第六章表面安装

6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
⒉ＳＭＴ的基本工序 ＳＭＴ的基本工序 安装基板→点胶或涂膏→安装ＳＭＤ→热固 化→焊接→清洗→检查 ＳＭＴ焊接技术 ⒊ＳＭＴ焊接技术 ⑴ＳＭＴ印制板波峰焊接工艺流程 制作粘合剂丝网→漏印粘合剂→贴装ＳＭＴ 元器件→烘干固化→插装引线元器件→波峰 焊接→印制板清洗→测试 ⑵ＳＭＴ印制板再流焊接工艺流程 制作焊锡膏丝网→漏印焊锡膏→贴装ＳＭＴ 元器件→插装引线元器件→再流焊接→印制 板清洗→测试
6.1 表 面 安 装 技 术 概 述
⒉现代电子技术的发展对电路组装技术的要求 ①现代电子技术发展的特征 ●智能化：把信号从模拟量转换为数字量，并用 计算机进行处理； ●多媒体化：从文字信息交流向声音、图象信息 交流转化； ●网络化：用网络技术把独立系统联络起来，实 现资源共享。 ＰＣＢ制作技术的发展趋势 ②ＰＣＢ制作技术的发展趋势 ●高密度化：电子产品单位体积处理信息量的提 高； ●高速化:单位时间内处理信息量的提高； ●标准化：生产向多品种、小批量转化，对元器 件及装配技术的标准化要求更高。
§6.1 表面安装技术（SMT）概述
一、表面安装技术的发展过程 ⒈ 概 念 ： Ｓ Ｍ Ｔ （ Surface Mounting Technology）是将表面安装形式的元器件用 专用的胶粘剂或焊料膏固定在预先制作好的 印制电路板上，并在元器件的安装面实现安 装，是一种电子元器件贴焊工艺技术。 传统装联技术―――“通孔”装配技术ＴH Ｔ（Through-hole Mounting Technology） 是在印制电路板（ＰＣＢ）上打孔插装元器 件。
二、表面安装元器件的种类和规格
●包装形式：散装、管状料斗、盘状纸带。
6.2 ⑵有源器件ＳＭＤ（Surface Mount Dvice） 表 包括各种半导体器件，既有分立器件的二极管、三极 面 管、场效应管，也有数字电路和模拟电路的集成器件。 安 ①ＳＭＤ分立器件 装 电极引脚数为２～６个。二端、三端ＳＭＤ全部是二 元 极管类，四～六端ＳＭＤ内大多封装了两只三极管或 场效应管。 器 件
6.1 表 面 安 装 技 术 概 述
⒊表面装配技术的发展概况 ①产生：起源于６０年代的瑞士钟表业， ７０年代，荷兰菲立普公司将它应用于石英 电子表、计算器等超小型产品，８０年代开 始迅速进入消费类、军事类电子产品及计算 机行业，并渗透到工业生产各个领域。 ②国外ＳＭＴ技术的发展水平：ＳＭＴ正 在世界范围成为装联技术的主流。 ③我国现状：８０年代初开始研制小型元 器件，但发展缓慢，未能形成生产能力； ８０年代中期引进一些片式元件生产线 ，生产能力得到逐年提高； ９０年代进入发展阶段。
再流焊接方法
6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
再流焊方法
6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
二、ＳＭＴ元器件贴装机 、ＳＭＴ元器件贴装机
6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
二、ＳＭＴ元器件贴装机 、ＳＭＴ元器件贴装机
6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
ＢＧＡ）
§6.3 ＳＭＴ装配方案和生产设备
一、ＳＭＴ装配方案 ＳＭＴ装配方案
⒈ＳＭＴ的装配方式 ＳＭＴ的装配方式 ⑴完全表面装配：ＰＣＢ上没有通孔插装器件 单面表面装配 双面表面装配 ⑵单面混合装配：元件安装在基板的一侧，且为 通孔元件和表面安装元件混合。 ⑶双面混合装配：有两种方式 安装基板一面为ＴＨＣ，另一面为ＳＭＤ或 ＳＭＣ 安装基板一面为ＴＨＣ和ＳＭＤ的混合，另 一面为ＳＭＤ
英寸，电极数为84脚或更多 ☻ＱＦＰ型：四边出脚，翼形电极，引脚间距0.05英 寸，电极数为84脚或更多
②ＳＭＤ集成电路
6.2 表 面 安 装 元 器 件
6.2 表 面 安 装 元 器 件
6.2 ⑴片式矩形元件：各种电阻器、电容器、电感器等。 表 ⑵圆柱形元件：各种电阻器、电容器、电感器等。 面 ⑶封装元器件：二极管（ＳＯＤ）、晶体管（ＳＯ 安 Ｔ）、小型塑封集成电路（ＳＤＩＣ）、无引线陶瓷 装 封装片状载体（ＬＣＣＣ）、有引线塑料封装片状载 元 体（ＰＬＣＣ）等。 器 ⑷ＣＯＢ（chip on board）型元件：各种半导体、 裸芯片等。 件
6.3 Ｓ Ｍ Ｔ 装 配 方 案 和 生 产 设 备
三、ＳＭＴ焊接设备 、ＳＭＴ焊接设备
§6.4ＳＭＴ印制电路板及装配焊接材料
一、ＳＭＴ印制电路板 ＳＭＴ印制电路板
表面安装用基板： ⒈表面安装用基板：需要考虑热膨胀系数及散热 等性能
·基板尺寸的稳定性要高、高温特性要好， 机械特性和绝缘特性必须能满足要求 ·为能提高安装密度，层数越多越好 ·电路板一定要平整，不能有微小的翘曲现 象及凸凹不平的情况。 ·线路板本身的膨胀系数一定要小
6.2 ●Ｉ／Ｏ间距大，使贴装操作简单易行，焊接缺陷率 表 降到最低限度。 面 窄间距ＱＦＰ：电极间距极限为0.3mm 安 ＢＧＡ：典型间距为1.0mm、1.27mm、1.5mm 装 ●ＢＧＡ产品的平均线路长度缩短，改善了 元 组件的电气性能和热性能 器 ●ＢＧＡ的尺寸比同功能的ＱＦＰ小得多，有利 件 于ＰＣＢ上组装密度的提高
6.1 ＳＭＴ在电子装配技术历程中的位置 表 ⒉ＳＭＴ在电子装配技术历程中的位置 面 ＳＭＴ是电子产品装配工艺发展历史中的 第四代技术。 安 装 技 术 概 述
6.1 表 面 安 装 技 术 概 述
⒊ＳＭＴ的发展趋势 ＳＭＴ的发展趋势
⑴主要技术动向是元器件的小型薄型化、高功能 化、全面表面安装化、复合化。 ⑵印制板技术发展趋势为高密度化和高多层化。 ＰＣＢ为了适应电子设备的轻、薄、短、小化，围 绕导体图形细线化、辅助孔小径化、柔性化、高密 度表面安装化和放热对策等方面进行大量研究开发 工作。 ⑶电子设备的生产形态从大量生产向多品种小批 量生产方向发展，尽可能缩短生产线更换产品（程 序）的时间，开始研究全自动化和无人化的生产系 统，这种发展趋势充分体现在高速安装机和多功能 通用安装机的发展中。
6.1 表 面 安 装 技 术 概 述
⒊表面装配技术的发展概况 ①产生：起源于６０年代的瑞士钟表业， ７０年代，荷兰菲立普公司将它应用于石英 电子表、计算器等超小型产品，８０年代开 始迅速进入消费类、军事类电子产品及计算 机行业，并渗透到工业生产各个领域。 ②国外ＳＭＴ技术的发展水平：ＳＭＴ正 在世界范围成为装联技术的主流。 ③我国现状：８０年代初开始研制小型元 器件，但发展缓慢，未能形成生产能力； ８０年代中期引进一些片式元件生产线 ，生产能力得到逐年提高； ９０年代进入发展阶段。
6.4 Ｓ Ｍ Ｔ 印 制 电 路 板 及 装 配 焊 接 材 料
表面安装印制电路板的种类 （1）陶瓷电路基板 陶瓷电路基板：特点是表面光洁度好、 陶瓷电路基板 化学稳定性好、耐腐蚀、耐高温，且热膨胀 系数较小，基板与ＳＭＴ元器件的材料基本 相同，不需考虑匹配问题。主要用于厚膜、 薄膜集成电路和多芯片微组装电路中。不足 之处是介电常数高。 （2）环氧玻璃纤维板 环氧玻璃纤维板：特点是有良好的韧 环氧玻璃纤维板 性、良好的强度和良好的延展性。而且还有 单块电路基板的尺寸一般不受限制的优点。 它可以用作单面、双面、多层印制电路板。 不足之处是热膨胀系数比较高。 （3）金属芯印制板 金属芯印制板：散热性能好，尺寸稳 金属芯印制板 定，具有电磁屏蔽作用，成本较低。
●组装可靠性高：焊料球的高度表面张力导致再 流焊时器件的自校准效应
⑵优点：
⑶端子数：使用较多的为72～225，亦可见256、 6.2 361、736。
表 面 安 装 元 器 件
⑷品种： 塑料（ＰＢＧＡ） 载带（ＴＢＧＡ） 陶瓷（ＣＢＧＡ） 陶瓷拄（ＣＣＧＡ） 中空金属（ＭＢＧＡ） 柔性（µ－ＢＧＡ或Ｍicro
6.1 表 面 安 装 技 术 概 述
⑷“细间隙技术（ＦＰＴ）”。既多引线细间隙Ｖ ＬＳＩ，越来越多地应用于各类工业电子设备和高 可靠性军事电子装备上。这些器件的安装要求采用 高精度丝印设备，高精度细间隙安装机和更加严格 的焊接工艺，它存在独特的装焊工艺问题。 ⑸近年来国外正在流行手动安装设备和系统。所 谓手动安装系统就是对简单的手工安装，提供一定 的机械装置，以补偿或消除人手的不稳定性（振动 和不均匀压力），并采用人机工程设计辅助系统， 使安装更易于进行和更加精确。 ⑹表面安装焊接可靠性是ＳＭＴ的重要研究课题 。再流焊是ＳＭＤ的主要焊接工艺，由于ＳＭＤ封 装形式的多样化，也要求多样化的焊接方式与之对 应，以充分发挥各种焊接方式的优点，改善表面安 装印制板组件的焊接可靠性。
⑸异型元件：如电感器、滤波器、微调电容、石英晶 体、开关、插座、继电器、微型电机等。
⒉按结构形状分
⒊ 大规模集成电路的新型封装 ＢＧＡ （ Ball Grid 6.2 Array） ）
表 面 安 装 元 器 件
⑴定义：将原来器件ＰＬＣＣ／ＱＦＰ封装的Ｊ型或 翼型电极引脚，改变成球形引脚，把从器件四周“单 线性”顺列引出的电极改变成本体腹底之下“全平面” 式的格栅阵排列。
6.2 双列封装： 双列封装： 表 ☻ＳＯ型：0.15英寸宽，双列直插式，双列翼形电极， 面 一般电极数为8 、14 、16脚，引脚间距0.05英寸 安 （≈1.27mm） 装 ☻ＳＯＬ型：0.9英寸宽，双列直插式，双列翼形电 元 极，一般电极数不超过28脚，引脚间距为0.05英寸 矩形封装： 器 矩形封装： 件 ☻ＰＬＣＣ型：四边出脚，Ｊ型电极，引脚间距0.05
、ＳＭＴ的装配技术特点 6.1 二、ＳＭＴ的装配技术特点 ＳＭＴ技术的优越性 表 ⒈ＳＭＴ技术的优越性 面 ⑴实现微型化：可大大提高ＰＣＢ的安装 密度。与通孔技术相比，可节约印制板的空 安 间60%～70%，减轻重量70% ～90%。 装 ⑵信号传输速度高：联线短，传输延迟小 技 ⑶高频特性好：无引线或引线极短，使电 术 路的信号路径短，分布参数大大减小，同时 这种装配结构的抗震动、抗冲击能力较强， 概 使设备的可靠性也得到提高。 述 ⑷可以有效地实行自动化生产：提高成品 率和生产效率。 ⑸提高生产效率：降低成本。