电子表面贴装技术SMT解析

文章摘要：1.概述近年来，新型电子表面贴装技术SMT(Surface Mount Tech-nology)已取代传统的通孔插装技术，并支配电子设备发展，被共识为电子装配技术的革命性变革。SMT以提高产品可靠性及性能，降低成本为目标，无论是在消费类电子产品，还是在军事尖端电子产品领域中，都将使电子产品发生重大变革。2 表面贴装技术及元器件介绍表面贴装工艺，又称表面贴装技术(SMT)，是一种无需在印制板上钻插装孔，而直接将表面组装元器件贴焊到印制线路板的规定位置，用焊料使元器件与印制线路板之间构成机械和电气连接的电子组装技术。需要进行表面贴装的电子产品一般由印制线路板和表面贴装元器件组成。印制线路板PWB(

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　　1.概述

　　近年来，新型电子表面贴装技术SMT(Surface Mount Tech-nology)已取代传统的通孔插装技术，并支配电子设备发展，被共识为电子装配技术的革命性变革。SMT以提高产品可靠性及性能，降低成本为目标，无论是在消费类电子产品，还是在军事尖端电子产品领域中，都将使电子产品发生重大变革。

　　2 表面贴装技术及元器件介绍

　　表面贴装工艺，又称表面贴装技术(SMT)，是一种无需在印制板上钻插装孔，而直接将表面组装元器件贴焊到印制线路板的规定位置，用焊料使元器件与印制线路板之间构成机械和电气连接的电子组装技术。

　　需要进行表面贴装的电子产品一般由印制线路板和表面贴装元器件组成。印制线路板PWB(Printed Wire Board)是含有线路和焊盘的单面或双面多层材料。表面贴装元器件包括表面贴装元件和表面贴装器件两大类。其中表面贴装元件是指各种片状无源元件，如电阻，电容，电感等；而表面贴装器件是采用封装的电子器件，通常是指各种有源器件，如小外形封装器SOP(Small Outline Package)，球栅阵列封装器BGA(Ball Grid Array)等。有些元器件不能用于SMT，如部分接线器，变压器，大电容等。

　　3 表面贴装技术流程

　　表面贴装丁艺包括核心和辅助两大工艺。其中核心工艺由印刷、贴片和回流焊3部分组成，任何类型产品的生产都要经过这3道工序，各部分必不可少；辅助工艺主要由“点胶”工艺和光学辅助自动检测工艺等组成，并非必需，而是根据产品特性以及用户需求决定的。

　　印制线路板有单双面之分，电子产品也相应分为单面产品(印制线路板的一面需要贴装元器件)和双面产品(印制线路板的两面均需要贴装元器件)，图1为单面产品的表面贴装工艺流程。图2为双面产品的表面贴装工艺流程。

　　印刷工艺目的是使焊膏通过模板和印刷设备的共同作用，准确印刷到印制线路板。印刷工艺涉及的工艺元素主要有焊膏，模板和印刷系统。焊膏是将元器件与印制线路板连接导通，实现其电气和机械连接的重要材料。焊膏主要由合金和助焊剂组成。在焊接过程中，它们分别发挥功效完成焊接工作。模板用来将焊膏准确印到印制线路板上，模板的制作方法和开孔设计对印刷质量有很大影响。印刷系统主要是指印刷设备和印刷参数。印刷设备的质量对印刷准确度影响很大，印刷设备的重复印刷精度与印刷参数设置的合理匹配，是准确印刷的重要保证。印刷参数有很多，但对印刷效果影响最大的关键参数有印刷速度、刮刀压力、脱模速度和脱模距离等。需要设置这些关键参数并使其相互匹配。以提高印刷质量。印刷速度一般为12．7~203．2 mm／s，具体参数取决于刮板压力和钎料膏的物理性能。而SMT工艺要求印刷刮板压力为4．448 222~6．672 333 N。

　　贴片工艺的目的是确保所有零件准确、快速地被贴片到印制线路板。贴片工艺主要涉及贴片机及其贴片能力。贴片机的贴片能力是准确贴片的重要保证。贴片机的关键技术包括：运动，执行及送料机构高速。微型化技术；高速机器视觉识别及照明技术；高速，高精度智能控制技术；并行处理实时多任务技术；设备开放式柔性模块化技术及系统集成技术。

　　回流焊工艺是通过熔化预先分配到印制线路板焊盘上的焊膏，实现表面贴装元器件的焊接面或引脚与印制线路板焊盘之间机械和电气连接的焊接。回流焊可保证优异的焊接效果。回流焊工艺的主要工艺元素是回流焊炉及其焊接能力，其焊接能力主要体现在回流焊炉的加热系统、冷却系统、助焊剂管理系统及惰性气体保护系统。其中，加热系统与加热效率、温控精度、温度均匀性以及稳定性有关；冷却系统的作用有：当回流焊峰值温度较高时，如果不能快速冷却，基板出回流焊炉口的温度过高，容易造成基板板弯；快速冷却可细化组织，防止金属间化合物增厚。提高可靠性。助焊剂在回流焊的过程中会挥发，如果没有一个理想的助焊剂管理系统及时将挥发的助焊剂抽走并过滤循环，助焊剂就会随高温气流进入冷却区，凝结在散热片和炉内，降低冷却效果并污染设备和基板。当基板匹配使用的焊膏活性不够好或线路板上有超细间距元件和复杂元片，再加上基板需要多次过回流焊炉，则考虑在回流焊炉内充人惰性气体，降低氧化机会，提高焊接活性。一般使用的惰性气体是氮气。回流焊炉的焊接能力还需通过编辑回流焊炉的控制程序发挥。完成贴片的线路板在通过回流焊炉时，一般经历：预热阶段，保温阶段，回流阶段以及冷却阶段。通过回流焊炉的控制程序管控，确保焊接质量。

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