表面组装技术

表面组装技术（SMT）桂林电子科技大学职业技术学院表面组装技术概述主要内容SMT发展现状与趋势SMT技术特点与SMT生产系统组成表面组装技术的概念表面组装技术通常指采用自动化组装设备将片式化微型无引线或短引线表面组装元器件（SMC/SMD，统称片状元器件）直接贴装、焊接到印制电路板（PCB）表面或其他基板表面规定位置的一种电子装联技术。电子行业中标准将SMT（SurfaceMountingTechnology）称为表面组装技术，也常称为表面贴装技术或表面安装技术，是现代电子产品先进制造技术的重要组成部分。表面组装技术示意图由SMT技术组装形成的电子电路模块称为表面组装组件SMA(SurfaceMountAssembly)SMT涵盖的主要技术领域电子元器件和IC的设计、制造技术电子产品的电路设计技术电路板的设计、制造技术自动贴装工艺设计及设备技术焊接及辅助材料的开发生产技术SMT是光、机、电一体化的系统工程SMT应用的电子产品领域SMT的发展历程产生背景电子应用技术的智能化、多媒体化和网络化的发展趋势和市场需求迫使电路组装技术向高密度化、高速化和标准化方向发展。SMT的发展历程1957年美国首先制成片状元件（ChipComponents）；20世纪60年代诞生—飞利浦成功研发SMT技术用于手表生产；美国是世界上最早广泛应用SMT的国家，一直重视在投资类电子产品、军事装备和航空航天等领域发挥SMT技术优势；20世纪70年代日本从美国引进SMT技术并将之首次应用在消费类电子产品领域；欧洲各国SMT起步较晚，但工业基础发达，发展迅速，其发展水平仅次于日本和美国。中国的SMT应用起步于20世纪80年代初，最初从美、日等国成套引进SMT生产线用于彩电调谐器生产。20世纪80年代中期以来，SMT进入高速发展阶段，90年代初已成为较为成熟的新一代电路组装技术，并逐步取代通孔插装技术。近年来，美国、欧洲、日本和中国台湾等企业已将大量SMT生产厂移至中国，中国成为了世界电子产品制造基地。SMT的发展历程-中国的SMT发展目前我国使用的SMT设备已经与国际接轨，但设计、制造、工艺、管理等技术仍与国际水平有很大差距。发展总趋势：努力使我国真正实现由SMT制造大国向SMT制造强国的转变。SMT的发展历程-中国的SMT发展表面组装技术发展动态第一阶段（1960—1975）：小型化，混合集成电路（厚膜电路）计算器、石英表、收音机第二阶段（1976—1985）：微型化，增强电路功能，SMT自动化设备大量出现摄像机、录像机、数码相机第三阶段（1986—1995）：高度集成化，降低成本，提高产品性价比PC、NB现阶段（1995—至今）：微组装、高密度组装、立体组装智能高端电子产品（PDA、服务器等）SMT发展总趋势是电子产品功能越来越强、体积越来越小、价格越来越低、更新换代速度也越来越快。电子产品的小型化促使半导体集成电路的集成度越来越高，SMC/SMD和IC的引脚间距也越来越短，引脚间距从0.3mm的细间距甚至缩小至0.1mm，窄引脚间距已经成为现实。表面组装技术发展动态无铅焊料取代锡铅焊料已成为必然趋势，欧盟、美国、日本等发达国家和地区，已全面禁止铅使用，包括禁止进口含铅电子产品。电子组装朝着无铅转化方向发展，无铅组装是SMT发展的必然趋势。元器件技术方面：BGA、CSP和FP（FlipChip）器件的应用已日趋广泛、工艺也逐步成熟，WLP正走向半导体产业舞台。表面组装技术发展动态技术现状：进入20世纪90年代以来，全球采用通孔插装技术的电子产品正以每年ll％的速度下降，而采用SMT的电子产品种类正以8％的速度递增。时至今日，日、美等国家已有90％以上的电子产品采用了SMT技术，中国只有60%左右。表面组装技术发展动态表面组装技术的特点SMT技术特点主要体现在与传统THT（ThroughHoleTechnology）技术的不同【1】装配工艺上的根本区别在于“贴”和“插”手插件过焊炉通孔插装流程Capacitor元器件引脚折弯或较直—元器件插装—波峰焊接—引脚修剪与清洗—测试通孔插装焊接•焊点连接牢固•工艺简单、可手工操作•产品体积大、重量大•难以实现双面组装，为何？THT技术基本特点上锡膏贴装件加热表面组装流程表面贴装焊接准备PCB—印刷焊膏—贴片—再流焊接—清洗、测试点胶焊接过程-BetweenTHTandSMT点胶上件加热固化翻版过锡炉【2】元器件类型THT——有引线元器件SMT——短引线或无引线元器件表面组装技术的特点表面组装技术的特点【3】印制电路板THT—电路板有安装通孔（引线插入孔）SMT—印制板表面焊盘【4】焊接方法THT—波峰焊接为主SMT—再流焊接或波峰焊接【5】自动化程度SMT技术优越性1)微型化—组装密度高、电子产品体积小、重量轻贴片元件体积和重量只有传统插装件的1/10左右，采用SMT后电子产品体积缩小40%-60%，重量减轻60%-80%。SMT技术优越性2)可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。3)电性能优异。信号传输加快：连线短、延迟小，减少了电磁和射频干扰。4)易于实现自动化，提高生产效率。5)降低成本达30%-50%。节省材料、能源等。6）简化了电子整机生产工序。SMT包涵的基本内容材料元器件基板设计工艺方法管理工程测试SMT设备元器件：设计、制造与包装（托盘、编带等）基板：单（多）层PCB、陶瓷基板等设计：电、热设计、元件布局设计、PCB设计等工艺方法：组装材料、组装工艺设计和组装设备应用管理工程：生产线组装、控制和管理SMT包涵的基本内容SMT的核心工艺技术化工与材料技术（焊膏、助焊剂、清洗剂等）涂覆技术（如焊膏印刷、点胶等）精密机械加工技术（丝网制作等）自动控制技术（设备及生产线控制）焊接技术与测试技术组装设备应用技术SMT生产系统的组成SMT相关辅助设备点胶机：将胶水点在PCB固定位置，固定元器件。固化炉：固化贴片胶，使元器件与PCB牢固连接。清洗设备：洗去焊接残留物，可在线或离线。返修工作站：处理生产过程出现的故障。附：芯片内部结构