SMT培训教材
一、SMT简介
1.什么是SMT？
SMT是英文surface mounting technology的缩写，中文意思是：表面粘贴技术。它是相对于传统的THT（Through-hole technology）技术而发展起来的一种新的组装技术。
2. SMT的特点：
A，高密度难 B，高可靠 C，低成本 D，小型化 E，生产的自动化
类型 | THT through hole technoligy | SMT Surface mount technology |
元器件 | 双列直插或DIP，针阵列PGA 有引线电阻，电容 | SOIC，SOT，SSOIC，LCCC， PLCC，QFP，PQFP，片式电阻电容 |
基板 | 印制电路板，2。54MM网格， 0．8MM-0。9MM通孔 | 印制电路板，1。27MM网格或更细， 导电孔仅在层与层互连调用 0．3-0．5MM，布线密度高2倍以上， 厚膜电路，薄膜电路，0。5MM网格或更细。 |
焊接方法 | 波峰焊 | 回流焊 |
面积 | 大 | 小（缩小比约1：3~1：10） |
组装方法 | 穿孔插入 | 表面安装-贴装 |
自动化程度 | 自动插件机 | 自动贴片机，效率高 |
3. SMT的组成部分： 设计-----结构尺寸,端子形式,耐焊接热等； 表面组装元件 各种元器件的制造技术； 包装-----编带式,棒式,散装式等； |
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4. 工艺流程：
A，只有表面贴装的单面装配
工序：备料 印刷锡膏 装贴元件 回流焊接
B，只有表面贴装的双面装配
工序：备料 印刷锡膏 装贴元件 回流焊接 反面
印刷锡膏 装贴元件 回流焊接
C，采用表面贴装元件（SMT）和穿孔元件（DIP）混合的单面或双面装配
工序：备料 印刷锡膏（顶面） 装贴元件 回流焊接
反面 滴（印）胶（底面） 装贴元件 烘干胶
反面 插元件 波峰焊接 剪PIN脚
D，顶面采用穿孔元件，底面采用表面贴装元件
工序：滴（印）胶 装贴元件 烘干胶 反面
插元件 波峰焊接 剪PIN脚
二、各工序介绍：
1.印刷（screen printer）内部工作图）
Solder paste
Squeegee
Stencil
1）锡膏成份：锡膏主要由金属合金颗粒、助焊剂、活化剂、粘度控制剂等四部份组成。其中金属颗粒约占锡膏总体积的90。5%。我们常用的锡膏型号有：63Sn/37Pb;62Sn/36Pb/2Ag这些我们都称为有铅锡膏；96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu这就是现在大家都在谈到的无铅锡膏了！
2）锡膏的储存和使用：锡膏是一种化学特性很活跃的物质，因此它对环境的要求是很严格的。一般在温度为2℃-10℃，湿度为20%-21%的条件下有效期为6个月。在使用时要注意几点：
A，保存的温度；
B，使用前应先回温；
C，使用前应先搅拌3-4分钟；
D，尽量缩短进入回流焊的等待时间；
D，在开瓶24小时内必须使用完，否则做报废处理。
3）锡膏印刷参数的设定调整：
A,刮刀压力，一般使用较硬的刮刀或金属刮刀。刮刀在理想的刮刀速度下及压力下正好把钢网刮干净；B,印刷厚度，主要是由钢网的厚度决定的，而钢网的厚度与IC脚距密切相关；
C,刀速度，引脚间距〈0.5MM，一般在20-30MM/S；
D,刮刀角度，应保持在45-75度之间。
4)钢网的制作方法：
A，激光切割钢网。
特点：孔的尺寸很精密，做钢网的重复性好，焊膏会较少的留在孔壁上。还可以将开口做成梯形，使钢网孔上小下大，这样焊膏很容易脱离钢网。激光切割所造成的加工误差也小。
B，蚀刻钢网
特点：这种钢网的孔壁形状是中间小，两头大，制作时还要留下蚀刻余量。这样很容易使锡膏残留在钢网孔壁上，印刷时造成锡膏侧面不齐，加工的误差也大。
C，电镀钢网
D，电镀抛光钢网
E，台阶式钢网
2.装贴元件（Mount Part）
1）贴片机简介：
贴片机就是用来将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上的设备，贴片机贴装精度及稳定性将直接影响到所加工电路板的品质及性能。目前贴片机主要分为两种：
A.拱架型(Gantry)：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。这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。这类机型的缺点在于：贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。SMT生产线所用之泛用机都属于拱架型，主要贴装大型、异型零件以及细间距引脚零件；
B.转塔型(Turret)：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。这类机型的优势在于：一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2-4个真空吸嘴(较早机型)至5-6个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.08-0.10秒钟一片元件。这类机型的缺点在于：贴装元件类型的限制，并且价格昂贵。SMT生产线所用之高速机、中速机都属于转塔型，主要贴装小型Chip零件、规则外形零件及脚间距较宽（0.8mm以上）的IC零件。
2)表面贴装对PCB的要求
第一：外观的要求,光滑平整,不可有翘曲或高低不平.否者基板会出现裂纹，伤痕，锈斑等不良.
第二：热膨胀系数的关系.元件小于3.2*1.6mm时只遭受部分应力，元件大于3.2*1.6mm时，
必须注意。
第三：导热系数的关系.
第四：耐热性的关系.耐焊接热要达到260度10秒的实验要求，其耐热性应符合：150度60分钟后，基板表面无气泡和损坏不良。
第五：铜铂的粘合强度一般要达到
第六：弯曲强度要达到25kg/mm以上
第七：电性能要求
第八：对清洁剂的反应，在液体中浸渍5分钟，表面不产生任何不良，并有良好的冲载性
3)表面贴装元件具备的条件
A, 元件的形状适合于自动化表面贴装
B, 尺寸，形状在标准化后具有互换性
C, 有良好的尺寸精度
D, 适应于流水或非流水作业
E, 有一定的机械强度
F, 可承受有机溶液的洗涤
G, 可执行零散包装又适应编带包装
H, 具有电性能以及机械性能的互换性
I, 耐焊接热应符合相应的规定
4)表面贴装元件介绍：
4.1无源元件（SMC）：泛指无源表面安装元件总称.它有以下几种类型:
A单片陶瓷电容
B钽电容
C厚膜电阻器
D薄膜电阻器
E轴式电阻器
4.2有源元件（陶瓷封装）(SMD): 泛指有源表面安装元件. 它有以下几种类型:
A，CLCC （ceramic leaded chip carrier）陶瓷密封带引线芯片载体
B， DIP（dual -in-line package）双列直插封装
C， SOP（small outline package）小尺寸封装
D， QFP(quad flat package)四面引线扁平封装
E， BGA( ball grid array)球栅阵列
5）表面贴装元件识别：
1．元件尺寸公英制换算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）
Chip阻容感元件 | IC |
英制名称 | 公制mm | 英制名称 | 公制mm |
1206 | 3.2×1.6 | 50 | 1.27 |
0805 | 2.0×1.25 | 30 | 0.8 |
0603 | 1.6×0.8 | 25 | 0.65 |
0402 | 1.0×0.5 | 25 | 0.5 |
0201 | 0.6×0.3 | 12 | 0.3 |
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2．片式电阻、电容识别标记:
电容 | 电阻 |
标印值 | 容量 | 标印值 | 电阻值 |
0R5 | 0.5PF | 2R2 | 2.2R |
010 | 1PF | 5R6 | 5.6R |
110 | 11PF | 102 | 1K |
471 | 470PF | 682 | 6.8K |
332 | 3300PF | 333 | 33K |
223 | 22000PF | 104 | 100K |
513 | 51000PF | 564 | 560K |
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3. IC第一脚的的辨认方法:
①IC有缺口标志 ② 以圆点作标识
③ 以横杠作标识 ④ 以文字作标识
（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）
3.焊接制程
1)回流焊的种类
回流焊是SMT流程中非常关键的一环，其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板
牢固粘接在一起，如不能较好地对其进行控制，将对所生产产品的可靠性及使用寿命产生灾难性影响。回流焊的方式有很多，较早前比较流行的方式有红外式及气相式，现在较多厂商采用的是热风式回流焊，还有部分先进的或特定场合使用的再流方式，如：热型芯板、白光聚焦、垂直烘炉等。以下将对现在比较流行的热风式回流焊作简单的介绍。
2)热风式回流焊
现在所使用的大多数新式的回流焊接炉，叫做强制对流式热风回流焊炉。它通过内部的风扇，将热空气吹到装配板上或周围。这种炉的一个优点是可以对装配板逐渐地和一致地提供热量，不管零件的颜色和质地。虽然，由于不同的厚度和元件密度，热量的吸收可能不同，但强制对流式炉逐渐地供热，同一PCB上的温差没有太大的差别。另外，这种炉可以严格地控制给定温度曲线的最高温度和温度速率，其提供了更好的区到区的稳定性，和一个更受控的回流过程。
3)温区分布及各温区功能
热风回流焊过程中，焊膏需经过以下几个阶段，溶剂挥发；助焊剂清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。一个典型的温度曲线（Profile：指通过回焊炉时，PCB上某一焊点的温度随时间变化的曲线）分为预热区、保温区、回流区及冷却区。(见附图)
