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,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,第一章,SMT,与,SMT,工艺,一、,SMT,发展概述,SMT,（,Surface Mounting Technology),技术，即,表面装技术,，是由混合集成电路技术发展而来新一代电子装联技术，以采用元器件表面贴装技术和回流焊接技术为特点，成为电子产品制造中新一代的组装技术。近几年电子产品呈现了小型化、多功能化的趋势，尤其是以手机、,MP3,为代表的消费类电子产品的市场呈现爆发式的增长，进一步带动了表面贴装元器件的小型化和产品组装的高密度化，,0201,及,01005,元件、,CSP,、,flipchip,等微小、细间距器件也进入了,SMT,的实际应用中，极大提高了,SMT,技术的应用水平，同时也提升了工艺难度。,总之，,SMT,的广泛应用，促进了电子产品的小型化、多功能化，为大批量生产、低缺陷率生产提供了条件,。,电信运营商,交通领域,金融领域,电力领域,科教文卫领域,公用领域,车载定位,终端,SMT,技术运用,车船载终端,无线公话,无线,Modem,无线上网卡,Mobile phone,无线数传终端,(DTU),无线,POS,机,无线接入设备,无线商务电话,/,固定台,二、,SMT,运用领域,3,、发展简史,从,20,世纪,60,年代到现在，,SMT,主要经历了三个阶段：,第一阶段：把小型化的片式元器件应用在混合电路,第二阶段：,1975,年后进入第二阶段，电子产品迅速小型化、多功能化，,SMT,技术开始广泛应用于摄像机、电子照相机。,第三阶段：主要是降低成本，进一步改善电子产本的性价比。,目前,SMT,正沿着以下方向发展,:,（,1,）,SMT,的,IC,已进入纳米时代。,(,观看视频,),（,2,）,PCB,技术（视频）,（,3,）绿色环保生产,（,4,）模块化、高速、高精度,（,5,）小、综合性能,生产线的管理已实现计算机和无线网络管理。,1.2,表面组装技术的优越性,1.2.1 SMT,的优点,1.,组装密度高,片式元器件比传统穿孔元件所占面积和质量大为减少。采用,SMT,可使电子产品,体积缩小,60%,，质量减轻,75%,。通孔插装元器件按,2.54mm,网格安装元件，而,SMT,组装元件网格从,1.27mm,发展到目前,0.63mm,网格，个别达,0.5mm,网格安装元件，密度更高。例如一个,64,引脚的,DIP,集成电路，它的组装面积为,25mm,75mm,，而采用引线间距为,0.63mm,的,QFP,，同样引线数量的组装面积为,12mm,l2mm,，仅为通孔技术的,1/12,。,装有,24,个元器件的电路板,与一角硬币的比较,贴片电阻与蚂蚁的比较,片式元器件的可靠性高；,器件小而轻，故抗震能力强,；采用,自动化生产,，贴装与焊接可靠性高，一般不良焊点率小于百万分之十，比通孔插装元件波峰焊接技术低一个数量级，用,SMT,组装的电子产品,MTBF,平均为,25,万小时，目前几乎有,90%,的电子产品采用,SMT,工艺。,2.,可靠性高,3.,高频特性好,由于片式元器件贴装牢固，器件通常为,无引线或短引线,，降低了寄生电感和寄生电容的影响，提高了电路的高频特性，采用片式元器件设计的电路最高频率达,3GHz,，而采用通孔元件仅为,500MHz,。采用,SMT,也可,缩短传输延迟时间,，可用于时钟频率为,16MHz,以上的电路。若使用,MCM,技术，计算机的高端时钟频率可达,100MHz,，由寄生电抗引起的附加功耗可降低,2,3,倍。,4.,降低成本,片式元器件发展很快，促使成本迅速下降，,一个片式电阻已同通孔电阻价格相当，约合人民币,1,分左右,。,SMT,技术简化了电子整机产品的生产工序，降低了生产成本。在印制板上安装时，元器件的引线不用整形、打弯、剪短，因而使整个生产过程缩短，生产效率得到提高。同样功能电路的加工成本低于通孔插装方式，,一般可使生产总成本降低,30%,50%,。以下几点也是促使,SMT,生产成本下降的因素。,印制板上钻孔数量减少，节约返修费用；,由于频率特性提高，减少了电路调试费用；,由于片式元器件体积小、质量轻，减少了包装、运输和储存费用。,5.,便于自动化生产,目前穿孔安装印制板要实现完全自动化，还需扩大,40%,原印制板面积，这样才能使自动插件的插装头将元件插入，否则没有足够的空间间隙，将碰坏零件。自动贴片机采用真空吸嘴吸放元件，真空吸嘴小于元件外形，有利提高安装密度。,SMT,大生产中也存在一些问题，如：元,器件上的标称数值看不清，维修工作困难；维修调换器件需要专用工具；元器件与印制板之间热膨胀系数一致性差,。但这些问题均是发展中的问题，随着专用拆装设备的出现，以及新型低膨胀系数印制板的出现，均已不再成为阻碍,SMT,深入发展的障碍。,1.2.2 SMT,和通孔插装技术的比较,SMT,工艺技术的特点可以通过其与传统通孔插装技术,(THT),的差别比较体现。从组装工艺技术的角度分析，,SMT,和,THT,的根本区别是,“,贴,”,和,“,插,”,。二者的差别还体现在基板、元器件、组件形态、焊点形态和组装工艺方法各个方面。,之所以出现,“,插,”,和,“,贴,”,这两种截然不同的电路模块组装技术，是由于采用了外形结构和引脚形式完全不同的两种类型的电子元器件。由于,SMT,生产中采用,“,无引线或短引线,”,的元器件，故从组装工艺角度分析，表面组装和通孔插装,(THT),技术的,根本区别一是所用元器件、,PCB,的外形不完全相同；二是前者是,“,贴装,”,，即将元器件贴装在,PCB,焊盘表面，而后者则是,“,插装,”,，即将长引脚元器件插入,PCB,焊盘孔内。,THT,与,SMT,的区别如表,1-2,所示。,表,1-2 THT,与,SMT,的区别,类 型,THT,SMT,元器件,双列直插或,DIP,针阵列,PGA,有引线电阻、电容,SOIC,，,SOT,，,LCCCP,，,LCC,，,QFP,BGA,，,CSR,，片式电阻、电容,基板,印制电路板采用,2.54mm,网格设计，通孔孔径为,0.8,0.9mm,印制电路板采用,1.27mm,网格或更细设计，通孔孔径为,0.3,0.5mm,焊接方法,波峰焊,再流焊,面积,大,小，缩小比约为,1,：,3,1,：,10,组装方法,穿孔插入,表面安装,(,贴装,),自动化程度,自动插装机,自动贴片机，生产效率高于自动插装机,1.3 SMT,的组成与,SMT,工艺的主要内容,1.3.1 SMT,的组成,表面组装技术通常包括表面组装元器件、表面组装电路板及图形设计、表面组装工艺材料,焊锡膏及贴片胶、表面组装设备、表面组装焊接技术,(,包括波峰焊、再流焊、气相焊、激光焊,),、表面组装测试技术、清洗技术以及表面组装大生产管理等多方面内容。这些内容可以归纳为三个方面：,一是设备,，,人们称它为,SMT,的硬件,；,二是装联工艺,，,人们称它为,SMT,的软件,；,三是电子元器件,，它既是,SMT,的基础，又是,SMT,发展的动力，它推动着,SMT,专用设备和装联工艺不断更新和深化。,SMT,的组成,SMT?,SMT,基板,设备,材料,设计,工艺,测试,元器件,管理,1.3.2 SMT,工艺的主要内容,SMT,工艺技术的主要内容可分为,组装材料选择、组装工艺设计、组装技术和组装设备,应用四大部分。,SMT,工艺技术涉及化工与材料技术（如各种焊锡膏、焊剂、清洗剂）、涂敷技术（如焊锡膏印刷）、精密机械加工技术（如丝网制作）、自动控制技术（如设备及生产线控制）、焊接技术和测试、检验技术、组装设备应用技术等诸多技术。,SMT,工艺,?,1.4.1 SMT,的两类基本工艺流程,1.,焊锡膏,再流焊工艺,焊锡膏,-,再流焊的工艺流程是：,焊锡膏印刷,贴片,再流焊,检验、清洗,，如图,1-3,所示。该工艺流程的特点是,简单、快捷,，有利于产品体积的减小，该工艺流程在无铅焊接工艺中更显示出优越性。,图,1-3,焊锡膏,再流焊工艺流程,2.,贴片,波峰焊工艺,贴片一波峰焊的工艺流程是：,贴片胶涂敷,贴片,固化,翻转电路板、插装通孔元器件,波峰焊,检验、清洗,，如图,1-4,所示。该工艺流程的特点：,利用双面板空间，电子产品的体积可以进一步做小，并部分使用通孔元件，价格低廉,。但设备要求增多，波峰焊过程中易出现焊接缺陷，难以实现高密度组装。,若将上述两种工艺流程混合与重复使用，则可以演变成多种工艺流程。,图,1-4,贴片,波峰焊工艺流程,1.4.2 SMT,的元器件安装方式,SMT,的组装方式大体上可分为单面混装、双面混装和全表面组装,3,种类型共,6,种组装方式。,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,不同的两个面上混装，但其焊接面仅为单面。这一类组装方式均采用单面,PCB,和波峰焊接工艺，具体有两种组装方式。,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,。,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,SMC,SMD,。,2.,双面混合组装,第二类是双面混合组装，,SMC,SMD,和,THC,可混合分布在,PCB,的同一面，同时，,SMC,SMD,也可分布在,PCB,的双面。双面混合组装采用双面,PCB,、双波峰焊接或再流焊接。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。,图,1-5,混合组装工艺流程,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。这一类组装方式一般是在细线图形的,PCB,或陶瓷基板上，采用细间距器件和再流焊接工艺进行组装。它也有两种组装方式。,(1),单面表面组装方式。,(2),双面表面组装方式。,图,1-6,双面均采用焊锡膏再流焊工艺流程,1.4.3 SMT,生产系统的基本组成,由,表面涂敷设备、贴装机、焊接机、清洗机、测试设备,等表面组装设备形成的,SMT,生产系统习惯上称为,SMT,生产线。,装载设备,印刷机,印刷检测,贴片机,贴片检测,再流焊炉,焊接检测,不合格品放置处,卸载设备,1.4,、,SMT,工艺技术,1,、,SMT,生产工艺流程,1.1,一般的线体设备配置：,SMD,线体配置,SMD/MI,或,SMD,双面制程 线体配置,
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