表面貼裝技術(shù)的特點(diǎn)及工藝流程

張玲

摘要：表面貼裝技術(shù) 就是SMT（Surface Mounted Technology的縮寫），是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。本文對這一技術(shù)的特點(diǎn)和工藝流程加以詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：表面貼裝技術(shù) 工業(yè)特點(diǎn)工藝流程

表面貼裝技術(shù)無需對印制板鉆插裝孔，直接將表面組裝元器件貼、焊到印制板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。通常表面組裝技術(shù)中使用的電路基板并不限于印制板。 本文中所述的“焊”或“焊接”，一般均指采用軟釬焊方法，實(shí)現(xiàn)元器件焊接或引腳與印制板焊盤之間的機(jī)械與電氣連接；本標(biāo)準(zhǔn)正文中所述的“焊料”和“焊劑”，分別指“軟釬料”和“軟釬焊劑”。

一、表面貼裝技術(shù)的特點(diǎn)

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(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。 高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 易于實(shí)現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%～50%。 節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。

二、表面貼裝技術(shù)的工藝流程

印刷（或點(diǎn)膠）--> 貼裝 --> （固化） --> 回流焊接 --> 清洗 --> 檢測 --> 返修 印刷：其作用是將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上，為元器件的焊接做準(zhǔn)備。所用設(shè)備為印刷機(jī)（錫膏印刷機(jī)），位于SMT生產(chǎn)線的最前端。點(diǎn)膠：因現(xiàn)在所用的電路板大多是雙面貼片，為防止二次回爐時投入面的元件因錫膏再次熔化而脫落，故在投入面加裝點(diǎn)膠機(jī)，它是將膠水滴到PCB的固定位置上，其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設(shè)備為點(diǎn)膠機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線的最前端或檢測設(shè)備的后面。有時由于客戶要求產(chǎn)出面也需要點(diǎn)膠， 而現(xiàn)在很多小工廠都不用點(diǎn)膠機(jī)，若投入面元件較大時用人工點(diǎn)膠。貼裝：其作用是將表面組裝元器件準(zhǔn)確安裝到PCB的固定位置上。所用設(shè)備為貼片機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線中印刷機(jī)的后面。 固化：其作用是將貼片膠融化，從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為固化爐，位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面?；亓骱附樱浩渥饔檬菍⒑父嗳诨?，使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設(shè)備為回流焊爐，位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。清洗：其作用是將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設(shè)備為清洗機(jī)，位置可以不固定，可以在線，也可不在線。 檢測：其作用是對組裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測。所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、在線測試儀（ICT）、飛針測試儀、自動光學(xué)檢測（AOI）、X-RAY檢測系統(tǒng)、功能測試儀等。位置根據(jù)檢測的需要，可以配置在生產(chǎn)線合適的地方。 返修：其作用是對檢測出現(xiàn)故障的PCB板進(jìn)行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產(chǎn)線中任意位置。

三、貼片機(jī)

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(biāo)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(jī)械對中調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法能達(dá)到的精度有限，較晚的機(jī)型已再不采用。2）、激光識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，這種方法可實(shí)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(jī)識別、X/Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置、吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向，一般相機(jī)固定，貼片頭飛行劃過相機(jī)上空，進(jìn)行成像識別，比激光識別耽誤一點(diǎn)時間，但可識別任何元件，也有實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識別的相機(jī)識別系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)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(dá)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(shí)際應(yīng)用中，同時取料的條件較難達(dá)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(jī)型的優(yōu)勢在于：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可實(shí)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(jī)組合用于大批量生產(chǎn)。

四、表面貼裝技術(shù)的發(fā)展趨勢

在整個電子行業(yè)中，新型封裝技術(shù)正推動制造業(yè)發(fā)生變化，市場上出現(xiàn)了將傳統(tǒng)分離功能混合起來的技術(shù)手段，正使后端組件封裝和前端裝配融合變成一種趨。不難觀察到，面向部件、系統(tǒng)或整機(jī)的多芯片組件封裝技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了只是面向器件的概念，并很有可能會引發(fā)SMT產(chǎn)生一次工藝革新。

元器件是SMT技術(shù)的推動力，而SMT的進(jìn)步也推動著芯片封裝技術(shù)不斷提升。片式元件是應(yīng)用最早、產(chǎn)量最大的表面貼裝元件，自打SMT形成后，相應(yīng)的IC封裝則開發(fā)出了適用于SMT短引線或無引線的LCCC、PLCC、SOP等結(jié)構(gòu)。四側(cè)引腳扁平封裝（QFP）實(shí)現(xiàn)了使用SMT在PCB或其他基板上的表面貼裝，BGA解決了QFP引腳間距極限問題，CSP取代QFP則已是大勢所趨，而倒裝焊接的底層填料工藝現(xiàn)也被大量應(yīng)用于CSP器件中。

隨著01005元件、高密度CSP封裝的廣泛使用，元件的安裝間距將從目前的0.15mm向0.1mm發(fā)展，這勢必決定著SMT從設(shè)備到工藝都將向著滿足精細(xì)化組裝的應(yīng)用需求發(fā)展。但SiP、MCM、3D等新型封裝形式的出現(xiàn)，使得當(dāng)今電子制造領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中遇到的問題日益增多。

由于MCM技術(shù)是集混合電路、SMT及半導(dǎo)體技術(shù)于一身的集合體，所以我們可稱之為保留器件物理原型的系統(tǒng)。多芯片模組等復(fù)雜封裝的物理設(shè)計、尺寸或引腳輸出沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致了雖然新型封裝可滿足市場對新產(chǎn)品的上市時間和功能需求，但其技術(shù)的創(chuàng)新性卻使SMT變得復(fù)雜并增加了相應(yīng)的組裝成本。

參考文獻(xiàn)：

【1】羅兵；曾歆懿；季秀霞；；SMT產(chǎn)品缺陷及相應(yīng)的AOI檢測方法[J]；電子質(zhì)量；2006年06期

【2】梁偉文，馬如震；基于視覺定位的高精度多功能貼片機(jī)技術(shù)[J]；機(jī)電工程技術(shù)；2005年03期

【3】王安麟，王石剛，邵萌；基于機(jī)器視覺的印刷電路板誤差校正方法[J]；上海交通大學(xué)學(xué)報；2005年06期