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1、- 1 -SMT 生产管理及设备应用作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 电子工艺与管理 作者所在班级： 10252 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： - 2 -摘 要表面贴装技术，在生产设备的发展上已经与现实的电子产品及电子元件在发展和开发其趋势已互相紧密的联系着。现时的电子产品如电脑产品、家庭电器、电子玩具、电子器材都已大量应用上此技术。尤其是手提电子产品，如流动手提电话、笔记本型电脑等， 其功能越来越多，但其产品体积折越来越细及重量也越来越轻。能做到这些发展都皆因电子元件的尺寸和体积能进一步微型化，以及集成电路 (Integrated Circuits) 的封
2、装技术不断的发展和改良，使到能在不增加其体积，甚至能缩小其尺寸，而能增加其功能，再加上 SMT 设备能处理日益微小的电子元件才能得以实现。SMT 是怎样来完成贴装焊接的，所需的设备及其工作状况又是怎样的，通过自己的实习将让大家详细了解下表面贴装技术及其设备的操作与管理。 - 3 -前言 .- 2 -1. SMT 技术 .- 2-1.1 SMT 技术简介 .- 2 -1.2. SMT 工艺流程 .- 3 - 1.3. SMT 工艺设备介绍 .- 3 -1.3.1 模板 .- 3 -1.3.2. 丝印 .- 3 -1.3.3. 贴装 .- 3 -1.3.4. 回流焊接 .- 3 -1.3.5. 清
3、洗 .- 3 -1.3.6. 检验 .- 3 -1.3.7. 返修 .- 3 -2. 印刷设备 .- 4 -2.1.印刷原理 .- 4 -2.2.印刷机分类 .- 5 - 2.3 印刷不良的解决办法和注意事项 .- 6 -3. 贴片机 .- 6 -4. 回流焊 .- 7 -4.1 回流焊设备的发展 .- 7 -4.1.1. 红外线回流焊 .- 7 - 4.1.2. 热风回流焊 .- 7 -4.1.3. 红外/热风回流焊 .- 7 -4.1.4. 氮气炉 .- 8 -4.2. 回焊炉维修和保养 .- 8 -4.2.1. 影响回流曲线形状的几个参数： .- 8 -4.2.2. 回焊炉的日保养操作：
4、 .- 8 -4.3. 小型台式回流焊机与大型多温区回流焊机的性能比较 .- 8 -5. 结束语 .- 9 - 4 -前言 随着我国通讯、计算机及网络和电子类产品快速发展，促使 SMT 这一支撑高技术产品发展的基础技术，已逐渐由技术性探索走向成熟的实际生产应用阶段。应用的范围也由过去少数几个电子企业扩展到几乎各个行业。仅北京电子学会 SMT 专业委员会的主要成员就来自电子、通信、机械、航空、航天、兵器、船舶、家电、公安和轻工等百余家企业。一些企业引进的 SMT 生产设备，运行情况良好，并在该技术应用领域取得了可喜的经济效益和成就。九八年北京市电子行业实现工业总产值 450 亿元，北京电子行业已
5、成为支持首都经济发展的第一支柱产业但是我们还应清醒地意识到，也有不少单位 SMT 的应用情况令人遗憾，在花费了大量外汇引进了 SMT 设备之后，却无法满足生产要求，出现诸如设计、工艺过程与 SMT 不相适应；生产过程效率低、消耗大；产品质量水平差；SMT设备运行不正常、故障率高，维修和保养工作跟不上，后期投入费用过大，造成设备长期闲置的后果。与此同时，许多企业还在技术准备不足的情况下投资上马 SMT 设备。另外，随着国外 SMT 发展趋势，适应新产品和满足 IC 最新封装形势的 SMT 技术和设备不断涌现，在用的 SMT 系统都面临技术和设备不断更新的问题，这不免给企业的发展增加了新的投资风险
6、。为此应用好现有设备，使企业赢得较高的经济效益，步入良性循环，寻求新的发展，我认为具有十分现实的意义。1.SMT 技术1.1 SMT 技术简介SMT 是 Surface Mount Technology 的缩写，即表面贴装技术，它是指将表面贴装器件（SMD）焊接到印刷电路板上的一种电子组装技术。它将传统的电子元器件压缩成为原体积的十分之一左右,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，成为电子信息化产业的基础。SMT 由表面贴装元器件（SMD） 、表贴工艺和表贴设备三个部分组成，由于 SMD 的组装密度高，使现有的电子产品在体积上缩小 40%60% ，重量上减轻 60%80% ，
7、成本上降低30%50% ，同时 SMD 的可靠性高和高频特性，SMT 工艺及其设备的选择和配置成为电子产品质量保证的关键。- 5 -目前，先进的电子系统，特别是在通讯、计算机及网络和电子类产品，已普遍采用表面贴装技术。国际上 SMD 器件产量逐年上升，OEM，EMS 已成为电子行业主流资源配置方式，传统器件诸如双列直插的芯片以及通孔安装方式的电阻、电容产量逐年下降，因此随着时间的推移，表面贴装技术将越来越普及，而大型的 SMT 生产线一般只适合于同一品种、大批量电子产品的生产，对于多品种、小批量的电子产品的生产以及研发、教学的应用来说，使用大型 SMT 生产线是不现实的，而且成本、体积也让国内
8、的众多用户难以接受。1.2.SMT 工艺流程SMT 主要工艺流程包括锡膏印刷、元件贴装和回流焊接三个部分。锡膏印刷是指使用网板、刮刀和丝印台将焊锡膏准确均匀地分布到所需焊接的各个焊盘上。锡膏印刷所需的工具有不锈钢网板、不锈钢刮刀和丝印台。元件贴装是指使用吸笔或者贴片台将元器件准确地放置在 PCB 的焊盘上。元件贴装所需的工具有吸笔、贴片台，如果要贴装 BGA 元件，则需要配置 BGA贴装系统。回流焊接是指使用回流焊机将 PCB 上的焊锡膏溶化，将元件和 PCB 焊盘连接在一起。回流焊接所需的工具有回流焊机，为了提高工作效率，可以配备PCB 托架。1.3. SMT 工艺设备介绍1.3.1 模板：
9、首先根据所设计的 PCB 确定是否加工模板。如果 PCB 上的贴片元件只是电阻、电容且封装为 1206 以上的则可不用制作模板，用针筒或自动点胶设备进行锡膏涂敷；当在 PCB 中含有 SOT、SOP、PQFP、PLCC 和 BGA 封装的芯片以及电阻、电容的封装为 0805 以下的必须制作模板。一般模板分为化学蚀刻铜模板（价格低，适用于小批量、试验且芯片引脚间距0.635mm）；激光蚀刻不锈钢模板（精度高、价格高，适用于大批量、自动生产线且芯片引脚间距0.5mm）。1.3.2.丝印：其作用是用刮刀将锡膏或贴片胶漏印到 PCB 的焊盘上，为元器件的贴装做准备。所用设备为手动丝印台（丝网印刷机）、
10、模板和刮刀（金属或橡胶），位于SMT 生产线的最前端。1.3.3.贴装：其作用是将表面贴装元器件准确安装到 PCB 的固定位置上。所用设备为贴片机（自动、半自动或手工），真空吸笔或镊子，位于 SMT 生产线中丝印台的后面。- 6 -对于试验室或小批量我公司一般推荐使用双笔头防静电真空吸笔。1.3.4. 回流焊接：其作用是将焊膏熔化，使表面贴装元器件与 PCB 牢固钎焊在一起以达到设计所要求的电气性能并完全按照国际标准曲线精密控制，可有效防止 PCB 和元器件的热损坏和变形。所用设备为回流焊炉，位于 SMT 生产线中贴片机的后面。 1.3.5. 清洗：其作用是将贴装好的 PCB 上面的影响电性能
11、的物质或焊接残留物如助焊剂等除去，若使用免清洗焊料一般可以不用清洗。对于要求微功耗产品或高频特性好的产品应进行清洗，一般产品可以免清洗。所用设备为超声波清洗机或用酒精直接手工清洗，位置可以不固定。 1.3.6. 检验：其作用是对贴装好的 PCB 进行焊接质量和装配质量的检验。所用设备有放大镜、显微镜，位置根据检验的需要，可以配置在生产线合适的地方。 1.3.7. 返修：其作用是对检测出现故障的 PCB 进行返工，例如锡球、锡桥、开路等缺陷。所用工具为智能烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。 2. 印刷设备2.1.印刷原理锡膏印刷现在被认为是，表面贴装技术中控制最终焊锡节点品质的关键的过
12、程步骤。印刷是一个建立在流体力学下的制程，它可多次重复地保持，将定量的物料(锡膏或黏胶)涂覆在 PCB 的表面，一般来讲，印刷制程是非常简单的，PCB 的上面与丝网或钢板保持一定距离(非接触式)或完全贴住(接触式)，锡膏或黏胶在刮刀的作用下流过丝网或钢板的表面，并将其上的切口填满，于是锡膏或黏胶便贴在 PCB 的表面，最后，丝网或钢板与 PCB 分离，于是便留下由锡膏或黏胶组成的图像在 PCB 上.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。或者丝网 或者模板用于锡膏印刷。在手工或半自动印刷机中，锡膏是手工地放在模板/丝网上，这时印刷刮刀处于模板的另一端。在自动印刷机中，锡膏是自动分配的。在印刷过程中，印刷刮刀向下压在模板上，使模板底面接触到电路板顶面。当刮刀走过所腐蚀的整个图形区域长度时，锡膏- 7
