SMT概述及工艺流程培训教材.ppt

1、1,表面安装技术,SMT-surface mount technology,第一讲 SMT概述及工艺流程,2,基本术语,SMT :surface mount technology PTH: pin through the hole SMB ：surface mount printed circuit board SMC ：surface mount component SMD: surface mount device SMA：surface mount Assembly 表面安装组件 CTE:coefficient of thermal expansion 热膨胀系数,3,基本术语,In-c

2、ircuit test(在线测试) Lead configuration(引脚外形) Placement equipment(贴装设备) Reflow soldering(回流焊接) Repair(修理) Rework(返工) Solderability(可焊性) Soldermask(阻焊) Yield(产出率),4,基本术语,DIP(双列直插) SOP(小外型封装) PLCC(塑型有引脚芯片载体) QFP(多引脚方形扁平封装) BGA(球栅阵列修理) CSP(Chip Scale Package),5,电子组装技术发展的历史与变迁,基本概念,6,PTH,基本概念,穿孔安装（PTH）方式 单

3、层、 双层PCB 穿孔元件 穿孔器件,7,中职骨干教师国家级培训课程,SMD,基本概念,表面安装（SMT）方式 元件安装在PCB的表面 PCB多层 SMC SMD,8,中职骨干教师国家级培训课程,SMT的 构成,基本概念,9,中职骨干教师国家级培训课程,基本概念,SMT的优越性,通 孔 DIP 封 装 贴 片 PLCC 封 装,DIP引脚间距=100mil =2.54mm 1mil=25.4um SMD引脚间距=50mil 、33mil、 25mil,10,中职骨干教师国家级培训课程,基本概念,SMT的优越性,通 孔 芯 片 和 SMT 芯 片 的 重 量 与 管 脚 数 量 对 比 图,11

4、,中职骨干教师国家级培训课程,基本概念,元件安装密度高、电子产品体积小、重量轻。,SMT的优越性,通 孔 元 件 和 贴 片 元 件 所 占 电 路 板 面 积 比 较,12,中职骨干教师国家级培训课程,可靠性高、抗振能力强 高频特性好 易于实现自动化、提高生产率 可以降低成本,SMT的优越性,13,中职骨干教师国家级培训课程,SMT的优越性,可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低 由于片式元器件的可靠性高，器件小而轻，故抗震动能力强，自动化生产程度高。贴装可靠性高，焊点不良率小于百万分之一以下，比通孔插元件波峰焊接技术低1个数量级，用SMT组装的电子产品平均无故障时间(MTBF)为25万小时，目

5、前几乎有90的电子产品采用SMT工艺。,14,中职骨干教师国家级培训课程,SMT的优越性,高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 由于片式元器件贴装牢固，器件通常为无引线或短引线，降低了寄生电感和寄生电容的影响，提高了电路的高频特性。采用SMC及SMD设计的电路最高频率达3GHz，而采用通孔元件仅为500MHz。采用SMT也可缩短传输延迟时间，可用于时钟频率为16MHz以上的电路。若使用多芯片模块MCM技术，计算机工作站的高端时钟频率可达100MHz，由寄生电抗引起的附加功耗可降低2至3倍,15,中职骨干教师国家级培训课程,SMT的优越性,降低成本 印制板使用面积减小，面积为采用通孔技术面积的11

6、2，若采用CSP安装，则其面积还可大幅度下降； 印制板上钻孔数量减少，节约返修费用； 频率特性提高，减少了电路调试费用； 片式元器件体积小、重量轻，减少了包装、运输和储存费用； 片式之器件(SMCSMD)发展快，成本迅速下降，一个片式电阻同通孔电阻价格相当 .,16,中职骨干教师国家级培训课程,SMT的优越性,便于自动化生产 目前穿孔安装PCB要实现完全自动化，还需在原印制板面积的基础上扩大40，这样才能使自动插件的插装头将元件插入，若没有足够的空间间隙，将碰坏零件。而自动贴片机采用真空吸嘴吸安装元件，真空吸嘴小于元件外形，可提高安装密度。事实上，小元件及细间距QFP器件均采用自动贴片机进行生

7、产，可以实现全线自动化生产。,17,中职骨干教师国家级培训课程,SMT存在问题,元器件上的标称数值看不清，维修工作困难； 维修调换器件困难，并需专用工具； 元器件与印制板之间热膨胀系数(CTE)一致性差。,18,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,精度 ：Accuracy， 测量结果与目标值之间的差额。 AOI自动光学检查：Automatic optical inspection ，在自动系统上，用相机来检查模型或物体。 BGA球栅列阵：Ball grid array，集成电路的包装形式，其输入输出点是在元件底面上按栅格样式排列的锡球。,19,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,锡桥：Br

8、idge，把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡，引起短路。 CTE温度膨胀系数：Coefficient of the thermal expansion，当材料的表面温度增加时，测量到的每度温度材料膨胀百万分率(ppm)。 冷焊锡点：Cold solder joint，一种反映湿润作用不够的焊接点，其特征是，由于加热不足或清洗不当，外表灰色、多孔。 元件密度：Component density，PCB上的元件数量除以板的面积。,20,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,卸焊：Desoldering，把焊接元件拆卸来修理或更换，方法包括：用吸锡带吸锡、真空(焊锡吸管)和热拔。 停机时间：Do

9、wntime，设备由于维护或失效而不生产产品的时间。 FPT密脚距技术：Fine-pitch technology ，表面贴片元件包装的引脚中心间隔距离为 0.025(0.635mm)或更少。,21,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,倒装芯片：Flip chip，一种无引脚结构，一般含有电路单元。 设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂所覆盖)，在电气上和机械上连接于电路。 功能测试：Functional test，模拟其预期的操作环境，对整个装配的电器测试。 金样：Golden boy，一个元件或电路装配，已经测试并知道功能达到技术规格，用来通过比较测试其它单元。,22,中

10、职骨干教师国家级培训课程,相关术语,在线测试：In-circuit test，一种逐个元件的测试，以检验元件的放置位置和方向。 JIT刚好准时：Just-in-time，通过直接在投入生产前供应材料和元件到生产线，以把库存降到最少。 引脚外形：Lead configuration，从元件延伸出的导体，起机械与电气两种连接点的作用,23,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,回流焊接：Reflow soldering，通过各个阶段，包括：预热、稳定/干燥、回流峰值和冷却，把表面贴装元件放入锡膏中以达到永久连接的工艺过程。 焊锡球：Solder bump，球状的焊锡材料粘合在无源或有源元件的接触区

11、，起到与电路焊盘连接的作用。 可焊性：Solderability，为了形成很强的连接，导体(引脚、焊盘或迹线)熔湿的(变成可焊接的)能力,24,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,阻焊：Soldermask，印刷电路板的处理技术，除了要焊接的连接点之外的所有表面由塑料涂层覆盖住。 带和盘：Tape-and-reel，贴片用的元件包装，在连续的条带上，把元件装入凹坑内，凹坑由塑料带盖住，以便卷到盘上，供元件贴片机用。 元件立起：Tombstoning，一种焊接缺陷，片状元件被拉到垂直位置，使另一端不焊。,25,中职骨干教师国家级培训课程,相关术语,超密脚距：Ultra-fine-pitch，引

12、脚的中心对中心距离和导体间距为0.010”(0.25mm)或更小。 产出率：Yield，制造过程结束时使用的元件和提交生产的元件数量比率。,26,中职骨干教师国家级培训课程,第二讲 表面组装工艺流程,SMT安装形式 表面组装类型-I 表面组装类型- III 表面组装类型- II,27,中职骨干教师国家级培训课程,SMT的安装形式,28,中职骨干教师国家级培训课程,表面组装类型,当把有源和无源元件贴装在基板上时，就会形成三种主要的类型SMTI、II、III。每种类型的工艺流程不同，并且需要不同的设备。 将SMT分成I、II、III并不是普遍适用的，但在工业界应用的最普遍，本讲义通篇采用这种分法。

13、,29,中职骨干教师国家级培训课程,表面组装类型-I,I型SMT组件只含有表面组装元器件它们可以是单而组装，也可以是双面组装。,30,中职骨干教师国家级培训课程,类型I焊接流程,31,中职骨干教师国家级培训课程,SMT 组装 类型 III,III型SMT组件只包含粘贴在底面的分立的表面组装元件（一般是电阻、电容等）,32,中职骨干教师国家级培训课程,类型 III 焊 接 流 程,33,中职骨干教师国家级培训课程,SMT组装 类型 TYPE II,34,中职骨干教师国家级培训课程,TYPE II 焊 接 流 程,II型组件则是III型与I型相结合的结果。一般来说，在基板底而不包含任何表面组装的有

14、源元件、但在底面可贴有分立的表面组装无源元件。,35,中职骨干教师国家级培训课程,单面组装,来料检测 = 丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= 回流焊接= 清洗 = 检测 = 返修,36,中职骨干教师国家级培训课程,双面组装,A：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= A面回流焊接 = 清洗 =翻板= PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干 = 回流焊接 （最好仅对B面 = 清洗 =检测 = 返修） 说明：此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。,37,中职骨干教师国家级培训课程,双面组装,B：来料检测 = PC

15、B的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= A面回流焊接 = 清洗 = 翻板= PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修） 说明： 此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。,38,中职骨干教师国家级培训课程,单面混装工艺,来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=回流焊接 = 清洗 = 插件 = 波峰焊 =清洗 = 检测 = 返修,39,中职骨干教师国家级培训课程,双面混装工艺A,来料检测 = PCB的B面点贴片胶

16、 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面插件 = 波 峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 说明：先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况,40,中职骨干教师国家级培训课程,双面混装工艺B,来料检测 = PCB的A面插件（引脚打弯）= 翻板 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 =检测 = 返修 说明：先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况,41,中职骨干教师国家级培训课程,双面混装工艺C,来料检测 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 = 回流焊接 =插件，引脚打弯 = 翻板 =PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 =翻板 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 说明：A面混装，B面贴装。,42,中职骨干教师国家级培训课程,双面混装工艺D,来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面 丝印焊膏 = 贴片 = A面回流焊接 = 插件 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修 说明：A面混装，B面贴装。先贴两面SMD，回流焊接，后插装，波峰焊,43,中职骨干教师国家级培训课程,双面混装工艺E,来料检测 = PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=