表面組裝技術,英文名稱為Surface Mount Technology,縮寫為SMT,是一種將表面組裝元器件(SMD)安裝到印制電路板(PCB)上的板級組裝技術,它是現(xiàn)代電子組裝技術的核心,如圖1為采用SMT制造的印制板組件。 表面組裝技術,在電子工程業(yè)界,也稱之為“表面安裝技術”、“表面組裝技術”。它最早起源于20世紀60年代的厚膜電路外貼元件技術,在20世紀80年代隨著彩色電視機電子調(diào)諧器的大規(guī)模生產(chǎn)而得到迅速發(fā)展,到了20 世紀90年代中期基本成熟,成為現(xiàn)代主流的電子組裝技術。相對于THT(插裝技術),SMT帶給電子產(chǎn)品四大優(yōu)勢:由于表面組裝元器件采用了無引線或短引線、I/O端面陣布局等封裝技術,元器件的尺寸大大減小,I/O引出端大大增加,從而使PCB的組裝密度得到大幅度的提高。表面組裝元器件的無引線或短引線特點,降低了引線的寄生電感和電容,提高了電路的高頻高速性能以及器件的散熱效率。由于表面組裝元器件封裝的標準化和無孔安裝特點,特別適合自動化組裝,大幅度降低了制造成本。自動化的生產(chǎn)技術,保證了每個焊點的可靠連接,從而提高了電子產(chǎn)品的可靠性。SMT是一個系統(tǒng)工程技術,包括工藝技術、工藝設備、工藝材料與檢測技術,如圖2所示。需要指出的是,雖然我們把SMD與PCB分別作為表面組裝的對象和基板看待,但SMD的封裝結構、PCB的制造質(zhì)量,是與表面組裝的直通率有直接緊密的相關性的。從控制SMT焊接質(zhì)量的角度出發(fā),廣義上的SMT,應該包括電子元器件的封裝技術和PCB的制造技術。俗話講“內(nèi)行看門道,外行看熱鬧”。就SMT來講,技術核心是什么?是設備還是工藝?在國內(nèi)的學術交流會上,大家討論最多的往往是設備,比的也是設備;其實,設備只是實現(xiàn)工藝的手段而已,真正核心的是工藝,它是實現(xiàn)高品質(zhì)生產(chǎn)的保證。SMT工作的目標是制造合格的焊點,良好焊點的形成有賴于合適的焊盤設計、合適的焊膏量、合適的再流焊接溫度曲線,這些都是工藝條件。使用同樣的設備,有些廠家焊接的直通率比較高,有些卻比較低,差別就是工藝不同,它體現(xiàn)在“科學化、精細化、規(guī)范化”上,比如,鋼網(wǎng)厚度與開窗的設計、印刷的支撐與參數(shù)調(diào)整、貼片的程序設定、溫度曲線的設置以及進爐間隔、裝配時的工裝配備情況等,這些往往需要企業(yè)花很長的時間探索、積累并規(guī)范化,而這些經(jīng)過驗證并固化的技術文件、工藝方法、工裝設計就是“工藝”,就是SMT的核心。表面組裝印制電路板組件(Print Circiut Board Assembly,PCBA)的焊接,主要有再流焊接和波峰焊接兩種工藝,它們構成了SMT組裝的基本工藝流程。再流焊接是指通過熔化預先印刷在PCB焊盤上的焊膏,實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與PCB焊盤之間機械和電器連接的一種軟釬焊工藝。(1)焊料(以焊膏形式)的施加與加熱分開進行,焊點大小可控;(2)焊膏通過印刷的方式分配,每個焊接面一般只采用一張鋼網(wǎng)進行焊膏印刷;(3)再流焊爐主要的功能就是對焊膏進行加熱,它是對置于爐內(nèi)的PCBA整體加熱,在進行第二次焊接時,第一次焊接好的焊點會重新熔化。波峰焊接是指將熔化的軟釬焊料(含錫的焊料),經(jīng)過機械泵或電磁泵噴流成焊料波峰,使預先裝有元器件的PCB通過焊料波峰,實現(xiàn)元器件焊端或引腳與PCB插孔/焊盤之間機械和電器連接的一種軟釬焊接工藝。(2)熱量的施加主要通過熔化的焊料傳導,施加到PCB上的熱量大小主要取決于熔融焊料的溫度和熔融焊料與PCB的接觸時間(焊接時間)。(3)焊點的大小、填充性主要取決于焊盤的設計、孔與引線的安裝間隙。換句話說,就是波峰焊接焊點的大小主要取決于設計。(4)焊接SMD,存在“遮蔽效應”,容易發(fā)生漏焊現(xiàn)象。所謂“遮蔽效應”,是指片式SMD的封裝體阻礙焊料波接觸到焊盤/焊端的現(xiàn)象。根據(jù)賈忠中著SMT核心工藝解析與案例分析改編
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