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◆ SMT的特點
組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。
可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。
高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達30%~50%。 節(jié)省材料、能源、設備、人力、時間等。
◆ 為什么要用表面貼裝技術(SMT)?
電子產(chǎn)品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小
電子產(chǎn)品功能更完整，所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成IC，不得不采用表面貼片元件
產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強市場競爭力
電子元件的發(fā)展，集成電路(IC)的開發(fā)，半導體材料的多元應用
電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流
◆ 為什么要用表面貼裝技術(SMT)?
電子產(chǎn)品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小
電子產(chǎn)品功能更完整，所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成IC，不得不采用表面貼片元件
產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強市場競爭力
電子元件的發(fā)展，集成電路(IC)的開發(fā)，半導體材料的多元應用
電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流
◆ 為什么在表面貼裝技術中應用免清洗流程?
生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水，帶來水質(zhì)、大地以至動植物的污染。
除了水清洗外，應用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。
清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)素。
減低清洗工序操作及機器保養(yǎng)成本。
免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。仍有部分元件不堪清洗。
助焊劑殘留量已受控制，能配合產(chǎn)品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。
殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產(chǎn)生漏電，導致任何傷害。
免洗流程已通過國際上多項安全測試，證明助焊劑中的化學物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的
◆ 回流焊缺陷分析：
錫珠(Solder Balls)：原因：1、絲印孔與焊盤不對位，印刷不精確，使錫膏弄臟PCB。 2、錫膏在氧化環(huán)境中暴露過多、吸空氣中水份太多。3、加熱不精確，太慢并不均勻。4、加熱速率太快并預熱區(qū)間太長。5、錫膏干得太快。6、助焊劑活性不夠。7、太多顆粒小的錫粉。8、回流過程中助焊劑揮發(fā)性不適當。錫球的工藝認可標準是：當焊盤或印制導線的之間距離為0.13mm時，錫珠直徑不能超過0.13mm，或者在600mm平方范圍內(nèi)不能出現(xiàn)超過五個錫珠。
錫橋(Bridging)：一般來說，造成錫橋的因素就是由于錫膏太稀，包括 錫膏內(nèi)金屬或固體含量低、搖溶性低、錫膏容易榨開，錫膏顆粒太大、助焊劑表面張力太小。焊盤上太多錫膏，回流溫度峰值太高等。
開路(Open)：原因：1、錫膏量不夠。2、元件引腳的共面性不夠。3、錫濕不夠(不夠熔化、流動性不好)，錫膏太稀引起錫流失。4、引腳吸錫(象燈芯草一樣)或附近有連線孔。引腳的共面性對密間距和超密間距引腳元件特別重要，一個解決方法是在焊盤上預先上錫。引腳吸錫可以通過放慢加熱速度和底面加熱多、上面加熱少來防止。也可以用一種浸濕速度較慢、活性溫度高的助焊劑或者用一種Sn/Pb不同比例的阻滯熔化的錫膏來減少引腳吸錫。
◆ SMT有關的技術組成
電子元件、集成電路的設計制造技術
電子產(chǎn)品的電路設計技術
電路板的制造技術
自動貼裝設備的設計制造技術
電路裝配制造工藝技術
裝配制造中使用的輔助材料的開發(fā)生產(chǎn)技術
◆ 貼片機：
拱架型(Gantry)：
元件送料器、基板(PCB)是固定的，貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動，將元件從送料器取出，經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整，然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標移動橫梁上，所以得名。
對元件位置與方向的調(diào)整方法：1)、機械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉調(diào)整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不采用。2)、激光識別、X/Y坐標系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉調(diào)整方向，這種方法可實現(xiàn)飛行過程中的識別，但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機識別、X/Y坐標系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉調(diào)整方向，一般相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別，比激光識別耽誤一點時間，但可識別任何元件，也有實現(xiàn)飛行過程中的識別的相機識別系統(tǒng)，機械結構方面有其它犧牲。
這種形式由于貼片頭來回移動的距離長，所以速度受到限制�，F(xiàn)在一般采用多個真空吸料嘴同時取料(多達上十個)和采用雙梁系統(tǒng)來提高速度，即一個梁上的貼片頭在取料的同時，另一個梁上的貼片頭貼放元件，速度幾乎比單梁系統(tǒng)快一倍。但是實際應用中，同時取料的條件較難達到，而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴，換吸料嘴有時間上的延誤。
這類機型的優(yōu)勢在于：系統(tǒng)結構簡單，可實現(xiàn)高精度，適于各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產(chǎn)，也可多臺機組合用于大批量生產(chǎn)。
轉塔型(Turret)：
元件送料器放于一個單坐標移動的料車上，基板(PCB)放于一個X/Y坐標系統(tǒng)移動的工作臺上，貼片頭安裝在一個轉塔上，工作時，料車將元件送料器移動到取料位置，貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件，經(jīng)轉塔轉動到貼片位置(與取料位置成180度)，在轉動過程中經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整，將元件貼放于基板上。
對元件位置與方向的調(diào)整方法：(1)、機械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉調(diào)整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不采用。(2)、相機識別、X/Y坐標系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴自旋轉調(diào)整方向，相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別。
一般，轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭，每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機型)至5~6個真空吸嘴(現(xiàn)在機型)。由于轉塔的特點，將動作細微化，選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調(diào)整、工作臺移動(包含位置調(diào)整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內(nèi)完成，所以實現(xiàn)真正意義上的高速度。目前最快的時間周期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。
此機型在速度上是優(yōu)越的，適于大批量生產(chǎn)，但其只能用帶狀包裝的元件，如果是密腳、大型的集成電路(IC)，只有托盤包裝，則無法完成，因此還有賴于其它機型來共同合作。這種設備結構復雜，造價昂貴，最新機型約在US$50萬，是拱架型的三倍以上。
一、傳統(tǒng)制程簡介傳統(tǒng)穿孔式電子組裝流程乃是將組件之引腳插入PCB的導孔固定之后，利用波峰焊(Wave Soldering)的制程，如圖一所示，經(jīng)過助焊劑涂布、預熱、焊錫涂布、檢測與清潔等步驟而完成整個焊接流程。
二、表面黏著技術簡介由于電子工業(yè)之產(chǎn)品隨著時間和潮流不斷的將其產(chǎn)品設計成短小輕便，相對地促使各種零組件的體積及重量愈來愈小，其功能密度也相對提高，以符合時代潮流及客戶需求，在此變遷影響下，表面黏著組件即成為PCB上之主要組件，其主要特性是可大幅節(jié)省空間，以取代傳統(tǒng)浸焊式組件(Dual In Line Package;DIP). 表面黏著組裝制程主要包括以下幾個主要步驟： 錫膏印刷、組件置放、回流焊接。 其各步驟概述如下：錫膏印刷(Stencil Printing)：錫膏為表面黏著組件與PCB相互連接導通的接著材料，首先將鋼板透過蝕刻或雷射切割后，由印刷機的刮刀(squeegee)將錫膏經(jīng)鋼板上之開孔印至PCB的焊墊上，以便進入下一步驟。組件置放(Component Placement)：組件置放是整個SMT制程的主要關鍵技術及工作重心，其過程使用高精密的自動化置放設備，經(jīng)由計算機編程將表面黏著組件準確的置放在已印好錫膏的PCB的焊墊上。由于表面黏著組件之設計日趨精密，其接腳的間距也隨之變小，因此置放作業(yè)的技術層次之困難度也與日俱增。回流焊接(Reflow Soldering)：回流焊接是將已置放表面黏著組件的PCB，經(jīng)過回流爐先行預熱以活化助焊劑，再提升其溫度至183℃使錫膏熔化，組件腳與PCB的焊墊相連結，再經(jīng)過降溫冷卻，使焊錫固化，即完成表面黏著組件與PCB的接合。
三、SMT設備簡介 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 常用名稱解釋 SMT : surface mounted technology (表面貼裝技術):直接將表面黏著元器件貼裝，焊接到印刷電路板表面規(guī)定位置上的組裝技術。 SMD : surface mounted devices (表面貼裝組件): 外形為矩形片狀，圓柱行狀或異形，其焊端或引腳制作在同一平面內(nèi)，并適用于表面黏著的電子組件。 Reflow soldering (回流焊接):通過重新熔化預先分配到印刷電路板焊墊上的膏狀錫膏，實現(xiàn)表面黏著組件端子或引腳與印刷電路板焊墊之間機械與電氣連接。 Chip : rectangular chip component (矩形片狀元件): 兩端無引線，有焊端，外形為薄片矩形的表面黏著元器件。 SOP : small outline package(小外形封裝): 小型模壓塑料封裝，兩側具有翼形或J形短引腳的一種表面組裝元器件。 QFP : quad flat pack (四邊扁平封裝): 四邊具有翼形短引腳，引腳間距：1.00,0.80,0.65,0.50,0.40,0.30mm等的塑料封裝薄形表面組裝集體電路。 BGA : Ball grid array (球柵列陣): 集成電路的包裝形式，其輸入輸出點是在組件底面上按柵格樣式排列的錫球。
五、組件包裝方式。 料條(magazine/stick)(裝運管) - 主要的組件容器：料條由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料構成，擠壓成滿足現(xiàn)在工業(yè)標準的可應用的標準外形。料條尺寸為工業(yè)標準的自動裝配設備提供適當?shù)慕M件定位與方向。料條以單個料條的數(shù)量組合形式包裝和運輸。托盤(tray) - 主要的組件容器：托盤由碳粉或纖維材料制成，這些材料基于專用托盤的最高溫度率來選擇的。設計用于要求暴露在高溫下的組件(潮濕敏感組件)的托盤具有通常150°C或更高的耐溫。托盤鑄塑成矩形標準外形，包含統(tǒng)一相間的凹穴矩陣。凹穴托住組件，提供運輸和處理期間對組件的保護。間隔為在電路板裝配過程中用于貼裝的標準工業(yè)自動化裝配設備提供準確的組件位置。托盤的包裝與運輸是以單個托盤的組合形式，然后堆迭和捆綁在一起，具有一定剛性。一個空蓋托盤放在已裝組件和堆迭在一起的托盤上。帶卷(tape-and-reel) - 主要組件容器：典型的帶卷結構都是設計來滿足現(xiàn)代工業(yè)標準的。有兩個一般接受的覆蓋帶卷包裝結構的標準。EIA-481應用于壓紋結構(embossed)，而EIA-468 應用于徑向引線(radial leaded)的組件。到目前為止，對于有源(active)IC的最流行的結構是壓紋帶 (embossed tape).
六、為什幺在表面貼裝技術中應用免清洗流程? 1.生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水，帶來水質(zhì)、大地以至動植物的污染。 2.除了水清洗外，應用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。 3.清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)素。 4.減低清洗工序操作及機器保養(yǎng)成本。 5.免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。仍有部分組件不堪清洗。 6.助焊劑殘留量已受控制，能配合產(chǎn)品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。 7.殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產(chǎn)生漏電，導致任何傷害。 8.免洗流程已通過國際上多項安全測試，證明助焊劑中的化學物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的。
