锡焊的基本知识与焊具的使用课件

第四讲表面安装技术4.1SMT技术概述4.2表面安装元器件

4.3表面安装印制电路板

4.4表面安装工艺流程4.5表面安装工艺4.1SMT技术概述1、几个基本概念SMC

表面组装器件（SurfaceMountingComponents）SMD

表面组装元件（SurfaceMountingDevice）SMT

表面组装技术（SurfaceMountingTechnology）THT

传统通孔插装技术（ThroughHolePackagingTechnology）PCB

印刷电路板（PrintedCircuitBoard）2、什么是“表面安装技术”(SurfaceMountingTechnology)(简称SMT)

它是将电子元器件直接安装在印制电路板的表面，它的主要特征是元器件是无引线或短引线，元器件主体与焊点均处在印制电路板的同一侧面。3、采用SMT技术的原因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（1）SMT技术自20世纪60年代产生。飞利浦生产的用于手表的纽扣状微型器件。（2）、美国是世界上最早应用SMT的国家，一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT技术优势。（3）日本在20世纪70年代从美国引进SMT技术并将之应用在消费类电子产品领域，并投入巨资大力加强基础材料、基础技术和推广应用方面的开发研究工作。（4）欧洲各国SMT的起步较晚，但他们重视发展并有较好的工业基础，发展速度也很快，其发展水平仅次于日本和美国。（5）我国SMT的应用起步于20世纪80年代初期，最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电调谐器生产。（6）20世纪80年代中期以来，SMT进入高速发展阶段，90年代初已成为完全成熟的新一代电路组装技术，并逐步取代通孔插装技术。4、SMT技术发展简史55、发展阶段划分与现状第一阶段（1960—1975）：小型化，混合集成电路<计算器、石英表>第二阶段（1976—1980）：减小体积，增强电路功能<摄像机、录像机、数码相机>第三阶段（1980—1995）：降低成本，大力发展生产设备，提高产品性价比<超大规模集成电路>现阶段（1995—至今）：微组装、高密度组装、立体组装技术现状：据国外资料报道，进入20世纪90年代以来，全球采用通孔组装技术的电子产品正以年ll％的速度下降，而采用SMT的电子产品正以8％的速度递增。到目前为止，日、美等国已有80％以上的电子产品采用了SMT。66、与传统技术比较安装技术的发展微型化的关键短引线/无引线元器件7

6、与传统技术比较1/8普通电阻0603电阻样品比较

6、与传统技术比较组装密度高、产品体积小、重量轻。一般体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%可靠性高，抗振能力强。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。

表面安装技术主要具有下列的优点：减少了印制板面积(可节省面积60—70%)减轻了重量(可减轻重量70—80%)；安装容易实现自动化；由于采用了膏状焊料的焊接技术，提高了产品的焊接质量和可靠性；减小了寄生电容和寄生电感

。

4.2表面安装元器件(简称SMC)表面安装元器件又称为片状元件，片状元件主要特点：尺寸小；重量轻;形状标准化;无引线或短引线；适合在印制板上进行表面安装。

电阻电容

集成电路电位器特征：无引线－－小型化

4.2表面安装元器件(简称SMC)132012(0805）—1608（0603)—1005（0402）—0603（0201）—0402（?）两种称呼－公/英封装代号：L-W

例1608（公制）

L=1.6mm（60mil)W=0.8mm（30mil）（0603）英制

尺寸极限

4.2表面安装元器件(简称SMC)片式元件的安装间距与1005片间距0.20603片间距0.1安装成本

节距（引线间距leadpitch）的演变THT2.541.89SMT1.27—1.0—0.8—0.65—0.5—0.4—0.3

·常用封装（1）SOP（SmallOutlinePackage）小外形封装QFP（QuadFlatPackage）方形扁平封装PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）塑封引线芯片载体SOPQFPPLCC常用封装（2）COB（ChipOnBoard）板载芯片bonding

BGA（ballgridarray）球栅阵列

4.3表面安装印制电路板(简称SMB)一、

SMB的主要特点:1.高密度随着SMC引线间距由1.27mm向0.762mm→0.635mm→0.508mm→0.381mm→0.305mm直至0.1mm的过渡，

SMB发展到五级布线密度，即:在1.27mm中心距的焊盘间允许通过三条布线,在2.54mm中心距的焊盘间允许通过四条线布线(线宽和线间距均为0.1mm),并还在向五条布线的方向发展。

2.小孔径在SMT中，由于SMB上的大多数金属化孔不再用来装插元器件，而是用来实现各层电路的贯穿连接，SMB的金属化通孔直径一般在向0.6

0.3mm0.1mm的方向发展。3.多层数

SMB不仅适用于单、双面板，而且在高密度布线的多层板上也获得了大量的应用。现代大型电子计算机中用多层SMB十分普遍，层数最高的可达近百层。

4.3表面安装印制电路板(简称SMB)4.高板厚孔径比

PCB的板厚与孔径之比一般在3以下，而SMB普遍在5以上，甚至高达21。这给SMB的孔金属化增加了难度。5.优良的传输特性由于SMT广泛应用于高频、高速信号传输的电子产品中，电路的工作频率由100MHz向1000MHz，甚至更高的频段发展。6.高平整高光洁度

SMB在焊接前的静态翘曲度要求小于0.3%。7.尺寸稳定性好基材的热膨胀系数(CTE)是SMB设计、选材时必须考虑的重要因素之一。

4.3表面安装印制电路板(简称SMB)样品1

样品2

4.4表面安装的工艺流程

一、

表面安装组件的类型:表面安装组件(SurfaceMountingAssembly)(简称：SMA)类型：

全表面安装(Ⅰ型)

双面混装(Ⅱ型)

单面混装(Ⅲ型)

1.全表面安装(Ⅰ型)：

全部采用表面安装元器件，安装的印制电路板是单面或双面板.2.双面混装(Ⅱ型)：

表面安装元器件和有引线元器件混合使用，印制电路板是双面板。3.单面混装(Ⅲ型)：

表面安装元器件和有引线元器件混合使用，与Ⅱ型不同的是印制电路板是单面板。二、工艺流程

由于SMA有单面安装和双面安装；元器件有全部表面安装及表面安装与通孔插装的混合安装；焊接方式可以是再流焊、波峰焊、或两种方法混合使用；通孔插装方式可以是手工插，或机械自动插……；从而演变为多种工艺流程，目前采用的方式有几十种之多，下面仅介绍通常采用的几种形式。

1.单面全表面安装

2．双面全表面安装3.单面混合安装

4.双面混合安装

简单工艺流程简单工艺流程简单工艺流程

4.5表面安装工艺

制造SMA的关键工艺为：

涂膏、点胶、固化、贴片、焊接、清洗、检测。1、涂膏作用：提供焊接所需的助焊剂和焊料，在再流焊前将SMC初步粘合在规定位置。

SMT焊膏组分

它是由作为焊料的金属合金粉末与糊状助焊剂均匀混合而形成的膏状焊料,

合金粉末成分

常用焊料合金有：锡-铅(63%Sn-37%Pb)、

锡-铅(60%Sn-40%Pb)、

锡-铅-银(62%Sn-36%Pb-2%Ag)，

助焊剂的活性

采用活性为RMA级的弱活性松香助焊剂

常用涂膏方法

(1)印刷法：就是将焊膏以印刷的方法通过丝网板或模板的开口孔涂敷在焊盘上。

丝网印刷法

丝网板的结构:它是将丝网(单根聚脂丝或不锈钢丝)紧绷在铝制框架上，获得一个平坦而有柔性的丝网表面，丝网上粘有光敏乳胶，用光刻法制作出开口图形。开口部分与印制板上的焊盘相对应。

手动丝网印机Screenprinter全自动丝网机

模板印刷法：

模板的结构:它是在金属模板上通过激光切割、电镀或蚀刻的方法制作出开口图形。

模板类型：全金属模板:不锈钢板或黄铜板(变形量小的材料)柔性金属模板:将金属模板粘接在丝网上，实际上是丝网板与金属模板的结合

激光刻模板(2)注射法

将焊膏置于注射器内部并借助于气动、液压或电驱动方式加压，使焊膏经针孔排出点在SMB焊盘表面。形状由注射针尺寸、点胶时间和压力大小来控制。

涂膏质量标准

总的来说，涂膏质量标准是“适量”、“准确”四个字，具体要求如下：

(1)形貌：良好涂膏的形貌如图所示，均匀覆盖在焊盘上，无凸峰、边缘不清、拉丝、搭接等不良现象；

(2)印刷面积：

焊膏图形与焊盘对准，两者尺寸和形状相符，焊膏图形在焊盘的覆盖面积必须大于焊盘面积的75%，小于焊盘面积的两倍；

(3)印刷厚度：

印刷厚度决定了焊点处的焊料体积，一般漏印焊膏的厚度要求在100-300m，间距越细要求印刷厚度越薄。不良涂膏现象常见的不良涂膏现象及产生的主要原因。(1)漏印或空洞(2)失准

(3)塌陷

(4)轮廓模糊(5)尖峰(6)过量2、点胶

是指在SMC/SMD主体的下方（非焊接部位）点上胶粘剂的方法及过程，作用:是在焊接前固定它们的位置。

SMT在实际生产时，有两种情况需要点胶：

采用波峰焊焊接前，需先将片状元件用胶粘剂粘贴在SMB的规定位置，然后才能进入波峰焊焊接;

采用再流焊焊接双面板前,为防止先焊好的A面上的大型器件B面再流焊时脱落,需要在先焊的A面大型器件下点胶,将其粘接在SMB上。2.常用胶粘剂种类

SMT使用的胶粘剂,又称贴片胶,它是一种红色的膏状体,其主要成分为：胶粘剂、固化剂、颜料、溶剂。常用的表面安装胶粘剂主要有两类，即:环氧树脂和聚炳烯类。

3.常用点胶方法印刷法

与焊膏的印刷方法相仿。针孔转印法：在硬件系统控制下，针板网格在胶粘剂托盘中吸收胶粘剂后转移到SMB上。它的优点是简便高效，适用于单一品种的大批量生产注射法与焊膏的印刷方法相仿

4.点胶质量标准

(1)胶点轮廓:不应出现塌落、拉丝、沾污焊盘等不良现象。不应出现塌落、拉丝、沾污焊盘等不良现象。(2)点胶量：C2(A+B)

。

5.不良点胶现象(1)拉丝(又称拖尾)(2)过量(3)塌落(4)失准(5)空点3、固化

固化方法是根据所使用的胶粘剂的类型而确定。

（1）.常用固化方法

1)热固化适用于环氧胶粘剂的固化，热固化可以在红外炉内通过红外辐射加热完成。

2)紫外光加热固化适用于聚丙烯的胶粘剂固化，先用紫外光照射几秒钟，然后再加热固化，它较单一的热固化更快。（2）固化的质量标准

1)胶粘剂应达到一定的固化程度,既能承受波峰焊