電子表面組裝技術(shù)SMT及其工藝探討
一、表面組裝技術(shù) SMT 現(xiàn)狀
SMT 是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。自 70 年代初推向市場(chǎng)以來(lái)，SMT 已逐漸替代傳統(tǒng)"人工插件"的波峰焊組裝方式，已成為現(xiàn)代電子組裝產(chǎn)業(yè)的主流，人們稱(chēng)為電子組裝技術(shù)的第二次革命。在國(guó)際上，這種組裝技術(shù)已經(jīng)形成了世界潮流，它導(dǎo)致了整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)的變化。
SMT同時(shí)也推動(dòng)和促進(jìn)了電子元器件向片式化、小型化、 薄型化、輕量化、高可靠、多功能方向發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步程度的標(biāo)志。
二、表面組裝技術(shù) SMT 的工藝與特點(diǎn)
SMT（Surface Mount Technology）是表面安裝技術(shù)的縮寫(xiě)或簡(jiǎn)稱(chēng)，它是指通過(guò)一定的工藝、設(shè)備、材料將表面安裝器件（SMD）貼裝在 PCB（或其它基板）表面，并進(jìn)行焊接、清洗、測(cè)試而最終完成組裝。
SMT 工藝
SMT 工藝與焊接方式和組裝方式均有關(guān)，具體如下： 按焊接方式可分為再流焊和波峰焊兩種類(lèi)型。
按組裝方式可分為全表面組裝，單面混裝，雙面混裝三種方式。
影響焊接質(zhì)量的主要因素：PCB 設(shè)計(jì)、焊料的質(zhì)量（Sn63/ Pb37）、助焊劑質(zhì)量、被焊接金屬表面的氧化程度（元器件焊端， PCB焊端）、工藝：印、貼、焊（正確的溫度曲線）、設(shè)備、管理。
下面就幾個(gè)對(duì)再流焊質(zhì)量影響較大的因素進(jìn)行討論。
（1） 焊膏印刷質(zhì)量對(duì)再流焊工藝的影響：據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在PCB設(shè)計(jì)正確，元器件和印制板質(zhì)量有保證的前提下，表面組裝質(zhì)量問(wèn)題中有 70%的質(zhì)量問(wèn)題出在印刷工藝。在印刷中出現(xiàn)的錯(cuò)位、塌邊、粘連、少印都屬于不合格，均應(yīng)當(dāng)返工。具體 檢查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合 IPC-A-610C 的標(biāo)準(zhǔn)。
（2） 貼裝元器件的工藝要求：要想獲得理想的貼裝質(zhì)量， 工藝上應(yīng)滿(mǎn)足以下三要素：①元件正確；②位置準(zhǔn)確；③壓力合適。具體檢查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合 IPC-A-610C 的標(biāo)準(zhǔn)。
（3） 設(shè)置再流焊溫度曲線的工藝要求溫度曲線是保證焊接 質(zhì)量的關(guān)鍵。160℃前的升溫速率控制在 1-2℃/s。如果升溫斜率速度太快，一方面使元器件及PCB 受熱太快，易損壞元器件，易造成 PCB 變形。另一方面，焊膏中的熔劑揮發(fā)速度太快，容易濺出金屬成分，產(chǎn)生焊錫球；峰值溫度一般設(shè)定在比合金熔點(diǎn)高 30-40℃左右（例如 63Sn/37Pb 的焊膏的熔點(diǎn)為183℃，峰值溫度低應(yīng)設(shè)置在 215℃左右），再流時(shí)間為 60-90s。
峰值溫度低或再流時(shí)間短，會(huì)使焊接不充分，不能生成一定厚度的金屬間合金層。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成焊膏不熔。峰值溫度過(guò)高或再流時(shí)間長(zhǎng)，使金屬間合金層過(guò)厚，也會(huì)影響焊點(diǎn)強(qiáng)度，甚至?xí)p壞元器件和印制板。
SMT 的特點(diǎn)：
（1）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%。
（2）可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。
（3）高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
（4）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。
（5）降低成本達(dá) 30%~50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。
3表面組裝技術(shù) SMT 的發(fā)展趨勢(shì)
窄間距技術(shù)（FPT）是 SMT 發(fā)展的必然趨勢(shì)
FPT 是指將引腳間距在 0.635—0.3mm 之間的SMD和長(zhǎng)* 寬小于等于 1.6mm*0.8mm 的SMC 組裝在PCB 上的技術(shù)。由于計(jì)算機(jī)、通信、航空航天等電子技術(shù)飛速發(fā)展在上的，促使半導(dǎo)體集成電路的集成度越來(lái)越高，SMC 越來(lái)越小，SMD 的引腳間距也越來(lái)越窄。目前，0.635mm 和 0.5mm 引腳間距的 QFP 已成為工業(yè)和軍用電子裝備中的通信器件。
微型化、多引腳、高集成度是 SMT 封裝元器件發(fā)展的必然趨勢(shì)
表面貼裝元器件（SMC）朝微型化大容量方向發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)展到規(guī)格為 01005；表面貼裝器件（SMD）朝小體積、多引腳、高集成度方向發(fā)展。比如目前應(yīng)用較廣泛的 BGA 將向CSP 方向發(fā)展。FC（倒裝芯片）的應(yīng)用將越來(lái)越多。
綠色無(wú)鉛焊接工藝是SMT 工藝發(fā)展的新趨勢(shì)
鉛（Pb），是一種有毒的金屬，對(duì)人體有害。并且對(duì)自然環(huán)境有很大的破壞性，出于環(huán)境保護(hù)的要求，特別是 ISO14000 的導(dǎo)入，世界大多數(shù)國(guó)家開(kāi)始禁止在焊接材料中使用含鉛的成為，即無(wú)鉛焊接（Lead free）。日本在 2004 年禁止生產(chǎn)或銷(xiāo)售使用有鉛材料焊接的電子生產(chǎn)設(shè)備。歐美在 2006 年禁止生產(chǎn)或銷(xiāo)售使用有鉛材料焊接的電子生產(chǎn)設(shè)備。采用無(wú)鉛焊 接已是大勢(shì)所趨，國(guó)內(nèi)一些大型電子加工企業(yè)，更會(huì)加速推進(jìn) 中國(guó)無(wú)鉛焊接的發(fā)展。
