SMT和 PCBA 基础知识介绍

smt简介

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，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

SMT特点

组装密度高、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、抗震能力强。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组成

总的来说，SMT包括表面贴装技术、表面贴装设备、表面贴装元器件、SMT管理

为什么要用SMT

电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。

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。

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

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。

电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。

SMT基本工艺构成要素

印刷(红胶/锡膏)--> 检测(可选AOI全自动或者目视检测)-->贴装(先贴小器件后贴大器件:分高速贴片及集成电路贴装)-->检测(可选AOI 光学/目视检测)--> 焊接(采用热风回流焊进行焊接)-->

检测(可分AOI 光学检测外观及功能性测试检测)--> 维修(使用工具:焊台及热风拆焊台等)--> 分板(手工或者分板机进行切板)

工艺流程简化为：印刷-------贴片-------焊接-------检修(每道工艺中均可加入检测环节以控制质量)

锡膏印刷

其作用是将锡膏呈45度角用刮刀漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为印刷机(锡膏印刷机)，位于SMT生产线的最前端。

零件贴装

其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中印刷机的后面，一般为高速机和泛用机按照生产需求搭配使用。

回流焊接

其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固焊接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面，对于温度要求相当严格，需要实时进行温度量测，所量测的温度以profile的形式体现。

AOI光学检测

其作用是对焊接好的PCB板进行焊接质量的检测。所使用到的设备为自动光学检测机(AOI)，位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。有些在回流焊接前，有的在回流焊接后。

维修

其作用是对检测出现故障的PCB板进行返修。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在AOI光学检测后。

分板

其作用对多连板PCBA进行切分，使之分开成单独个体，一般采用V-cut与机器切割方式。

焊锡膏基础知识

焊锡膏是将焊料粉末与具有助焊功能的糊状焊剂混合而成的一种浆料，通常焊料粉末占90%左右，其余是化学成分。

我们把能随意改变形态或任意分割的物体称为流体，研究流体受外力而引起形变与流动行为规律和特征的科学称为流变学。但在工程中则用黏度这一概念来表征流体黏度的大小。

焊锡膏的流变行为

焊锡膏中混有一定量的触变剂，具有假塑性流体性质。焊锡膏在印刷时，受到刮刀的推力作用，其黏度下降，当达到模板窗口时，黏度达到最低，故能顺利通过窗口沉降到PCB的焊盘上，随着外力

的停止，焊锡膏黏度又迅速回升，这样就不会出现印刷图形的塌落和漫流，得到良好的印刷效果。

影响焊锡膏黏度的因素：焊料粉末含量;焊料粉末粒度;温度;剪切速率。

1、焊料粉末含量

焊锡膏中焊料粉末的增加引起黏度的增加。

2、焊料粉末粒度

焊料粉末粒度增大，黏度降低。

3、温度

温度升高，黏度下降。印刷的最佳环境温度为23±3度。

4、剪切速率

SMT回流焊技术

回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

回流焊概述

回流焊又称“再流焊”或“再流焊机”或“回流炉”(Reflow Oven),它是通过提供一种加热环境，使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的设备。根据技术的发展分为：气相回流焊、红外回流焊、远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。另外根据焊接特殊的需要，含有充氮的回流焊炉。目前比较流行和实用的大多是远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。

红外再流焊

(1)第一代-热板式再流焊炉

(2)第二代-红外再流焊炉

热能中有 80%的能量是以电磁波的形式――红外线向外发射的。其波长在可见光之上限0.7~0.8um 到1mm 之间，0.72~1.5um 为近红外;1.5~5.6um 为中红外;5.6~1000um 为远红外，微波则在远红外之上。

升温的机理：当红外波长的振动频率与被辐射物体分子间的振动频率一致时，就会产生共振，分子的激烈振动意味着物体的升温。波长为1~8um。

第四区温度设置最高，它可以导致焊区温度快速上升，提高泣湿力。优点：使助焊剂以及有机酸和卤化物迅速水利化从而提高润湿能力;红外加热的辐射波长与吸收波长相近似，因此基板升温快、温差小;温度曲线控制方便，弹性好;红外加热器效率高，成本低。

缺点：穿透性差，有阴影效应――热不均匀。

对策：在再流焊中增加了热风循环。

(3)第三代-红外热风式再流焊。

对流传热的快慢取决于风速，但过大的风速会造成元件移位并助长焊点的氧化，风速控制在1.0~1.8m/s。热风的产生有两种形式：轴向风扇产生(易形成层流，其运动造成各温区分界不清)和切向

风扇(风扇安装在加热器外侧，产生面板涡流而使得各温区可精确控制)。

基本结构与温度曲线的调整：