GB T 19405.1-2003 表面安装技术 第1部分;表面安装元器件(SMDs)规范的标准方法.pdf
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1、G/T 19405.1-2003/IEC 61760-1 ,1998 目q-=目GB/T 19405(表面安装技术分为两个部分.第1部分:表面安装元器件规范的标准方法,一一第2部分=表面安装元器件的运输和贮存条件应用指南。本部分为GB/T19405的第1部分。本部分等同采用IEC61760-1, 1998(表面安装技术第1部分:表面安装元器件规范的标准方法)(英文版)。根据国标GB/T1. 1-2000(标准化工作导则第1部分z标准的结构和编写规则),本部分作了必要的编辑性修改。本部分在条款的编排上与原文有以下几处改动:1)原文7.3耐机械力中的拾取、安放和向心力中为检验4.5要求的试验正在考
2、虑中,根据文中的内容改为检验4.7要求的试验正在考虑中。2l原文中附录A.6.3.1时间和温度,浸渍速度为25mm/s土2,5mm/s一条有误。故改为浸渍速度为(25土2.5)mm/s。本部分的附录A为规范性附录。本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由中国电子技术标准化研究所(CESI)归口。本部分起草单位:中国电子科技集团公司第十五研究所。本部分主要起草人江倩,李扬桥,张春婷,刘筒。田GB/T 19405.1-2003/IEC 61760-1 , 1998 表面安装技术第1部分:表面安装元器件(SMDs)规范的标准方法1 范围本部分规定了元器件规范需采用的标准的工艺条件和相应的试验条
3、件。本部分的目的是使符合本标准并符合相应元器件标准的各种有源或无源表面安装元器件能采用一种通用的焊接工艺安装在基板上并进行组装。因此,元器件应按其设计的工艺严酷等级进行分类。本部分适用于对其表西安装应用需要评定的IEC体系所包括的各种电子元器件。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T19405的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。IEC 60062 ,1 992 电阻器和电容器码标IEC 6
4、0068(所有部分)环境试验lEC 60068-1,1988环境试验第1部分2总则和指南IEC 60068-2-20 , 979环境试验第2部分2试验方法试验T,焊接IEC 60068-2-21,1983环境试验第2部分2试验方法试验U,引出端和整体安装件强度修改单2(9911IEC 60068-2-45,1980环境试验第2部分:试验方法试验XA和导则在清洗剂中浸渍修改单(1993)IEC 60068-2-58 , 989环境试验第2部分2试验方法试验Td,表面安装元器件(SMD,)的可焊性、抗金属化熔融性和耐焊接热IEC 60068-2-69 ,1 995 环境试验第2部分2试验方法试验T
5、e,采用润湿称量法适用于表面安装电子元器件可焊性试验方法IEC 6019-6 , 990 半导体器件机械标准化第6部分2表团安装半导体器件封装外形图绘制的般规则IEC 60194 ,1 988 印刷电路板的术语和定义IEC 60249-Z(所有规范)印制电路基材第2部分.规范IEC 60249-2-4 , 987 印制电路基材第2部分2规范规范4通用级环氧玻璃纤维覆铜循层压板IEC 60249-2-5 , 987 印制电路基材第2部分.规范规范5,阻燃型环氧化物玻璃布覆铜层压板(垂直燃烧试验)IEC 60286(所有规范)自动操作用元器件包装lEC 60286-3 , 99 自动操作用元器件包
6、装第3部分2元引线元器件连续带包装IEC 60286-4 , 1997 自动操作用元器件包装第4部分:采用E型和G型包装封装的电子元器件的管状供料盒IEC 60286-5 , 995 自动操作用元器件包装第5部分z矩阵式料盘3 术语和定义IEC 60194中规定的以及下列的术语和定义适用于本部分。GB/T 19405.1-2003/IEC 61760-1 ,1998 注不赞成将术语片式作为表面安装*语,IEC使用SMD或表面安装元器件。3. 1 胶粘荆adhesive 将物体粘接在一起所使用的物质,如胶或粘合剂。在表面安装中使用一种环氧胶粘剂将表面安装元器件粘到基板上。3.2 3.3 3.4
7、3.5 3.6 3. 7 3.8 向心力centering force 元器件在位移设备中机械定位时,其本体的侧面和/或其引出端所承受到的动力,一般应考虑最大值。共面性coplanarity 元器件位于其底座面时,其最低位引线与最高位引线之高度差。半润illdewetting 熔融焊料涂覆表面后所形成的状态,即焊料回缩,留下从焊料薄膜覆盖面中分离出的不规则的焊料疙瘩。金属代层熔融dissolution of metallization 当暴露于熔融焊料时,金属或金属含金涂覆层的流失或去除。浸渍深度immersion attitude 物体浸渍到焊槽中的几何位置。蒙特和j尔议定书Montreal
8、 protocol 在加拿大蒙特利尔召开的会议上由各国政府签署的-个协议,旨在减少破坏臭氧层化学物质的作用。拾取力pick-up force 施加在元器件本体上的动力一一在将元器件从其包装体(带或盘)中吸取时,一般施加在元器件本体的顶面和底面,通常考虑最大值。3.9 定位力placement force 施加在元器件本体上的动力一一一般施加在元器件本体的顶面和底面。该力在元器件与基板首次接触(膏粘或胶粘等)的瞬间起至元器件定位的瞬间为止的时间出现,通常考虑最大值。3. 10 3. 11 3. 12 3. 13 2 放置面S曲tingplane 元器件定位的表面。焊料弯月面solder meni
9、scus 当润湿时,由于表面张力而形成的一种焊料形状的轮廓。可焊性solderability 采用合金焊料对表面润湿能力测定的量度。耐焊接热soldering he咽,resistanceto 元器件耐受由其焊接工艺所传送的热的能力。GB/T 19405.1-2003/IEC 61760-1 ,1998 3. 14 基板substrate 构成电子电路支撑结构的基体材料。3. 15 表面安装元器件surface mounting device 设计安装到基板导电图表面的焊盘或印制线上电子元器件。3. 16 润湿wetting 液体的一种物理现象,通常与固体接触,其时液体的表面涨力已减小至能在整
10、个基体表面以一非常薄的膜层流满并紧密接触。4 一般要求4. 1 规范内容当通用规范或分规范包括SMD类型时,则应规定4.2至4.8的各项要求和从第7章中选取的相应试验方法与要求。4.2 焊接工艺适用性说明表面安装元器件的分规范或详细规范,应按照6.2规定元器件的分类。4.3 包装和包装标志规范中应规定表面安装元器件供货的包装方式,即卷带的、管状的、托盘的或散装的,包装应符合IEC 60286系列标准的规定。SMD元器件外包装上若采用条形码标志,则条形码应符合MIL-STD-1l89A的规定,并应给出被标元器件的明确说明,条形码信息包括下列内容za) 制造厂;b) 元器件识别标志(包括包装类型h
11、d 日期码(见IEC60062)或批号;d) 数量。除了相关元器件规范的要求外,标志还应包括表面安装类别。元器件规范中应给出数字或代码信息的要求,且应规定那些不是专适用于表面安装技术的标志要求。4.4 元器件标志规范应要求元器件标志在经受7.4.2规定的试验后应保持清晰。7.4.2规定的试验应在所选类别相应的耐焊接热试验后进行。4.5 储存按规定的条件储存和包装元器件,交货后在标准大气条件下(见IEC60068-1,1988的5.3. 1)至少经过12个月,仍应保持可焊性和可加工性。元器件应符合7.2规定的可焊性要求。4.6 元器件外形元器件应有一个合适的顶部表面,以便于真空头吸取。吸取面不应
12、对真空头造成阻塞。若元器件是胶粘到基板上的,在其底面(不包括引出端)应能进行粘接。必须胶粘的元器件本体的底面与其基板之间的间隙应有明确的规定,并应根据元器件的尺寸规定最大间隙。其最大间隙不应超过0.3mmo 此要求适用于需要胶粘的小间隙类型,不适用于大间隙类型。对于大间隙类型,最大间隙可以超过0.3 mm,但不得超过0.6mmo 对适用于再流焊的多引出端元器件,详细规范中应按IEC60191-6,1990中2.5的规定,给引出端GB/T 19405.1-2003/IEC 61760-1 ,1998 的底面的共面性和间隙高度。引出端位置应符合详细规范给出的图形。详细规范中给出的元器件本体定位结构
13、应以图形为基准。无引线元器件的详细规范应给出在元器件引出端的末端至少在X方向和Y方向所测量的典型热膨胀系数。4. 7 机械应力元器件应能承受以下由定位机或由基板弯曲所施加的应力z吸取力,(在考虑中)向心力,(在考虑中)定位力,(在考虑中)弯曲力,(见7.3.2)由于这些力难于测量,所以实际中不测量这些力,目前尚无合适的试验。4.8 订货资料除相关元器件规范中给出的要求外,订货资料还应包括6.2中规定的表面安装元器件的类别。5 安装工艺条件鉴别5. 1 通则生产步骤取决于所用的焊接方法,典型的流程图见图10表面安装元器件和印制板有困态焊料沉积的印制板,涂有胶粘剂焊膏涂敷元器件安放元器件安放r -
14、. 焊膏预干燥: 再流焊清洗(如果适用试验注:如果需要。圈1生产步骤4 胶粘剂元器件安放胶粘Jl!J困化波峰焊GB/T 19405. 1-2003/IEC 61760-1 , 1998 5.2 安放元器件应能承受4.7中给出的应力。5.3 焊接前固定基板上的元器件焊接前可使用胶粘剂或采用焊膏将元器件固定在基板上。胶粘剂固化包括温度处理例如,单批次工艺中为120C保持30min,或在连续工艺中为150C保持120 50 焊膏预干燥的时间和温度取决于所用焊膏的类型。5.4 焊接方法有几种方法可将元器件焊接到基板上,下述方法只是其中的几种。5. 4. 1 再流焊方法a) 汽相再流焊饱和蒸汽焊又称为冷
15、凝焊,该焊接工艺用作单批系统(双气系统)和用作连续单蒸汽系统。两种系统都可包括安装件的预热,以防止高温冲击或其他未预料的影响。整个工艺的温度/时间曲线的典型示例见图2和图3。b) 红外再流焊采用红外辐射的再流焊,是非接触加热,其加热组件的能量直接从红外辐射和对流获得。红外炉的加热速度取决于材料表面的热吸收率和与可接收到的红外辐射的表面积有关的各种元器件热容量。300 250 20 5.40 s h 、飞一二主三二二士飞-215 C 200 180C 斟黯15050 最大2K/s 、飞飞强制睁却、热-预FLM-部肌二1外:-I牛。内部预热(由第二气体。50 100 150 20C 250 时间/
16、,实线s典型工艺曲线,虚线z工艺极限曲线.圈2带预热的单批系统汽相焊-一温度/时间曲线(焊端温度)5 GB/T 19405.1-2003月EC61760-1 ,1998 坦 、回300 250 215 1: 200 1801: 150 130 C 外部预热100 100 _ _ -l- _ _ _ _J. : 50 。主线t典型工艺曲线$虚线z工艺瞌限曲线.50 100 20 5.40 5 时间/,-一-_一一-一一-一一- 、150 - _ _ -一200 强制冷却250 图3带预热的连续系统汽相焊一一-温度/时间曲线(焊端温度)在辐射和对流混合的红外炉中,元器件的温度是不确定的。对于一个规
17、定的产品,可通过它在红外炉时的温度进行温度测量。注意:与较大元器件组合焊接的小元器件,在采用温度为260C进行耐焊接热试验时,其温度会超过260.C的极限温度。影响元器件内部温度的参数如下时间和功率;元器件的质量g元器件的尺寸;基板的尺寸;表团的吸收效率;一一安装密度和遮蔽s辐射源的波长辐射能谱g一一辐射和对流的能量比。整个工艺的温度/时间曲线的典型示例和影响的因素见图4,印制板尺寸、焊料成分和使用设备的不同可以规定预热时间与焊接峰值温度的偏差。6 GB/T 19405.1-2003/IEC 61760-1: 1998 300 250 24OC - - -再班焊200 215 C -ff;.、
18、/ / / 、 230C 180C 50 -+.# / 160 C 150C / 大约60s 180(: 150 门V刨跚一一一一一一_,一130C / , 、 、100 / / 预热, / / / / 型典, , -, 。o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120 130140150 160 170 180190 200 210 220 230 240 250 时间;,实钱=典型工艺曲线,虚线z工艺极限曲线。图4红外焊,强制气体再流焊一一温度/时间曲线(焊端温度)c) 强制气体再流焊这是一种再流焊方法,加热组件的最大部分能量来自气体(空气或惰性气体或二者的
19、混合)对流。小部分能量可由直接红外辐射得到,但该方法从元器件和基板的性能考虑,选择远比红外焊接要少,需规定更好的焊接条件。d) 电炉再流焊目前尚无此项工艺的SMD类别。e) 激光焊目前尚无此项工艺的SMD类别(在考虑中)。1) 热棒焊这是一种采用温度控制工具(热电极)使焊缝连接的焊接方法。目前尚无此项工艺的SMD类别。5.4.2 波峰焊方法在波峰焊时首先涂敷助焊弗j并干燥,然后产生两个连续的熔融焊料填注波峰,此时焊接的基板向一个方向移动并穿过波峰。此焊接可在惰性气体中进行。整个工艺温度/时间曲线的典型示例见图5,5. 4. 3 其他焊接方法锡铁焊。该工艺难于控制。若使用,应小心操作.选择的条件
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