电子工艺论文

SMT技术的发展方向及概况摘要：本文就SMT发展方向及概况为主要内容展开论述，介绍了SMT发展史，特点及优势，安全生产及静电防护和SMT发展现状与趋势。对于推动当代信息产业的发展SMT技术起到了重要的作用，并成为制造现代电子产品必不可少的技术之一。关键词：SMT技术，特点及优势，发展现状与趋势。 1 绪 论SMT是一种无需在PCB板上钻插装孔,直接将表面贴装元器件装贴、焊接到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。SMT的发明地是美国，1963年世界出现第一只表面贴装元器件和飞利浦公司推出的第一块表面贴装电路以来，SMT已由初期主要应用在军事，航空，航天等尖端产品和投资类产品逐渐应用到计算机，通讯，军事，工业自动化，消费类电子行业等各行各业。SMT发展非常迅猛，进入80年代SMT技术已成为国际上最热门的新一代电子组装技术，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。2 SMT技术的发展史2.1 表面组装技术的产生背景所谓表面组装技术，是指把片状结构的元器件或适合于表面组装的小型化元器件，按照电路的要求放置在印制板的表面上，用再流焊或波峰焊等焊接工艺装配起来，构成具有一定功能的电子部件的组装技术。近年来，电子应用技术的发展表现出三个显著的特征。(1)智能化：使信号从模拟量转换为数字量，并用计算机进行处理。(2)多媒体化：从文字信息交流向声音、图像信息交流的方向发展，使电子设备更加人性化、更加深入人们的生活与工作。(3)网络化：用网络技术把独立系统连接起来，高速、高频的信息传输使整个单位、地区、国家以至全世界实现资源共享。这种发展趋势和市场需求对电路组装技术提出了如下要求：密度化：单位体积电子作品处理信息量的提高。高速化：单位时间内处理信息量的提高。标准化：用户对电子作品多元化的需求，使少量品种的大批量生产转化为多品种，小批量的生产，这样必然对元器件及装配手段提出更高的标准化要求。这些要求迫使对在通孔基板PCB上插装电子元器件的工艺方式进行革命，从而导致电子作品的装配技术全方位地转向SMT。2.2 SMT技术的发展美国是世界上SMD和SMT最早起源的国家，并一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT高组装密度和高可靠性能方面的优势，具有很高的水平。欧洲各国SMT的起步较晚，但他们重视发展并有较好的工业基础， 80年代以来，新加坡、韩国、香港和台湾省亚洲四小龙不惜投入巨资，纷纷引进先进技术，使SMT获得较快的发展。我国SMT的应用起步于80年代初期，最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电调谐器生产。随后应用于录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听等生产中，近几年在计算机、通信设备、航空航天电子产品中也逐渐得到应用。 3 SMT的特点及优势3.1 SMT技术的组装特点（1）组装密度高、结构紧凑、电子产品体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、重量轻、生产效率高等优点。一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。SMT在电路板装联工艺中已占据了领先地位。（2）可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。（3）高频特性好。减少了电磁和射频干扰。（4）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。3.2 SMT工艺技术与传统通孔插装技术差别比较（1）传统通孔插装技术 THT采用有引线元器件，在印制板上设计好电路连接导线和安装孔，通过把元器件引线插入PCB上预先钻好的通孔中，暂时固定后在基板的另一面采用波峰焊接等软钎焊技术进行焊接，形成可靠的焊点，建立长期的机械和电气连接，元器件主体和焊点分别分布在基板两侧。采用这种方法，由于元器件有引线，当电路密集到一定程度以后，就无法解决缩小体积的问题了。同时，引线间相互接近导致的故障、引线长度引起的干扰也难以排除。（2） SMT工艺技术所谓表面组装技术，是指把片状结构的元器件或适合于表面组装的小型化元器件，按照电路的要求放置在印制板的表面上，用再流焊或波峰焊等焊接工艺装配起来，构成具有一定功能的电子部件的组装技术。在传统的THT印制电路板上，元器件和焊点分别位于板的两面；而在SMT电路板上，焊点与元器件都处在板的同一面上。因此，在SMT印制电路板上，通孔只用来连接电路板两面的导线，孔的数量要少得多，孔的直径也小很多。这样，就能使电路板的装配密度极大提高。（3）表面组装技术体现的优越性a) 实现微型化。SMT的电子部件，其几何尺寸和占用空问的体积比通孔插装元器件小得多，一般可减小6070，甚至可减小90。重量减轻6090。b) 信号传输速度高。结构紧凑、组装密度高，在电路板上双面贴装时，组装密度可以达到5520个焊点cm。，由于连线短、延迟小，可实现高速度的信号传输。同时，更加耐振动、抗冲击。这对于电子设备超高速运行具有重大的意义。c) 高频特性好。由于元器件无引线或短引线，自然减小了电路的分布参数，降低了射频干扰。d) 有利于自动化生产，提高成品率和生产效率。由于片状元器件外形尺寸标准化、系列化及焊接条件的一致性，使SMT的自动化程度很高，从而使焊接过程造成的元器件失效大大减少，提高了可靠性。e) 材料成本低。现在，除了少量片状化困难或封装精度特别高的品种，绝大多数SMT元器件的封装成本已经低于同样类型、同样功能的iFHT元器件，随之而来的是SMT元器件的销售价格比THT元器件更低。(6)SMT技术简化了电子整机产品的生产工序，降低了f) 生产成本。在印制板上组装时，元器件的引线不用整形、打弯、剪短，因而使整个生产过程缩短，生产效率得到提高。同样功能电路的加工成本低于通孔插装方式，一般可使生产总成本降低3050。4 安全生产及静电防护（1）机械安全贴片机是一个高速运动的机器，是多个机械部份组成的机器，有很多动力源（马达），动力传输机构（皮带、链条），动作机构（高速旋转的贴片头、工作台），机架、夹爪的移动，它们还有锋利的切纸刀口等。像这些转动、移动的机械，如果在使用操作过程中稍微不慎，就可能造成伤人事故。因此在操作机时应注意一列问题：在设备运行或调机过程中，如发生意外，应迅速按下急停按钮，或拉下电源开关，使设备立即停止工作。更换某些部件时应在机器停止状态下进行，同时应锁紧急停按钮（防止别人误操作）。在一般情况下设备进行维护时，应在设备停止工作的状态下进行操作，情况特殊不能停机，应有一个人以上在旁监护。应按设备操作规程使用设备。工作时尽量避免皮肤与助焊剂直接接触，使用手套等工具。打开回流炉时应注意防止烫伤，同时也要戴好手套。尽量少开设备的门窗，让尘灰能被抽风系统有效吸走,保持空气清新、 环境干净。 （2）防静电要求 静电防护的基本原则： A、 抑制静电荷的积聚 B、迅速、安全、有效地消除已经产生的静电荷 对静电的概述 静电是一种自由电荷，通常是因磨擦和分离而产生。人体能感受到静电电击的电压最少3000V，而一些先进的电子元件可能会被低于1000V的电压损坏，甚至低于10V的电压也能把IC击穿。 防静电采用的工具和措施 A、 采用防静电的传动皮带 B、 在工作台面上铺放防静电桌垫 C、 每位操作人员均戴上防静电腕带 D、 每天用测试仪对防静电腕带进行检测，保证防静电环有效作用 E、 防静电桌垫必须有效接地 5 SMT发展现状与趋势5.1 我国SMT设备的现状与趋势 自20世纪80年代中后期，我国开始SMT设备的研制开发以来，SMT设备在我国已取得长足的进步，初步形成了一个以印刷机、再流焊机、波峰焊机等中、低档设备为主的设备群体，但是较之国外的发展水平，我国SMT设备的发展道路还很漫长。 贴装设备方面，我国自1988年研制出第一台低速贴装机的样机以来，十几年的发展仍没有开发出推向市场的商品化机型，在此方面与国外的差距巨大。 印刷设备方面，我国以半自动丝印机、手动丝印机的生产为主，全自动丝印机只有日东公司开发成功，并已推向市场。该机采用机械定位方式，实现了全自动印刷过程，但由于不带图像识别系统，使其应用受到了很大的局限性。目前，日东公司正在开发带视觉系统的全自动丝印机。 再流焊设备是我国SMT国产化设备中最具竞争力的产品，其中以信息产业部电子第二研究所、日东、劲拓等公司为代表的再流焊产品在技术性能指标上已接近或达到国外同类机型的水平，初步具备了同国外产品竞争的实力，且价格只是国外的1/31/2。今后主要在可靠性及指标的优化上还需要下大力气，以满足市场多样化的需求。 检测设备国内主要以北京星河公司为代表，其生产的在线测试仪ICT占据了国内很大的市场份额。但是，受高密度组装的挑战,ICT的使用受到极大的制约。目前，星河公司已研制出AOI样机，正在进行测试和改进。 综观国内SMT设备的发展，应该说局部有所突破，但整体上与国外差距很大。5.2 SMT发展现状以及未来前景现状：据2000年不完全统计，我国约有40多家企业从事SMC/SMD的生产，全国约有300多家引进了SMT生产线，不同程度的采用了SMT。全国已引进4000-5000台贴装机。随着改革 开放的深入以及加入WTO，近两年一些美、日、新加坡、台商已将SMT加工厂搬到了中国，仅2001-2002一年就引进了4000余台贴装机。我国将成为SMT世界加工厂的基地。我国SMT发展前景是广阔的。 未来前景：元器件越来越小、组装密度越来越高、组装难度也越来越大。最近几年SMT又进入一个新的发展高潮。为了进一步适应电子设备向短、小、轻、薄方向发展，出现了0210（0.6mm0.3mm）的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、复合化片式元件等新型封装元器件。由于BGA等元器件技术的发展，非ODS清洗和元铅焊料的出现，引起了SMT设备、焊接材料、贴装和焊接工艺的变化，推动电子组装技术向更高阶段发展。SMT发展速度之快，的确令人惊讶，可以说，每年、每月、每天都有变化。6 总结通过这次写论文让我看到了人类对于电子产品不断的追求其功能化的同时，对产品的小型化、功能的完整化更是日显突出，而这些传统的THT技术无法适应产品的工艺要求。因此，SMT是电子焊接技术的发展趋势。中国的电子行业也在努力的完善和改进这方面的技术。我相信在我们年轻一代的努力下，SMT行业将前程似锦，中国电子行业会走在世界的前潮。参考文献：1李朝林.SMT制程术M北京：天津：天津大学出版社，20092贾忠中.SMT工艺质量控制M北京：电子工业出版社，20073吴兆华，周德俭表面组装技术基础M背景：国