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      SMT工藝 | SMT工藝介紹和SMT貼片流程

      作者: 迅得電子
      發布日期: 2019-05-13 00:00:00

      SMT是表面貼裝技術(Surface Mount Technology)的縮寫,作為新一代電子組裝技術,SMT工藝由于其實現電子組裝產品的高密度、高可靠性、小型化、低成本等優勢的能力,已逐漸成為現代電子組裝產業的主流。利用SMT組裝工藝的電子產品具有輕、薄、短、小等優勢,并且產品品質良好,充分符合現代電子產業對產品小型化、高密度化、高傳輸效率的要求。



      據初步了解,目前國際上SMD(Surface Mount Device)器件產量逐年上升,傳統器件產量逐年下降,因此,隨著時間的推移,SMT技術將越來越普及,越來越多地服務于更廣泛的電子產品。



      本文將全面介紹SMT的主要工藝流程及相關設備,對SMT初學者及相關技術人員具有一定意義的指導作用。



      SMT工藝優勢



      a. SMT組裝密度高、電子產品體積小、重量輕;


      b. 產品可靠性高、抗振能力強、焊點缺陷率低;


      c. 產品高頻特性好,減少了電磁和射頻干擾;


      d. 易于實現自動化,提高生產效率;


      e. 節省材料、能源、設備、人力、時間等,降低生產成本。



      SMT工藝分類



      SMT工藝按照不同分類標準可以有不同的分類:



      ?按焊接方式,可分為回流焊和波峰焊兩種類型;


      ?按組裝方式,可分為全表面組裝、單面混裝、雙面混裝三種方式。



      單面混裝



      單面混裝是指SMC(Surface Mount Component,表面組裝元件)/SMD(Surface Mount Device,表面組裝器件)與THC(Through Hole Component,通孔插裝元件)分布在PCB不同的一面上混裝,但其焊接面僅為單面。



      單面混裝按照貼片與插件的順序分為先貼法和后貼法。前者指的是在PCB的B面(焊接面)先貼裝SMC/SMD,而后在A面插裝THC,工藝簡單,組裝密度低;后者指的是現在PCB的A面插裝THC,然后在B面貼裝SMD,工藝較復雜,組裝密度高。



      目前,單面混裝均采用單面PCB和波峰焊接工藝。



      雙面混裝



      雙面混裝是指在PCB的雙面既有SMC/SMD,也有THC。



      雙面混裝方式中也有先貼和后貼SMC/SMD的區別,一般根據SMC/SMD的類型和PCB的大小合理選擇,通常采用先貼法較多。該類組裝常用兩種組裝方式:SMC/SMD和THC同側方式與SMC/SMD和THC不同側方式。在后者中,把表面組裝集成芯片(SMIC)和THC放在PCB的A面,而把SMC和小外形晶體管(SOT)放在B面。



      全表面組裝



      全表面組裝是指PCB上只有SMC/SMD而無THC。全表面組裝分為兩種組裝形式:單面表面組裝方式和雙面表面組裝方式。



      單面表面組裝方式指的是貼片組裝只在PCB的一面進行,工藝簡單,適用于小型、薄型化的電路組裝。雙面表面組裝方式指的是PCB的兩面均有貼片組裝,適用于組裝密度高、薄型化的電路組裝。



      SMT工藝流程



      SMT基本工藝流程有:錫膏印刷、貼裝、固化、回流焊接、清洗、檢測、返修。



      錫膏印刷



      錫膏印刷是通過鋼網將焊錫膏漏印到PCB焊盤上,該步驟是通過印刷機完成的。



      錫膏印刷的主要工序有:


      在使用印刷機進行錫膏印刷的過程中,參數設置顯得尤為重要,畢竟,一點小小的差別都有可能造成印刷質量不理想。一般使用較硬的刮刀或金屬刮刀,刮刀速度和壓力必須設置適中,這樣才能既把模板刮干凈,又不會損壞模板。錫膏印刷厚度主要由鋼網的厚度決定的,而后者又與IC腳距密切相關。



      一般來說,IC引腳間距<0.5mm,刮刀速度在20到30mm/s,刮刀角度保持在45°到75°之間。



      貼裝



      貼裝的作用是將SMC/SMD準確地擺放到印有錫膏的PCB焊盤上,完成這一流程的儀器叫做貼片機,SMT貼片機由計算機控制,并集光、電、氣以及機械為一體的高精度自動化設備,可分為中速貼片機、高速貼片機、泛用貼片機等。SMT貼片機的主要組成部分包括:機體、料件供應器、PCB承載機構、貼裝頭、器件對中檢測裝置、驅動系統、計算機控制系統等。



      選用何種SMT貼片機是受貼片精度、貼片速度和適應性影響的。貼片精度決定貼片機能貼裝的元器件種類和它能適用的領域。例如,低精度的貼片機只能貼裝SMC和極少數的SMD,適用于消費類電子產品領域用的電路組裝;高精度的貼片機能貼裝CSP、BGA、QFP等多引線細間距器件,適用于汽車和軍用電子裝備領域的組裝。



      貼片速度決定SMT貼片機的生產效率和產能,對于OEM來說關系到產品的交期和產品盈利的速度。



      適應性決定貼片機能貼裝的元器件類型和滿足各種不同貼裝要求的能力。適應性差的貼片機只能滿足單一品種的電路組件的貼裝要求,當對多品種電路組裝時,就須增加專用貼片機才能滿足不同貼片要求。



      回流焊接



      回流焊接是將錫膏融化,再通過其冷卻使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起的過程?;亓骱附釉赟MT貼片流程中占據著舉足輕重的作用,一旦處理不好,將對產品的可靠性和使用壽命產生災難性影響。



      熱風對流法是回流焊接通常使用的方式。利用加熱器與風扇,熱風對流法使爐膛內的空氣溫度不斷上升并進行對流循環作為主要的傳熱方法。再流區內還可分成若干個溫區,分別進行溫度控制,以獲得合適的溫度曲線,必要時可向爐內填充氮氣,減少焊接過程中的氧化作用。



      清洗



      清洗的目的在于將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物,如助焊劑、錫膏等除去,達到清潔的目的。



      檢測



      檢測在SMT貼片過程中起著關鍵的作用,尤其是批量生產的時候,適當的檢測有利于缺陷及時發現和修正,并調整相應參數,徹底去掉缺陷。



      由于生產效率、成本和交期的要求,檢測不可能放置在SMT貼片流程中的所有步驟之后,只需要在流程中的關鍵步驟之后安排檢測即可。一般來說,SMT貼片流程中需要安排檢測的步驟有:錫膏印刷、貼片和回流焊后。



      SMT貼片組裝檢測類型包括在線測試和功能測試,有的還逐步增加了自動光學檢測(AOI)和X射線檢測。



      返修



      一旦檢測出缺陷,就要對PCB板進行返修,對有缺陷的焊點可以采用電烙鐵進行返修加工。



      SMT工藝在組裝效率和密度上具有插裝技術無可比擬的優勢,隨著用戶對電子產品的要求越來越高,產品也需不斷完成升級。SMT工藝為我們提供了更多可能性,確保了PCB板的焊接質量,也減少了人力和時間成本,生產效率明顯提高,今后會有更廣闊的應用前景。

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