1、Surface Mount Technology表面贴装技术：一种现代电路板组装技术，它实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本和生产自动化。目前，先进的电子产品，特别是在计算机及通讯类电子产品组装中，已普遍采用 SMT 技术。本网站主要介绍有关表面贴装技术的基础理论，工艺流程行业质量标准，探讨常见工艺质量问题，发布技术发展新动态，最新的技术文章以及电子制造业的其它技术。 SMT 基本名词解释AAccuracy(精度)： 测量结果与目标值之间的差额。Additive Process(加成工艺)：一种制造 PCB 导电布线的方法，通过选择性的在板层上沉淀导电材料(铜、锡等)。Adhes
2、ion(附着力) ： 类似于分子之间的吸引力。Aerosol(气溶剂 )： 小到足以空气传播的液态或气体粒子。 Angle of attack(迎角)：丝印刮板面与丝印平面之间的夹角。Anisotropic adhesive(各异向性胶)：一种导电性物质，其粒子只在 Z 轴方向通过电流。Annular ring(环状圈)：钻孔周围的导电材料。Application specific integrated circuit (ASIC 特殊应用集成电路)：客户定做得用于专门用途的电路。Array(列阵) ：一组元素，比如：锡球点，按行列排列。Artwork(布线图) ：PCB 的导电布线图，用来产
3、生照片原版，可以任何比例制作，但一般为 3:1 或 4:1。Automated test equipment (ATE 自动测试设备 )：为了评估性能等级，设计用于自动分析功能或静态参数的设备，也用于故障离析。Automatic optical inspection (AOI 自动光学检查)：在自动系统上，用相机来检查模型或物体。BBall grid array (BGA 球栅列阵)：集成电路的包装形式，其输入输出点是在元件底面上按栅格样式排列的锡球。Blind via(盲通路孔) ：PCB 的外层与内层之间的导电连接，不继续通到板的另一面。Bond lift-off(焊接升离 )：把焊接引脚
4、从焊盘表面(电路板基底) 分开的故障。Bonding agent(粘合剂 )：将单层粘合形成多层板的胶剂。Bridge(锡桥) ：把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡，引起短路。Buried via(埋入的通路孔)：PCB 的两个或多个内层之间的导电连接(即，从外层看不见的)。CCAD/CAM system(计算机辅助设计与制造系统)：计算机辅助设计是使用专门的软件工具来设计印刷电路结构；计算机辅助制造把这种设计转换成实际的产品。这些系统包括用于数据处理和储存的大规模内存、用于设计创作的输入和把储存的信息转换成图形和报告的输出设备 Capillary action(毛细管作用)：使熔化的焊锡
5、，逆着重力，在相隔很近的固体表面流动的一种自然现象。Chip on board (COB 板面芯片)：一种混合技术，它使用了面朝上胶着的芯片元件，传统上通过飞线专门地连接于电路板基底层。Circuit tester(电路测试机)：一种在批量生产时测试 PCB 的方法。包括：针床、元件引脚脚印、导向探针、内部迹线、装载板、空板、和元件测试。Cladding(覆盖层)：一个金属箔的薄层粘合在板层上形成 PCB 导电布线。Coefficient of the thermal expansion(温度膨胀系数)：当材料的表面温度增加时，测量到的每度温度材料膨胀百万分率(ppm)Cold cleanin
6、g(冷清洗)：一种有机溶解过程，液体接触完成焊接后的残渣清除。Cold solder joint(冷焊锡点)：一种反映湿润作用不够的焊接点，其特征是，由于加热不足或清洗不当，外表灰色、多孔。Component density(元件密度) ：PCB 上的元件数量除以板的面积。Conductive epoxy(导电性环氧树脂)：一种聚合材料，通过加入金属粒子，通常是银，使其通过电流。Conductive ink(导电墨水)：在厚胶片材料上使用的胶剂，形成 PCB 导电布线图。Conformal coating(共形涂层) ：一种薄的保护性涂层，应用于顺从装配外形的 PCB。Copper foil(
7、铜箔)：一种阴质性电解材料，沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔， 它作为PCB 的导电体。它容易粘合于绝缘层，接受印刷保护层，腐蚀后形成电路图样。 Copper mirror test(铜镜测试)：一种助焊剂腐蚀性测试，在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。Cure(烘焙固化) ：材料的物理性质上的变化，通过化学反应，或有压/无压的对热反应。Cycle rate(循环速率 )：一个元件贴片名词，用来计量从拿取、到板上定位和返回的机器速度，也叫测试速度。DData recorder(数据记录器)：以特定时间间隔，从着附于 PCB 的热电偶上测量、采集温度的设备。Defect(缺陷) ：元件或
8、电路单元偏离了正常接受的特征。Delamination(分层)：板层的分离和板层与导电覆盖层之间的分离。Desoldering(卸焊)：把焊接元件拆卸来修理或更换，方法包括：用吸锡带吸锡、真空(焊锡吸管) 和热拔。Dewetting(去湿)：熔化的焊锡先覆盖、后收回的过程，留下不规则的残渣。DFM(为制造着想的设计)：以最有效的方式生产产品的方法，将时间、成本和可用资源考虑在内。Dispersant(分散剂)：一种化学品，加入水中增加其去颗粒的能力。 Documentation(文件编制)：关于装配的资料，解释基本的设计概念、元件和材料的类型与数量、专门的制造指示和最新版本。使用三种类型：原型
9、机和少数量运行、标准生产线和/或生产数量、以及那些指定实际图形的政府合约。Downtime(停机时间 )：设备由于维护或失效而不生产产品的时间。Durometer(硬度计) ：测量刮板刀片的橡胶或塑料硬度。EEnvironmental test(环境测试) ：一个或一系列的测试，用于决定外部对于给定的元件包装或装配的结构、机械和功能完整性的总影响。Eutectic solders(共晶焊锡 )：两种或更多的金属合金，具有最低的熔化点，当加热时，共晶合金直接从固态变到液态，而不经过塑性阶段。FFabrication()：设计之后装配之前的空板制造工艺，单独的工艺包括叠层、金属加成/减去、钻孔、电
10、镀、布线和清洁。Fiducial(基准点)：和电路布线图合成一体的专用标记，用于机器视觉，以找出布线图的方向和位置。Fillet(焊角) ：在焊盘与元件引脚之间由焊锡形成的连接。即焊点。Fine-pitch technology (FPT 密脚距技术)：表面贴片元件包装的引脚中心间隔距离为 0.025“(0.635mm)或更少。Fixture(夹具 )：连接 PCB 到处理机器中心的装置。Flip chip(倒装芯片)：一种无引脚结构，一般含有电路单元。 设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂所覆盖)，在电气上和机械上连接于电路。Full liquidus temperature
11、(完全液化温度)：焊锡达到最大液体状态的温度水平，最适合于良好湿润。Functional test(功能测试)：模拟其预期的操作环境，对整个装配的电器测试。GGolden boy(金样)：一个元件或电路装配，已经测试并知道功能达到技术规格，用来通过比较测试其它单元。HHalides(卤化物)：含有氟、氯、溴、碘或砹的化合物。是助焊剂中催化剂部分，由于其腐蚀性，必须清除。Hard water(硬水)：水中含有碳酸钙和其它离子，可能聚集在干净设备的内表面并引起阻塞。Hardener(硬化剂)：加入树脂中的化学品，使得提前固化，即固化剂。IIn-circuit test(在线测试 )：一种逐个元件的
12、测试，以检验元件的放置位置和方向。JJust-in-time (JIT 刚好准时 )：通过直接在投入生产前供应材料和元件到生产线，以把库存降到最少。LLead configuration(引脚外形)：从元件延伸出的导体，起机械与电气两种连接点的作用。Line certification(生产线确认)：确认生产线顺序受控，可以按照要求生产出可靠的 PCB。MMachine vision(机器视觉)：一个或多个相机，用来帮助找元件中心或提高系统的元件贴装精度。Mean time between failure (MTBF 平均故障间隔时间)：预料可能的运转单元失效的平均统计时间间隔，通常以每小时计
13、算，结果应该表明实际的、预计的或计算的。NNonwetting(不熔湿的 )：焊锡不粘附金属表面的一种情况。由于待焊表面的污染，不熔湿的特征是可见基底金属的裸露。OOmegameter(奥米加表)：一种仪表，用来测量 PCB 表面离子残留量，通过把装配浸入已知高电阻率的酒精和水的混合物，其后，测得和记录由于离子残留而引起的电阻率下降。Open(开路)：两个电气连接的点(引脚和焊盘) 变成分开，原因要不是焊锡不足，要不是连接点引脚共面性差。Organic activated (OA 有机活性的)：有机酸作为活性剂的一种助焊系统，水溶性的。PPackaging density(装配密度)：PCB
14、上放置元件( 有源/无源元件、连接器等)的数量；表达为低、中或高。Photoploter(相片绘图仪) ：基本的布线图处理设备，用于在照相底片上生产原版 PCB 布线图(通常为实际尺寸)。Pick-and-place(拾取-贴装设备) ：一种可编程机器，有一个机械手臂，从自动供料器拾取元件，移动到 PCB上的一个定点，以正确的方向贴放于正确的位置。 Placement equipment(贴装设备)：结合高速和准确定位地将元件贴放于 PCB 的机器，分为三种类型：SMD 的大量转移、X/Y 定位和在线转移系统，可以组合以使元件适应电路板设计。RReflow soldering(回流焊接)：通过
15、各个阶段，包括：预热、稳定 /干燥、回流峰值和冷却，把表面贴装元件放入锡膏中以达到永久连接的工艺过程。Repair(修理)：恢复缺陷装配的功能的行动。Repeatability(可重复性) ：精确重返特性目标的过程能力。一个评估处理设备及其连续性的指标。Rework(返工 )：把不正确装配带回到符合规格或合约要求的一个重复过程。Rheology(流变学 )：描述液体的流动、或其粘性和表面张力特性，如，锡膏。SSaponifier(皂化剂)：一种有机或无机主要成份和添加剂的水溶液，用来通过诸如可分散清洁剂，促进松香和水溶性助焊剂的清除。Schematic(原理图 )：使用符号代表电路布置的图，包
16、括电气连接、元件和功能。Semi-aqueous cleaning(不完全水清洗)：涉及溶剂清洗、热水冲刷和烘干循环的技术。Shadowing(阴影)：在红外回流焊接中，元件身体阻隔来自某些区域的能量，造成温度不足以完全熔化锡膏的现象。Silver chromate test(铬酸银测试)：一种定性的、卤化离子在 RMA 助焊剂中存在的检查。(RMA 可靠性、可维护性和可用性)Slump(坍落)：在模板丝印后固化前，锡膏、胶剂等材料的扩散。Solder bump(焊锡球) ：球状的焊锡材料粘合在无源或有源元件的接触区，起到与电路焊盘连接的作用。Solderability(可焊性)：为了形成很强
17、的连接，导体(引脚、焊盘或迹线)熔湿的(变成可焊接的)能力。Soldermask(阻焊)：印刷电路板的处理技术，除了要焊接的连接点之外的所有表面由塑料涂层覆盖住。Solids(固体) ：助焊剂配方中，松香的重量百分比， (固体含量)Solidus(固相线) ：一些元件的焊锡合金开始熔化 (液化)的温度。Statistical process control (SPC 统计过程控制 )：用统计技术分析过程输出，以其结果来指导行动，调整和/或保持品质控制状态。Storage life(储存寿命 )：胶剂的储存和保持有用性的时间。Subtractive process(负过程)：通过去掉导电金属箔或
18、覆盖层的选择部分，得到电路布线。Surfactant(表面活性剂) ：加入水中降低表面张力、改进湿润的化学品。Syringe(注射器 )：通过其狭小开口滴出的胶剂容器。TTape-and-reel(带和盘)：贴片用的元件包装，在连续的条带上，把元件装入凹坑内，凹坑由塑料带盖住，以便卷到盘上，供元件贴片机用。Thermocouple(热电偶 )：由两种不同金属制成的传感器，受热时，在温度测量中产生一个小的直流电压。Type I, II, III assembly(第一、二、三类装配)：板的一面或两面有表面贴装元件的 PCB(I)；有引脚元件安装在主面、有 SMD 元件贴装在一面或两面的混合技术(
19、II) ；以无源 SMD 元件安装在第二面、引脚( 通孔)元件安装在主面为特征的混合技术(III)。Tombstoning(元件立起)：一种焊接缺陷，片状元件被拉到垂直位置，使另一端不焊。UUltra-fine-pitch(超密脚距)：引脚的中心对中心距离和导体间距为 0.010”(0.25mm)或更小。VVapor degreaser(汽相去油器)：一种清洗系统，将物体悬挂在箱内，受热的溶剂汽体凝结于物体表面。Void(空隙) ：锡点内部的空穴，在回流时气体释放或固化前夹住的助焊剂残留所形成。YYield(产出率) ：制造过程结束时使用的元件和提交生产的元件数量比率。SMT 的特点 组装密度
20、高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的 1/10 左右，一般采用 SMT 之后，电子产品体积缩小 40%60%，重量减轻 60%80%。 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 易于实现自动化，提高生产效率。 降低成本达 30%50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。 SMT 有关的技术组成 电子元件、集成电路的设计制造技术电子产品的电路设计技术电路板的制造技术自动贴装设备的设计制造技术电路装配制造工艺技术装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术 为什么要用表面贴装技术(SMT) ？ 1) 电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元
21、件已无法缩小2) 电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成 IC，不得不采用表面贴片元件3) 产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力4) 电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用5) 电子科技革命势在必行，追逐国际潮流为什么在表面贴装技术中应用免清洗流程？ 1) 生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。2) 除了水清洗外，应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏。3) 清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象，严重影响产品质素。4)
22、 减低清洗工序操作及机器保养成本。5) 免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。6) 仍有部分元件不堪清洗。7) 助焊剂残留量已受控制，能配合产品外观要求使用，避免目视检查清洁状态的问题。8) 残留的助焊剂已不断改良其电气性能，以避免成品产生漏电，导致任何伤害。9) 免洗流程已通过国际上多项安全测试，证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的。回流焊缺陷分析： 锡珠(Solder Balls)：原因：1、丝印孔与焊盘不对位，印刷不精确，使锡膏弄脏 PCB。 2、锡膏在氧化环境中暴露过多、吸空气中水份太多。3、加热不精确，太慢并不均匀。4、加热速率太快并预热区间太长。5、锡膏干
23、得太快。6、助焊剂活性不够。7、太多颗粒小的锡粉。8、回流过程中助焊剂挥发性不适当。锡球的工艺认可标准是：当焊盘或印制导线的之间距离为 0.13mm 时，锡珠直径不能超过 0.13mm，或者在 600mm 平方范围内不能出现超过五个锡珠。锡桥(Bridging)：一般来说，造成锡桥的因素就是由于锡膏太稀，包括：锡膏内金属或固体含量低、摇溶性低、锡膏容易炸开，锡膏颗粒太大、助焊剂表面张力太小。焊盘上太多锡膏，回流温度峰值太高等。开路(Open)：原因：1、锡膏量不够。2、元件引脚的共面性不够。3、锡湿不够( 不够熔化、流动性不好)，锡膏太稀引起锡流失。4、引脚吸锡( 象灯芯草一样)或附近有连线孔
24、。引脚的共面性对密间距和超密间距引脚元件特别重要，一个解决方法是在焊盘上预先上锡。引脚吸锡可以通过放慢加热速度和底面加热多、上面加热少来防止。也可以用一种浸湿速度较慢、活性温度高的助焊剂或者用一种 Sn/Pb 不同比例的阻滞熔化的锡膏来减少引脚吸锡。 贴片机： 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。 对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向。这种方法能达到的精
25、度有限，较晚的机型已再不采用。2)、激光识别、X/Y 坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件 BGA。3)、相机识别，X/Y 坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统。机械结构方面有其它牺牲。 这种形式由于贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度，即一个梁上的贴片头在取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件，速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用
26、中，同时取料的条件较难达到，而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴，换吸料嘴有时间上的延误。 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。 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。
27、对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、相机识别、X/Y 坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。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 24 个真空吸嘴(较早机型) 至 56 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 0.080.10 秒钟一片元件。 此机型在速度上是优越的，适于大批量生产，但其只能用带状包装的元件，如果是密脚、大型的集成电路(IC)，只有托盘包装，则无法完成，因此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂，造价昂贵。
