SMT基础知识大全SMT行业门户网收集整理
◆ SMT的特点
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%。
可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
高频特性好。减少了电磁和射频干扰。
易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%~50%。 节省材料、能源、设备、人力、时间等。
◆ 为什么要用表面贴装技术(SMT)?
电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小
电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件
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
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
电子科技革命势在必行，追逐国际潮流
◆ 为什么要用表面贴装技术(SMT)?
电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小
电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件
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
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
电子科技革命势在必行，追逐国际潮流
◆ 为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程?
生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。
除了水清洗外，应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏。
清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象，严重影响产品质素。
减低清洗工序操作及机器保养成本。
免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。仍有部分元件不堪清洗。
助焊剂残留量已受控制，能配合产品外观要求使用，避免目视检查清洁状态的问题。
残留的助焊剂已不断改良其电气性能，以避免成品产生漏电，导致任何伤害。
免洗流程已通过国际上多项安全测试，证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的
◆ 回流焊缺陷分析：
锡珠(Solder Balls)：原因：1、丝印孔与焊盘不对位，印刷不精确，使锡膏弄脏PCB。 2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。3、加热不精确，太慢并不均匀。4、加热速率太快并预热区间太长。5、锡膏干得太快。6、助焊剂活性不够。7、太多颗粒小的锡粉。8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。锡球的工艺认可标准是：当焊盘或印制导线的之间距离为0.13mm时，锡珠直径不能超过0.13mm，或者在600mm平方范围内不能出现超过五个锡珠。
锡桥(Bridging)：一般来说，造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀，包括 锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易榨开，锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。焊盘上太多锡膏，回流温度峰值太高等。
开路(Open)：原因：1、锡膏量不够。2、元件引脚的共面性不够。3、锡湿不够(不够熔化、流动性不好)，锡膏太稀引起锡流失。4、引脚吸锡(象灯芯草一样)或附近有连线孔。引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要，一个解决方法是在焊盘上预先上锡。引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种Sn/Pb不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。
◆ SMT有关的技术组成
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
◆ 贴片机：
拱架型(Gantry)：
元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。
对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。
这种形式由于贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度，即一个梁上的贴片头在取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件，速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用中，同时取料的条件较难达到，而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴，换吸料嘴有时间上的延误。
这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。
转塔型(Turret)：
元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。
对元件位置与方向的调整方法：(1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。(2)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。
一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。
此机型在速度上是优越的，适于大批量生产，但其只能用带状包装的元件，如果是密脚、大型的集成电路(IC)，只有托盘包装，则无法完成，因此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂，造价昂贵，最新机型约在US$50万，是拱架型的三倍以上。
一、传统制程简介传统穿孔式电子组装流程乃是将组件之引脚插入PCB的导孔固定之后，利用波峰焊(Wave Soldering)的制程，如图一所示，经过助焊剂涂布、预热、焊锡涂布、检测与清洁等步骤而完成整个焊接流程。
二、表面黏着技术简介由于电子工业之产品随着时间和潮流不断的将其产品设计成短小轻便，相对地促使各种零组件的体积及重量愈来愈小，其功能密度也相对提高，以符合时代潮流及客户需求，在此变迁影响下，表面黏着组件即成为PCB上之主要组件，其主要特性是可大幅节省空间，以取代传统浸焊式组件(Dual In Line Package;DIP). 表面黏着组装制程主要包括以下几个主要步骤： 锡膏印刷、组件置放、回流焊接。 其各步骤概述如下：锡膏印刷(Stencil Printing)：锡膏为表面黏着组件与PCB相互连接导通的接着材料，首先将钢板透过蚀刻或雷射切割后，由印刷机的刮刀(squeegee)将锡膏经钢板上之开孔印至PCB的焊垫上，以便进入下一步骤。组件置放(Component Placement)：组件置放是整个SMT制程的主要关键技术及工作重心，其过程使用高精密的自动化置放设备，经由计算机编程将表面黏着组件准确的置放在已印好锡膏的PCB的焊垫上。由于表面黏着组件之设计日趋精密，其接脚的间距也随之变小，因此置放作业的技术层次之困难度也与日俱增。回流焊接(Reflow Soldering)：回流焊接是将已置放表面黏着组件的PCB，经过回流炉先行预热以活化助焊剂，再提升其温度至183℃使锡膏熔化，组件脚与PCB的焊垫相连结，再经过降温冷却，使焊锡固化，即完成表面黏着组件与PCB的接合。
三、SMT设备简介 1.Stencil Printing: MPM3000 / MPM2000 / PVⅡ 2.Component Placement: FUJI ( CP643E / CP742ME & QP242E / QP341E ) 3.Reflow Soldering: FURUKAWA( XN-425PHG / XN-445PZ / XNⅡ-651PZ ) ETC410, ETC411.
四、SMT 常用名称解释 SMT : surface mounted technology (表面贴装技术):直接将表面黏着元器件贴装，焊接到印刷电路板表面规定位置上的组装技术。 SMD : surface mounted devices (表面贴装组件): 外形为矩形片状，圆柱行状或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内，并适用于表面黏着的电子组件。 Reflow soldering (回流焊接):通过重新熔化预先分配到印刷电路板焊垫上的膏状锡膏，实现表面黏着组件端子或引脚与印刷电路板焊垫之间机械与电气连接。 Chip : rectangular chip component (矩形片状元件): 两端无引线，有焊端，外形为薄片矩形的表面黏着元器件。 SOP : small outline package(小外形封装): 小型模压塑料封装，两侧具有翼形或J形短引脚的一种表面组装元器件。 QFP : quad flat pack (四边扁平封装): 四边具有翼形短引脚，引脚间距：1.00,0.80,0.65,0.50,0.40,0.30mm等的塑料封装薄形表面组装集体电路。 BGA : Ball grid array (球栅列阵): 集成电路的包装形式，其输入输出点是在组件底面上按栅格样式排列的锡球。
五、组件包装方式。 料条(magazine/stick)(装运管) - 主要的组件容器：料条由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料构成，挤压成满足现在工业标准的可应用的标准外形。料条尺寸为工业标准的自动装配设备提供适当的组件定位与方向。料条以单个料条的数量组合形式包装和运输。托盘(tray) - 主要的组件容器：托盘由碳粉或纤维材料制成，这些材料基于专用托盘的最高温度率来选择的。设计用于要求暴露在高温下的组件(潮湿敏感组件)的托盘具有通常150°C或更高的耐温。托盘铸塑成矩形标准外形，包含统一相间的凹穴矩阵。凹穴托住组件，提供运输和处理期间对组件的保护。间隔为在电路板装配过程中用于贴装的标准工业自动化装配设备提供准确的组件位置。托盘的包装与运输是以单个托盘的组合形式，然后堆迭和捆绑在一起，具有一定刚性。一个空盖托盘放在已装组件和堆迭在一起的托盘上。带卷(tape-and-reel) - 主要组件容器：典型的带卷结构都是设计来满足现代工业标准的。有两个一般接受的覆盖带卷包装结构的标准。EIA-481应用于压纹结构(embossed)，而EIA-468 应用于径向引线(radial leaded)的组件。到目前为止，对于有源(active)IC的最流行的结构是压纹带 (embossed tape).
六、为什幺在表面贴装技术中应用免清洗流程? 1.生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。 2.除了水清洗外，应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏。 3.清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象，严重影响产品质素。 4.减低清洗工序操作及机器保养成本。 5.免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。仍有部分组件不堪清洗。 6.助焊剂残留量已受控制，能配合产品外观要求使用，避免目视检查清洁状态的问题。 7.残留的助焊剂已不断改良其电气性能，以避免成品产生漏电，导致任何伤害。 8.免洗流程已通过国际上多项安全测试，证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的。
