SMT技术和机械基础

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1、SMT技术简介 表面贴装技术(Surfacd Mounting Technolegy简称SMT)是新一代电子组装技术,它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。这种小型化的元器件称为：SMY器件（或称SMC、片式器件）。将元件装配到印刷（或其它基板）上的工艺方法称为SMT工艺。相关的组装设备则称为SMT设备。 目前，先进的电子产品，特别是在计算机及通讯类电子产品，已普遍采用SMT技术。国际上SMD器件产量逐年上升，而传统器件产量逐年下降，因此随着进间的推移，SMT技术将越来越普及。 或者说： SMT就是表面组

2、装技术（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。 SMT有何特点组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。 为什么要用SMT： 电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小 电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规

3、模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件 产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力 电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用 电子科技革命势在必行，追逐国际潮流 。SMT为表面粘着技术，系指透过电脑程式控制并利用机器人 手臂，使其自动吸取、摆放各种细小而精密的电子零件 . 就服员于职训前亲自到工作现场 深入了解SMT专业工程技术及熟悉SMT制程，分析每道SMT流程所需之知识技能及注意事项。 SMT 生产流程： 送板机 印刷机 点胶机高速机泛用机REFLOW 收板机 送板机印刷机高速机 泛用机REFLOW收板机（2007-03-1

4、5 21:04:35 ）作为研究金属相变问题的基础，首先简要地回顾一下金属的组织结构特点。5.1.1 液态金属的结构 对于液态金属结构的研究是通过三种方法进行的，一是通过固液态、固气态转变前后金属物理性质的变化，判断液态金属的原子结合状况。二是通过X射线或中子线结构分析，研究液态金属中原子的排列。三是在假想模型的基础上进行实验模拟研究。大量研究表明，在熔点以上不高的温度范围里，液态金属在结构上具有以下特点： (1) 在液态金属中，原子以原子团的方式存在，在原子团内部原子的排列有一定的规律性，与固态相比，原子团内部原子的间距增加不大。这个性质我们把它概括为“近程有序性”。(2) 液态金属中原子热

5、运动的能量较大，存在着较大的能量起伏和温度起伏。 (3) 由于液态金属中原子具有较大的热运动能量和能量起伏，原子集团内部具有较大能量的原子就可能克服邻近原子的束缚，成簇地脱离原来的原子集团而加入到邻近的集团中，或组成新的集团。同时，原子集团之间的距离较大，比较松散，犹如存在“空穴”，这些空穴同样在不停地变化。因此，在液态金属中，所有的原子集团和空穴都处于瞬息万变状态，时而长大，时而变小，时而产生，时而消失，此起彼伏，犹如在不停地游动。液态金属的这种结构特点可以归纳为“结构起伏”。 (4) 当金属中含有第二种原子时，不同原子集团中含有的第二种原子的浓度不尽相同，伴随着原子集团的“游动”，液态金属

6、内出现浓度起伏。 (5) 对于实际金属，由于杂质元素和未熔相质点的存在，液态金属除具有上述的近程有序、能量起伏、结构起伏、浓度起伏外，还具有相质点的起伏。 液态金属的这种结构特性对金属的结晶起重要作用。 5.1.2 固态金属结构的不完整性 固态金属是由许多晶粒组成的，在晶粒内部原子按一定的规律排列，即所谓长程有序性。对于理想的完整晶体，在有关的金属学教材中已有详尽的介绍，这里着重回顾金属晶体的不完整性。 在金属晶体中，原子并非静止不动的，而是以其平衡位置为中心不停地进行热振动。虽然在一定的温度下原子热振动的平均能量是相等的，但是每个原子的能量却不相等，而且经常变化，此起彼伏。在任何瞬间，总有一

7、些原子的能量大到足以克服周围原子对它的束缚作用，从而脱离其原来的平衡位置而迁移到别处，结果在原来的位置上出现了空位。如果离开平衡位置的原子迁移到晶体点阵的间隙中，还会同时形成间隙原子。晶体中的空位和间隙原子不是固定不动的，而是不断的产生、消失，不停地运动、变化。这使金属晶体在成分和结构上存在一定程度上的不稳定现象。 除此而外，固态金属中还存在着刃型位错和螺型位错等线缺陷、以及晶界等面缺陷，这使实际金属晶体在成分和结构上存在严重的不均匀性。凡此种种金属晶体的不完整性，构成了实际金属结构的不稳定性，并对晶体的相变产生重要影响。（2007-03-15 20:43:39 ）1. 刀具的选择数控机床在加

8、工模具时所采用的刀具多数与通用刀具相同。经常也使用机夹不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀。由于模具中有许多是由曲面构成的型腔，所以经常需要采用球头刀以及环形刀（即立铣刀刀尖呈圆弧倒角状）。2铣削曲面时应注意的问题(1) 粗铣 粗铣时应根据被加工曲面给出的余量，用立铣刀按等高面一层一层地铣削，这种粗铣效率高。粗铣后的曲面类似于山坡上的梯田。台阶的高度视粗铣精度而定。(2) 半精铣 半精铣的目的是铣掉“梯田”的台阶，使被加工表面更接近于理论曲面，采用球头铣刀一般为精加工工序留出0.5左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。(3) 精加工 最终加工出理论曲面。用球头铣刀精加工曲面时，一般用行切

9、法。对于开敞性比较好的零件而言，行切的折返点应选在曲表的外面，即在编程时，应把曲面向外延伸一些。对开敞性不好的零件表面，由于折返时，切削速度的变化，很容易在已加工表面上及阻挡面上，留下由停顿和振动产生的刀痕。所以在加工和编程时，一是要在折返时降低进给速度，二是在编程时，被加工曲面折返点应稍离开阻挡面。对曲面与阻挡面相贯线应单作一个清根程序另外加工，这样就会使被加工曲面与阻挡面光滑连接，而不致产生很大的刀痕。(4) 球头铣刀在铣削曲面时，其刀尖处的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面铣削比较平缓的曲面时，球刀刀尖切出的表面质量比较差，所以应适当地提高主轴转速，另外还应避免用刀尖切削。(5) 避

10、免垂直下刀。平底圆柱铣刀有两种，一种是端面有顶尖孔，其端刃不过中心。另一种是端面无顶尖孔，端刃相连且过中心。在铣削曲面时，有顶尖孔的端铣刀绝对不能像钻头似的向下垂直进刀，除非预先钻有工艺孔。否则会把铣刀顶断。如果用无顶尖孔的端刀时可以垂直向下进刀，但由于刀刃角度太小，轴向力很大，所以也应尽量避免。最好的办法是向斜下方进刀，进到一定深度后再用侧刃横向切削。在铣削凹槽面时，可以预钻出工艺孔以便下刀。用球头铣刀垂直进刀的效果虽然比平底的端铣刀要好，但也因轴向力过大、影响切削效果的缘故，最好不使用这种下刀方式。(6) 铣削曲面零件中，如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、组织不均匀等现象时，应及时停止加

11、工，以免浪费工时。(7) 在铣削模具型腔比较复杂的曲面时，一般需要较长的周期，因此，在每次开机铣削前应对机床、夹具、刀具进行适当的检查，以免在中途发生故障，影响加工精度，甚至造成废品。(8) 在模具型腔铣削时，应根据加工表面的粗糙度适当掌握修锉余量。对于铣削比较困难的部位，如果加工表面粗糙度较差，应适当多留些修锉余量；而对于平面、直角沟槽等容易加工的部位，应尽量降低加工表面粗糙度值，减少修锉工作量，避免因大面积修锉而影响型腔曲面的精度模具数控加工应采取的技术措施根据模具加工的特点，以及数控机床新工艺的要求，建议在加工工艺上采取一些措施，以便发挥机床的高精度、高效率的特点，保证模具加工质量。(1

12、) 要精选材料，毛坯材质要均匀，目前有些材料可以做到在粗加工后变形量比较小。铸锻件要经过高温时效，消除内应力，使材料经过多工序加工之后变形较小。(2) 合理安排工序，精化零件毛坯。在模具的生产过程中不可能靠一两台数控铣床完成零件的全部加工工序，而是要与普通铣床、车床等通用设备配合使用。所以在工序的安排上应考虑生产节拍和生产能力是否平衡，在保证高精度、高效率的前提下，数控加工和普通加工的经济性是否合理，以及数控加工和通用设备加工的各自特长，因此在数控加工前的毛坯应尽量精化，除去铸锻，热处理产生的氧化硬层，只留少量加工余量，加工出基准面、基准孔等。(3) 数控机床的刚性强、热稳定性好，功率大，在加

13、工中尽可能选择较大的切削用量，这样既可满足加工精度要求又提高了效率。(4) 有些零件由于切削内应力、热变形、装夹位置的合理性，夹具夹紧变形等原因，必须多次装夹才能完成。不能一味追求快，而不顾加工的合理性。 (5) 加工工序的顺序建议为： 重切削、粗加工、去除零件毛坯上大部分余量。如粗铣大平面、粗铣曲面、粗镗孔等。加工发热量小，精度要求不高的内容。如半精铣平面，半精镗孔等。在模具加工中精铣曲面。打中心孔、钻小孔、攻螺纹。精镗孔、精铣平面、铰孔。注意在重切削、精加工时要有充分的冷却液，粗加工后至精加工之前要有充分的冷却时间，在加工中尽量减少换刀次数，减少空行程移动量。模具加工的基本特点（2007-

14、03-15 20:39:04 ）(1) 加工精度要求高 一付模具一般是由凹模、凸模和模架组成，有些还可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合，镶块与型腔的组合，模块之间的拼合均要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达m级。(2) 形面复杂 有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器，其形状的表面是由多种曲面组合而成，因此，模具型腔面就很复杂。有些曲面必须用数学计算方法进行处理。(3) 批量小 模具的生产不是大批量成批生产，在很多情况下往往只生产一付。(4) 工序多 模具加工中总要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。(5) 重复性投产 模具的使用是有寿命的。当一付模具的使用超过其寿命时

15、，就要更换新的模具，所以模具的生产往往有重复性。(6) 仿形加工 模具生产中有时既没有图样，也没有数据，而且要根据实物进行仿形加工。这就要求仿制精度高，不变形。(7) 模具材料优异，硬度高 模具的主要材料多采用优质合金钢制造，特别是高寿命的模具，常采用Crl2，CrWMn等莱氏体钢制造。这类钢材从毛坯锻造、加工到热处理均有严格要求。因此加工工艺的编制就更加不容忽视，热处理变形也是加工中需认真对待的问题。根据上述诸多特点，在选用机床上要尽可能满足加工要求。如数控系统的功能要强，机床精度要高，刚性要好，热稳定性要好，具有仿形功能等复杂机械快速密封罐头（没有任何泄漏） Solid Edge帮助Angelus卫生罐机械有限公司设计出复杂机械，通过复杂而正确的操作，能够在每分钟密封3000以上的食品罐或饮料罐。为装瓶后的啤酒罐添加一个金属盖有两步骤的机械操作，而且必须在极短的时间内完成，不允许由任何“啤酒”的外漏。Angelus卫生罐机械公司就是从事此项工作的全球领先的机械制造厂商。机械被称为“封罐机”或者“闭合器”，Angelus公司从1910年就开始生产此机械。当年，洛杉矶市的发明家和制造者Henry Louis Guenther，引入了由两个金属