秦皇島教材(一)

1、表面組裝技術（SMT）可制造性基礎知識培訓1一、SMT概述1.1表面組裝技術發(fā)展概況 表面組裝技術，英文稱之為“Surface Mount Technology”，簡稱SMT，它是將表面貼裝元器件（無引腳或短引腳的元器件）貼、焊到印制電路板表面規(guī)定位置上的電路裝聯(lián)技術，所用的印制電路板無需鉆插裝孔。 20世紀60年代至今40多年歷史，SMT以非凡的速度，走過了從誕生、完善直至成熟的路程，顯示了強大的生命力。 SMT技術是電子裝聯(lián)技術的“第二次革命”，已被廣泛應用于航空、航天、通信、計算機、醫(yī)療電子、汽車、辦公自動化、家用電器等行業(yè)的電子產品裝聯(lián)中。2341.2 SMT的優(yōu)點組裝密度高可靠性高高

2、頻特性好降低了成本便于自動化生產51.3 SMT工藝流程和組裝類型1.3.1 SMT工藝流程表面組裝元器件和印制板有焊料沉積的印制板，涂焊劑膠粘劑貼裝元件焊膏涂敷貼裝元件膠粘劑涂敷貼裝元件膠粘劑固化波峰焊再流焊測試清洗（如果需要）61.3.2 SMT組裝類型1.3.2.1按照焊接方式可分為再流焊工藝和波峰焊工藝兩種a. 再流焊工藝 印刷焊膏 貼裝元器件 再流焊b. 波峰焊工藝 印刷貼片膠 貼裝元器件 膠固化 插裝元器件 波峰焊71.3.2.2按組裝方式可分為全表面組裝、單面混裝、雙面混裝81.4表面組裝技術構成 SMT是一組技術技術密集，知識密集的技術群，是一項涉及電子元器件、印制電路基板、化

3、學材料、自動控制、計算機、印刷、軟釬焊、機、電、氣、物理、化學、電子學、新型材料、人機工程學等多種專業(yè)和多門學科的系統(tǒng)工程。 表面貼裝技術貼裝元器件電路基板組裝設計組裝材料組裝工藝組裝設備SMT基礎SMT軟件SMT硬件9設計技術：結構尺寸、焊端形式、尺寸精度、可焊性、耐焊性制造技術包裝技術：編帶、管裝、托盤、散裝表面貼裝技術貼裝元器件組裝設計組裝材料單層、多層印制板（PCB）陶瓷板金屬板電路設計：布線和元器件布局結構設計：散熱、電磁兼容（高頻）電路圖形設計：焊盤圖形尺寸設計、工藝性設計粘接劑/貼片膠、阻焊劑焊錫膏、焊錫絲、焊錫球、焊片、棒狀焊料助焊劑、清洗劑導電膠電路基板10防靜電技術：從元器

4、件入廠檢測到產品包裝、運輸全過程的防靜電措施焊膏精密印刷工藝貼片膠精密滴涂工藝及固化工藝貼裝元器件貼裝，單面或雙面SMD與通孔元件混裝，單面或雙面BGA/CSP、倒裝芯片等貼裝技術涂敷技術貼裝技術焊接技術組裝工藝波峰焊助焊劑涂敷方式：發(fā)泡、噴霧雙峰波、O型波，溫度曲線的設定紅外熱風式N2保護再流焊汽相焊激光焊通孔元件再流焊溶劑清洗技術水清洗技術清洗劑與清洗工藝清洗質量的評估工序檢測組裝板的焊點在線檢測和功能檢測返修技術：各種SMD（包括BGA）的拆卸/更換（焊接）、BGA置球再流焊生產管理檢測技術清洗技術表面貼裝技術11組裝設備涂敷設備：印刷機、點膠機貼裝設備：多功能高精機、高速機、中速機、大

5、型、中小型機焊接設備：波峰焊機（電磁泵、雙波峰）、再流焊爐（熱風、紅 外熱風、汽相）、激光設備清洗設備：溶劑清洗機（汽相、超聲）、水清洗機檢測設備：焊點檢測設備（光學、X光）、在線測試、功能測試返修設備：各種烙鐵、拆焊工具、SMD返修工作站表面貼裝技術121.5 SMT生產線及SMT生產線主要設備1.5.1 SMT生產線12345678圖中： 1自動上板裝置 2高精度全自動印刷機 3緩沖帶（檢查工位） 4高速貼裝機 5高精度、多功能貼裝機 6緩沖帶（檢查工位） 7熱風或熱風遠紅外再流焊爐 8自動卸板裝置 說明：如果是半自動生產線，印刷機不連線。 131.5.2 SMT生產線主要設備1.5.2.

6、1印刷機（1）印刷機是用來印刷焊膏或貼片膠的。將焊膏或貼片膠正確地漏印到印制板相應的焊盤上。（2） 印刷機的主要技術指標 a. 最大印刷面積：根據最大的PCB尺寸確定。 b. 印刷精度：根據印制板組裝密度和引腳間距或球間距尺寸最小的器件確定，一般要求達到0.025mm。 c. 印刷速度：根據產量要求確定。141.5.2.2貼裝機 （1）貼裝機相當于機器人的機械手，把元器件按照事先編制好的程序從它的包裝中取出，并貼放到印制板相應的位置上。 （2） 貼裝機的主要技術指標 a 貼裝精度：包括貼裝精度、分辨率、重復精度 貼裝精度：Chip元件 0.1mm 高密度窄間距SMD 0.06mm 分辨率：貼裝

7、機運行時最小增量 重復精度：貼裝頭重復返回設定貼裝位置的能力 b. 貼片速度：高速機 0.2S/ Chip以內 最高0.06S/ Chip 中速機 0.30.6S/ Chip15c.對中方式：機械對中、激光對中、全視覺對中、 激光和視覺混合對中。d. 貼片面積：由貼裝機傳輸軌道以及貼裝頭運動 范圍決定。e. 貼片功能：高速機主要貼各種Chip元件和 2530 mm 以下的SMD器件；多功能機可貼 10.5 mm（目前最小的可貼0.60.35 mm）5454 mm（最大6060 mm）SMD器件，還可貼連接器等異型元器件。f. 可貼裝元件種類數：由貼裝機料站位置的數量決定，一般高速機大于120個

8、，多功能機在60120之間。g. 編程功能：在線和離線編程優(yōu)化功能。 161.5.2.3再流焊爐（1）再流焊爐是焊接表面貼裝元器件的設備。再流焊爐主要有紅外爐、熱風爐、紅外加熱風爐、蒸汽焊爐等。目前最流行的是全熱風爐。 （2） 再流焊爐的主要技術指標: a 溫度控制精度：0.10.2 b 傳輸帶橫向溫差：要求5以下 c溫度曲線測試功能 d 最高加熱溫度：300350 e 加熱區(qū)數量和長度 f 傳送帶寬度171.6 SMT發(fā)展動態(tài)（1） SMT總的發(fā)展趨勢： 元器件越來越小 組裝密度越來越高 組裝難度也會越來越難（2）元器件向小型、薄型和窄引腳間距發(fā)展 SMC：尺寸從32162125 1608

9、1005 0603發(fā)展 SMD：引腿間距從1.27mm 0.635mm 0.5mm 0.4mm 0.3mm發(fā)展 出現了新的封裝形式：BGA、CSP 倒裝芯片技術（Flip Chip) 多芯片模塊（MCM）技術和三維組裝（3D）技術 納米電子器件 高分子聚合物導電高分子材料18（3）窄間距技術（FPT）是SMT發(fā)展的必然趨勢（4）新材料的發(fā)展 助焊劑：免清洗助焊劑、無VOC助焊劑 焊料：免清洗焊膏、無鉛焊料、防氧化焊料 新型修板清潔材料 貼裝膠：常溫下20小時使用壽命（5）SMT主要設備發(fā)展趨勢 a. 貼裝機發(fā)展趨勢 向高速度、高精度和多功能方面發(fā)展：貼裝速度0.1S/元件以下，貼裝精度0.06

10、mm以上 非接觸式激光或光學定位系統(tǒng) Windows界面，中文顯示，操作簡便、快捷、直觀、容易掌握 采用高分辨率CCD，圖像識別能力強，可貼裝0.3mm間距的QFP。 采用壓入式供料器，換料迅速，換一個供料器只需3秒鐘19b. 印刷機發(fā)展趨勢 印刷機向高密度、高精度以及多功能方向發(fā)展 半自動印刷機增加CCD圖像識別系統(tǒng)，提高印刷精度 全自動印刷機，除了有視覺識別系統(tǒng)外，增加了功能選件 采用封閉式結構，用于控制印刷環(huán)境的溫度和濕度。 為了適應無鉛焊膏印刷，已開發(fā)出密封式印刷頭。c. 再流焊發(fā)展方向 目前再流焊傾向采用熱風小對流方式 N2保護焊 蒸汽焊爐有再次興起的趨勢 再流焊爐向適應高密度、窄間距組裝和無鉛焊料焊接要求 發(fā)展20 d. 波峰焊機發(fā)展方向 增加免清洗助焊劑噴霧裝置 充 N2裝置 波峰焊機向適應無鉛焊料方向發(fā)展 e. 返修設備及返修專用工具 f. 清洗設備 g. 檢測設備 在線檢測設備：針床式、飛針式 外觀檢測：AOI（2D、3D） h. 免清洗焊接工藝和無鉛焊膏的應用（5）工藝管理 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS） 統(tǒng)計過程控制（CPS）211.7 SMT基礎工藝研究內容（1）PCB焊盤涂覆層是鍍金還是有機耐熱預焊劑（OPS）；（2）元器件可焊性及儲存方法；