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什么是 SMT?. SMT (Surface Mounting Technology), 即表面贴装技术 , 是电子组装中最普遍应用的一种新兴技术 . 经过 20 世纪 80 年代的迅速发展 , 已经进入成熟期 .SMT 已经成为一个涉及面广、内容丰富、跨多学科的综合性高新技术 . 最近纪念 ,SMT 又进入一个新的发展高潮 , 已经成为电子组装技术的主流. SMT 概述. SMT 是无需对印制板钻插装孔 , 直接将片式元器件或适合与表面组装的微型元件器件贴 、焊到印制板基板表面规定位置上的装联技术 .

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什么是 SMT?

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Presentation Transcript


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  • 什么是SMT?

SMT (Surface Mounting Technology),即表面贴装技术,是电子组装中最普遍应用的一种新兴技术.经过20世纪80年代的迅速发展,已经进入成熟期.SMT已经成为一个涉及面广、内容丰富、跨多学科的综合性高新技术.最近纪念,SMT又进入一个新的发展高潮,已经成为电子组装技术的主流.


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  • SMT概述

SMT是无需对印制板钻插装孔,直接将片式元器件或适合与表面组装的微型元件器件贴、焊到印制板基板表面规定位置上的装联技术.

由于各种片式元器件的几何尺寸和占空间体积比查装元器件小得多,这种组装形式具有组装形式具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击、高频特性和生产效率高等优点.采用双面贴装时密度是插件组装的1/5左右,从面使印制板面积节约了60%-70%,重量减轻80%以上.

SMT是电子装联技术的发展方向,已成为世界电子整机组装技术的主流.我国SMT的应用起步于80年代初期,最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电调谐器生产,随后用于录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听等生产中.近几年在计算机、通信设备、航空航天电子产品中也逐渐得到应用.


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  • SMT发展动态

SMT总的发展趋势是:元器件越来越小、组装难度越来越大.为了进一步适应电子设备向短、小、轻、薄方向发展,出现了0201(0.6mm*0.3mm)的CHIP 元件、BGA 、CSP 、CHIP 、复合化片式元件等新型封装元器件.由于BGA等元器件技术的发展,引起了SMT设备、焊接材料、贴装和焊接工艺的变化,推动电子组装技术向更高阶段发展.SMT发展速度之快,的确令人惊讶,可以说,每年、每月、每天都有变化.


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1.1SMT简介

1.THT与SMT表1.1.1是THT与SMT区别

大规模集成电路

超大规模集成电路(Very Large Scale Integration)

表1.1.1


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图1.1.1是THT与SMT的安装尺寸比较


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2.SMT主要特点

  • 高密集性SMC 、SMD的体积只有传统元器件的1/3~1/10左右,可以装在PCB的两面,有效利用了印制版的面积,减轻了电路板的重量.

  • 高可靠性  SMC 和SMD无引线或引线很短,重量轻,因而抗振动能力强,焊点失效率可比THT降低一个数量级,大大提高了产品可靠性.

  • 高 性 能  SMT密集安装减少了电磁干扰和射频干扰,尤其在高频电路中减少了分布参数的影响,提高了信号传输速度,改善了高频特性,使产品性能提高.

  • 高 效 率  SMT更适合自动化大规模生产.采用计算机集成制造系统(CIMS)可使整个生产过程高度自动化,将生产效率提高到新的水平.

  • 低 成 本  SMT使PCB面积减小,成本降低;无引线和短引线使SMD、SMC成本降低;安装中省去引线成型、打弯、剪线的工序;频率特性提高,减小调试费用;焊点可靠性提高,减小调试维修成本.可以下降30%以上.


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3.SMT工艺及设备简介

SMT有两种基本焊接方式.

(1)波峰焊: 图1.1.2

此种方式适合大批量生产.对贴片要求高,生产过程自动化程度要求也很高


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(2)再流焊: 图1.1.3 回流焊机

这种方法较为灵活,视配置设备的自动化程度,既可用于中小型批 量生产,又可用于批量型生产.

混合安装方法,则需根据产品实际将上述两种方法交替使用.


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1.2 SMT元器件及设备

SMT元器件由于安装方式不同,与THT元器件主要区别在外型封装.另一方面由于SMT重点在减少体积,故SMT元器以小功率元器件为主.又因为大部分SMT元器件为片式,故通常又称片状元器件或表贴元器件,一般简称SMD.

(1)片状阻容元件

表贴元件包括表贴电阻、电位器、电容、开关、连接器等.使用最广泛的是片状电阻和电容.

目前我国市场上片状电阻电容以公制代码表示外形尺寸.

① 片状电阻 表1.2.1是常用片状电阻尺寸等主要参数

1.表面贴装元器件SMD (surface mounting device)


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注:

1.*英制代号

2.片状电阻厚度为0.4-0.6mm

3.最新片状元件为1005(0402),而0603(0201),目前应用较少.

4.电阻值采用数码法直接标在元件上,阻值小于10Ω 用R代替小数点,例如8R2表示8.2Ω


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② 片状电容

片状电容主要是陶瓷叠片独石结构,外型代码与片状电阻含义相同,主要有:

1005/*0402, 1608/*0603, 2012/*0805, 3216/*1206, 3225/*1210等.

片状电容元件厚度为0.9 - 4.0mm.

片状陶瓷电容依所用陶瓷不同分三种,其代号及特性分别为:

NPO: Ⅰ 类陶瓷,性能稳定,损耗小,用于高频高稳定场合

X7R:Ⅱ 类陶瓷,性能较稳定,用于要求较高的中低频场合

Y5V:Ⅲ 尖低频陶瓷,比容大,稳定性差,用于容量、损耗要求不高的场合

③ 表贴器件

表面贴装器件包括表面贴装分立器件(二极管、三极管、晶闸管等)和集

成电路两大类.表面贴装分立器件除部分采用无引线圆柱外型,常见外型封

装有SOT型和TO型.图1.2.2是几种常用外型封装.

此外还有SC-70(2.0×1.25)、SO-8(5.0×4.4)封装


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SMD集成电路常用双列平封装SOP,四列扁平封装QFP,球栅阵列封装BGA.前两种封装属于有引线封装,后一种封装属于无引线封装.


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(1)SMB的特殊要求:

①外观要求光泽平整,不能有翘曲或高低不平

②热胀系数小,导热系数高,耐热性好

③铜箔粘合牢固,抗弯强度高

④基板介电常数小,绝缘电阻高

(2)焊盘设计:

片装元器件焊盘形状对焊点强度和可靠性关系重大,以片状电阻元件位例

(图1.2.4)

2. 印制板SMB (surface mounting board)


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3. SMT焊接质量

(1)SMT典型焊点

SMT焊接质量要求同THT基本相同,要求焊点的焊料连接面呈半弓形凹面,焊接与焊件交接处平滑,接触角尽可能小,无裂纹、针孔、夹渣、表面有光泽且光滑.

由于SMT元器件尺寸小,安装精确度和密度高,焊接质量要求更高.另外还有一些特有缺陷,如立片(曼哈顿现象).图1.2.10和图1.2.11分别是两种典型焊点.


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(1)SMT常见焊点缺陷

几种常见SMT焊接缺陷见图1.2.12,采用再流焊工艺时,焊盘设计和焊膏印制对控制焊接质量起关键作用,例如立片主要是两个焊盘上焊膏不均,一边焊膏太少甚至漏印而造成.


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發料

Parts Issue

基板烘烤

Bare Board Baking

供板

PCB Loading

錫膏印刷

Solder Paste Printing

印刷目檢

VI.after printing

高速機貼片

Hi-Speed Mounting

點固定膠

Glue Dispnsing

爐后比對目檢

測試

泛用機貼片

Multi Function

Mounting

迴焊前目檢

Visual Insp.b/f Reflow

迴流焊

Reflow Soldering

修理

Rework/Repair

品檢

波峰焊

Wave Soldering

插件

M.I / A.I

裝配/目檢

Assembly/VI

入庫

Stock

修理

Rework/Repair

貼片技術組裝流程圖

Surface Mounting Technology Process Flow Chart


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高速貼片機(MV2VB)

-反射及透射識別系統

-12個旋轉工作頭, 5種Nozzle

-最快貼片速度: 0.1 Sec/Comp

-貼片零件種類:

0402mm Chip~32*32mmQFP<6.5mmHeight.

相關制程條件:

---貼片參數

---Program

---Feeder &Nozzle

---來料


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回焊爐(Heller 1800exl)

PV:實際溫度

PV:實際溫度

BELT:傳送速度

SP:設定溫度

BELT:傳送速度

SP:設定溫度


Smt

回焊爐(Heller 1800exl)

相關制程條件:

-Temp profile

-錫膏/固定膠品質

-來料品質

-全熱風對流

-鏈條+鏈网偉送

-自動鏈條潤滑


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錫膏印刷(UP2000)

-自動鋼板清洁

-全視覺識別系統

相關制程條件:

---印刷參數

---錫膏/固定膠

---鋼板設計

---刮刀

---PCB設計


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SMT之成品


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波峰焊机


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QFP

SOP

BGA

焊球


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