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  SMT技術 電子組裝最流行的一種技術工藝  
  2008-9-28 13:16:42 來源: 技術部 D檔  
     
    什么是SMT:
      SMT就是表面組裝技術(SurfaceMountedTechnology的縮寫),是目前電子組裝行業里最流行的一種技術和工藝。
   
      SMT有何特點:
   
      1、組裝密度高、電子產品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。
   
      2、可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。
   
      3、高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
   
      4、易于實現自動化,提高生產效率。降低成本達30%~50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等。
   
      為什么要用SMT:
   
      1、電子產品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無法縮小
   
      2、電子產品功能更完整,所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件,特別是大規模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件。
   
      3、產品批量化,生產自動化,廠方要以低成本高產量,出產優質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力
   
      4、電子元件的發展,集成電路(IC)的開發,半導體材料的多元應用
   
      5、電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流
   
      一、SMT工藝流程------單面組裝工藝
   
      來料檢測-->絲印焊膏(點貼片膠)-->貼片-->烘干(固化)-->回流焊接-->清洗-->檢測-->返修
   
      二、SMT工藝流程------單面混裝工藝
   
      來料檢測-->PCB的A面絲印焊膏(點貼片膠)-->貼片-->烘干(固化)-->回流焊接-->清洗-->插件-->波峰焊-->清洗-->檢測-->返修
   
      三、SMT工藝流程------雙面組裝工藝
   
      A:來料檢測-->PCB的A面絲印焊膏(點貼片膠)-->貼片-->烘干(固化)-->A面回流焊接-->清洗-->翻板-->PCB的B面絲印焊膏(點貼片膠)-->貼片-->烘干-->回流焊接(最好僅對B面-->清洗-->檢測-->返修)
   
      此工藝適用于在PCB兩面均貼裝有PLCC等較大的SMD時采用。
   
      B:來料檢測-->PCB的A面絲印焊膏(點貼片膠)-->貼片-->烘干(固化)-->A面回流焊接-->清洗-->翻板-->PCB的B面點貼片膠-->貼片-->固化-->B面波峰焊-->清洗-->檢測-->返修)
   
      此工藝適用于在PCB的A面回流焊,B面波峰焊。
   
    在PCB的B面組裝的SMD中,只有SOT或SOIC(28)引腳以下時,宜采用此工藝。
      四、SMT工藝流程------雙面混裝工藝
   
      A:來料檢測-->PCB的B面點貼片膠-->貼片-->固化-->翻板-->PCB的A面插件-->波峰焊-->清洗-->檢測-->返修
   
      先貼后插,適用于SMD元件多于分離元件的情況
   
      B:來料檢測-->PCB的A面插件(引腳打彎)-->翻板-->PCB的B面點貼片膠-->貼片-->固化-->翻板-->波峰焊-->清洗-->檢測-->返修
   
      先插后貼,適用于分離元件多于SMD元件的情況
   
      C:來料檢測-->PCB的A面絲印焊膏-->貼片-->烘干-->回流焊接-->插件,引腳打彎-->翻板-->PCB的B面點貼片膠-->貼片-->固化-->翻板-->波峰焊-->清洗-->檢測-->返修
   
      A面混裝,B面貼裝。
   
      D:來料檢測-->PCB的B面點貼片膠-->貼片-->固化-->翻板-->PCB的A面絲印焊膏-->貼片-->A面回流焊接-->插件-->B面波峰焊-->清洗-->檢測-->返修
   
      A面混裝,B面貼裝。先貼兩面SMD,回流焊接,后插裝,波峰焊
   
      E:來料檢測-->PCB的B面絲印焊膏(點貼片膠)-->貼片-->烘干(固化)-->回流焊接-->翻板-->PCB的A面絲印焊膏-->貼片-->烘干-->回流焊接1(可采用局部焊接)-->插件-->波峰焊2(如插裝元件少,可使用手工焊接)-->清洗-->檢測-->返修
   
      SMT基本工藝構成:
   
      基本工藝構成要素:
   
      絲。ɑ螯c膠)-->貼裝-->(固化)-->回流焊接-->清洗-->檢測-->返修
   
      絲。浩渥饔檬菍⒑父嗷蛸N片膠漏印到PCB的焊盤上,為元器件的焊接做準備。所用設備為絲印機(絲網印刷機),位于SMT生產線的最前端。
   
      點膠:它是將膠水滴到PCB的的固定位置上,其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設備為點膠機,位于SMT生產線的最前端或檢測設備的后面。
   
      貼裝:其作用是將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上。所用設備為貼片機,位于SMT生產線中絲印機的后面。
    固化:其作用是將貼片膠融化,從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為固化爐,位于SMT生產線中貼片機的后面。
   
      回流焊接:其作用是將焊膏融化,使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為回流焊爐,位于SMT生產線中貼片機的后面。
   
      清洗:其作用是將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設備為清洗機,位置可以不固定,可以在線,也可不在線。
   
      檢測:其作用是對組裝好的PCB板進行焊接質量和裝配質量的檢測。所用設備有放大鏡、顯微鏡、在線測試儀(ICT)、飛針測試儀、自動光學檢測
   
     。ˋOI)、X-RAY檢測系統、功能測試儀等。位置根據檢測的需要,可以配置在生產線合適的地方。
   
      返修:其作用是對檢測出現故障的PCB板進行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產線中任意位置。
   
      SMT有關的技術組成
   
      1、電子元件、集成電路的設計制造技術
   
      2、電子產品的電路設計技術
   
      3、電路板的制造技術
   
      4、自動貼裝設備的設計制造技術
   
      5、電路裝配制造工藝技術
   
      6、裝配制造中使用的輔助材料的開發生產技術
   
      為什么要用表面貼裝技術(SMT)?
   
      1、電子產品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無法縮小
   
      2、電子產品功能更完整,所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件,特別是大規模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件
   
      3、產品批量化,生產自動化,廠方要以低成本高產量,出產優質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力
   
      4、電子元件的發展,集成電路(IC)的開發,半導體材料的多元應用
   
      5、電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流
   
      SMT的特點
   
      1、組裝密度高、電子產品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右,一般采用SMT之后,電子產品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。
   
      2、可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。
   
      3、高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
   
      4、易于實現自動化,提高生產效率。降低成本達30%~50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等。
   
      SMT元器件介紹
   
      SMC:表面組裝元件(SurfaceMountedcommponents)
   
      主要有矩形片式元件、圓柱形片式元件、復合片式元件、異形片式元件。
   
   
    SMD:表面組裝器件(SurfaceMountedDevices)
      主要有片式晶體管和集成電路,集成電路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP、FC、MCM等。舉例如下:
   
      1、連接件(Interconnect):提供機械與電氣連接/斷開,由連接插頭和插座組成,將電纜、支架、機箱或其它PCB與PCB連接起來;可是與板的實際連接必須是通過表面貼裝型接觸。
   
      2、有源電子元件(Active):在模擬或數字電路中,可以自己控制電壓和電流,以產生增益或開關作用,即對施加信號有反應,可以改變自己的基本特性。無源電子元件(Inactive):當施以電信號時不改變本身特性,即提供簡單的、可重復的反應。
   
      3、異型電子元件(Odd-form):其幾何形狀因素是奇特的,但不必是獨特的。因此必須用手工貼裝,其外殼(與其基本功能成對比)形狀是不標準的,
   
      例如:許多變壓器、混合電路結構、風扇、機械開關塊,等。
   
      Chip片電阻,電容等,尺寸規格:0201,0402,0603,0805,1206,1210,2010,等。鉭電容,尺寸規格:
   
      TANA,TANB,TANC,TANDSOT
   
      晶體管,SOT23,SOT143,SOT89等
   
      melf圓柱形元件,二極管,電阻等
   
      SOIC集成電路,尺寸規格:SOIC08,14,16,18,20,24,28,32
   
      QFP密腳距集成電路PLCC集成電路,PLCC20,28,32,44,52,68,84
   
      BGA球柵列陣包裝集成電路,列陣間距規格:1.27,1.00,0.80
   
      CSP集成電路,元件邊長不超過里面芯片邊長的1.2倍,列陣間距<0.50的microBGA
   
      SMT名詞解釋
   
      Bridge(錫橋):把兩個應該導電連接的導體連接起來的焊錫,引起短路。
   
      Buriedvia(埋入的通路孔):PCB的兩個或多個內層之間的導電連接(即,從外層看不見的)。
   
      C
   
      CAD/CAMsystem(計算機輔助設計與制造系統):計算機輔助設計是使用專門的軟件工具來設計印刷電路結構;計算機輔助制造把這種設計轉換成實際的產品。這些系統包括用于數據處理和儲存的大規模內存、用于設計創作的輸入和把儲存的信息轉換成圖形和報告的輸出設備
   
      Capillaryaction(毛細管作用):使熔化的焊錫,逆著重力,在相隔很近的固體表面流動的一種自然現象。
   
    Chiponboard(COB板面芯片):一種混合技術,它使用了面朝上膠著的芯片元件,傳統上通過飛線專門地連接于電路板基底層。
   
      Circuittester(電路測試機):一種在批量生產時測試PCB的方法。包括:針床、元件引腳腳印、導向探針、內部跡線、裝載板、空板、和元件測試。
   
      Cladding(覆蓋層):一個金屬箔的薄層粘合在板層上形成PCB導電布線。
   
      Coefficientofthethermalexpansion(溫度膨脹系數):當材料的表面溫度增加時,測量到的每度溫度材料膨脹百萬分率(ppm)
   
      Coldcleaning(冷清洗):一種有機溶解過程,液體接觸完成焊接后的殘渣清除。
   
      Coldsolderjoint(冷焊錫點):一種反映濕潤作用不夠的焊接點,其特征是,由于加熱不足或清洗不當,外表灰色、多孔。
   
      Componentdensity(元件密度):PCB上的元件數量除以板的面積。
   
      Conductiveepoxy(導電性環氧樹脂):一種聚合材料,通過加入金屬粒子,通常是銀,使其通過電流。
   
      Conductiveink(導電墨水):在厚膠片材料上使用的膠劑,形成PCB導電布線圖。
   
      Conformalcoating(共形涂層):一種薄的保護性涂層,應用于順從裝配外形的PCB。
   
      Copperfoil(銅箔):一種陰質性電解材料,沉淀于電路板基底層上的一層薄的、連續的金屬箔,它作為PCB的導電體。它容易粘合于絕緣層,接受印刷保護層,腐蝕后形成電路圖樣。Coppermirrortest(銅鏡測試):一種助焊劑腐蝕性測試,在玻璃板上使用一種真空沉淀薄膜。
   
      Cure(烘焙固化):材料的物理性質上的變化,通過化學反應,或有壓/無壓的對熱反應。
   
      Cyclerate(循環速率):一個元件貼片名詞,用來計量從拿取、到板上定位和返回的機器速度,也叫測試速度。
   
    D
   
      Datarecorder(數據記錄器):以特定時間間隔,從著附于PCB的熱電偶上測量、采集溫度的設備。
   
      Defect(缺陷):元件或電路單元偏離了正常接受的特征。
   
      Delamination(分層):板層的分離和板層與導電覆蓋層之間的分離。
   
      Desoldering(卸焊):把焊接元件拆卸來修理或更換,方法包括:用吸錫帶吸錫、真空(焊錫吸管)和熱拔。
   
      Dewetting(去濕):熔化的焊錫先覆蓋、后收回的過程,留下不規則的殘渣。
   
      DFM(為制造著想的設計):以最有效的方式生產產品的方法,將時間、成本和可用資源考慮在內。
   
      Dispersant(分散劑):一種化學品,加入水中增加其去顆粒的能力。
   
      Documentation(文件編制):關于裝配的資料,解釋基本的設計概念、元件和材料的類型與數量、專門的制造指示和最新版本。使用三種類型:原型機和少數量運行、標準生產線和/或生產數量、以及那些指定實際圖形的政府合約。
   
      Downtime(停機時間):設備由于維護或失效而不生產產品的時間。
   
      Durometer(硬度計):測量刮板刀片的橡膠或塑料硬度。
   
      E
   
      Environmentaltest(環境測試):一個或一系列的測試,用于決定外部對于給定的元件包裝或裝配的結構、機械和功能完整性的總影響。
   
      Eutecticsolders(共晶焊錫):兩種或更多的金屬合金,具有最低的熔化點,當加熱時,共晶合金直接從固態變到液態,而不經過塑性階段。
   
      F
   
      Fabrication():設計之后裝配之前的空板制造工藝,單獨的工藝包括疊層、金屬加成/減去、鉆孔、電鍍、布線和清潔。
   
      Fiducial(基準點):和電路布線圖合成一體的專用標記,用于機器視覺,以找出布線圖的方向和位置。
   
      Fillet(焊角):在焊盤與元件引腳之間由焊錫形成的連接。即焊點。
   
      Fine-pitchtechnology(FPT密腳距技術):表面貼片元件包裝的引腳中心間隔距離為0.025"(0.635mm)或更少。
   
      Fixture(夾具):連接PCB到處理機器中心的裝置。
   
      Flipchip(倒裝芯片):一種無引腳結構,一般含有電路單元。設計用于通過適當數量的位于其面上的錫球(導電性粘合劑所覆蓋),在電氣上和機械上連接于電路。
   
      Fullliquidustemperature(完全液化溫度):焊錫達到最大液體狀態的溫度水平,最適合于良好濕潤。
   
      Functionaltest(功能測試):模擬其預期的操作環境,對整個裝配的電器測試。
   
      G
   
      Goldenboy(金樣):一個元件或電路裝配,已經測試并知道功能達到技術規格,用來通過比較測試其它單元。
   
      H
   
      Halides(鹵化物):含有氟、氯、溴、碘或砹的化合物。是助焊劑中催化劑部分,由于其腐蝕性,必須清除。
   
      Hardwater(硬水):水中含有碳酸鈣和其它離子,可能聚集在干凈設備的內表面并引起阻塞。
   
      Hardener(硬化劑):加入樹脂中的化學品,使得提前固化,即固化劑。
   
   
   
   
     I
      In-circuittest(在線測試):一種逐個元件的測試,以檢驗元件的放置位置和方向。
   
      J
   
      Just-in-time(JIT剛好準時):通過直接在投入生產前供應材料和元件到生產線,以把庫存降到最少。
   
      L
   
      Leadconfiguration(引腳外形):從元件延伸出的導體,起機械與電氣兩種連接點的作用。
   
      Linecertification(生產線確認):確認生產線順序受控,可以按照要求生產出可靠的PCB。
   
      M
   
      Machinevision(機器視覺):一個或多個相機,用來幫助找元件中心或提高系統的元件貼裝精度。
   
      Meantimebetweenfailure(MTBF平均故障間隔時間):預料可能的運轉單元失效的平均統計時間間隔,通常以每小時計算,結果應該表明實際的、預計的或計算的。
   
      N
   
      Nonwetting(不熔濕的):焊錫不粘附金屬表面的一種情況。由于待焊表面的污染,不熔濕的特征是可見基底金屬的裸露。
   
      O
   
      Omegameter(奧米加表):一種儀表,用來測量PCB表面離子殘留量,通過把裝配浸入已知高電阻率的酒精和水的混合物,其后,測得和記錄由于離子殘留而引起的電阻率下降。Open(開路):兩個電氣連接的點(引腳和焊盤)變成分開,原因要不是焊錫不足,要不是連接點引腳共面性差。
   
      Organicactivated(OA有機活性的):有機酸作為活性劑的一種助焊系統,水溶性的。
   
      P
   
      Packagingdensity(裝配密度):PCB上放置元件(有源/無源元件、連接器等)的數量;表達為低、中或高。
   
      Photoploter(相片繪圖儀):基本的布線圖處理設備,用于在照相底片上生產原版PCB布線圖(通常為實際尺寸)。
   
      Pick-and-place(拾取-貼裝設備):一種可編程機器,有一個機械手臂,從自動供料器拾取元件,移動到PCB上的一個定點,以正確的方向貼放于正確的位置。
   
      Placementequipment(貼裝設備):結合高速和準確定位地將元件貼放于PCB的機器,分為三種類型:SMD的大量轉移、X/Y定位和在線轉移系統,可以組合以使元件適應電路板設計。
   
      R
   
      Reflowsoldering(回流焊接):通過各個階段,包括:預熱、穩定/干燥、回流峰值和冷卻,把表面貼裝元件放入錫膏中以達到永久連接的工藝過程。
   
    Repair(修理):恢復缺陷裝配的功能的行動。
   
      Repeatability(可重復性):精確重返特性目標的過程能力。一個評估處理設備及其連續性的指標。
   
      Rework(返工):把不正確裝配帶回到符合規格或合約要求的一個重復過程。
   
      Rheology(流變學):描述液體的流動、或其粘性和表面張力特性,如,錫膏。
   
      S
   
      Saponifier(皂化劑):一種有機或無機主要成份和添加劑的水溶液,用來通過諸如可分散清潔劑,促進松香和水溶性助焊劑的清除。
   
      Schematic(原理圖):使用符號代表電路布置的圖,包括電氣連接、元件和功能。
   
      Semi-aqueouscleaning(不完全水清洗):涉及溶劑清洗、熱水沖刷和烘干循環的技術。
   
      Shadowing(陰影):在紅外回流焊接中,元件身體阻隔來自某些區域的能量,造成溫度不足以完全熔化錫膏的現象。
   
      Silverchromatetest(鉻酸銀測試):一種定性的、鹵化離子在RMA助焊劑中存在的檢查。(RMA可靠性、可維護性和可用性)
   
      Slump(坍落):在模板絲印后固化前,錫膏、膠劑等材料的擴散。
   
      Solderbump(焊錫球):球狀的焊錫材料粘合在無源或有源元件的接觸區,起到與電路焊盤連接的作用。
   
      Solderability(可焊性):為了形成很強的連接,導體(引腳、焊盤或跡線)熔濕的(變成可焊接的)能力。
   
      Soldermask(阻焊):印刷電路板的處理技術,除了要焊接的連接點之外的所有表面由塑料涂層覆蓋住。
   
      Solids(固體):助焊劑配方中,松香的重量百分比,(固體含量)
   
      Solidus(固相線):一些元件的焊錫合金開始熔化(液化)的溫度。
   
      Statisticalprocesscontrol(SPC統計過程控制):用統計技術分析過程輸出,以其結果來指導行動,調整和/或保持品質控制狀態。
   
      Storagelife(儲存壽命):膠劑的儲存和保持有用性的時間。
   
      Subtractiveprocess(負過程):通過去掉導電金屬箔或覆蓋層的選擇部分,得到電路布線。
   
      Surfactant(表面活性劑):加入水中降低表面張力、改進濕潤的化學品。
   
      Syringe(注射器):通過其狹小開口滴出的膠劑容器。
   
      T
   
      Tape-and-reel(帶和盤):貼片用的元件包裝,在連續的條帶上,把元件裝入凹坑內,凹坑由塑料帶蓋住,以便卷到盤上,供元件貼片機用。
   
    Thermocouple(熱電偶):由兩種不同金屬制成的傳感器,受熱時,在溫度測量中產生一個小的直流電壓。
   
      TypeI,II,IIIassembly(第一、二、三類裝配):板的一面或兩面有表面貼裝元件的PCB(I);有引腳元件安裝在主面、有SMD元件貼裝在一面或兩面的
   
      混合技術(II);以無源SMD元件安裝在第二面、引腳(通孔)元件安裝在主面為特征的混合技術(III)。
   
      Tombstoning(元件立起):一種焊接缺陷,片狀元件被拉到垂直位置,使另一端不焊。
   
      U
   
      Ultra-fine-pitch(超密腳距):引腳的中心對中心距離和導體間距為0.010”(0.25mm)或更小。
   
      V
   
      Vapordegreaser(汽相去油器):一種清洗系統,將物體懸掛在箱內,受熱的溶劑汽體凝結于物體表面。
   
      Void(空隙):錫點內部的空穴,在回流時氣體釋放或固化前夾住的助焊劑殘留所形成。
   
      Y
   
      Yield(產出率):制造過程結束時使用的元件和提交生產的元件數量比率。
   
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