SMT技术基础与发展前景.ppt

1、SMTSMT技术基础与发展前景技术基础与发展前景应用电子技术教研室应用电子技术教研室 徐徐 彬彬1一、几个基本概念一、几个基本概念lSMC 表面组装器件表面组装器件（Surface Mounting Components）lSMD 表面组装元件表面组装元件（Surface Mounting Device）lSMT 表面组装技术表面组装技术（Surface Mounting Technology）lTHT 传统通孔插装技术传统通孔插装技术（Through Hole Packaging Technology）lPCB 印刷电路板印刷电路板（Printed Circuit Board）2采用SMT技

2、术的原因1.电子子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法无法缩小小 2.电子子产品功能更完整，所采用的集成品功能更完整，所采用的集成电路路(IC)已无已无穿孔元件，特穿孔元件，特别是大是大规模、高集成模、高集成IC，不得不采用不得不采用表面表面贴片元件片元件 3.产品批量化，生品批量化，生产自自动化，厂方要以低成本高化，厂方要以低成本高产量，量，出出产优质产品以迎合品以迎合顾客需求及加客需求及加强市市场竞争力争力 4.电子元件的子元件的发展，集成展，集成电路路(IC)的开的开发，半，半导体材体材料的多元料的多元应用用 5.电子科技革命子科技革命势在必

3、行，追逐国在必行，追逐国际潮流潮流3二、SMT产生与发展概况（1）、）、SMT技术自技术自20世纪世纪60年代产生。飞利浦生产的用年代产生。飞利浦生产的用于手表的纽扣状微型器件。于手表的纽扣状微型器件。（2）、美国是世界上最早应用）、美国是世界上最早应用SMT的国家，一直重视在的国家，一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT技术优势。技术优势。（3）、日本在）、日本在20世纪世纪70年代从美国引进年代从美国引进SMT技术并将之技术并将之应用在消费类电子产品领域，并投入巨资大力加强基应用在消费类电子产品领域，并投入巨资大力加强基础材料、基础技术和推广应用方

4、面的开发研究工作。础材料、基础技术和推广应用方面的开发研究工作。1、SMT技术发展简史技术发展简史4二、SMT产生与发展概况（4）、欧洲各国）、欧洲各国SMT的起步较晚，但他们重视的起步较晚，但他们重视发展并有较好的工业基础，发展速度也很快，发展并有较好的工业基础，发展速度也很快，其发展水平仅次于日本和美国。其发展水平仅次于日本和美国。（5）、我国）、我国SMT的应用起步于的应用起步于20世纪世纪80年代初年代初期，最初从美、日等国成套引进了期，最初从美、日等国成套引进了SMT生产线生产线用于彩电调谐器生产。用于彩电调谐器生产。（6）、）、20世纪世纪80年代中期以来，年代中期以来，SMT进入

5、高速进入高速发展阶段，发展阶段，90年代初已成为完全成熟的新一代年代初已成为完全成熟的新一代电路组装技术，并逐步取代通孔插装技术。电路组装技术，并逐步取代通孔插装技术。5二、SMT产生与发展概况2 2、发展阶段划分与现状、发展阶段划分与现状第一阶段（第一阶段（1960196019751975）：小型化，混合集成电路）：小型化，混合集成电路 第二阶段（第二阶段（1976197619801980）：减小体积，增强电路功能）：减小体积，增强电路功能 第三阶段（第三阶段（1980198019951995）：降低成本，大力发展生产设备，提高产品性）：降低成本，大力发展生产设备，提高产品性价比价比 现阶段

6、（现阶段（19951995至今）：微组装、高密度组装、立体组装至今）：微组装、高密度组装、立体组装技术现状：据国外资料报道，进入技术现状：据国外资料报道，进入2020世纪世纪9090年代以来，全球采用通孔组年代以来，全球采用通孔组装技术的电子产品正以年装技术的电子产品正以年llll的速度下降，而采用的速度下降，而采用SMTSMT的电子产品正以的电子产品正以8 8的速度递增。到目前为止，日、美等国已有的速度递增。到目前为止，日、美等国已有8080以上的电子产品采用以上的电子产品采用了了SMTSMT。6三、特点专业化专业化 营销营销/品牌与制造分离品牌与制造分离 EMS l 数字化数字化 自动化自

7、动化 规模化规模化 输入定单输入定单输出产品输出产品l多学科交叉综合多学科交叉综合 机、光、电、材、力、机、光、电、材、力、化、控、化、控、计、网、管计、网、管 l高技术集成高技术集成 PCB 、精密加工、特种加工、精密加工、特种加工、特种焊接、精密成形、特种焊接、精密成形、SMT7三、特点1.组装密度高、装密度高、电子子产品体品体积小、重量小、重量轻，贴片元件的体片元件的体积和重量只有和重量只有传统插装元件的插装元件的1/10左右，一般采用左右，一般采用SMT之后，之后，电子子产品体品体积缩小小40%60%，重量减，重量减轻60%80%。2.可靠性高、抗振能力可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率

8、低。点缺陷率低。3.高高频特性好。减少了特性好。减少了电磁和射磁和射频干干扰。4.易于易于实现自自动化，提高生化，提高生产效率。效率。5.降低成本达降低成本达30%50%。节省材料、能源、省材料、能源、设备、人力、人力、时间等。等。8四、与传统技术比较安装技术的发展安装技术的发展 微型化的关键微型化的关键短引线短引线/无引线元器件无引线元器件9四、与传统技术比较1/8普通电阻0603电阻样品比较样品比较10四、与传统技术比较l组组装装密密度度高高、产产品品体体积积小小、重重量量轻轻。一一般般体积缩小体积缩小40%60%，重量减轻，重量减轻60%80%l可靠性高可靠性高，抗振能力强抗振能力强。l

9、高频特性好，减少了电磁和射频干扰高频特性好，减少了电磁和射频干扰。l易于实现自动化，提高生产效率易于实现自动化，提高生产效率。11五、五、SMTSMT有关的技有关的技术组成成l电子元件、集成子元件、集成电路的路的设计制造技制造技术 l电子子产品的品的电路路设计技技术 l电路板的制造技路板的制造技术 l自自动贴装装设备的的设计制造技制造技术 l电路装配制造工路装配制造工艺技技术 l装配制造中使用的装配制造中使用的辅助材料的开助材料的开发生生产技技术12五、五、SMTSMT有关的技有关的技术组成成13六、六、SMT表面表面贴装的步驟装的步驟l第一步第一步 为制造着想的产品设计（为制造着想的产品设计

10、（DFM,Design for Manufacture)l第二步第二步 工艺流程的控制工艺流程的控制l第三步第三步 焊接材料焊接材料l第四步第四步 丝印丝印l第五步第五步 黏合剂黏合剂/环氧胶及滴胶环氧胶及滴胶l第六步第六步 贴放元件贴放元件l第七步第七步 焊接焊接l第八步第八步 清洗清洗l第九步第九步 测试测试/检查检查l第十步第十步 返工与修理返工与修理14第一步第一步 为为制造着想的制造着想的产产品品设计设计（DFM,Design for Manufacture)l虽然对虽然对DFM有各种的定义，但有一个基本点是有各种的定义，但有一个基本点是为大家所认同的，那就是在新产品开发的构思阶为大

11、家所认同的，那就是在新产品开发的构思阶段，段，DFM就必须有具体表现，以求在产品制造就必须有具体表现，以求在产品制造的阶段，以最短的周期、最低的成本，达到尽可的阶段，以最短的周期、最低的成本，达到尽可能高的产量。能高的产量。15第二步第二步 工工艺艺流程的控制流程的控制l随着作为销售市场上具有战略地位的英特网和电随着作为销售市场上具有战略地位的英特网和电子商务的迅猛发展，子商务的迅猛发展，OEM面临一个日趋激烈的面临一个日趋激烈的竞争形势，产品开发和到位市场的时机正在戏剧竞争形势，产品开发和到位市场的时机正在戏剧性的缩短，边际利润的压力事实上已有增加。同性的缩短，边际利润的压力事实上已有增加。

12、同时合约加工商时合约加工商(CM)发现客户要求在增加：生产必发现客户要求在增加：生产必须具有资格并持有执照，产品上的电子元件必需须具有资格并持有执照，产品上的电子元件必需有效用和有可追溯性。这样，文件的存档已成为有效用和有可追溯性。这样，文件的存档已成为必不可少的了。必不可少的了。16第三步第三步 焊焊接材料接材料l理解锡膏及其如何工作，将对理解锡膏及其如何工作，将对SMT过程的相互过程的相互作用有更好的了解。适当的评估技术用来保证作用有更好的了解。适当的评估技术用来保证与锡膏相联系的生产线的最佳表现。与锡膏相联系的生产线的最佳表现。17第四步第四步 丝丝印印l在表面贴片装配的回流焊接中，锡膏

13、是元件引在表面贴片装配的回流焊接中，锡膏是元件引脚或端点和电路板上焊盘之间的连接介质。除脚或端点和电路板上焊盘之间的连接介质。除了锡膏本身之外，丝印之中有各种因素，包括了锡膏本身之外，丝印之中有各种因素，包括丝印机，丝印方法和丝印过程的各个参数。其丝印机，丝印方法和丝印过程的各个参数。其中丝印过程是重点。中丝印过程是重点。18第五步第五步 黏合黏合剂剂/环环氧胶及滴胶氧胶及滴胶l必须明确规定黏合剂的稠密度、良好的必须明确规定黏合剂的稠密度、良好的胶点轮廓、良好的湿态和固化强度、胶胶点轮廓、良好的湿态和固化强度、胶点大小。使用点大小。使用CAD或其它方法来告诉自或其它方法来告诉自动设备在什么地方

14、滴胶点。滴胶设备必动设备在什么地方滴胶点。滴胶设备必需有适当的精度、速度和可重复性，以需有适当的精度、速度和可重复性，以达到应用成本的平衡。一些典型的滴胶达到应用成本的平衡。一些典型的滴胶问题必须在工艺设计时预计到问题必须在工艺设计时预计到19第六步第六步 贴贴放元件放元件l今天的表面贴片设备不仅要能够准确贴今天的表面贴片设备不仅要能够准确贴放各种元件，而且要能够处理日益变小放各种元件，而且要能够处理日益变小的元件包装。设备必须保持其机动性，的元件包装。设备必须保持其机动性，来适应可能变成电子包装主流的新元件。来适应可能变成电子包装主流的新元件。设备使用者设备使用者-OEM和和CM-正面临激动

15、人心正面临激动人心的时刻，成功的关键在于贴片设备供应的时刻，成功的关键在于贴片设备供应商满足顾客要求和在最短的时间内提交商满足顾客要求和在最短的时间内提交产品的能力。产品的能力。20第七步第七步 焊焊接接l批量回流焊接，过程参数控制，回流温批量回流焊接，过程参数控制，回流温度曲线的效果，氮气保护回流，温度测度曲线的效果，氮气保护回流，温度测量和回流量和回流 温度曲线优化。温度曲线优化。21第八步第八步 清洗清洗l清洗时常被描述成清洗时常被描述成“非增值非增值”过程，但过程，但这样现实吗？或者是太过简化，以致于这样现实吗？或者是太过简化，以致于阻碍了对复杂事物的仔细思考。没有可阻碍了对复杂事物的

16、仔细思考。没有可靠的产品和最低的成本，一个公司在今靠的产品和最低的成本，一个公司在今天的环球经济中无以生存。因此制造过天的环球经济中无以生存。因此制造过程中的每一步都必须经过仔细检查以确程中的每一步都必须经过仔细检查以确保其有助于整个成功。保其有助于整个成功。22第九步第九步 测试测试/检查检查l选择测试和检查的策略是基于板的复杂选择测试和检查的策略是基于板的复杂性，包括许多方面：表面贴片或通孔插性，包括许多方面：表面贴片或通孔插件，单面或双面，元件数量（包括密脚）件，单面或双面，元件数量（包括密脚），焊点，电气与外观特性，这里，重点，焊点，电气与外观特性，这里，重点集中在元件与焊点数量。集中在元件与焊点数量。23第十步第十步 返工与修理返工与修理l不把返工看作不把返工看作“必须的不幸必须的不幸”，开明的，开明的管理者明白，正确的工具和改进的技术管理者明白，正确的工具和改进的技术员培训的结合，可使返工成为整个装配员培训的结合，可使返工成为整个装配工序中一个高效和有经济效益的步骤。工序中一个高效和有经济效益的步骤。24七、元器件与工艺简介特征：无引线小型化特征：无引线小型化25七、元器件