電子表面組裝技術SMT及其工藝探討
一、表面組裝技術 SMT 現(xiàn)狀
SMT 是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝。自 70 年代初推向市場以來，SMT 已逐漸替代傳統(tǒng)"人工插件"的波峰焊組裝方式，已成為現(xiàn)代電子組裝產(chǎn)業(yè)的主流，人們稱為電子組裝技術的第二次革命。在國際上，這種組裝技術已經(jīng)形成了世界潮流，它導致了整個電子產(chǎn)業(yè)的變化。
SMT同時也推動和促進了電子元器件向片式化、小型化、 薄型化、輕量化、高可靠、多功能方向發(fā)展，已經(jīng)成為一個國家科技進步程度的標志。
二、表面組裝技術 SMT 的工藝與特點
SMT（Surface Mount Technology）是表面安裝技術的縮寫或簡稱，它是指通過一定的工藝、設備、材料將表面安裝器件（SMD）貼裝在 PCB（或其它基板）表面，并進行焊接、清洗、測試而最終完成組裝。
SMT 工藝
SMT 工藝與焊接方式和組裝方式均有關，具體如下： 按焊接方式可分為再流焊和波峰焊兩種類型。
按組裝方式可分為全表面組裝，單面混裝，雙面混裝三種方式。
影響焊接質量的主要因素：PCB 設計、焊料的質量（Sn63/ Pb37）、助焊劑質量、被焊接金屬表面的氧化程度（元器件焊端， PCB焊端）、工藝：印、貼、焊（正確的溫度曲線）、設備、管理。
下面就幾個對再流焊質量影響較大的因素進行討論。
（1） 焊膏印刷質量對再流焊工藝的影響：據(jù)資料統(tǒng)計，在PCB設計正確，元器件和印制板質量有保證的前提下，表面組裝質量問題中有 70%的質量問題出在印刷工藝。在印刷中出現(xiàn)的錯位、塌邊、粘連、少印都屬于不合格，均應當返工。具體 檢查標準應符合 IPC-A-610C 的標準。
（2） 貼裝元器件的工藝要求：要想獲得理想的貼裝質量， 工藝上應滿足以下三要素：①元件正確；②位置準確；③壓力合適。具體檢查標準應符合 IPC-A-610C 的標準。
（3） 設置再流焊溫度曲線的工藝要求溫度曲線是保證焊接 質量的關鍵。160℃前的升溫速率控制在 1-2℃/s。如果升溫斜率速度太快，一方面使元器件及PCB 受熱太快，易損壞元器件，易造成 PCB 變形。另一方面，焊膏中的熔劑揮發(fā)速度太快，容易濺出金屬成分，產(chǎn)生焊錫球；峰值溫度一般設定在比合金熔點高 30-40℃左右（例如 63Sn/37Pb 的焊膏的熔點為183℃，峰值溫度低應設置在 215℃左右），再流時間為 60-90s。
峰值溫度低或再流時間短，會使焊接不充分，不能生成一定厚度的金屬間合金層。嚴重時會造成焊膏不熔。峰值溫度過高或再流時間長，使金屬間合金層過厚，也會影響焊點強度，甚至會損壞元器件和印制板。
SMT 的特點：
（1）組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的 1/10 左右，一般采用 SMT 之后，電子產(chǎn)品體積縮小 40%~60%，重量減輕 60%~80%。
（2）可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。
（3）高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
（4）易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。
（5）降低成本達 30%~50%。節(jié)省材料、能源、設備、人力、時間等。
3表面組裝技術 SMT 的發(fā)展趨勢
窄間距技術（FPT）是 SMT 發(fā)展的必然趨勢
FPT 是指將引腳間距在 0.635—0.3mm 之間的SMD和長* 寬小于等于 1.6mm*0.8mm 的SMC 組裝在PCB 上的技術。由于計算機、通信、航空航天等電子技術飛速發(fā)展在上的，促使半導體集成電路的集成度越來越高，SMC 越來越小，SMD 的引腳間距也越來越窄。目前，0.635mm 和 0.5mm 引腳間距的 QFP 已成為工業(yè)和軍用電子裝備中的通信器件。
微型化、多引腳、高集成度是 SMT 封裝元器件發(fā)展的必然趨勢
表面貼裝元器件（SMC）朝微型化大容量方向發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)展到規(guī)格為 01005；表面貼裝器件（SMD）朝小體積、多引腳、高集成度方向發(fā)展。比如目前應用較廣泛的 BGA 將向CSP 方向發(fā)展。FC（倒裝芯片）的應用將越來越多。
綠色無鉛焊接工藝是SMT 工藝發(fā)展的新趨勢
鉛（Pb），是一種有毒的金屬，對人體有害。并且對自然環(huán)境有很大的破壞性，出于環(huán)境保護的要求，特別是 ISO14000 的導入，世界大多數(shù)國家開始禁止在焊接材料中使用含鉛的成為，即無鉛焊接（Lead free）。日本在 2004 年禁止生產(chǎn)或銷售使用有鉛材料焊接的電子生產(chǎn)設備。歐美在 2006 年禁止生產(chǎn)或銷售使用有鉛材料焊接的電子生產(chǎn)設備。采用無鉛焊 接已是大勢所趨，國內(nèi)一些大型電子加工企業(yè)，更會加速推進 中國無鉛焊接的發(fā)展。
