SMT技术发展

2020-03-03 08:50:42 来源：范文大全收藏下载本文

SMT技术发展

一．概述

SMT是电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology），称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板（Printed Circuit Board，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术

二．SMT设备

（一）上板机

上板机是贴片生产线上全自动上料（PCB）机，摆放在贴片线首位，即贴片机前。主要功能是接收到下位机要板信号后，从PCB料架上一件一件推出PCB板。料架结构：进出轨道分别放一个料架（一上一下），升降里一个料架，共三个。

（二）印刷机

1、手动印刷机

手动印刷机是通过人手动给PCB板上锡的机器，手动印刷机价格便宜，操作简单但其定位精度差，只适用于印刷要求较低的场合和科研。

2、半自动印刷机

SMT半自动印刷机,用于取代手印台,实现半自动锡膏印刷，钢网自动上升下降,PCB需要手工载入和取出。半自动印刷机特点是：（1）PLC控制系统，工作稳定可靠，触控式操作，简单方便。

（2）高精密架构，采用进口线形导轨、调速马达传动，确保印刷之稳定性和精密度。

（3）根据红胶和锡膏的各种不同的特性，自动设定运行参数，可适合不同的产品以达到良好效果。

（4）伸缩自如的手臂座，机台手臂可分别左右调整，适合于不同基板尺寸。

3、全自动印刷机

全自动印刷机是利用模板被印刷刮刀向下压，这样一来模板的底部就可以充分的接触到电路板的顶面，从而进行印刷作业的。全自动印刷机优点：PCB尺寸兼容范围广，高精度印刷分辨率’全自动锡膏印刷机控制可以提高生产效率，控制品质，节省成本

（三）点胶机

1、手工点胶机

手工点胶机，就是由手动来控制点胶控制器的开关，属于半自动化点胶机的范畴，自动化程度不高，一般常用于点胶产品种类多，规格多的设备上，不适宜批量生产的物品的点胶。

2、全自动点胶机全自动点胶机是通过压缩空气将胶压进与活塞相连的进给管中，当活塞处于上冲时，活塞室中填满胶，当活塞下推时胶从点胶头压出。全自动点胶机适用于流体点胶，在自动化程度上远远高于手动点胶机，从点胶的效果来看，产品的品质级别会更高。自动化的操作，简单可控。点胶机应用的行业在不断的扩大，生产技术也在不断的创新。

（四）贴片机

1、动臂式贴片机

动臂式贴片机运动机构、贴装头机构和控制系统，贴装头机构安装于运动机构上，控制系统通过线路控制运动机构和贴装头机构的工作，运动机构包括安装由贴装头机构的横梁、平行并列的两个运动轴和一对丝杠机构，横梁安装于运动轴上，且与运动轴垂直，其上设有导轨和用于贴装头横向移动的两个电机，运动轴上设有同步驱动横梁纵向移动的电机，一对丝杠机构分别安装于运动轴上。

2、转塔式贴片机

转塔式贴片机是元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。

3、模组式贴片机

元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。

（五）焊接设备

1、电烙铁

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接元件及导线，按机械结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为无吸锡电烙铁和吸锡式电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。

2、回流焊炉

回流焊炉在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种焊炉焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。

3、波峰焊炉

波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的,其高温液态锡保持一个斜面,并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象,所以叫波峰焊，完成波峰焊的机器就是波峰焊炉。

（六）清洗设备

1、超声波清洗机

超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动，液体与清洗槽振动时有自己固有频率，这种振动频率是声波频率，所以人们就听到嗡嗡声。超声波清洗机的优点是:超声波清洗效果好，操作简单。

三．电子制造工艺

（一）技术文件

技术文件是指公司的产品设计图纸，各种技术标准、技术档案和技术资料以及未打印出图的尚在计算机里的图纸资料、技术文档等。

（二）工艺文件

指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件。

一、品质管理

（一）ISO9000：2015 ISO9000质量管理体系是国际标准化组织(ISO)制定的国际标准之一，在1994年提出的概念，是指\"由ISO/TC176(国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会)制定的所有国际标准\"。该标准可帮助组织实施并有效运行质量管理体系，是质量管理体系通用的要求和指南。

（二）QC七手法 QC七手法又称品管七大手法，它是常用的统计管理方法，又称为初级统计管理方法。它主要包括控制图、因果图、直方图、排列图、检查表、层别法、散布图等所谓的QC七工具。

（三）5S 5S起源于日本，是指在生产现场中对人员、机器、材料、方法等生产要素进行有效的管理，这是日本企业一种独特的管理办法。因为这5个词日语中罗马拼音的第一个字母都是“S”，所以简称为“5S”，开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，称为“5S”活动。

四，工艺流程。

六，发展趋势。

未来SMT装备技术发展趋势：

新技术革命和成本压力催生了自动化、智能化和柔性化生产制造，组装、物流装连、封装、测试一体化系统MES。SMT设备通过技术进步提高电子业自动化水平实现少人作业，降低人工成本增加个人产出，保持竞争力，是SMT制造业的主旋律。高性能、易用性、灵活性和环保是SMT设备的主要发展必然趋势： 1）.高精度、柔性化：行业竞争加剧、新品上市周期日益缩短、对环保要求更加苛刻；顺应更低成本、更微型化趋势，对电子制造设备提出了更高的要求。电子设备正在向高精度、高速易用、更环保以及更柔性的方向发展。贴片头功能头实现任意自动切换；贴片头实现点胶、印刷、检测反馈，贴装精度的稳定性将更高，部品和基板窗口大兼容柔性能力将更强。

2）.高速化、小型化：带来实现高效率、低功率、占空间少、低成本。贴片效率与多功能双优的高速多功能贴片机的需求逐渐增多，多轨道、多工作台贴装的生产模式生产率可达到100000CPH左右。

3.半导体封装与SMT融合趋势:电子产品体积日趋小型化、功能日趋多样化、元件日趋精密化，半导体封装与表面贴装技术的融合已成大势所趋。半导体厂商已开始应用高速表面贴装技术，而表面贴装生产线也综合了半导体的一些应用，传统的技术区域界限日趋模糊。技术的融合发展也带来了众多已被市场认可的产品。POP技术已经在高端智能产品上广泛使用，多数品牌贴片机公司提供倒装芯片设备（直接应用晶圆供料器），即为表面贴装与半导体装配融合提供了良好的解决方案。

七．总结。

目前，封装技术的定位已从连接、组装等一般性生产技术逐步演变为实现高度多样化电子信息设备的一个关键技术。更高密度、更小凸点、无铅工艺等需要全新的封装技术，更能适应消费电子产品市场快速变化的需求。封装技术的推陈出新，也已成为半导体及电子制造技术继续发展的有力推手，并对半导体前道工艺和表面贴装技术的改进产生着重大影响。如果说倒装芯片凸点生成是半导体前道工艺向后道封装的延伸，那么，基于引线键合的硅片凸点生成则是封装技术向前道工艺的扩展。

在整个电子行业中，新型封装技术正推动制造业发生变化，市场上出现了将传统分离功能混合起来的技术手段，正使后端组件封装和前端装配融合变成一种趋势。不难观察到，面向部件、系统或整机的多芯片组件封装技术的出现，彻底改变了只是面向器件的概念，并很有可能会引发SMT产生一次工艺革新。

元器件是SMT技术的推动力，而SMT的进步也推动着芯片封装技术不断提升。片式元件是应用最早、产量最大的表面贴装元件，自打SMT形成后，相应的IC封装则开发出了适用于SMT短引线或无引线的LCCC、PLCC、SOP等结构。四侧引脚扁平封装（QFP）实现了使用SMT在PCB或其他基板上的表面贴装，BGA解决了QFP引脚间距极限问题，CSP取代QFP则已是大势所趋，而倒装焊接的底层填料工艺现也被大量应用于CSP器件中。

随着01005元件、高密度CSP封装的广泛使用，元件的安装间距将从目前的0.15mm向0.1mm发展，这势必决定着SMT从设备到工艺都将向着满足精细化组装的应用需求发展。但SiP、MCM、3D等新型封装形式的出现，使得当今电子制造领域的生产过程中遇到的问题日益增多。

由于MCM技术是集混合电路、SMT及半导体技术于一身的集合体，所以我们可称之为保留器件物理原型的系统。多芯片模组等复杂封装的物理设计、尺寸或引脚输出没有一定的标准，这就导致了虽然新型封装可满足市场对新产品的上市时间和功能需求，但其技术的创新性却使SMT变得复杂并增加了相应的组装成本。

可以预见，随着无源器件以及IC等全部埋置在基板内部的3D封装最终实现，引线键合、CSP超声焊接、PoP（堆叠装配技术）等也将进入板级组装工艺范围。所以，SMT如果不能快速适应新的封装技术则将难以持续发展。