表面组装技术
(SMT)
桂林电子科技大学职业技术学院
表面组装技术概述
主要内容
SMT发展现状与趋势
SMT技术特点与SMT生产系统组成
表面组装技术的概念
表面组装技术通常指采用自动化组装设备将片式化微型
无引线或短引线表面组装元器件(SMC/SMD,统称片状元器
件)直接贴装、焊接到印制电路板(PCB)表面或其他基板
表面规定位置的一种电子装联技术。
电子行业中标准将SMT(Surface Mounting
Technology)称为表面组装技术,也常称为表面贴装技术
或表面安装技术,是现代电子产品先进制造技术的重要组
成部分。
表面组装技术示意图
由由SMTSMT技术组装形成的电子电路模块称为表面技术组装形成的电子电路模块称为表面
组装组件组装组件SMA (SMA (Surface Mount AssemblySurface Mount Assembly)
SMT涵盖的主要技术领域
电子元器件和IC的设计、制造技术
电子产品的电路设计技术
电路板的设计、制造技术
自动贴装工艺设计及设备技术
焊接及辅助材料的开发生产技术
SMT是光、机、电一体化的系统工程
SMT应用的电子产品领域
SMT的发展历程
产生背景
电子应用技术的智能化、多媒体化和
网络化的发展趋势和市场需求迫使电
路组装技术向高密度化、高速化和标
准化方向发展。
SMT的发展历程
1957年美国首先制成片状元件(Chip Components);
20世纪60年代诞生—飞利浦成功研发SMT技术用于手表生产;
美国是世界上最早广泛应用SMT的国家,一直重视在投资类电
子产品、军事装备和航空航天等领域发挥SMT技术优势;
20世纪70年代日本从美国引进SMT技术并将之首次应用在消费
类电子产品领域;
欧洲各国SMT起步较晚,但工业基础发达,发展迅速,其发展
水平仅次于日本和美国。
中国的SMT应用起步于20世纪80年代初,最初从美、日等
国成套引进SMT生产线用于彩电调谐器生产。
20世纪80年代中期以来,SMT进入高速发展阶段,90年代
初已成为较为成熟的新一代电路组装技术,并逐步取代通孔
插装技术。
近年来,美国、欧洲、日本和中国台湾等企业已将大量
SMT生产厂移至中国,中国成为了世界电子产品制造基地。
SMT的发展历程-中国的SMT发展
目前我国使用的SMT设备已经与国际接轨,
但设计、制造、工艺、管理等技术仍与国际
水平有很大差距。
发展总趋势:努力使我国真正实现由SMT
制造大国向SMT制造强国的转变。
SMT的发展历程-中国的SMT发展
表面组装技术发展动态
第一阶段(1960—1975):小型化,混合集成电路(厚膜电
路)<计算器、石英表、收音机>
第二阶段(1976—1985):微型化,增强电路功能,SMT自动
化设备大量出现<摄像机、录像机、数码相机>
第三阶段(1986—1995):高度集成化,降低成本,提高产
品性价比<PC、NB>
现阶段(1995—至今):微组装、高密度组装、立体组装<智
能高端电子产品(PDA、服务器等)>
SMT发展总趋势是电子产品功能越来越强、体
积越来越小、价格越来越低、更新换代速度也越来
越快。
电子产品的小型化促使半导体集成电路的集成
度越来越高,SMC/SMD和IC的引脚间距也越来越短,
引脚间距从的细间距甚至缩小至,窄引
脚间距已经成为现实。
表面组装技术发展动态
无铅焊料取代锡铅焊料已成为必然趋势,欧盟、
美国、日本等发达国家和地区,已全面禁止铅使用,
包括禁止进口含铅电子产品。电子组装朝着无铅转化
方向发展,无铅组装是SMT发展的必然趋势。
元器件技术方面:BGA、CSP和FP(Flip Chip)
器件的应用已日趋广泛、工艺也逐步成熟,WLP正走
向半导体产业舞台。
表面组装技术发展动态
技术现状:进入20世纪90年代以来,全球采
用通孔插装技术的电子产品正以每年ll%的速度
下降,而采用SMT的电子产品种类正以8%的速度
递增。
时至今日,日、美等国家已有90%以上的电
子产品采用了SMT技术,中国只有60%左右。
表面组装技术发展动态
表面组装技术的特点
SMT技术特点主要体现在与传统THT(Through
Hole Technology)技术的不同
【1】装配工艺上的根本区别在于“贴”和“插”
手插件
过焊炉
通孔插装流程
C
ap
ac
ito
r
元器件引脚折弯或较
直—元器件插装—波
峰焊接—引脚修剪与
清洗—测试
通孔插装焊接
•焊点连接牢固
•工艺简单、可手工操作
•产品体积大、重量大
•难以实现双面组装,为何?
THT技术基本特点
上锡膏
贴装件
加热
表面组装流程
表面贴装焊接
准备PCB—印刷焊膏—贴片—再流焊接—清洗、测试
点胶焊接过程- Between THT and SMT
点胶
上件
加热固化
翻版
过锡炉
【2】元器件类型
THT——有引线元器件
SMT——短引线或无引线元器件
表面组装技术的特点
表面组装技术的特点
【3】印制电路板
THT—电路板有安装通孔(引线插入孔)
SMT—印制板表面焊盘
【4】焊接方法
THT—波峰焊接为主
SMT—再流焊接或波峰焊接
【5】自动化程度
SMT技术优越性
1)微型化—组装密度高、电子产品体积小、重量轻
贴片元件体积和重量只有传统插装件的1/10左右,采
用SMT后电子产品体积缩小40%-60%,重量减轻60%-80%。
SMT技术优越性
2) 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
3) 电性能优异。信号传输加快:连线短、延迟小,
减少了电磁和射频干扰。
4) 易于实现自动化,提高生产效率。
5) 降低成本达30%-50%。节省材料、能源等。
6)简化了电子整机生产工序。
SMT包涵的基本内容
材料材料
元器件元器件
基板基板
设计设计
工艺工艺
方法方法
管理管理
工程工程
测试测试
SMT 设备设备
元器件:设计、制造与包装(托盘、编带等)
基板:单(多)层PCB、陶瓷基板等
设计:电、热设计、元件布局设计、PCB设计等
工艺方法:组装材料、组装工艺设计和组装设备应用
管理工程:生产线组装、控制和管理
SMT包涵的基本内容
SMT的核心工艺技术
化工与材料技术(焊膏、助焊剂、清洗剂等)
涂覆技术(如焊膏印刷、点胶等)
精密机械加工技术(丝网制作等)
自动控制技术(设备及生产线控制)
焊接技术与测试技术
组装设备应用技术
SMT生产系统的组成
SMT相关辅助设备
点胶机:将胶水点在PCB固定位置,固定元器件。
固化炉:固化贴片胶,使元器件与PCB牢固连接。
清洗设备:洗去焊接残留物,可在线或离线。
返修工作站:处理生产过程出现的故障。
附:芯片内部结构