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SMT技術(shù)深層次解讀【必看】

2020-05-19 12:01:49 355
SMT技術(shù)起源于60年代,最初由美國IBM公司進(jìn)行技術(shù)研發(fā),之后于80年代后期漸趨成熟。顧名思義,SMT是指表面貼裝技術(shù)(英文:Surface Mounted Technology),是一種將元器件貼裝或直接放置在印刷電路板表面的電子線(xiàn)路生產(chǎn)技術(shù)。

1、SMT貼裝

需要表面貼裝元器件的位置都需要平整,通常焊錫、沉銀或者沉金并沒(méi)有通孔的焊接位置被稱(chēng)為“焊盤(pán)”。錫膏,一種由鉛錫成分和助焊混合物組成具有粘性的物質(zhì),借助錫膏印刷機,滲透過(guò)不銹鋼或鎳制鋼網(wǎng)附著(zhù)到焊盤(pán)上,也可通過(guò)噴印原理來(lái)完成,類(lèi)似于噴墨打印機。錫膏印刷完畢后,電路板將經(jīng)過(guò)拾取和放置設備,通過(guò)相應的傳送帶進(jìn)行貼裝。將要被貼裝的元器件一般放置在紙質(zhì)或塑料的管道中,并借助飛達安裝在SMT貼片機器上。一些個(gè)頭比較大的集成電路將通過(guò)防靜電托盤(pán)傳送。SMT設備從飛達中取出相應的元器件并將其貼裝到PCB上,由于PCB上的錫膏具有一定的粘性,因而在焊盤(pán)上的元器件有很好的附著(zhù)效應。



此時(shí),PCB板將被傳送至回流焊錫爐中?;亓骱赶阮^擁有一個(gè)預熱區,電路板和元器件的溫度逐漸上升,然后進(jìn)入高溫區,錫膏會(huì )融化并綁定焊盤(pán)和元器件,融化的錫膏表面張力會(huì )讓元器件保留在所處位置,不發(fā)生偏移,甚至該表面張力會(huì )自動(dòng)將略有偏位的元器件拉回到正確位置?;亓骱附蛹夹g(shù)有很多種,一種是使用紅外燈(被稱(chēng)為紅外回流焊),另一種是使用熱氣對流,還有一種是最為流行的技術(shù),便是采用特殊的高沸點(diǎn)碳氟化合物液體(被稱(chēng)為蒸汽回流焊)。鑒于環(huán)境考慮,這種技術(shù)在無(wú)鉛法規出臺后,逐漸放棄。2008年之前,采用標準空氣或者氮氣對流回流焊是主流。每種方法都有其優(yōu)劣勢。紅外照射方式,板設計者必須注意:短元器件不會(huì )被高的元件所遮擋,但是如果設計者知道生產(chǎn)過(guò)程中使用蒸汽回流焊或者對流回流焊的話(huà),元件位置便不會(huì )是需要考慮的因素。在回流焊階段,一些非常規或者熱敏感元器件需要手工焊接,但對于大量的這種元件,就需要通過(guò)紅外光束或者對流設備來(lái)完成相應的回流焊接工藝。


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如果PCB板是雙面設計,那么所有的錫膏印刷、貼裝和回流焊過(guò)程需要重復一次,通過(guò)錫膏或者紅膠將元件粘附在指定位置。如果需要機型波峰焊工藝,元件需要借助紅膠進(jìn)行粘附,以防止元件在波峰焊受熱過(guò)程中由于焊錫融化而造成的脫落。

完成焊接過(guò)程后,板面需要經(jīng)過(guò)清洗,以去除松香助焊劑以及一些錫球,防止他們造成元件之間的短路。松香助焊劑通過(guò)碳氟化合物溶劑、高燃點(diǎn)碳氫化合物溶劑或者低燃點(diǎn)溶劑(比如從橙皮中提取的檸檬油精)進(jìn)行清除。水溶性助焊劑通過(guò)離子水和清潔劑清除,然后利用風(fēng)刀快速移除表面水分。但是,絕大不分的貼裝執行無(wú)清洗過(guò)程,即松香助焊劑將留在PCB板的表面,這將節約清洗成本、提高生產(chǎn)效率、減少浪費。

一些SMT貼裝生產(chǎn)標準,比如IPC(Association Connecting Electronics Industries)需要執行清洗標準,以便確保PCB板的清潔,甚至一些無(wú)須清理的助焊劑也必須被清除。正確的清晰將清理掉線(xiàn)路之間的肉眼無(wú)法識別的助焊劑、臟污和雜質(zhì)等。但是,并不是所有廠(chǎng)商會(huì )嚴格遵從IPC標準并顯示在板面上,或者客戶(hù)根本不在意。事實(shí)上,很多廠(chǎng)家的制作標準是比IPC標準更加的嚴格。

最后,PCB板需要經(jīng)過(guò)目檢,查看是否元件漏貼、方向錯誤、虛焊、短路等。如果需要,有問(wèn)題的板需要送至專(zhuān)業(yè)的返修臺進(jìn)行維修,比如經(jīng)過(guò)ICT測試或者FCT功能測試環(huán)節,直至測試PCB板工作正常。


2、THT焊接
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在該行業(yè),有SMD(surface-mount device,表面貼裝器件)和THT(through-hole technology穿孔插裝技術(shù))兩種方法。兩種技術(shù)可以在同一塊PCB板上應用,只不過(guò)穿孔插裝技術(shù)應用在哪些不適合表面貼裝的元器件(比如大的變壓器、連接器、電解電容等)。



THT采用有引線(xiàn)元器件,在印制板上設計好電路連接導線(xiàn)和安裝孔,通過(guò)把元器件引線(xiàn)插入PCB上預先鉆好的通孔中,暫時(shí)固定后在基板的另一面采用波峰焊接等軟釬焊技術(shù)進(jìn)行焊接,形成可靠的焊點(diǎn),建立長(cháng)期的機械和電氣連接,元器件主體和焊點(diǎn)分別分布在基板兩側。采用這種方法,由于元器件有引線(xiàn),當電路密集到一定程度以后,就無(wú)法解決縮小體積的問(wèn)題了。同時(shí),引線(xiàn)間相互接近導致的故障、引線(xiàn)長(cháng)度引起的干擾也難以排除。

除了上面典型的SMT技術(shù)外,還有很多特殊封裝元件的SMT貼片加工工藝,比如BGA焊接、PoP工藝等,具有非常復雜的貼裝和波峰焊接要求,有興趣的工程師可以在網(wǎng)上自行搜索了解。


標簽: pcba

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