SMT表面貼裝技術工藝應用實踐與趨勢分析

谷文松

摘 要：SMT表面貼裝技術作為一種高密度電子裝配技術，該技術在電子產(chǎn)品的裝配工藝中得到應用。現(xiàn)如今，我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，科學技術水平也得到大大提升，涌現(xiàn)出更多的先進技術手段，其中就包括SMT表面貼裝技術。對于微小型電子產(chǎn)品的制造，相關企業(yè)均選擇SMT表面貼裝技術作為主要的裝配工藝技術，更多的企業(yè)也越來越注重這一技術的應用實踐。本文對SMT表面貼裝技術的具有應用加以全面分析，并探究這項技術的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：SMT;表面貼裝技術;工藝;應用;實踐;趨勢

中圖分類號：TN405 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0074-02

0 引言

隨著計算機技術與微電子技術的進一步發(fā)展，促進了貼片元器在電子科技領域的普及，也為電子組裝工藝帶來了新的挑戰(zhàn)與機遇。當前，更多的具備先進電子技術的發(fā)達國家也進一步拓展了SMT技術應用范圍，已逐漸取代了以往的通孔插裝技術，在極大程度上提升了電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。站在世界范圍來說，人們也更加認同SMT表面貼裝技術，該技術也有效促進了電子設備的長遠發(fā)展[1]。

1 簡述SMT表面貼裝技術

SMT也就是表面貼裝技術，一般來說就是在PCB上對SMC元件進行貼裝的一種高密度電子產(chǎn)品裝配技術，主要指借助工具將黏接劑或者焊錫膏涂抹到PCB板的焊盤之上，然后選用波峰焊或者回流焊等手段來開展焊接工作，這樣就能夠有效連接機械與電氣結(jié)構(gòu)。這是一項系統(tǒng)化的工程，其中涉及到了諸多的技術與學科，從而使機械與電氣相互連接。它是一項系統(tǒng)化的工程，其涵蓋了多種學科和技術，包括：SMT組裝設計技術、SMT基板制造技術、表面安裝元器件技術、SMT設備技術、SMT工藝制造技術及SMT組件測試技術等。與以往的THT表面貼裝技術，最大的區(qū)別就在于元器件，前者主要選擇長引腳元器件，在PCB中放置元器件來進行組裝，然后再將其插入到焊盤孔內(nèi)，這一技術的焊接方式為焊料熔化焊接法;而后者主要選擇無引線或者短引線元器件，在PCB中放置元器件中來進行組裝，然后再貼裝在其表面，這一技術的焊接方式為回流焊接法[2]。

SMT表面貼裝技術的特點為：（1）具有較高的組裝密度，且體積比較小，與通孔元器件相比，貼片元器件的體積明顯更小，其重量僅是通孔元器件的百分之十，相關調(diào)查表明，在電子產(chǎn)品裝配過程中應用SMT表面貼裝技術，可大大降低電子產(chǎn)品的體積和質(zhì)量;（2）具有較強的可靠性，由于貼片元器件體積較小且重量較低，較少出現(xiàn)焊點缺陷情況，這就使其具備良好的可靠性，也在一定程度上提升了電氣產(chǎn)品的抗震能力;（3）良好的高頻特性，SMT表面貼裝技術選擇了短引線或者無引線元器件，這就大大降低了寄生電感與寄生電容發(fā)生的幾率，進而有效提升電路高頻特性，降低了電磁與頻射造成影響;（4）成本較低，由于SMT的體積比較小，所以PCB的使用面積也就隨之變小，從而在極大程度上減小了電子產(chǎn)品的體積，且大大降低了電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;同時，PCB的鉆孔數(shù)量并不多，這就能夠降低電子產(chǎn)品的維修成本，加上其具備良好的頻率特性，這就避免了不必要的電路調(diào)試花費;相關調(diào)查表明，在電子產(chǎn)品中應用SMT表面貼裝技術后，電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低了百分之四十左右，在極大程度節(jié)約了人力、物力、財力方面的消耗;（5）實現(xiàn)生產(chǎn)自動化，THT只有對PCB的面積進行擴大，才能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，這是因為該項技術要求具備充足的空間，不然會導致元器件損壞;但SMT表面貼裝技術選擇自動貼片機作為生產(chǎn)線，即可實現(xiàn)真正的生產(chǎn)自動化。

2 SMT表面貼裝技術工藝應用實踐

2.1 絲印

在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，需借助SMT表面貼裝技術來開展絲印處理工作，具體內(nèi)容為：

（1）選擇MPM、DEK、FUJI等焊錫印刷機類型，這些錫膏印刷機類型有著較高精度的視覺對位系統(tǒng)，其能夠借助編程軟件來簡便快速的編程，且該設備的刮刀是金屬材質(zhì)，這樣就有利于產(chǎn)品更加便利的批量生產(chǎn)[3]。（2）在絲印過程，生產(chǎn)企業(yè)可選擇罐裝焊錫膏和針筒裝焊膏，其中罐裝焊錫膏需進行攪拌使用，且根據(jù)攪拌機機種確定具體的攪拌時間，一般在1-3min內(nèi)，同時在攪拌的過程中注意控制好焊膏的粘度，由于焊膏粘度會在極大程度影響著印刷的性能，若焊膏具有較大的粘度，將導致其無法順利通過模板開孔位置，這就導致印刷細條不完整;若焊膏具有較小的粘度，將會引發(fā)流淌或是塌邊現(xiàn)象，從而大大影響印刷的分辨率，并導致印刷線條不完整。對于焊膏的保存，一般應選擇在0-10攝氏度的環(huán)境中，這樣做可有效防止焊錫膏中的助焊劑成分揮發(fā)，保證其應用時的質(zhì)量;基于此，相關工作人員應在使用前30min就取出焊膏，然后將其放到常溫環(huán)境之中，待其溫度自然上升后，再使用自動離心攪拌機進行攪拌。對于焊錫膏的應用，相關工作人員需選用焊錫印刷機通過漏印的方式，來將已攪拌好的焊錫膏轉(zhuǎn)移到PCB焊盤之上，再準備好焊接元件。絲印焊錫膏作為SMT生產(chǎn)線中的第一環(huán)節(jié)，在印刷過程中，應調(diào)整好刮刀的壓力，使網(wǎng)板上的焊錫膏在始終處于一定速度的狀況下不斷滾動移動，在到達焊盤前焊錫膏必須通過絲印網(wǎng)板上的所有窗口，再通過這些窗口漏出，這樣就可以讓焊錫膏漏印在PCB焊盤上。在絲印過程中，相關人員還需使用到網(wǎng)板，所選用網(wǎng)板大多借助激光切割后加以電鍍獲得，這種網(wǎng)板能帶來較好的印刷品質(zhì)，漏錫也很順暢，因此能獲得較為均勻一致的印刷量，從而獲得較好的和焊接效果[4]。

2.2 元件貼裝

對于元件貼裝，具體指在貼片機的作用下將SMC安裝到PCB的固定位置。對于電路板的生產(chǎn)，相關人員需提前對貼片機進行編程處理，在程序編制過程中，需結(jié)合送料器位置的區(qū)別與元器件封裝方式的區(qū)別來進行編寫。同時，相關人員需在一定的程序下應用這一印刷完成板貼裝元器件，這一環(huán)節(jié)更高地要求編制程序的準確程度，若這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，將大大影響到印刷完成板的正常使用。在對元件進行貼裝前，相關工作人員必須對板上的所有元器件的高度、大小、形狀進行嚴格檢查，再遵循先低后高的原則對貼裝順序進行編寫，一般先貼裝阻容元件，然后再完成其它元件的貼裝，每完成一個程序的編寫，就必須對其加以封裝處理，待完成當下元件的編輯后，系統(tǒng)就會自動跳轉(zhuǎn)，再對下一個元件進行編輯。對于這一環(huán)節(jié)，相關工作人員必須實時關注元件的方向性，嚴格依據(jù)圖紙的標注位置來對具有方向性的元件進行放置。此外，在焊接芯片類元件過程中，相關工作人員需對引腳的平整度與完好程度進行嚴格檢查。待結(jié)束編程操作后，就可以開展貼片生產(chǎn)工作，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

2.3 回流焊接

待結(jié)束元器件貼片工作后，相關工作人員必須做好貼片準確性、方向正確性等狀況的檢查工作，再將印制板放置在回流焊爐傳送帶上。對于回流焊接，焊接的關鍵在于溫度和時間的恰當控制，回流焊接的主要內(nèi)容為：預熱環(huán)節(jié)、保溫環(huán)節(jié)、回流環(huán)節(jié)、冷卻環(huán)節(jié)。

（1）預熱環(huán)節(jié)就是對PCB開展加熱處理工作，將其放置到預熱溫區(qū)環(huán)境中，對其進行加熱，直至其溫度到達150-170攝氏度方可，再馬上加以保溫處理，這樣做的主要目的在于保證元器件的溫度保持一個比較可靠的狀態(tài)，從而對所有元件之間的溫差加以良好控制，大大降低溫差較大的發(fā)生率，有利于保持電路板的溫度處理平衡狀態(tài)。（2）回流環(huán)節(jié)的加熱處理，相關工作人員應確保元件表面的溫度不超過元件的最高耐受溫度，然后提升所有元器件溫度增高速度，讓其可以在較短的時間內(nèi)達到最高溫度，然后借助傳送帶來把PCB板由爐膛內(nèi)運出，且將其置于冷卻環(huán)境之中，加速其冷卻。（3）在PCB加熱過程中，通過適當加熱有助于其內(nèi)焊錫材料融化，且其會得到非常充分的濕潤，然后就可以在PCB板表面開展焊接工作，再加以自然冷卻處理，待其完全冷卻后，可以發(fā)現(xiàn)PCB板上出現(xiàn)了焊點，這些焊點具有良好的外形，且非常明亮。由于回流焊接非常高地要求著環(huán)境濕度，若濕度超過百分之七十五，那么金屬零件及其引腳處必然會出現(xiàn)白色腐蝕物，基于此，相關工作人員必須嚴格控制回流焊接過程中的環(huán)境濕度，以此來確保焊接質(zhì)量。（4）由于在SMT表面貼裝技術工藝應用過程中極易出現(xiàn)靜電情況，這一情況會大大影響著芯片的實用性，嚴重情況下造成芯片失效，大大降低產(chǎn)品的成功率，所以企業(yè)在電氣產(chǎn)品生產(chǎn)過程中必須做好防靜電處理。首先，保證產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境處于防靜電環(huán)境之中，可在工作現(xiàn)場安裝防靜電功能的地板等;其次，相關工作人員在工作過程中需穿戴防靜電設備;在產(chǎn)品檢驗期間，相關工作人員應做好工作臺的清潔工作，并佩戴好防靜電手環(huán)，選用具備防靜電功能的鑷子等;最后，相關工作人員需對生產(chǎn)所用設備設備進行定期的防靜電測試處理。

3 SMT表面貼裝技術的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，我國社會經(jīng)濟的飛速進步，促進我國科學技術水平大大提升，這就為SMT表面貼裝技術工藝的發(fā)展創(chuàng)造了極大的發(fā)展空間，且這一技術工藝將朝著精細化與小型化的方向進一步發(fā)展。在未來，SMT表面貼裝技術工藝必然會在極大程度上減小SDC/SMD的體積，其生產(chǎn)數(shù)量也將進一步擴大。結(jié)合當前這一技術的發(fā)展現(xiàn)狀來說，已實現(xiàn)了01005以及更小的表面貼膜式電容與電阻的商品化。加之，集成電路正朝著小型化與STM化的趨勢發(fā)展，目前市場上已存在腳間距為0.22毫米的IC業(yè)，該行業(yè)的發(fā)展趨勢主要是BGA/CSP[5]。

現(xiàn)如今焊接技術已漸漸趨向于成熟階段，在上世紀90年代焊接設備廠家就已經(jīng)制造出了惰性氣體，用來更好的滿足回流焊與波峰焊的需求。電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中應用這一技術，能夠大大提升測試設備與貼片設備的效率及靈活性。除此之外，對于SMT表面貼裝技術工藝的應用，可借助高柔化和智能化的貼片系統(tǒng)來對產(chǎn)品進行制造，這樣就能夠有效提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率與進度，使得貼片的功能更加多樣化。

4 結(jié)語

總而言之，相較于以往的THT，SMT的性能更好、穩(wěn)定性更強、組裝密度更高、體積更小，這就促使這一新型的裝配技術在電子產(chǎn)品生產(chǎn)領域得到普及。但是這一技術仍有很多的完善空間，需要相關研究人員進行不斷探究，進一步完善其各項工藝流程，推動其朝著小型化、生產(chǎn)集成化等方向發(fā)展，從而保證電子行業(yè)的長遠發(fā)展。

參考文獻

[1] 范敬.SMT表面貼裝技術工藝應用實踐與趨勢分析[J].電子世界，2018（6）：66-67.

[2] 李金明.電子工業(yè)中SMT技術工藝研究及發(fā)展趨勢[J].電子技術與軟件工程，2016（13）：139.

[3] 周超.闡述SMT表面貼裝技術工藝應用與發(fā)展趨勢[J].科研，2016（12）：08.

[4] 張輝.SMT表面貼裝技術工藝應用探討[J].輕工科技，2015（3）：99-100.

[5] 杜江淮.SMT表面貼裝技術工藝應用實踐與趨勢分析[J].電子技術與軟件工程，2016（7）：99-100.