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1、1基本术语SMT:surface mount technologyPTH:pin through the holeSMB：surface mount printed circuit board SMC：surface mount component SMD:surface mount deviceSMA：surface mount Assembly 表面安装组件CTE:coefficient of thermal expansion 热膨胀系数第1页/共44页2基本术语nIn-circuit test(在线测试)nLead configuration(引脚外形)nPlacement equip
2、ment(贴装设备)nReflow soldering(回流焊接)nRepair(修理)nRework(返工)nSolderability(可焊性)nSoldermask(阻焊)nYield(产出率)第2页/共44页3基本术语nDIP(双列直插)nSOP(小外型封装)nPLCC(塑型有引脚芯片载体)nQFP(多引脚方形扁平封装)nBGA(球栅阵列修理)nCSP(Chip Scale Package)第3页/共44页4电子组装技术发展的历史与变迁基本概念基本概念第一阶段（代）第二阶段（代）第三阶段（代）第四阶段（代）第五阶段（代）组装形态端子式插装插装自动插装表面安装复合（裸芯片）组装组装技术手
3、工插装手工焊接半自动插装浸锡焊接插件机自动插装波峰焊自动插件、自动表面贴装混装波峰焊、回流焊CAD、CAM多层混合贴装空气回流焊、氮气回流焊、微电子焊接代表性产品电子管收音机无线电接收机黑白电视机彩电、磁收录机VCD、计算机、便携式收录机、一体化的摄像机移动电话、笔记本电脑、液晶显示电视机及电脑等有源元件电子管晶体管DIP集成电路SOP、PLCC5、QFP大规模集成电路PLCC、QFP、BGA、CSP等超大规模集成电路无源元件大型元器件轴向引线元件径向引线元件表面贴装元件、异形元件片式元件SMT连接件、薄膜元件电路板金属底板单面PCB2双面PCB多层PCB多层PCB焊接材料焊锡丝棒状焊料高纯度
4、焊锡适合表面安装的焊锡膏低熔点焊料、无铅焊料测试技术通用仪器仪表人工测试通用仪器仪表人工测试数字式仪表，在线测试自动测试在线测试功能测试测试、飞针测试系统、基于计算机的自动测试系统在线测试功能测试测试飞针测试系统基于计算机的自动测试第4页/共44页5PTH基本概念基本概念穿孔安装（PTH）方式单层、双层PCB穿孔元件穿孔器件第5页/共44页6SMD基本概念基本概念表面安装（SMT）方式元件安装在PCB的表面PCB多层SMCSMD第6页/共44页7SMT的 构成基本概念基本概念表面组装技术表面组装技术元器件PCB板技术：单层、双层、多层、陶瓷基板、环氧基板组装设计技术：电设计、热设计、元件布局、
5、电路布线、焊盘图形设计组装工艺技术封装设计制造技术包装技术组装材料组装方式与制程组装技术组装设备静电防护技术第7页/共44页8基本概念基本概念SMT的优越性 通 孔 DIP 封 装 贴 片 PLCC 封 装DIP引脚间距=100mil=2.54mm 1mil=25.4umSMD引脚间距=50mil、33mil、25mil第8页/共44页9基本概念基本概念SMT的优越性 通通 孔孔 芯芯 片片 和和 SMT 芯芯 片片 的的 重重 量量 与与 管管 脚脚 数数 量量 对对 比比 图图第9页/共44页10基本概念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
6、 片 元 件 所 占 电 路 板 面 积 比 较第10页/共44页11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的优越性第11页/共44页12SMT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，目前几乎有90的电子产品采用SMT工艺。第12页/共44页13SMT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，
7、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 第13页/共44页14SMT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112，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(SMCS
8、MD)发展快，成本迅速下降，一个片式电阻同通孔电阻价格相当.第14页/共44页15SMT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产，可以实现全线自动化生产。第15页/共44页16SMT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。第16页/共44页17相关术语
9、 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。第17页/共44页18相关术语锡桥：Bridge，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
10、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。第18页/共44页19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：Downtime，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。第19页/共44页20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
11、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。第20页/共44页21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 第21页/共
12、44页22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，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)能力第22页/共44页23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
13、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。第23页/共44页24相关术语超密脚距：Ultra-fine-pitch，引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。第24页/共44页25第二讲第二讲 表面组装工艺流程表面组装工艺流程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第25页/共44页26SMTSMT的安装形式的安装形式第26页/共44页27表面组装类型表面组装类型当把有源和无源元件贴装在基
14、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。第27页/共44页28表面组装类型表面组装类型-I-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。第28页/共44页29类型类型I I焊接流程焊接流程第29页/共44页30SMT SMT 组装组装 类型类型 IIIIIIIII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）第30页/共44页31类型类型 III III 焊焊 接接 流流 程程第31页/共
15、44页32SMTSMT组装组装 类型类型 TYPE IITYPE II第32页/共44页33TYPE II TYPE II 焊焊 接接 流流 程程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源元件、但在底面可贴有分立的表面组装无源元件。第33页/共44页34单面组装单面组装来料检测=丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=回流焊接=清洗=检测=返修 第34页/共44页35双面组装双面组装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
16、=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。第35页/共44页36双面组装双面组装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）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。第36页/共44页37单面混装工艺单面混装工艺 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 第37页/共44页38双面
17、混装工艺双面混装工艺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 说明：先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况 第38页/共44页39双面混装工艺双面混装工艺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 第39页/共44页40双面混装工艺双面混装工艺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。
18、第40页/共44页41双面混装工艺双面混装工艺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 第41页/共44页42双面混装工艺双面混装工艺E来料检测=PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）=贴片=烘干（固化）=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 说明：A面混装、B面贴装。第42页/共44页43焊焊 接接 过过 程程 考考 虑虑选 购 设 备 考 虑 到 需 组 装 何 种 芯 片 的 电 路 板，没 有 一 种 焊 接 方 法 适 用于 所 有 焊 接 任 务。全 部 通 孔 波 峰 焊，手 焊全 部SMT 相 位蒸 发，回 流 焊 混 合 芯 片 回 流 焊 波 峰 焊第43页/共44页中职骨干教师国家级培训课程 44感谢您的观看！第44页/共44页