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SMT简介 |
什么是SMT：
SMT就是表面组装技术（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
SMT有何特点：
1、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%。
2、可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
3、高频特性好。减少了电磁和射频干扰。
4、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SMT：
1、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
2、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。
3、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
4、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
5、电子科技革命势在必行，追逐国际潮流
一、SMT工艺流程------单面组装工艺
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
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二、SMT工艺流程------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
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三、SMT工艺流程------双面组装工艺
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）
此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。
B：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面点贴片
胶 --> 贴片 --> 固化 --> B面波峰焊 --> 清洗 --> 检测 --> 返修）
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。
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四、SMT工艺流程------双面混装工艺
A：来料检测 --> PCB的B面点贴片胶 --> 贴片 --> 固化 --> 翻板 --> PCB的A面插件 --> 波峰焊 --> 清洗 --> 检测 --> 返修
先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况
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
先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况
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
A面混装，B面贴装。
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
A面混装，B面贴装。先贴两面SMD，回流焊接，后插装，波峰焊
E：来料检测 --> PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶） --> 贴片 --> 烘干（固化） --> 回流焊接 --> 翻板 --> PCB的A面丝印焊膏 --> 贴片
--> 烘干 --> 回流焊接1（可采用局部焊接） --> 插件 --> 波峰焊2（如插装元件少，可使用手工焊接） --> 清洗 --> 检测 --> 返修
SMT 基本工艺构成：
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基本工艺构成要素：
丝印（或点胶）--> 贴装 --> （固化） --> 回流焊接 --> 清洗 --> 检测 --> 返修
丝印：其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机（丝网印刷机），位于SMT生产线的最前端。
点胶：它是将胶水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后
面。
贴装：其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中丝印机的后面。
固化：其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。
回流焊接：其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。
清洗：其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。
检测：其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测
（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。
返修：其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。
SMT有关的技术组成
1、电子元件、集成电路的设计制造技术
2、电子产品的电路设计技术
3、电路板的制造技术
4、自动贴装设备的设计制造技术
5、电路装配制造工艺技术
6、装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术
为什么要用表面贴装技术(SMT)？
1、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
2、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
3、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
4、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
5、电子科技革命势在必行，追逐国际潮流
SMT的特点
1、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%。
2、可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
3、高频特性好。减少了电磁和射频干扰。
4、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。
SMT元器件介绍
SMC:表面组装元件（Surface Mounted commponents）
主要有矩形片式元件、圆柱形片式元件、复合片式元件、异形片式元件。
SMD:表面组装器件（Surface Mounted Devices）
主要有片式晶体管和集成电路，集成电路又包括SOP、SOJ、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP 、FC、MCM等。举例如下：
1、连接件(Interconnect)：提供机械与电气连接/断开，由连接插头和插座组成，将电缆、支架、机箱或其它PCB与PCB连接起来；可是与板的实际
连接必须是通过表面贴装型接触。
2、有源电子元件(Active)：在模拟或数字电路中，可以自己控制电压和电流，以产生增益或开关作用，即对施加信号有反应，可以改变自己的基本
特性。无源电子元件(Inactive)：当施以电信号时不改变本身特性，即提供简单的、可重复的反应。
3、异型电子元件(Odd-form)：其几何形状因素是奇特的，但不必是独特的。因此必须用手工贴装，其外壳(与其基本功能成对比)形状是不标准的，
例如：许多变压器、混合电路结构、风扇、机械开关块，等。
Chip片电阻, 电容等, 尺寸规格: 0201, 0402, 0603, 0805, 1206, 1210, 2010, 等。 钽电容, 尺寸规格:
TANA,TANB,TANC,TANDSOT
晶体管,SOT23, SOT143, SOT89等
melf圆柱形元件, 二极管, 电阻等
SOIC集成电路, 尺寸规格: SOIC08, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 32
QFP 密脚距集成电路PLCC集成电路, PLCC20, 28, 32, 44, 52, 68, 84
BGA 球栅列阵包装集成电路, 列阵间距规格: 1.27, 1.00, 0.80
CSP 集成电路, 元件边长不超过里面芯片边长的1.2倍, 列阵间距<0.50的microBGA
SMT名词解释
Bridge(锡桥)：把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡，引起短路。
Buried via(埋入的通路孔)：PCB的两个或多个内层之间的导电连接(即，从外层看不见的)。
C
CAD/CAM system(计算机辅助设计与制造系统)：计算机辅助设计是使用专门的软件工具来设计印刷电路结构；计算机辅助制造把这种设计转换成实际的产
品。这些系统包括用于数据处理和储存的大规模内存、用于设计创作的输入和把储存的信息转换成图形和报告的输出设备
Capillary action(毛细管作用)：使熔化的焊锡，逆着重力，在相隔很近的固体表面流动的一种自然现象。
Chip on board (COB板面芯片)：一种混合技术，它使用了面朝上胶着的芯片元件，传统上通过飞线专门地连接于电路板基底层。
Circuit tester(电路测试机)：一种在批量生产时测试PCB的方法。包括：针床、元件引脚脚印、导向探针、内部迹线、装载板、空板、和元件测试。
Cladding(覆盖层)：一个金属箔的薄层粘合在板层上形成PCB导电布线。
Coefficient of the thermal expansion(温度膨胀系数)：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)
Cold cleaning(冷清洗)：一种有机溶解过程，液体接触完成焊接后的残渣清除。
Cold solder joint(冷焊锡点)：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。
Component density(元件密度)：PCB上的元件数量除以板的面积。
Conductive epoxy(导电性环氧树脂)：一种聚合材料，通过加入金属粒子，通常是银，使其通过电流。
Conductive ink(导电墨水)：在厚胶片材料上使用的胶剂，形成PCB导电布线图。
Conformal coating(共形涂层)：一种薄的保护性涂层，应用于顺从装配外形的PCB。
Copper foil(铜箔)：一种阴质性电解材料，沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔， 它作为PCB的导电体。它容易粘合于绝缘层，接受印刷保
护层，腐蚀后形成电路图样。 Copper mirror test(铜镜测试)：一种助焊剂腐蚀性测试，在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。
Cure(烘焙固化)：材料的物理性质上的变化，通过化学反应，或有压/无压的对热反应。
Cycle rate(循环速率)：一个元件贴片名词，用来计量从拿取、到板上定位和返回的机器速度，也叫测试速度。
D
Data recorder(数据记录器)：以特定时间间隔，从着附于PCB的热电偶上测量、采集温度的设备。
Defect(缺陷)：元件或电路单元偏离了正常接受的特征。
Delamination(分层)：板层的分离和板层与导电覆盖层之间的分离。
Desoldering(卸焊)：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。
Dewetting(去湿)：熔化的焊锡先覆盖、后收回的过程，留下不规则的残渣。
DFM(为制造着想的设计)：以最有效的方式生产产品的方法，将时间、成本和可用资源考虑在内。
Dispersant(分散剂)：一种化学品，加入水中增加其去颗粒的能力。
Documentation(文件编制)：关于装配的资料，解释基本的设计概念、元件和材料的类型与数量、专门的制造指示和最新版本。使用三种类型：原型机和少数
量运行、标准生产线和/或生产数量、以及那些指定实际图形的政府合约。
Downtime(停机时间)：设备由于维护或失效而不生产产品的时间。
Durometer(硬度计)：测量刮板刀片的橡胶或塑料硬度。
E
Environmental test(环境测试)：一个或一系列的测试，用于决定外部对于给定的元件包装或装配的结构、机械和功能完整性的总影响。
Eutectic solders(共晶焊锡)：两种或更多的金属合金，具有最低的熔化点，当加热时，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段。
F
Fabrication()：设计之后装配之前的空板制造工艺，单独的工艺包括叠层、金属加成/减去、钻孔、电镀、布线和清洁。
Fiducial(基准点)：和电路布线图合成一体的专用标记，用于机器视觉，以找出布线图的方向和位置。
Fillet(焊角)：在焊盘与元件引脚之间由焊锡形成的连接。即焊点。
Fine-pitch technology (FPT密脚距技术)：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。
Fixture(夹具)：连接PCB到处理机器中心的装置。
Flip chip(倒装芯片)：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。
Full liquidus temperature(完全液化温度)：焊锡达到最大液体状态的温度水平，最适合于良好湿润。
Functional test(功能测试)：模拟其预期的操作环境，对整个装配的电器测试。
G
Golden boy(金样)：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。
H
Halides(卤化物)：含有氟、氯、溴、碘或砹的化合物。是助焊剂中催化剂部分，由于其腐蚀性，必须清除。
Hard water(硬水)：水中含有碳酸钙和其它离子，可能聚集在干净设备的内表面并引起阻塞。
Hardener(硬化剂)：加入树脂中的化学品，使得提前固化，即固化剂。
I
In-circuit test(在线测试)：一种逐个元件的测试，以检验元件的放置位置和方向。
J
Just-in-time (JIT刚好准时)：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。
L
Lead configuration(引脚外形)：从元件延伸出的导体，起机械与电气两种连接点的作用。
Line certification(生产线确认)：确认生产线顺序受控，可以按照要求生产出可靠的PCB。
M
Machine vision(机器视觉)：一个或多个相机，用来帮助找元件中心或提高系统的元件贴装精度。
Mean time between failure (MTBF平均故障间隔时间)：预料可能的运转单元失效的平均统计时间间隔，通常以每小时计算，结果应该表明实际的、预
计的或计算的。
N
Nonwetting(不熔湿的)：焊锡不粘附金属表面的一种情况。由于待焊表面的污染，不熔湿的特征是可见基底金属的裸露。
O
Omegameter(奥米加表)：一种仪表，用来测量PCB表面离子残留量，通过把装配浸入已知高电阻率的酒精和水的混合物，其后，测得和记录由于离子残留而引
起的电阻率下降。Open(开路)：两个电气连接的点(引脚和焊盘)变成分开，原因要不是焊锡不足，要不是连接点引脚共面性差。
Organic activated (OA有机活性的)：有机酸作为活性剂的一种助焊系统，水溶性的。
P
Packaging density(装配密度)：PCB上放置元件(有源/无源元件、连接器等)的数量；表达为低、中或高。
Photoploter(相片绘图仪)：基本的布线图处理设备，用于在照相底片上生产原版PCB布线图(通常为实际尺寸)。
Pick-and-place(拾取-贴装设备)：一种可编程机器，有一个机械手臂，从自动供料器拾取元件，移动到PCB上的一个定点，以正确的方向贴放于正确的位
置。
Placement equipment(贴装设备)：结合高速和准确定位地将元件贴放于PCB的机器，分为三种类型：SMD的大量转移、X/Y定位和在线转移系统，可以组合以
使元件适应电路板设计。
R
Reflow soldering(回流焊接)：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。
Repair(修理)：恢复缺陷装配的功能的行动。
Repeatability(可重复性)：精确重返特性目标的过程能力。一个评估处理设备及其连续性的指标。
Rework(返工)：把不正确装配带回到符合规格或合约要求的一个重复过程。
Rheology(流变学)：描述液体的流动、或其粘性和表面张力特性，如，锡膏。
S
Saponifier(皂化剂)：一种有机或无机主要成份和添加剂的水溶液，用来通过诸如可分散清洁剂，促进松香和水溶性助焊剂的清除。
Schematic(原理图)：使用符号代表电路布置的图，包括电气连接、元件和功能。
Semi-aqueous cleaning(不完全水清洗)：涉及溶剂清洗、热水冲刷和烘干循环的技术。
Shadowing(阴影)：在红外回流焊接中，元件身体阻隔来自某些区域的能量，造成温度不足以完全熔化锡膏的现象。
Silver chromate test(铬酸银测试)：一种定性的、卤化离子在RMA助焊剂中存在的检查。(RMA可靠性、可维护性和可用性)
Slump(坍落)：在模板丝印后固化前，锡膏、胶剂等材料的扩散。
Solder bump(焊锡球)：球状的焊锡材料粘合在无源或有源元件的接触区，起到与电路焊盘连接的作用。
Solderability(可焊性)：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。
Soldermask(阻焊)：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。
Solids(固体)：助焊剂配方中，松香的重量百分比，(固体含量)
Solidus(固相线)：一些元件的焊锡合金开始熔化(液化)的温度。
Statistical process control (SPC统计过程控制)：用统计技术分析过程输出，以其结果来指导行动，调整和/或保持品质控制状态。
Storage life(储存寿命)：胶剂的储存和保持有用性的时间。
Subtractive process(负过程)：通过去掉导电金属箔或覆盖层的选择部分，得到电路布线。
Surfactant(表面活性剂)：加入水中降低表面张力、改进湿润的化学品。
Syringe(注射器)：通过其狭小开口滴出的胶剂容器。
T
Tape-and-reel(带和盘)：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。
Thermocouple(热电偶)：由两种不同金属制成的传感器，受热时，在温度测量中产生一个小的直流电压。
Type I, II, III assembly(第一、二、三类装配)：板的一面或两面有表面贴装元件的PCB(I)；有引脚元件安装在主面、有SMD元件贴装在一面或两面的
混合技术(II)；以无源SMD元件安装在第二面、引脚(通孔)元件安装在主面为特征的混合技术(III)。
Tombstoning(元件立起)：一种焊接缺陷，片状元件被拉到垂直位置，使另一端不焊。
U
Ultra-fine-pitch(超密脚距)：引脚的中心对中心距离和导体间距为0.010”(0.25mm)或更小。
V
Vapor degreaser(汽相去油器)：一种清洗系统，将物体悬挂在箱内，受热的溶剂汽体凝结于物体表面。
Void(空隙)：锡点内部的空穴，在回流时气体释放或固化前夹住的助焊剂残留所形成。
Y
Yield(产出率)：制造过程结束时使用的元件和提交生产的元件数量比率。
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