表面组装技术(SMT工艺)

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1、表面组装技术,第1章 SMT综述,SMT及其组成,一、SMT定义1、狭义将表面组装元件SMC和表面组装器件SMD贴、焊到以印制电路板PCB为组装基板的表面规定位置上的电子装联技术，所用的印制电路板无须钻插装孔。,一、SMT定义2、广义表面组装技术就是把SMC/D、表面组装设备、PCB、相关耗材以及生产相关工艺流程、工艺可靠性设计、制程管理、及工艺文件的管理等整合在一起的总称，是一项复杂的、综合的系统工程技术。,二、SMT组成,生产物料,产品物料,工艺材料,生产设备,涂敷设备 贴片设备,焊接设备 检测设备,返修设备 清洗设备,生产工艺,涂敷工艺 贴片工艺,焊接工艺 检测工艺,返修工艺 清洗工艺,

2、品质管理 静电防护,生产管理 生产现场管理,表面组装技术,SMT管理,SMT生产线体,一、SMT生产线体定义生产线体是将不同加工方式和加工数量的生产设备组合成一条可连续自动化进行产品制造的生产形式。最基本的SMT生产线体由印刷机、贴片机、回流炉和上/下料装置、接驳台等组成。,二、SMT生产线分类,SMT工艺流程,一、SMA组装方式1、单面表面组装2、双面表面组装3、单面混合组装4、双面混合组装,A,A,B,B,A,二、基本工艺流程（两条）, 先在印制电路板焊盘上印刷适量的焊膏，再将片式元器件贴放到印制板规定位置上，最后将贴装好元器件的印制板通过回流炉完成焊接过程。 焊膏-回流焊工艺（表贴元器件

3、）, 就是先在印制板焊盘间点涂适量的贴片胶，再将表面组装元器件贴放到印制板规定位置上，然后将贴装好元器件的印制板通过回流炉完成胶水的固化。之后插装元器件，最后将插装元器件与表面组装元器件同时进行波峰焊接。 贴片胶- 波峰焊工艺（表贴和通孔插装元器件）,三、工艺流程设计原则, 选择最简单、质量最优秀的工艺； 选择自动化程度最高、劳动强度最小的工艺； 选择加工成本最低的工艺； 选择工艺流程路线最短的工艺； 选择使用工艺材料的种类最少的工艺。,四、SMT工艺流程,1.单面表面组装工艺流程,印刷焊膏,贴装元器件,清洗,回流焊,检测,来料检测,2.双面表面组装工艺流程 双面回流焊工艺,B面印刷焊膏,B面

4、贴装元器件,清洗,B面回流焊,检测,来料检测,A面印刷焊膏,A面贴装元器件,A面回流焊,2.双面表面组装工艺流程 一面回流焊一面波峰焊,A面印刷焊膏,A面贴装元器件,清洗,A面回流焊,检测,来料检测,B面点胶,B面贴装元器件,B面胶水固化,B面波峰焊,翻板,翻板,3.单面混合组装工艺流程 先贴法,B面点胶,B面贴装元器件,清洗,B面胶水固化,检测,来料检测,A面插装元器件,B面波峰焊,翻板,3.单面混合组装工艺流程 后贴法,A面插装元器件,清洗,B面点胶,检测,来料检测,B面贴装元器件,B面胶水固化,B面波峰焊,翻板,翻板,4. 双面混合组装工艺流程,A面印刷焊膏,A面贴装元器件,清洗,A面回

5、流焊,检测,来料检测,A面插装元器件,B面波峰焊,4. 双面混合组装工艺流程 双面回流焊选择性波峰焊,B面印刷焊膏,B面贴装元器件,清洗,B面回流焊,检测,来料检测,A面插装元器件,B面选择性波峰焊,翻板,A面印刷焊膏,A面贴装元器件,A面回流焊,4. 双面混合组装工艺流程 A面回流焊B面波峰焊,A面印刷焊膏,A面贴装元器件,清洗,A面回流焊,检测,来料检测,B面胶水固化,A面插装元器件,翻板,B面点胶,B面贴装元器件,翻板,B面波峰焊,SMT生产环境要求, 工作间清洁卫生，无尘土，无腐蚀性气体 空气清洁度为100000级 环境温度 最佳: 233 一般：1728 极限：1535 环境湿度 4

6、5%70%RH,SMT发展趋势,一、绿色化生产1、无铅焊料，无铅焊接2、PCB制造过程中不再使用阻燃剂3、使用无VOC助焊剂,二、元器件的发展1、无源元件（小型化） 1812 1210 1206 0805 0603 0402 0201 010052、有源器件 SOT SOP PLCC QFP BGA CSP FC COB MCM 先封装后组装 先组装后包封 多芯片模块技术,三、生产设备及工艺的发展,第2章 SMT生产物料,一、特点 1、SMC/SMD无引脚或者短引脚，引脚间距小，集成度高； 2、SMC/SMD直接贴到PCB表面，元器件本体与焊点位于同一侧，布线密度提高； 3、SMC/SMD发展

7、不均衡； 4、SMC/SMD发展迅速，规格较多，尚无统一标准； 5、与PCB表面非常接近，间隙小，清洗困难。,元器件的特点及分类,二、分类：1、按功能分为三大类（两类：SMC、SMD） 无源元件(SMC):片式电阻、电容、电感等 有源元件(SMD):SOT、SOP、PLCC、QFP、LCCC等 机电元件：异型元件，如继电器、开关、变压器等2、按结构形状分：薄片矩形、圆柱形、扁平异型3、按使用环境分：非气密性封装器件、气密性封装器件,SMC,一、表面组装电阻器电阻：当电流通过导体时，导体对电流的阻力；电阻器：在电路中起电阻作用的元件。发展：矩形片式电阻器 圆柱形片式电阻器 电阻网络, 矩形片式电

8、阻器1、结构：, 基板 电阻膜 保护膜 内层电极 中间电极 外层电极,2、精度 字母值表示法精度范围F:1%；G:2%；J:5%；K:10%；M:20% 系列表示法（IEC63标准） E96系列电阻值偏差为1% E48系列2%； E24系列5% E12系列10%； E6系列 20%,3、外形尺寸片式电阻器以它们的外形尺寸的长宽来命名,LW,4、标注 元件上标注 0603 0402 0201 01005（In）元件上不标注 料盘上标注,阻值精度为5%，10， 20时，采用3位数字表示 R10欧，前两位为电阻的有效数字，第三位表示后面“0”的个数。如：150表示15100=15(欧) 108表示1

9、0108=1000兆欧 R10欧，在小数点处加“R” 如：4.8欧 表示为 4R8 0.39欧 表示为 R39,阻值精度为1%，2时，采用4位数字表示。 R100欧，在小数点处加“R”如：4.7欧 表示为 4R70 15.1欧 表示为 15R1 0.7欧 表示为 R700 R 100欧，前三位为电阻的有效数字，第四位表示后面“0”的个数如：2002表示200102=20000 100欧 应如何表示？, 圆柱形片式电阻器MELF型,标 注, 元件上标注色环标准法 三色环表示，标称阻值允许偏差为J（少用）,读法：1、2色环为有效数字，第3 数字为后面“0”的个数。注：一般没有阻值允许偏差带色环。,

10、 四色环表示，标称阻值允许偏差为K和J,读法： 1、2色环为有效数字，第3环为后面“0”的个数。第4环为阻值允许偏差环（金或银）, 五色环表示，标称阻值允许偏差为K、J、G和F,读法： 1、2、3色环为有效数字，第4环为后面“0”的个数。第5环为阻值允许偏差环, 小型固定电阻网络,矩形封装,SIP 封装,SO 封装, 表面组装电位器,1、也称为可调电阻器，是一种可以人为的将阻值连续可调变化的电阻器。,片式电位器,2、作用：调节分电路的电压和电阻。,3、分类： 敞开式回流焊 防尘式 微调式 全密封式-回流焊、波峰焊, 片状瓷介电容器1、结构,二、表面组装电容器,2、分类： 类陶瓷(国内型号CC4

11、1) 类陶瓷(国内型号CT41) 类陶瓷温度补偿型，损耗低，电容量稳定性高。 类陶瓷高介电常数型，体积小，容量大，稳定性差,3、外形尺寸外形标准与片状电阻基本相同，长宽。注意：同尺寸的电阻器与电容器相比，电容器稍厚。, 钽电解电容器：1、矩形片状钽电解电容器 结构：三种： 裸片型（少用） 模塑封装型 端帽型 极性判断, 特性：焊接时，本体颜色有变化，说明温度太高。 外形尺寸：以它们的长宽来表示。,2、圆柱形钽电解电容器 极性：阳极采用非磁性金属，阴极采用磁性金属，传送时根据磁性自动判断正负极。 特性：焊接时，保证本体颜色无变化。, 铝电解电容器：矩形（树脂封装）圆柱形（金属封装）（主要）,三、

12、其他片式元件1、电感器：无极性，一般为深蓝色。 分类： 按形状：矩形、方形、圆柱形 按磁路：开路、闭路 按电感量：固定的和可调的 按结构的制造工艺：绕线型片式电感器、多层型片式电感器、卷绕型片式电感器,2、片式滤波器3、片式振荡器4、片式延迟线 5、片式敏感元件6、片式磁珠7、片式开关,一、小外形封装晶体管（SOT）Small Outline Transistor,SMD,1、SOT233条翼形引脚,一侧是金属散热片，与基极相连；一侧是三条薄的短引脚 散热处理是设计重点之一。,适用于中等功率的场合，功耗为300mw2w,2、SOT89,四条翼形引脚，从两侧引出。,可用来封装双栅场效应管及高频

13、晶体管，一般用作射频晶体管。,3、SOT143,SOT252,引脚分布形式同SOT89相似，3条引脚从一侧引初，另一面为散热片。 两条长引脚为翼形引脚，中间为短平形引脚。,4、SOT252,二、小外形封装集成电路(SOP/SOIC),SOP8 SOP14 SOP16 SOP20 SOP24 SOP28 SOP48 SOP56 SOP64 引脚数为双数，对称分布,三、塑封有引脚芯片载体(PLCC),封装底,四、无引线陶瓷芯片载体（LCCC）,引脚形式： 城堡状。,外形尺寸：有长方形和正方形。 方形有16、20、24、28、44、52、 68、84、100、124和156个电极数 矩形有18、22

14、、28和32个电极数。,有引脚陶瓷芯片载体（LDCC）,六、球栅阵列封装BGA Ball Grid Array,两边引脚,四边引脚,塑封球栅阵列(PBGA: Plastic Ball Grid Array) 陶瓷球栅阵列(CBGA: Ceramic Ball Grid Array) 陶瓷柱栅阵列(CCGA: Ceramic Column Grid Array) 载带球栅阵列(TBGA: Tape Ball Grid Array),七、芯片尺寸级封装CSP,封装尺寸：裸芯片1.2 ：1焊球直径：0.2 - 0.5mm引脚间距：1.0 0.8 0.65 0.5 mm,八、塑封四周扁平无引线封装PQFN,在封装外壳侧面和底部或仅底部引出焊端,九、 裸芯片,通常采用的封装方法有两种： COB法 倒装焊(Flip Chip/C4)法,封装,包装,封装和包装,元器件的包装,1、编 带 包 装,分类：纸质编带、塑料编带、粘结式编带。以带宽、定位孔孔距和卷带直径来区分。常用带宽： 8, 12, 16, 24, 32, 44, 56, 72mm定位孔孔距：2, 4, 8, 12, 16, 24, 32, 44mm常用卷带直径：7, 13和15英寸,2、管 状 包 装,