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干货分享丨SMT知识培训手册(从业SMT者必看)

发布时间: 2024-08-14 17:46:54
来源: 环球智造

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第一章   SMT简介
SMT 是Surfacemounting technology的简写，意为表面贴装技术。
亦即是无需对PCB钻插装孔而直接将元器件贴装焊接到PCB表面规定位置上的焊接技术。

SMT的特点
从上面的定义上，我们知道SMT是从传统的穿孔插装技术（THT）发展起来的，但又区别于传统的THT。那么，SMT与THT比较它有什么优点呢？下面就是其最为突出的优点：
  1. 组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。
  2. 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
  3. 高频特性好。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、设备、人力、时间等。
采用表面贴装技术(SMT)是电子产品业的趋势
我们知道了SMT的优点，就要利用这些优点来为我们服务，而且随着电子产品的微型化使得THT无法适应产品的工艺要求。因此，SMT是电子焊接技术的发展趋势。其表现在：
  1. 电子产品追求小型化，使得以前使用的穿孔插件元件已无法适应其要求。
  2. 电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)因功能强大而引脚众多，已无法做成传统的穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件的封装。
  3. 产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力。
  4. 电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用。
  5. 电子产品的高性能及更高焊接精度要求。
  6. 电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。
SMT有关的技术组成
SMT从70年代发展起来，到90年代广泛应用的电子焊接技术。由于其涉及多学科领域，使其在发展初期较为缓慢，随着各学科领域的协调发展，SMT在90年代得到迅速发展和普及，预计在21世纪SMT将成为电子焊接技术的主流。下面是SMT相关学科技术。
  • 电子元件、集成电路的设计制造技术
  • 电子产品的电路设计技术
  • 电路板的制造技术
  • 自动贴装设备的设计制造技术
  • 电路装配制造工艺技术
  • 装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术


第二章 SMT工艺介绍

SMT工艺名词术语

1、表面贴装组件（SMA）（surface mount assemblys）
采用表面贴装技术完成贴装的印制板组装件。
2、回流焊（reflow soldering）
通过熔化预先分配到PCB焊盘上的焊膏，实现表面贴装元器件与PCB焊盘的连接。
3、波峰焊（wave soldering）
将溶化的焊料，经专用设备喷流成设计要求的焊料波峰，使预先装有电子元器件的PCB通过焊料波峰，实现元器与PCB焊盘之间的连接。
4、细间距（fine pitch）
小于0.5mm引脚间距
5、引脚共面性（lead coplanarity ）
指表面贴装元器件引脚垂直高度偏差，即引脚的最高脚底与最低引脚底形成的平面这间的垂直距离。其数值一般不大于0.1mm。
6、焊膏（ solder paste ）
由粉末状焊料合金、助焊剂和一些起粘性作用及其他作用的添加剂混合成具有一定粘度和良好触变性的焊料膏。
7、固化  （curing）
在一定的温度、时间条件下，加热贴装了元器件的贴片胶，以使元器件与PCB板暂时固定在一起的工艺过程。
8、贴片胶或称红胶（adhesives）（SMA）
固化前具有一定的初粘度有外形，固化后具有足够的粘接强度的胶体。
9、点胶  ( dispensing )
表面贴装时，往PCB上施加贴片胶的工艺过程。
10、胶机 ( dispenser )
能完成点胶操作的设备。
11、贴装（ pick and place ）
将表面贴装元器件从供料器中拾取并贴放到PCB规定位置上的操作。
12、贴片机（ placement equipment ）
完成表面贴装元器件贴片功能的专用工艺设备。
13、高速贴片机 ( high  placement equipment )
实际贴装速度大于2万点/小时的贴片机。
14、多功能贴片机  ( multi-function placementequipment )
用于贴装体形较大、引线间距较小的表面贴装器件，要求较高贴装精度的贴片机，
15、热风回流焊 ( hot air reflow soldering )
以强制循环流动的热气流进行加热的回流焊。
16、贴片检验  ( placement inspection )
贴片完成后，对于是否有漏贴、错位、贴错、元器件损坏等情况进行的质量检验。
17、钢网印刷  ( metal stencil printing )
使用不锈钢网板将焊锡膏印到PCB焊盘上的印刷工艺过程。
18、印刷机  ( printer)
在SMT中，用于钢网印刷的专用设备。
19、炉后检验  ( inspection after soldering)
对贴片完成后经回流炉焊接或固化的PCBA的质量检验。
20、炉前检验  (inspection before soldering)
贴片完成后在回流炉焊接或固化前进行贴片质量检验。
21、返修  ( reworking )
为去除PCBA的局部缺陷而进行的修复过程。
22、返修工作台 ( rework station )
能对有质量缺陷的PCBA进行返修的专用设备。
表面贴装方法分类
根据SMT的工艺制程不同，把SMT分为点胶制程（波峰焊）和锡膏制程（回流焊）。它们的主要区别为：
贴片前的工艺不同，前者使用贴片胶，后者使用焊锡膏。
贴片后的工艺不同，前者过回流炉后只起固定作用、还须再过波峰焊，后者过回流炉后起焊接作用。
根据SMT的工艺过程则可把其分为以下几种类型。
第一类   只采用表面贴装元件的装配
A 只有表面贴装的单面装配
工序: 丝印锡膏=>贴装元件=>回流焊接
B 只有表面贴装的双面装配
工序: 丝印锡膏=>贴装元件=>回流焊接=>反面=>丝印锡膏=>贴装元件=>回流焊接
第二类   一面采用表面贴装元件和另一面采用表面贴元件与穿孔元件混合的装配
工序: 丝印锡膏(顶面)=>贴装元件=>回流焊接=>反面=>点胶(底面)=>贴装元件=>烘干胶=>反面=>插元件=>波峰焊接
第三类   顶面采用穿孔元件, 底面采用表面贴装元件的装配
工序: 点胶=>贴装元件=>烘干胶=>反面=>插元件=>波峰焊接

SMT各工序的工艺要求与特点：
1.生产前准备
清楚产品的型号、PCB的版本号、生产数量与批号。
清楚元器件的种类、数量、规格、代用料。
清楚贴片、点胶、印刷程式的名称。
有清晰的Feeder list。
有生产作业指导卡、及清楚指导卡内容。
2.转机时要求
确认机器程式正确。
确认每一个Feeder位的元器件与Feederlist相对应。
确认所有 轨道宽度和定位针在正确位置。
确认所有Feeder正确、牢固地安装与料台上。
确认所有Feeder的送料间距是否正确。
确认机器上板与下板是非顺畅。
检查点胶量及大小、高度、位置是否适合。
检查印刷锡膏量、高度、位置是否适合。
检查贴片元件及位置是否正确。
检查固化或回流后是否产生不良。
3.点胶
点胶工艺主要用于引线元件通孔插装（THT）与表面贴装（SMT）共存的贴插混装工艺。在整个生产工艺流程（见图）中，我们可以看到，印刷电路板（PCB）其中一面元件从开始进行点胶固化后，到了最后才能进行波峰焊焊接，这期间间隔时间较长，而且进行其他工艺较多，元件的固化就显得尤为重要。
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点胶过程中的工艺控制。生产中易出现以下工艺缺陷：胶点大小不合格、拉丝、胶水浸染焊盘、固化强度不好易掉片等。因此进行点胶各项技术工艺参数的控制是解决问题的办法。
3.1 点胶量的大小
根据工作经验，胶点直径的大小应为焊盘间距的一半，贴片后胶点直径应为胶点直径的1.5倍。这样就可以保证有充足的胶水来粘结元件又避免过多胶水浸染焊盘。点胶
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