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SMT贴片SMT贴片

SMT贴片指的是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称,PCB(Printed Circuit Board)为印刷电路板。SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mounted Technology的缩写),是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

贴片介绍

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电子电路表面组装技术(Surface Mount Technology,SMT),称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC/SMD,中文称片状元器件)安装在印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上,通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

在通常情况下我们用的电子产品都是由PCB加上各种电容,电阻等电子元器件按设计的电路图设计而成的,所以形形色色的电器需要各种不同的SMT贴片加工工艺来加工 。

SMT基本工艺

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锡膏印刷--> 零件贴装-->回流焊接-->AOI光学检测--> 维修--> 分板。

电子产品追求小型化,但以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。目前所采用的集成电路

此类薄膜线路一般是用银浆在PET上印刷线路。在此类薄膜线路上粘贴黏贴电子元器件有两种工艺工法,一种谓之传统工艺工法即3胶法(红胶、银胶、包封胶)或2胶法(银胶、包封胶),另一种谓之新工艺即1胶法---顾名思义,就是用一种胶即可完成粘贴黏贴电子元器件,而不再用3种胶或2种胶。此新工艺关键是使用一种新型导电胶,完全具有锡膏的导电性能和工艺性能;使用时完全兼容现行的SMT刷锡膏作业法,无需添加任何设备。

选取

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表面安装元器件的选择和设计是产品总体设计的关键一环,设计者在系统结构和详细电路设计阶段确定元器件的电气性能和功能,在SMT设计阶段应根据设备及工艺的具体情况和总体设计要求确定表面组装元器件的封装形式和结构。表面安装的焊点既是机械连接点又是电气连接点,合理的选择对提高PCB设计密度、可生产性、可测试性和可靠性都产生决定性的影响。

表面安装元器件在功能上和插装元器件没有差别,其不同之处在于元器件的封装。表面安装的封装在焊接时要经受耐高温度的元器件和基板必须具有匹配的热膨胀系数。这些因素在产品设计中必须全盘考虑。

选择合适的封装,其优点主要是:

1)有效节省PCB面积;

2)提供更好的电学性能;

3)对元器件的内部起保护作用,免受潮湿等环境影响;

4)提供良好的通信联系;

5)帮助散热并为传送和测试提供方便 。

表面安装元器件选取

表面安装元器件分为有和无源两大类。按引脚形状分为“鸥翼”型和“J”型。下面以此分类阐述元器件的选取。

无源器件

无源器件主要包括单片陶瓷电容器、钽电容器和厚膜电阻器,外形为长方形或圆柱形。圆柱形无源器件称为“MELF”,采用再流焊时易发生滚动,需采用特殊焊盘设计,一般应避免使用。长方形无源器件称为“CHIP”片式元器件,它的体积小、重量轻、抗菌素冲击性和抗震性好、寄生损耗小,被广泛应用于各类电子产品中。为了获得良好的可焊性,必须选择镍底阻挡层的电镀。

有源器件

表面安装芯片载体有两大类:陶瓷和塑料。

陶瓷芯片封装的优点是:

1)气密性好,对内部结构有良好的保护作用;

2)信号路径较短,寄生参数、噪声、延时特性明显改善;

3)降低功耗。

缺点是因为无引脚吸收焊膏溶化时所产生的应力,封装和基板之间CTE失配可导致焊接时焊点开裂。最常用的陶瓷饼片载体是无引线陶瓷习片载体LCCC。

塑料封装被广泛应用于军、民品生产上,具有良好的性价比。其封装形式分为:小外形晶体管SOT;小外形集成电路SOIC;塑封有引线芯片载体PLCC;小外形J封装;塑料扁平封装PQFP。

为了有效缩小PCB面积,在器件功能和性能相同的情况下首选引脚数20以下的SOIC,引脚数20-84之间的PLCC,引脚数大于84的PQFP。

减少故障

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制造过程、搬运及印刷电路组装 (PCA) 测试等都会让封装承受很多机械应力,从而引发故障。随着格栅阵列封装变得越来越大,针对这些步骤应该如何设置安全水平也变得愈加困难。

多年来,采用单调弯曲点测试方法是封装的典型特征,该测试在 IPC/JEDEC-9702 《板面水平互联的单调弯曲特性》中有叙述。该测试方法阐述了印刷电路板水平互联在弯曲载荷下的断裂强度。但是该测试方法无法确定最大允许张力是多少。

对于制造过程和组装过程,特别是对于无铅 PCA 而言,其面临的挑战之一就是无法直接测量焊点上的应力。最为广泛采用的用来描述互联部件风险的度量标准是毗邻该部件的印刷电路板张力,这在 IPC/JEDEC-9704 《印制线路板应变测试指南》中有叙述。

若干年前英特尔公司意识到了这一问题并开始着手开发一种不同的测试策略以再现实际中出现的最糟糕的弯曲情形。其他公司如惠普公司也意识到了其他测试方法的好处并开始考虑与英特尔公司类似的想法。随着越来越多的芯片制造商和客户认识到,在制造、搬运与测试过程中用于最小化机械引致故障的张力限值的确定具有重要价值,该方法引起了大家越来越多的兴趣。

随着无铅设备的用途扩大,用户的兴趣也越来越大;因为有很多用户面临着质量问题。

随着各方兴趣的增加,IPC 觉得有必要帮助其他公司开发各种能够确保BGA在制造和测试期间不受损伤的测试方法。这项工作由 IPC 6-10d SMT 附件可靠性测试方法工作小组和 JEDEC JC-14.1 封装设备可靠性测试方法子委员会携手开展,该工作已经完成。

该测试方法规定了以圆形阵列排布的八个接触点。在印刷电路板中心位置装有一 BGA 的 PCA 是这样安放的:部件面朝下装到支撑引脚上,且负载施加于 BGA 的背面。根据 IPC/JEDEC-9704 的建议计量器布局将应变计安放在与该部件相邻的位置。

PCA 会被弯曲到有关的张力水平,且通过故障分析可以确定,挠曲到这些张力水平所引致的损伤程度。通过迭代方法可以确定没有产生损伤的张力水平,这就是张力限值。

封装材料

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通常封装材料为塑料,陶瓷,元件的散热部分可能由金属组成,元件的引脚分为有铅和无铅区别 。

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