cu6Sn5是可焊性良好的必要条件。没有这种良性η相的存在，就不可能完成良好的浸锡和正确的焊接。也就是说，需要先在铜表面生成η相的IMC，其焊点才会有强度。否则，焊料只是在附着状态下暂时冷却并固化在铜表面上。这种焊点就像一棵没有根的树，一点力量都没有。Sn-Cu合金的两种IMC在物理结构上也不同。其中，恶性ε相(Cu3Sn)常呈现柱状组织，而良性η相(Cu6Sn5)则是一种球状组织。图8示出了在长时间老化之后，然后弯曲、整平、抛光和微蚀刻之后铜箔上的焊料。两种IMC的微观结构都清晰可见，两种IMC的硬度都在500显微硬度单位左右。
在IMC增厚的过程中，其晶粒也会随时发生变化。由于颗粒尺寸的变化和变形，很难在切片图片中测量厚度。通常，在切片的最终抛光完成后，可以使用特殊的蚀刻溶液(NaOH)
50/gl，加入1，2-硝基苯酚35 ml/L，70℃)操作，在超声波的帮助下，可以咬出清晰的IMC层，看到各层结晶的各种情况。锡铜合金的两种IMC性能比较如下:
两种锡铜合金IMC的比较
命名公式W%锡含量出现在颜色结晶性能表面能η-phase(Eta) Cu6Sn5 60%高温熔锡钎焊到洁净的铜表面的位置，立即形成焊料或纯锡与铜的界面。
白色球
组织
良性IMC
微焊接强度必须非常高
ε相(ε)Cu3Sn 30%焊接在高温或长期时效后逐渐发生。
在Cu6Sn5和铜表面之间
灰色栏
透明的
恶性IMC
会导致锡收缩或者不粘锡只有Eta的一半，很有意思的是纯Cu6Sn5的良性IMC，虽然分子完全一样，但是在生长环境不一样的情况下，外观差别很大。如果将干净的铜表面热浸在熔化的纯锡中，当锡量和热量非常充足时，Eta的良性IMC表面将是鹅卵石状的。但如果用热空气将Sn-Pb合金(63/37)制成的焊膏熔化焊接在铜表面，即含锡量和热量不充分，实际上会生长出另一种短杆状IMC外观(注意铜和铅不会产生IMC，在润湿和铺展上的性能也完全不同。而且铜和锡的IMC层一旦被氧化，就会变成一层非常坚韧的膜，哪怕薄到1.5nm有五个原子层，再猛的熔剂也无能为力。这就是为什么在PTH孔薄的部分不容易吃锡的原因(C.Lea命名的《SMT科学指南》第337页有非常清楚的解释)，所以可知当焊点的主焊料层必须略厚时，才能尽可能保证可焊性。事实上，在“润湿”开始时，液态锡在高温下以较小的接触角迅速扩散出场地，同时也在场地内液态锡和固态铜之间产生连通，然后向下生根生成IMC，这是一个热力学步骤，即解释其假想作用的细节。
动词 （verb的缩写）锡铜IMC的老化
从上面可以看出，锡和铜之间首先形成的良性η相(Cu6Sn5)已经成为良好焊接的必要条件。只有IMC存在，才会有强度好的焊点。同样清楚的是，这种良好的IMC会因为铜的不断入侵而逐渐变质，逐渐变成不良的ε相(Cu3Sn)。这两种IMC的总厚度会随着温度的升高而增加，并且会随着时间的延长而增加。下表3显示了在各种条件下测量的IMC总厚度。总IMC越厚，以后焊接时可焊性越差。
表3。无铜温度下不同厚度的锡铜IMC
条件IMC厚度(密耳)
熔锡板0.03-0.04(指煎炸油或IR)
马口铁0.02-0.037份
170℃烘烤24小时，温度大于0.22。
在125℃烘烤24小时0.046
70℃烘烤24小时0.017
在70℃储存40天0.05
在30℃下储存2年0.05
在20℃下储存5年0.05
组件单焊后0.01~0.02
图12。锡铜IMC的老化和增厚不仅与时间的平方根成正比，而且受环境温度的强烈影响，斜率变化很大。
在IMC的时效过程中，原锡铅层中的锡含量不断输出，用来与基体铜形成合金，使原锡铅镀层或锡铅喷涂层中的锡含量逐渐减少，然后铅含量按比例不断增加。一旦IMC的总厚度增长到整个锡铅层的一半，其含锡量也会从60%下降到40%，其沾锡性的恶化当然不言而喻。而且是由衬底中无限量的铜供应的，但是表面膜中的锡量越来越少，所以后面形成的IMC会倾向于恶性Cu3Sn。
而且请一定注意，一旦环境超过60℃，即使是新生成的Cu6Sn5也开始转化为Cu3Sn。一旦这种不良的ε相成为气候，焊点本体中的锡不断向界面滑移，导致整个本体膜中铅的比例增加，后续的焊接就会呈现出脱湿的景象。这种不归路的恶化程度会随着原锡铅膜的厚度而不同。越稀，越会被空气中的氧气滥用，使变质更快。因此，为了避免这种额外的痛苦，一般规范要求锡铅膜层应至少在0.3密耳以上。
老化的锡铅膜除了IMC差、表面能低外，铜镀层中的杂质，如氧化物、有机抛光剂等* *沉积物，以及锡铅镀层中的有机物或其他杂质也会向IMC移动，使锡收缩加剧。
从之前的很多实验和报道中，我们可以知道有三种加速老化模式，我们可以将上述两个焊料劣化和锡收缩的实验类比如下:
◎接触高温饱和蒸汽1~24小时。
◎放入125~150℃的干燥箱中4~16小时。
◎置于高温蒸汽加氧气的环境中65438±0小时；之后只放在蒸汽中24小时；然后放入155℃的干燥箱中4小时；并置于40℃、90~95%RH环境中65438±00天。如此不断的折腾
大约等于1年自然老化。在这些高温高湿的老化条件下，锡铅膜表面和与铜的界面会发生锡原子的氧化、腐蚀和贫化，导致可焊性变差。
六、锡金IMC
焊料与金层之间的IMC生长比铜锡合金快得多，从出现顺序得到的分子式为AuSn。
、AuSn2、AuSn4等。在150℃老化300小时后，其IMC实际上可以生长到50μm(或2ml)厚。所以镀金件的脚焊接后，由于IMC的快速形成，焊点的强度会减弱，脆性增加。好在还是被大量的软焊料包围着，所以内部的缺陷还没有暴露出来。如果金层很薄，比如在铜表面镀上一层很薄的金层，然后去掉焊料，焊点的强度很快就会变差，从疲劳强度试验周期的减少就可以清楚地知道这种变差的程度。
曾经有人故意用热压的方法将金线压入焊料中(注意使用的温度要低于锡和铅的熔点)，于是金开始扩散到周围的焊料中，逐渐形成如图所示的白色分散的IMC。金丝原来的直径是45μm，但是在155℃老化460小时后，完全消耗掉了，效果真的很神奇。但是，如果在镍表面镀上一层金，或者在焊料中故意加入一点铟，金的扩散速度就可以大大减慢5倍之多。
七、锡银IMC
锡和银也会很快形成界面合金Ag3Sn，使得很多镀银的零件在焊接后很快就发生。
银流失到焊料中，使银脚焊点的结构强度迅速劣化，称为“浸银”。这种焊后可靠性的问题，在很多以钯银层为导体的“厚膜工艺”中都出现过，在SMT中也有很多先例。如果稍微改变含金量为63/37的Sn-Pb * * *的焊料成分，加入2%的银使其为62/36/2，就可以缓解或避免这种“渗银”现象，也可以缓解焊点不稳定的困扰。在最近的铜焊盘浸银处理中，有机银层只有4-6μm，所以在焊接的一瞬间，银迅速熔化到焊料体内，最终焊点形成的IMC层仍然是铜和锡的Cu6Sn5。因此，已知银层的功能仅仅是保护铜表面不被氧化，这非常类似于有机铜保护剂(OSP)的Enetk。事实上，银本身并没有参与焊接。
八、锡镍IMC
出于机械强度的考虑，电子部件的引脚经常使用黄铜而不是纯铜作为基板。但由于黄铜中含有大量的锌，会大大阻碍可焊性，所以必须用镀镍作为阻挡层才能完成焊接任务。其实这只是在焊接的瞬间，暂时达到消灾避祸的目的。因为在不久的将来IMC仍然会出现在镍和锡之间，对焊点的强度仍然有不良影响。
表4。不同金属间化合物扩散系数和活化能的比较
系统金属间化合物扩散系数(m2/s)活化能(J/mol)
铜锡合金Cu6Sn5，Cu3Sn 1×106 8万
镍锡合金Ni3Sn2、Ni3Sn4、ni3sn 7 2×107 68000
Au-Sn AuSn，AuSn 2 AuSn 3×104 73000
Fe-Sn fesnfesnfsn 2 2×109 62000
银锡Ag3Sn 8×109 64000
在常温下，与锡和铜IMC相比，锡和镍生成的IMC的生长速率非常有限。但在高温下比锡铜合金慢很多，所以可以作为铜和锡或金之间的阻挡层。此外，当环境温度不同时，IMC的外观和组成也不同。这种脆性IMC靠近镍表面的分子被认为是Ni3Sn4，而靠近锡表面的分子差别很大，很难找到通式，一般用NiSn3表示。根据一些实验数据，后者的增长率大约是前者的三倍。还有，由于镍在空气中极易钝化，也会对可焊性产生极其不利的影响，所以一般需要在镍的表面镀一层纯锡来提高可焊性。如果用于接触导电，也可以镀金或镀银。
九。结论
各种待焊表面的可焊性变差，焊点强度减弱，这是很自然的现象。就像有情世界的生老病死，无情世界的腐朽风化，迟早都会发生，无法避免。了解了原因和过程后，找出改善的办法，延长其使用寿命，才是上策。