理论教育 优化后:表面贴装技术详解

优化后:表面贴装技术详解

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:表面贴装技术,又称为表面安装技术,是新一代电子组装技术,它是将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。表面贴装技术表62表面贴装技术的组成由表62可以发现,SMT的组成可以归纳为以下三要素。由于BGA等元器件技术的发展以及非ODS清洗和无铅焊料的出现,引起了SMT设备、焊接材料、贴装和焊接工艺的变化,推动电子组装技术向更高阶段发展。

优化后:表面贴装技术详解

表面贴装技术(Surface Mount Technology,SMT),又称为表面安装技术,是新一代电子组装技术,它是将表面贴装元器件贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。

具体地说,就是首先在印制电路焊盘上涂覆焊锡膏,再将表面贴装元器件准确地放到涂有焊锡膏的焊盘上,通过加热印制电路板直至焊锡膏熔化,冷却后便实现了元器件与印制电路板之间的电气机械互连。

1.SMT的组成

表面贴装技术由表面贴装元器件、表面贴装电路板的设计、表面贴装工艺材料(如焊锡膏和贴片胶)、表面贴装设备、表面贴装焊接技术(如波峰焊、回流焊)、表面贴装测试技术、清洗与返修技术等多个方面组成,如表6−2所示。

表面贴装技术

表6−2 表面贴装技术的组成

由表6−2可以发现,SMT的组成可以归纳为以下三要素。

第一组成要素是设备,即SMT的硬件。

第二组成要素是装联工艺,即SMT的软件

第三组成要素是电子元器件,它既是SMT的基础,也是SMT发展的动力。

2.SMT的优点

(1)组装密度高。SMT片式元器件比传统穿孔元器件所占面积和质量都大为减小,一般来说,采用SMT可使电子产品体积缩小60%,质量减轻75%。通孔安装技术的元器件,按2.54 mm网格安装元件,而SMT组装元件网格从1.27 mm发展到目前的0.63 mm网格,个别达0.5 mm网格的安装元件,密度更高。例如,一个64端子的DIP集成块,它的组装尺寸为25 mm × 75 mm,而同样端子采用引线间距为 0.63 mm的方形扁平封装集成块(QFP),它的组装尺寸仅为12 mm × 12 mm。

(2)可靠性高。由于片式元器件小而轻,抗振动能力强,自动化生产程度高,故贴装可靠性高。再流焊不良焊点率小于1%,比通孔插件元件波峰焊接技术低一个数量级,目前几乎有90%的电子产品采用SMT工艺。(www.daowen.com)

(3)高频特性好。由于片式元器件贴装牢固,器件通常为无引线或短引线,降低了寄生电容的影响,提高了电路的高频特性。采用片式元器件设计的电路最高工作频率达 3 GHz。而采用通孔元器件仅为 500 MHz。采用 SMT也可缩短传输延迟时间,可用于时钟频率为16 MHz以上的电路。若使用多芯模块MCM技术,计算机工作站的端时钟频率可达100 MHz,由寄生电抗引起的附加功耗可大大降低。

(4)降低成本。贴片印制板的使用面积减小,为采用通孔面积的1/12,若采用CSP安装,则面积还可大幅度下降;频率特性提高,减少了电路调试费用;片式元器件体积小、质量轻,减少了包装、运输和储存费用;片式元器件发展快,成本迅速下降,一个片式电阻已同通孔电阻价格相当。

(5)便于自动化生产。目前通孔安装印制电路板要实现完全自动化,还需扩大40%原印制电路板面积,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,会将碰坏零件。而自动贴片机采用真空吸嘴吸放元件,由于真空吸嘴为小元件外形,可提高安装密度。事实上,小元件及细间距器件均采用自动贴片机进行生产,也实现了全线自动化。

近几年SMT又进入一个新的发展高潮。为了进一步适应电子设备向短、小、轻、薄方向发展,出现了0210(0.6 mm × 0.3 mm)的Chip元件以及BGA、CSP、Flip、Chip、复合化片式元件等新型封装元器件。由于BGA等元器件技术的发展以及非ODS清洗和无铅焊料的出现,引起了SMT设备、焊接材料、贴装和焊接工艺的变化,推动电子组装技术向更高阶段发展。

3.SMT存在的缺陷

(1)测试困难,对设备要求严格。

(2)部分元器件上的标称数值模糊不清,给维修工作带来困难。

(3)有些常用零件发展缓慢,没有表面贴片式封装。

(4)维修调换器件困难,需要专用工具或设备。

(5)焊接环境要求高。

(6)初始投资大,生产设备结构复杂,涉及技术面宽,费用昂贵。

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