表面組裝技術SMT現狀/工藝與特點/發展趨勢

2020-12-22 電子發燒友

表面組裝技術SMT現狀/工藝與特點/發展趨勢

電巢 發表於 2020-12-19 10:37:47

一、表面組裝技術SMT現狀

SMT是目前電子組裝行業裡最流行的一種技術和工藝。自70年代初推向市場以來，SMT已逐漸替代傳統「人工插件」的波峰焊組裝方式，已成為現代電子組裝產業的主流，人們稱為電子組裝技術的第二次革命。在國際上，這種組裝技術已經形成了世界潮流，它導致了整個電子產業的變化。

SMT同時也推動和促進了電子元器件向片式化、小型化、薄型化、輕量化、高可靠、多功能方向發展，已經成為一個國家科技進步程度的標誌。

二、表面組裝技術SMT的工藝與特點

SMT（SurfaceMountTechnology）是表面安裝技術的縮寫或簡稱，它是指通過一定的工藝、設備、材料將表面安裝器件（SMD）貼裝在PCB（或其它基板）表面，並進行焊接、清洗、測試而最終完成組裝。

SMT工藝

SMT工藝與焊接方式和組裝方式均有關，具體如下：按焊接方式可分為再流焊和波峰焊兩種類型。

按組裝方式可分為全表面組裝，單面混裝，雙面混裝三種方式。

影響焊接質量的主要因素：PCB設計、焊料的質量（Sn63/Pb37）、助焊劑質量、被焊接金屬表面的氧化程度（元器件焊端，PCB焊端）、工藝：印、貼、焊（正確的溫度曲線）、設備、管理。

下面就幾個對再流焊質量影響較大的因素進行討論。

（1）焊膏印刷質量對再流焊工藝的影響：據資料統計，在PCB設計正確，元器件和印製板質量有保證的前提下，表面組裝質量問題中有70%的質量問題出在印刷工藝。在印刷中出現的錯位、塌邊、粘連、少印都屬於不合格，均應當返工。具體檢查標準應符合IPC-A-610C的標準。

（2）貼裝元器件的工藝要求：要想獲得理想的貼裝質量，工藝上應滿足以下三要素：①元件正確；②位置準確；③壓力合適。具體檢查標準應符合IPC-A-610C的標準。

（3）設置再流焊溫度曲線的工藝要求溫度曲線是保證焊接質量的關鍵。160℃前的升溫速率控制在1-2℃/s。如果升溫斜率速度太快，一方面使元器件及PCB受熱太快，易損壞元器件，易造成PCB變形。另一方面，焊膏中的熔劑揮發速度太快，容易濺出金屬成分，產生焊錫球；峰值溫度一般設定在比合金熔點高30-40℃左右（例如63Sn/37Pb的焊膏的熔點為183℃，峰值溫度低應設置在215℃左右），再流時間為60-90s。

峰值溫度低或再流時間短，會使焊接不充分，不能生成一定厚度的金屬間合金層。嚴重時會造成焊膏不熔。峰值溫度過高或再流時間長，使金屬間合金層過厚，也會影響焊點強度，甚至會損壞元器件和印製板。

SMT的特點：

（1）組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，一般採用SMT之後，電子產品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。

（2）可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。

（3）高頻特性好。減少了電磁和射頻幹擾。

（4）易於實現自動化，提高生產效率。

（5）降低成本達30%~50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等。

3表面組裝技術SMT的發展趨勢

窄間距技術（FPT）是SMT發展的必然趨勢

FPT是指將引腳間距在0.635—0.3mm之間的SMD和長*寬小於等於1.6mm*0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術。由於計算機、通信、航空航天等電子技術飛速發展在上的，促使半導體集成電路的集成度越來越高，SMC越來越小，SMD的引腳間距也越來越窄。目前，0.635mm和0.5mm引腳間距的QFP已成為工業和軍用電子裝備中的通信器件。

微型化、多引腳、高集成度是SMT封裝元器件發展的必然趨勢

表面貼裝元器件（SMC）朝微型化大容量方向發展。目前已經發展到規格為01005；表面貼裝器件（SMD）朝小體積、多引腳、高集成度方向發展。比如目前應用較廣泛的BGA將向CSP方向發展。FC（倒裝晶片）的應用將越來越多。

綠色無鉛焊接工藝是SMT工藝發展的新趨勢

鉛（Pb），是一種有毒的金屬，對人體有害。並且對自然環境有很大的破壞性，出於環境保護的要求，特別是ISO14000的導入，世界大多數國家開始禁止在焊接材料中使用含鉛的成為，即無鉛焊接（Leadfree）。日本在2004年禁止生產或銷售使用有鉛材料焊接的電子生產設備。歐美在2006年禁止生產或銷售使用有鉛材料焊接的電子生產設備。採用無鉛焊接已是大勢所趨，國內一些大型電子加工企業，更會加速推進中國無鉛焊接的發展。
責任編輯人：CC

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