smt概述和smt工艺流程

苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程1表面安装技术SMT-surfacemounttechnology第一讲SMT概述及工艺流程苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程2基本术语•SMT:surfacemounttechnology•PTH:pinthroughthehole•SMB：surfacemountprintedcircuitboard•SMC：surfacemountcomponent•SMD:surfacemountdevice•SMA：surfacemountAssembly表面安装组件•CTE:coefficientofthermalexpansion热膨胀系数苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程3基本术语In-circuittest(在线测试)Leadconfiguration(引脚外形)Placementequipment(贴装设备)Reflowsoldering(回流焊接)Repair(修理)Rework(返工)Solderability(可焊性)Soldermask(阻焊)Yield(产出率)苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程4基本术语DIP(双列直插)SOP(小外型封装)PLCC(塑型有引脚芯片载体)QFP(多引脚方形扁平封装)BGA(球栅阵列修理)CSP(ChipScalePackage)苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程5电子组装技术发展的历史与变迁基本概念第一阶段（代）第二阶段（代）第三阶段（代）第四阶段（代）第五阶段（代）组装形态端子式插装插装自动插装表面安装复合（裸芯片）组装组装技术手工插装手工焊接半自动插装浸锡焊接插件机自动插装波峰焊自动插件、自动表面贴装混装波峰焊、回流焊CAD、CAM多层混合贴装空气回流焊、氮气回流焊、微电子焊接代表性产品电子管收音机无线电接收机黑白电视机彩电、磁收录机VCD、计算机、便携式收录机、一体化的摄像机移动电话、笔记本电脑、液晶显示电视机及电脑等有源元件电子管晶体管DIP集成电路SOP、PLCC[5]、QFP大规模集成电路PLCC、QFP、BGA、CSP等超大规模集成电路无源元件大型元器件轴向引线元件径向引线元件表面贴装元件、异形元件片式元件SMT连接件、薄膜元件电路板金属底板单面PCB[2]双面PCB多层PCB多层PCB焊接材料焊锡丝棒状焊料高纯度焊锡适合表面安装的焊锡膏低熔点焊料、无铅焊料测试技术通用仪器仪表人工测试通用仪器仪表人工测试数字式仪表，在线测试自动测试在线测试功能测试测试、飞针测试系统、基于计算机的自动测试系统在线测试功能测试测试飞针测试系统基于计算机的自动测试苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程6PTH基本概念•穿孔安装（PTH）方式•单层、双层PCB•穿孔元件•穿孔器件苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程7SMD基本概念•表面安装（SMT）方式•元件安装在PCB的表面•PCB多层•SMC•SMD苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程8SMT的构成基本概念表面组装技术表面组装技术元器件PCB板技术：单层、双层、多层、陶瓷基板、环氧基板组装设计技术：电设计、热设计、元件布局、电路布线、焊盘图形设计组装工艺技术封装设计制造技术包装技术组装材料组装方式与制程组装技术组装设备静电防护技术苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程9基本概念SMT的优越性通孔DIP封装贴片PLCC封装DIP引脚间距=100mil=2.54mm1mil=25.4umSMD引脚间距=50mil、33mil、25mil苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程10基本概念SMT的优越性通孔芯片和SMT芯片的重量与管脚数量对比图苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程11基本概念元件安装密度高、电子产品体积小、重量轻。SMT的优越性通孔元件和贴片元件所占电路板面积比较苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程12•可靠性高、抗振能力强•高频特性好•易于实现自动化、提高生产率•可以降低成本SMT的优越性苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程13SMT的优越性•可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低由于片式元器件的可靠性高，器件小而轻，故抗震动能力强，自动化生产程度高。贴装可靠性高，焊点不良率小于百万分之一以下，比通孔插元件波峰焊接技术低1个数量级，用SMT组装的电子产品平均无故障时间(MTBF)为25万小时，目前几乎有90％的电子产品采用SMT工艺。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程14SMT的优越性•高频特性好。减少了电磁和射频干扰。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SMC及SMD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。若使用多芯片模块MCM技术，计算机工作站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至3倍苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程15SMT的优越性•降低成本印制板使用面积减小，面积为采用通孔技术面积的1／12，若采用CSP安装，则其面积还可大幅度下降；印制板上钻孔数量减少，节约返修费用；频率特性提高，减少了电路调试费用；片式元器件体积小、重量轻，减少了包装、运输和储存费用；片式之器件(SMC／SMD)发展快，成本迅速下降，一个片式电阻同通孔电阻价格相当.苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程16SMT的优越性•便于自动化生产目前穿孔安装PCB要实现完全自动化，还需在原印制板面积的基础上扩大40％，这样才能使自动插件的插装头将元件插入，若没有足够的空间间隙，将碰坏零件。而自动贴片机采用真空吸嘴吸安装元件，真空吸嘴小于元件外形，可提高安装密度。事实上，小元件及细间距QFP器件均采用自动贴片机进行生产，可以实现全线自动化生产。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程17SMT存在问题•元器件上的标称数值看不清，维修工作困难；•维修调换器件困难，并需专用工具；•元器件与印制板之间热膨胀系数(CTE)一致性差。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程18相关术语•精度：Accuracy，测量结果与目标值之间的差额。•AOI自动光学检查：Automaticopticalinspection，在自动系统上，用相机来检查模型或物体。•BGA球栅列阵：Ballgridarray，集成电路的包装形式，其输入输出点是在元件底面上按栅格样式排列的锡球。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程19相关术语•锡桥：Bridge，把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡，引起短路。•CTE温度膨胀系数：Coefficientofthethermalexpansion，当材料的表面温度增加时，测量到的每度温度材料膨胀百万分率(ppm)。•冷焊锡点：Coldsolderjoint，一种反映湿润作用不够的焊接点，其特征是，由于加热不足或清洗不当，外表灰色、多孔。•元件密度：Componentdensity，PCB上的元件数量除以板的面积。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程20相关术语•卸焊：Desoldering，把焊接元件拆卸来修理或更换，方法包括：用吸锡带吸锡、真空(焊锡吸管)和热拔。•停机时间：Downtime，设备由于维护或失效而不生产产品的时间。•FPT密脚距技术：Fine-pitchtechnology，表面贴片元件包装的引脚中心间隔距离为0.025(0.635mm)或更少。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程21相关术语•倒装芯片：Flipchip，一种无引脚结构，一般含有电路单元。设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂所覆盖)，在电气上和机械上连接于电路。•功能测试：Functionaltest，模拟其预期的操作环境，对整个装配的电器测试。•金样：Goldenboy，一个元件或电路装配，已经测试并知道功能达到技术规格，用来通过比较测试其它单元。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程22相关术语•在线测试：In-circuittest，一种逐个元件的测试，以检验元件的放置位置和方向。•JIT刚好准时：Just-in-time，通过直接在投入生产前供应材料和元件到生产线，以把库存降到最少。•引脚外形：Leadconfiguration，从元件延伸出的导体，起机械与电气两种连接点的作用苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程23相关术语•回流焊接：Reflowsoldering，通过各个阶段，包括：预热、稳定/干燥、回流峰值和冷却，把表面贴装元件放入锡膏中以达到永久连接的工艺过程。•焊锡球：Solderbump，球状的焊锡材料粘合在无源或有源元件的接触区，起到与电路焊盘连接的作用。•可焊性：Solderability，为了形成很强的连接，导体(引脚、焊盘或迹线)熔湿的(变成可焊接的)能力苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程24相关术语•阻焊：Soldermask，印刷电路板的处理技术，除了要焊接的连接点之外的所有表面由塑料涂层覆盖住。•带和盘：Tape-and-reel，贴片用的元件包装，在连续的条带上，把元件装入凹坑内，凹坑由塑料带盖住，以便卷到盘上，供元件贴片机用。•元件立起：Tombstoning，一种焊接缺陷，片状元件被拉到垂直位置，使另一端不焊。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程25相关术语•超密脚距：Ultra-fine-pitch，引脚的中心对中心距离和导体间距为0.010”(0.25mm)或更小。•产出率：Yield，制造过程结束时使用的元件和提交生产的元件数量比率。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程26第二讲表面组装工艺流程SMT安装形式表面组装类型-I表面组装类型-III表面组装类型-II苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程27SMT的安装形式苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程28表面组装类型当把有源和无源元件贴装在基板上时，就会形成三种主要的类型SMT—I、II、III。每种类型的工艺流程不同，并且需要不同的设备。将SMT分成I、II、III并不是普遍适用的，但在工业界应用的最普遍，本讲义通篇采用这种分法。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程29表面组装类型-II型SMT组件只含有表面组装元器件．它们可以是单而组装，也可以是双面组装。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程30类型I焊接流程苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程31SMT组装类型IIIIII型SMT组件只包含粘贴在底面的分立的表面组装元件（一般是电阻、电容等）苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程32类型III焊接流程苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程33SMT组装类型TYPEII苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程34TYPEII焊接流程II型组件则是III型与I型相结合的结果。一般来说，在基板底而不包含任何表面组装的有源元件、但在底面可贴有分立的表面组装无源元件。苏州工业园区职业技术学院电子工程系中职骨干教师国家级培训课程35单面组装来料检测=丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化