表面安裝技術(surface Mount Technology),簡稱SMT,是一種廣泛應用于電子產品制造的技術。SMT產品以其結構緊湊、體積小、耐振動、抗沖擊、高頻特性好、生產效率高等特點而著稱。這種技術在電路板裝聯工藝中占據主導地位。
工藝流程
施加焊錫膏
此步驟旨在將適量的焊膏均勻地涂抹在PCB的焊盤上,確保貼片元器件與PCB對應焊盤在回流焊接過程中能夠建立良好的電氣連接,并具備足夠的機械強度。焊膏是由合金粉末、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成的具有一定黏性和良好觸變特性的膏狀體。在常溫下,由于焊膏具有一定的黏性,可將電子元器件粘貼在PCB的焊盤上,在傾斜角度不是太大,也沒有外力碰撞的情況下,一般元件是不會移動的。當焊膏受熱至一定溫度時,其中的合金粉末熔融并流動,形成的液體焊料能夠潤濕元器件的焊端和PCB焊盤,冷卻后元器件的焊端與焊盤被焊料互聯在一起,形成電氣與機械相連接的焊點。焊膏的施加是通過專用設備完成的,這些設備包括全自動印刷機、半自動印刷機、手動印刷臺或半自動焊膏分配器等。
貼裝元器件
在此階段,使用貼裝機或手工將片式元器件精確地貼裝到印有焊膏或貼片膠的PCB表面相應的位置上。貼裝方法可分為機器貼裝和手動貼裝。前者適用于大規模生產,后者則更適合中小規模生產和產品研發。人工手動貼裝所需的工具包括真空吸筆、鑷子、IC吸放對準器、低倍體視顯微鏡或放大鏡等。
回流焊接
回流焊接是英文Reflow Soldring的直譯,是通過再次熔化預先分配到PCB焊盤上的膏狀軟釬焊料來實現表面組裝元器件焊端或引腳與PCB焊盤之間的機械和電氣連接的一種軟釬焊過程。首先PCB進入140℃~160℃的預熱溫區時,焊膏中的溶劑、氣體蒸發掉,同時,焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件焊端和引腳,焊膏軟化、塌落,覆蓋了焊盤,將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離;并使表貼元件得到充分的預熱,接著進入焊接區時,溫度以每秒2-3℃國際標準升溫速率迅速上升使焊膏達到熔化狀態,液態焊錫在PCB的焊盤、元器件焊端和引腳潤濕、擴散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金屬化合物,形成焊錫接點;最后PCB進入冷卻區使焊點凝固。
回流焊方法
回流焊的方法和技術多種多樣,常見的包括紅外回流焊、熱風回流焊和強制熱風回流焊。紅外回流焊利用輻射傳導方式進行加熱,具有熱效率高、溫度陡度大、易控制溫度曲線,且雙面焊時PCB上下溫度易控制的優點。然而,它可能會產生陰影效應,導致溫度分布不均。熱風回流焊則是通過對流傳導的方式進行加熱,能提供均勻的溫度分布和良好的焊接質量。強制熱風回流焊結合了紅外和熱風爐的優勢,可在產品焊接時獲得優異的效果。此外,還有溫區式設備和無溫區小型臺式設備,分別適用于大批量生產和中小批量生產及快速研發,其中無溫區小型臺式設備的特點為在一個固定空間內溫度按設定條件隨時間變化,操作簡便,特別適合BGA、QFP、PLCC。
清洗
清洗是SMT生產中的重要環節,可通過物理作用和化學反應去除被清洗物表面的污染物和雜質。無論采用溶劑清洗還是水清洗,都需要經過一系列的處理過程,如表面潤濕、溶解、乳化、皂化等,并施加不同方式的機械力將污物從表面組裝板表面剝離。清洗完成后,還需進行漂洗或沖洗,最后吹干、烘干或自然干燥。
SMT技術要求
SMT是一項綜合的系統工程技術,涵蓋了基板、設計、設備、元器件、組裝工藝、生產輔料等多個方面。為了保證SMT生產的質量和可靠性,確保焊接質量的穩定性,對元件標準化、焊盤設計、操作現場的環境溫濕度、電壓穩定性、電磁干擾防護、靜電防護、照明、通風等方面均有特殊要求,需配合基板材料、工藝參數等多領域協作。操作人員也應經過專業技術培訓。
參考資料 >
北交所上市公司星辰科技新增專利信息授權:“表貼電機轉子磁鋼安裝自動化設備”.每經網.2024-10-24
表面貼裝元器件.華強電子網.2024-10-24
表貼繼電器:G6K-2F-Y.TsinghuaJoking.2024-10-24