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第 2 章 SMT 工艺流程与组装生产线 2.1 SMT 组装方式与组装工艺流程 2.1.1 组装方式

第 2 章 SMT 工艺流程与组装生产线 2.1 SMT 组装方式与组装工艺流程 2.1.1 组装方式 SMT 的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组装组件（ SMA ）的类型、使用的元器件种类和组装设备条件。大体上可将 SMA 分成单面混装、双面混装和全表面组装三种类型共六种组装方式，如表 2-1 所列。不同类型的 SMA 其组装方式有所不同，同一种类型的 SMA 其组装方式也可以有所不同。 根据组装产品的具体要求和组装设备的条件选择合适的组装方式，是高效、低成本组装生产的基础，也是 SMT 工艺设计的主要内容。. 1 、单面混合组装

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第 2 章 SMT 工艺流程与组装生产线 2.1 SMT 组装方式与组装工艺流程 2.1.1 组装方式

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  1. 第2章 SMT工艺流程与组装生产线 2.1 SMT组装方式与组装工艺流程 2.1.1 组装方式 SMT的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组装组件（SMA）的类型、使用的元器件种类和组装设备条件。大体上可将SMA分成单面混装、双面混装和全表面组装三种类型共六种组装方式，如表2-1所列。不同类型的SMA其组装方式有所不同，同一种类型的SMA其组装方式也可以有所不同。 根据组装产品的具体要求和组装设备的条件选择合适的组装方式，是高效、低成本组装生产的基础，也是SMT工艺设计的主要内容。

  2. 1、单面混合组装 第一类是单面混合组装，即SMC/SMD与通孔插装元件（THC）分布在PCB不同的一面上混装，但其焊接面仅为单面。这一类组装方式均采用单面PCB和波峰焊接（现一般采用双波峰焊）工艺，具体有两种组装方式。 （1）先贴法。第一种组装方式称为先贴法，即在PCB的B面（焊接面）先贴装SMC/SMD，而后在A面插装THC。 （2）后贴法。第二种组装方式称为后贴法，是先在PCB的A面插装THC，后在B面贴装SMD。

  3. 2、双面混合组装 第二类是双面混合组装，在这一类组装方式中也有先贴还是后贴SMC/SMD的区别，一般根据SMC/SMD的类型和PCB的大小合理选择，通常采用先贴法较多。该类组装常用两种组装方式。 （1）SMC/SMD和THC同侧方式。（2）SMC/SMD和THC不同侧方式。把表面组装集成芯片（SMIC）和THC放在PCB的A面，而把SMC和小外形晶体管（SOT）放在B面。 这类组装方式由于在PCB的单面或双面贴装SMC／SMD，而又把难以表面组装化的有引线元件插入组装，因此组装密度相当高。

  4. 3、全表面组装 第三类是全表面组装，在PCB上只有SMC／SMD而无THC。由于目前元器件还未完全实现SMT化，实际应用中这种组装形式不多。（1）单面表面组装方式。表2-1所列的第五种方式，采用单面PCB在单面组装SMC／SMD 。 （2）双面表面组装方式。表2-1所列的第六种方式，采用双面PCB在两面组装SMC／SMD，组装密度更高。

  5. 2.1.2 组装工艺流程 合理的工艺流程是组装质量和效率的保障，表面组装方式确定之后，就可以根据需要和具体设备条件确定工艺流程。 1、单面混合组装工艺流程 单面混合组装方式有两种类型的工艺流程，一种采用SMC/SMD先贴法(图2-1a)。

  6. A面插通 孔元件 B面涂敷粘接剂 A面 红外加热 A面 粘接剂固化 贴装表面 安装元件 翻板 清洗 波峰焊 单面混合组装工艺流程 SMC/SMD先贴法(动画演示）

  7. 另一种采用SMC/SMD后贴法(图2-1b)。这两种工艺流程中都采用了波峰焊接工艺。(动画演示）另一种采用SMC/SMD后贴法(图2-1b)。这两种工艺流程中都采用了波峰焊接工艺。(动画演示）

  8. 红外加热 翻板 粘接剂固化 A面插通 孔元件 B面贴装表 面安装元件 翻板 B面涂敷粘接剂 波峰焊 清洗 单面混合组装工艺流程 SMC/SMD后贴法 SMC/SMD先贴法的工艺持点是粘接剂涂敷容易，操作简单，但需留下插装THC时弯曲引线的操作空间，因此组装密度较低。 SMC/SMD后贴法克服了SMC/SMD先贴法方式的缺点，提高了组装密度。但涂敷粘接剂较困难。这种组装方式广泛用于TV、VTR等PCB组件的组装中。

  9. 2、双面混合组装工艺流程 双面PCB混合组装有两种组装方式： 一、SMC/SMD和THC同在电路板的A面； 二、PCB的A面和B面都有SMC/SMD，THC只在A面。 双面PCB混合组装一般都采用SMC/SMD先贴法。 图2-2 双面混合组装工艺流程（SMD和THC在同一侧） (动画演示）

  10. 图2-3 采用热棒或激光再流焊接的双面混合组装工艺流程

  11. 双面混合组装工艺流程：SMIC和SMD分别在A面与B面双面混合组装工艺流程：SMIC和SMD分别在A面与B面

  12. A面 焊膏烘干 A面印刷锡高 贴装SMIC 再流焊 插装THC、引脚打弯 粘结剂固化 贴装SMD B面涂粘结剂 翻板 翻转 翻板 波峰焊 清洗 双面混合组装工艺流程：SMIC和SMD分别在A面与B面(动画演示）

  13. 双面板混合组装工艺流程A

  14. 双面板混合组装工艺流程B

  15. 3、全表面组装工艺流程 全表面组装工艺流程中的单面表面组装方式的典型工艺流程如图所示。这种组装方式是在单面PCB上只组装表面组装元器件，无通孔插装元器件，采用再流焊接工艺，这是最简单的全表面组装工艺流程。 (动画演示）

  16. 双面表面组装工艺流程流程A

  17. 通常先作B面 再流焊 印刷锡高 贴装元件 翻转 再作A面 翻转 印刷锡高 贴装元件 再流焊 双面再流焊工艺 A面布有大型IC器件 B面以片式元件为主 充分利用 PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格 常用于密集型或超小型电子产品，如 手机 清洗

  18. 双面表面组装工艺流程B (动画演示）

  19. Screen Printer Mount Reflow 2.2 SMT生产线的设计 SMT生产线主要由点胶机、焊膏印刷机、SMC/SMD贴片机、再流焊接设备、检测设备等组装和检测设备组成 。 SMT生产线的设计和设备选型要结合主要产品生产实际需要、实际条件、一定的适应性和先进性等几方面进行考虑。 SMT生产线示例一

  20. SMT生产线示例二

  21. 在已知组装产品对象的情况下，建立SMT生产线前应该先进行SMT总体设计，确定需组装元器件种类和数量、组装方式及工艺和总体设计目标，然后再进行生产线设计。 2.2.1 总体设计(元器件类型、组装方式和工艺) 无论是仿制SMT产品、传统THT产品改进，还是SMT产品升级换代，在总体设计中，都应该结合产量规模和投资规模，以及对SMT生产工艺及设备的调研了解，合理地选择元器件类型，设计出产品组装方式和初步工艺流程。 1、元器件(含基板)选择 元器件(含基板)选择是决定组装方式及工艺复杂性和生产线及设备投资的第一因素。元器件选择过程中必须建立元器件数据库和元器件工艺要求。

  22. 元器件数据库表

  23. 注意以下几点： （1）要保证元器件品种齐套，否则将使生产线不能投产，为此，应有后备供应商。 （2）元器件的质量和尺寸精度应有保证，否则导致产品合格率低，增加返修率。 （3）不可忽视SMC／SMD的组装工艺要求。注意元器件可承受的贴装压力和冲击力及其焊接要求等。如J型引脚PLCC，一般只适宜采用再流焊。 （4）确定元器件的类型和数量、元器件最小引脚间距、最小尺寸等，并注意其与组装工艺的关系

  24. 2、组装方式及工艺流程的确定 组装方式是决定生产工艺复杂性、生产线规模和投资强度的决定性因素。同一产品的组装生产可以用不同的组装方式来实现。确定组装方式时既要考虑产品组装的实际需要，又应考虑发展适应性需要。在适应产品组装要求的前提下，一般优选单面混合组装或单面全表面组装方式。 元器件的种类品种繁多而且发展很快，原来较合理的组装方式，因元器件的发展变化，过了一段时间可能会变为不合理。若已建立的生产线适应性差，由此就可能造成较大的损失。为此，在优选单面混合组装方式设计生产线的同时，应考虑所选择的设备能适用于双面混合组装方式，便于需要时扩展。

  25. 组装方式确定之后，即可初步设计出工艺流程，并制定出相应的关键工序及其工艺参数和要求，如贴片精度要求，焊接工艺要求的确定等，便于设备选型之用。如果不是按实际需要盲目设计、建立一条生产线，再根据已建生产线及其设备来确定可能进行的工艺流程，就有可能产生或是大材小用，或是一些设备闲置不能有效利用，或是达不到产品质量要求等不良后果。为此，应充分重视“按需设计”这一设计原则。 2.2.2生产线自动化程度 现代先进的SMT生产线属于柔性自动化(flexible automation)生产方式，其特征是采用机械手、计算机控制和视觉系统，能从一种产品的生产很快地转换为另一种产品的生产，能适合于多品种中/小批量生产等。其自动化程度主要取决于贴片机、运输系统和线控计算机系统。

  26. 按生产效率划分的SMT生产线的类型

  27. 一般根据年产量、生产线效率系数和计划投资额，来确定SMT生产线自动化程度。1、高速SMT生产线一般根据年产量、生产线效率系数和计划投资额，来确定SMT生产线自动化程度。1、高速SMT生产线 高速SMT生产线一般由贴片速度大于8000片/小时的高速贴片机组成，主要用于彩电调谐器等大批量单一产品的组装生产。 2、中速高精度SMT生产线 一般认为中速贴片机的贴片速度为3000-8000片/小时。 3、低速半自动SMT生产线 　　低速半自动SMT生产线一般只用于研究开发和实验。低速贴片机的贴片速度一般小于3000片/小时。 4、手动生产线 手动生产线成本较低、应用灵活，可用于研究开发或小批量多品种生产，并可用作返修工具。

  28. 2.2.3 设备选型 ● SMT设备的选型应充分重视其性能价格比和设备投资回收 年限。 ● 根据总体设计中的元器件种类及数量、组装方式及工艺流 程、PCB板尺寸及拼板规格、线路设计及密度和自动化程度及投资强度等，来进行设备选型，一般以贴片机的选型为重点 。 注意以下几个问题。 1、性能、功能及可靠性 2、可扩展性和灵活性 3、可操作性和可维护性

  29. 2.2.4 其它 1、生产线和设备的验收 般可以采用三种验收方式：性能指标验收、标准样板验收和产品验收。 2、技术队伍 2.3工艺设计和组装设计文件 2.3.1 工艺设计 1、工艺流程图和工艺要求 工艺流程图和工艺要求包含： 1)生产效率与节拍； 2)SMT设备主要工艺参数 3)检查维修点； 4)网板或漏板等外协加工要求等

  30. 2、SMT生产线设计文件 SMT生产线设计文件包含： 1)生产线布置、场地与动力； 2)设备选型的技术指标清单等。 3、SMT工艺材料清单 SMT工艺材料清单包含组装工艺中需要的焊膏、粘接剂、清洗剂等各种工艺材料的清单。 2.3.2 组装设计 1、印制网板或漏板图形文件 印制网板或漏板图形文件包含板图和相关结构参数和精度参数等。

  31. 2、贴片机组装文件 贴片机组装文件包括: 1) 元器件描述 2) 元器件数据库 3) 贴片机结构设置 4) 拾放程序报告 5) 贴片数据报告 6) 元件号报告 7) 板号报告 8) 吸嘴数据报告 9) 送料器报告

  32. 3、焊接设备文件 焊接设备文件包含： 1)波峰焊接设备参数：焊接温度曲线；工艺参数、传输速度、波峰高度、角度等。 2)再流焊接设备参数：焊接温度曲线；传输速度等。 4、测试文件 测试文件主要包含测试方法与程序等。

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