一种smt贴片方法及led封装器件

文档序号:38827 发布日期:2021-09-24 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 一种smt贴片方法及led封装器件 (SMT (surface mount technology) chip mounting method and LED (light emitting diode) packaging device ) 是由 李伟伟 葛军 余洪亮 张威 霍文旭 于 2021-06-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种SMT贴片方法及LED封装器件,所述方法包括以下步骤:步骤S10,第一次刷锡:在PCB板上印刷锡膏;步骤S20,第一次回流焊:将所述PCB板送入回流炉进行回流焊;步骤S30,第二次刷锡:从所述回流炉中取出所述PCB板,在所述PCB板上再次印刷锡膏;步骤S40,贴晶片:在所述PCB板上贴胶,将元器件贴装在所述PCB板上;步骤S50,第二次回流焊:将贴装有元器件的PCB板再次送入回流炉中进行回流焊。本发明在现有技术工艺流程基础上,在贴晶片之前,增加刷锡和回流焊流程,降低了空洞率,能避免产生锡珠,实现了空洞率小于3%,且比例小于0.1%,没有产生大于10um的锡珠。(The invention discloses an SMT chip mounting method and an LED packaging device, wherein the SMT chip mounting method comprises the following steps: step S10, brushing tin for the first time: printing solder paste on the PCB; step S20, first reflow: sending the PCB into a reflow oven for reflow soldering; step S30, brushing tin for the second time: taking the PCB out of the reflow oven, and printing solder paste on the PCB again; step S40, die attachment: pasting glue on the PCB, and pasting a component on the PCB; step S50, second reflow soldering: and sending the PCB with the attached components into a reflow furnace again for reflow soldering. On the basis of the prior art process flow, before the chip is attached, the tin brushing and reflow soldering processes are added, so that the voidage is reduced, tin beads can be avoided, the voidage is less than 3%, the proportion is less than 0.1%, and no tin beads larger than 10um are generated.)

一种SMT贴片方法及LED封装器件

技术领域

本发明涉及SMT贴片

技术领域

,特别涉及一种SMT贴片方法及LED封装器件。

背景技术

现有LED封装产品,均是通过SMT回流焊焊接来导通线路,SMT贴片指的是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB(Printed Circuit Board)为印刷电路板。SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology)的缩写,是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

SMT工艺生产效率高,易于自动化管理,但是在关键性指标,空洞率、锡珠管控方面都不易控制,目前,行业对空洞率的标准定义一般都是小于15%~35%,对于锡珠的标准定义一般都是小于200um。空洞率过大,说明材料焊接后与PCB接触不够好,影响散热;锡珠过大,会有致命性短路的风险。

导致以上两点的原因是:如图1和图2所示所示,目前的工艺流程是刷锡膏后贴晶片或其他组件不可避免地会产生向下的挤压压力,而关键的键合物料锡膏是由很多小颗粒性介质组成,这个压力使锡膏与PCB PAD(焊盘)键合时产生缝隙或将颗粒性的锡球挤出焊盘外,经过高温回流焊后就产生了比较大的空洞率与锡珠。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种SMT贴片方法及LED封装器件,旨在降低在SMT贴片过程中的空洞率,避免产生锡珠。

为实现上述目的,本发明提供了一种SMT贴片方法,所述方法包括以下步骤:

步骤S10,第一次刷锡:在PCB板上印刷锡膏;

步骤S20,第一次回流焊:将所述PCB板送入回流炉进行回流焊;

步骤S30,第二次刷锡:从所述回流炉中取出所述PCB板,在所述PCB板上再次印刷锡膏;

步骤S40,贴晶片:在所述PCB板上贴胶,将元器件贴装在所述PCB板上;

步骤S50,第二次回流焊:将贴装有元器件的PCB板再次送入回流炉中进行回流焊。

本发明进一步的技术方案是,所述步骤S10之前还包括:

步骤S00,除湿:对所述PCB板进行除湿。

本发明进一步的技术方案是,所述步骤S00中,在150-170℃温度条件下,对所述PCB板除湿30-60min。

本发明进一步的技术方案是,所述步骤S10和步骤S30中,在刷锡过程中采用的钢网厚度为0.06-0.12mm。

本发明进一步的技术方案是,所述步骤S10和步骤S30中,所述钢网开孔面积为焊盘面积的60%。

本发明进一步的技术方案是,所述步骤S20和步骤S50中,回流炉的炉温曲线和锡膏的熔点曲线相匹配。

本发明进一步的技术方案是,所述回流炉内设置有升温区和降温区,在所述步骤S20和步骤S50中,所述PCB板在所述升温区1-5min升至锡膏熔点温度,在所述降温区滞留时间为1-5min。

本发明进一步的技术方案是,所述回流炉内设置有回流区,所述PCB板在所述回流区滞留时间为50-150s。

本发明进一步的技术方案是,所述步骤S20和步骤S50中,焊接速度为50-100mm/min。

为实现上述目的,本发明还提出一种LED封装器件,所述LED封装器件采用如上所述的SMT贴片方法制成。

本发明SMT贴片方法及LED封装器件的有益效果是:本发明在现有技术工艺流程基础上,在贴晶片之前,增加刷锡和回流焊流程,降低了空洞率,能避免产生锡珠,实现了空洞率小于3%,且比例小于0.1%,没有产生大于10um的锡珠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是现有技术中SMT贴片的工艺流程示意图;

图2是采用现有技术中SMT贴片的工艺流程的LED光源结构示意图;

图3是本发明SMT贴片方法第一实施例的工艺流程示意图;

图4是采用本发明SMT贴片方法的工艺流程的LED光源结构示意图;

图5是本发明SMT贴片方法第二实施例的工艺流程示意图;

图6是采用现有技术中SMT贴片的工艺流程的对应现象示意图;

图7是采用本发明SMT贴片方法的工艺流程的对应现象示意图;

图8是采用现有技术中SMT贴片的工艺流程的主要功能区外观示意图;

图9是采用本发明SMT贴片方法的工艺流程的主要功能区外观示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中的SMT贴装方案容易产生比较大的空洞率与锡珠,由此,本发明提出一种解决方案。

具体地,本发明提出一种SMT贴片方法,本发明SMT贴片方法所采用的技术方案是在现有技术的流程上多加一次印刷锡膏、回流焊工序。其中,第一次刷锡为无挤压锡与PCBPAD结合,第二次刷锡为第一次的锡与第二次刷的锡相结合,两次都不会产生空洞和锡珠。

具体地,请参照图3和图4,本发明提出一种SMT贴片方法,本发明SMT贴片方法较佳实施例包括以下步骤:

步骤S10,第一次刷锡:在PCB板上印刷锡膏。

值得强调的是,在第一次刷锡过程中,锡与PCB板为无挤压的情况自然融合,锡与PCB板能很好的结合。

本实施例中,在第一次刷锡过程中采用的钢网厚度为0.06-0.12mm,钢网的开孔面积为焊盘面积的60%。

步骤S20,第一次回流焊:将PCB板送入回流炉进行回流焊。

其中,在第一次回流焊过程中,回流炉的炉温曲线和锡膏的熔点曲线相匹配。

回流炉内设置有升温区、回流区和降温区,其中,PCB板在升温区1-5min升至锡膏熔点温度,在降温区滞留时间为1-5min,在回流区滞留时间为50-150s。焊接速度为50-100mm/min。

步骤S30,第二次刷锡:从回流炉中取出PCB板,在PCB板上再次印刷锡膏。

值得强调的是,在第二次刷锡过程中,锡与锡为同介质结合,相似相容,即使存在一定的压力也会很好的结合,因此,可以避免在贴晶片和第二次回流焊后产生空洞和锡珠。

与第一次刷锡相同地,在第二次刷锡过程中采用的钢网厚度为0.06-0.12mm,钢网的开孔面积为焊盘棉结的60%。

步骤S40,贴晶片:在PCB板上贴胶,将元器件贴装在PCB板上。

步骤S50,第二次回流焊:将贴装有元器件的PCB板再次送入回流炉中进行回流焊。

与第一次回流焊相同地,PCB板在回流炉的升温区1-5min升至锡膏熔点温度,在回流炉的降温区滞留时间为1-5min,在回流炉的回流区滞留时间为50-150s。焊接速度为50-100mm/min。

本实施例通过上述技术方案,在现有技术工艺流程基础上,在贴晶片之前,增加刷锡和回流焊流程,降低了空洞率,能避免产生锡珠,实现了空洞率小于3%,且比例小于0.1%,没有产生大于10um的锡珠。

请参照图5,提出本发明SMT贴片方法第二实施例,本实施例与图3所示的第一实施例的区别在于,本实施例中,上述步骤S10,第一次刷锡之前还包括以下步骤:

步骤S00,除湿:对PCB板进行除湿。

可以理解的是,本实施例在第一次刷锡之前对PCB板进行除湿,可以使得PCB板与锡膏更好的结合。

具体地,本实施例在对PCB板进行除湿时,在150-170℃温度条件下,对PCB板除湿30-60min。

本实施例通过上述技术方案,在现有技术工艺流程基础上,在贴晶片之前,增加刷锡、回流焊以及除湿流程,可以进一步降低空洞率,避免产生锡珠。

以下结合图6至图9对本发明SMT贴片方法及其试验结果进行阐述。

一、空洞与锡珠大幅减少的原理:

(一)空洞和锡珠产生的原因:

贴晶片或其他组件时,有个向下的挤压力,压力传递到锡膏与PCB板结合面,锡膏本身是由很多颗粒性的球状体组成,在压力的作用下,会产生两个现象:

A、挤压出缝隙——形成空洞

B、将颗粒性的锡球挤出焊盘外——形成锡珠

(二)两次刷锡无空洞锡珠的原因:

A、第一次刷锡:锡与PCB板无挤压的情况下自然融合,锡与PCB板很好的结合;

B、第二次刷锡:锡与锡同介质结合,相似相容,有一定的压力也会很好的结合。

二、本发明SMT贴片方法具体操作说明,如表一所示:

表一

三、试验目的:

评估两次刷锡对空洞、锡珠以及性能的影响。

四、试验物料,如表二所示:

表二

五、试验评估项目:

1.工艺验证

1.1检测标准及条件:

锡膏量检测设备:SPI;

锡膏量标准:体积范围-60-180%(以钢网开孔体积作为基准);

印刷后效果检测标准:空洞<25%,锡珠<120um(焊盘电极间距一般在150um左右,锡珠直径太大会有短路风险);

钢网开孔面积固定为焊盘面积的60%;

1.2验证结果,如表三所示

表三

其中,现有技术中一次刷锡工艺的效果图如图6所示,本发明SMT贴片方法采用二次刷锡工艺的效果图如图7所示。

1.3一次刷锡与两次刷锡工艺外观对比

如图8和图9,图8是一次刷锡工艺的外观效果图,图9是两次刷锡工艺的外观效果图,从图8和图9可以看出,两次刷锡工艺和一次刷锡工艺主要功能区外观无差异。

2、参数对比

2.1数据汇总,如表四所示:

表四

从表四可以看出,整体亮度与光效差异在2%以内,刷锡对亮度影响不大。

2.2具体测试数据

一次刷锡-2700K色温,如表五所示,

表五一次刷锡-6500K,如表六所示:

表六二次刷锡-2700K,如表7所示:

表七二次刷锡-6500K,如表八所示:

表八

3、可靠性

3.1可靠性条件,如表九所示:

表九

3.2实验结果

A、冷热冲击结果,如表十所示:

B、硫化结果(光通量维持率),如表十一所示:

类别 0H 4H 8H 16H
一次刷锡 100% 96.50% 97.77% 96.81%
二次刷锡 100% 97.49% 99.20% 98.58%

表十一C、老化结果,如表十二所示:

类别 0H 500H 1000H 2000H 3000H
一次刷锡 100% 98.61% 99.03% 98.94% 98.97%
二次刷锡 100% 98.37% 101.39% 99.43% 98.57%

表十二

综上所述,本发明SMT贴片方法的有益效果是:本发明在现有技术工艺流程基础上,在贴晶片之前,增加刷锡和回流焊流程,降低了空洞率,能避免产生锡珠,实现了空洞率小于3%,且比例小于0.1%,没有产生大于10um的锡珠。

为实现上述目的,本发明还提出一种LED封装器件,所述LED封装器件采用如上所述的SMT贴片方法制成,所述SMT贴片方法的原理和有益效果上面已经详细阐述,这里不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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