SMT表面贴装技术讲解

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1、SMT表面贴装技术SMT表面贴装技术,这是一种新型的元件组装技术,SMT是英文Surface Mount Technology的简称,中文就是表面贴装技术了,SMT和以往的电子元件组装技术,有组装密度高、电子产品体积小、重量轻，可靠性高,抗振能力强,焊点缺陷率低,高频特性好,易于实现自动化这些特点,所以,现在越来越多的产品,都倾向于使用SMT技术了.以下,介绍一些关于SMT的基础知识,希望了解一下SMT技术的朋友们,看完后,对SMT会有一个基础的了解.一些关于SMT的基础知识 SMT的特点 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

2、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。 为什么要用表面贴装技术(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

3、逐国际潮流 为什么要用表面贴装技术(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 为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程？ 生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。 除了水清洗外，应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏

4、。 清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象，严重影响产品质素。 减低清洗工序操作及机器保养成本。 免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。仍有部分元件不堪清洗。 助焊剂残留量已受控制，能配合产品外观要求使用，避免目视检查清洁状态的问题。 残留的助焊剂已不断改良其电气性能，以避免成品产生漏电，导致任何伤害。 免洗流程已通过国际上多项安全测试，证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的 回流焊缺陷分析： 锡珠(Solder Balls)：原因：1、丝印孔与焊盘不对位，印刷不精确，使锡膏弄脏PCB。 2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。3、加热不精确，太慢并不均匀。4、加热速率

5、太快并预热区间太长。5、锡膏干得太快。6、助焊剂活性不够。7、太多颗粒小的锡粉。8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。锡球的工艺认可标准是：当焊盘或印制导线的之间距离为0.13mm时，锡珠直径不能超过0.13mm，或者在600mm平方范围内不能出现超过五个锡珠。 锡桥(Bridging)：一般来说，造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀，包括 锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易榨开，锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。焊盘上太多锡膏，回流温度峰值太高等。 开路(Open)：原因：1、锡膏量不够。2、元件引脚的共面性不够。3、锡湿不够(不够熔化、流动性不好)，锡膏太稀引起锡流失。4、引脚吸锡(象灯芯草

6、一样)或附近有连线孔。引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要，一个解决方法是在焊盘上预先上锡。引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。 SMT有关的技术组成 电子元件、集成电路的设计制造技术 电子产品的电路设计技术 电路板的制造技术 自动贴装设备的设计制造技术 电路装配制造工艺技术 装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术 贴片机： 拱架型(Gantry)： 元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取

7、出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。 对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。 这种形式由于贴片头来回移动的距离长

8、，所以速度受到限制。现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度，即一个梁上的贴片头在取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件，速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用中，同时取料的条件较难达到，而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴，换吸料嘴有时间上的延误。 这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。 转塔型(Turret)： 元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工

9、作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。 对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。 一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装24个真空吸嘴(较早机型)至56个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角

10、度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.080.10秒钟一片元件。 此机型在速度上是优越的，适于大批量生产，但其只能用带状包装的元件，如果是密脚、大型的集成电路(IC)，只有托盘包装，则无法完成，因此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂，造价昂贵，最新机型约在US$50万，是拱架型的三倍以上。SMT生产工艺流程SMT基本工艺构成要素SMT基本工艺构成要素包括:丝印（或点胶）,贴装（固化）,回流焊接,清洗,检测,返修丝印：其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为

11、丝印机（丝网印刷机），位于SMT生产线的最前端。点胶：它是将胶水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。贴装：其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中丝印机的后面。固化：其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。回流焊接：其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。清洗：其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接

12、残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。检测：其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。返修：其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。一、单面组装：来料检测 = 丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= 回流焊接 =清洗 = 检测 = 返修二、双面组装；A：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 =

13、烘干（固化）=A面回流焊接 = 清洗 = 翻板 = PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 =烘干 = 回流焊接（最好仅对B面 = 清洗 = 检测 = 返修）此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。B：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=A面回流焊接 = 清洗 = 翻板 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 =B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修）此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。三、单面混装工艺：来料检测 = PCB的A面丝

14、印焊膏（点贴片胶）= 贴片 =烘干（固化）=回流焊接 = 清洗 = 插件 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修四、双面混装工艺：A：来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面插件= 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况B：来料检测 = PCB的A面插件（引脚打弯）= 翻板 = PCB的B面点贴片胶 =贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况C：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 = 回流焊接 =插件，引脚打弯 = 翻板

15、 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 =清洗 = 检测 = 返修A面混装，B面贴装。D：来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 =PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = A面回流焊接 = 插件 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 =返修A面混装，B面贴装。先贴两面SMD，回流焊接，后插装，波峰焊E：来料检测 = PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=回流焊接 = 翻板 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 =回流焊接1（可采用局部焊接）= 插件 = 波峰焊2（如插装元件少，可使用手工焊接）= 清洗 =检测 = 返修A面贴装、B面混装。六SMT工艺流程-双面组装工艺A：来料检测,PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）,贴片,烘干（固化）,A面回流焊接,清洗,翻板;PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）,贴片,烘干,回流焊接（最好仅对B面,清洗,检测,返修）此工艺适用于