上篇 表面组装技术(SMT)基础与可制造性设计(DFM)

表面组装技术(Surface Mount Technology,SMT),又称表面安装技术、表面贴装技术,是先进的电子制造技术,是无须对印制电路板钻插装孔,直接将表面贴装元器件贴焊到印制电路板(PCB)或其他基板表面规定位置的先进电子装联技术。与传统的通孔插装技术比较,SMT具有结构紧凑、组装密度高、体积小、质量小;高频特性好;抗振动、抗冲击性能好,有利于提高可靠性;工序简单,焊接缺陷极少;适合自动化生产,生产效率高、劳动强度低;降低生产成本等优点。因此,近年来SMT得到了迅速发展,已成为世界电子整机组装技术的主流。

下面简单回顾一下电子组装技术的发展概况(见表0-1)。随着电子元器件小型化、高集成度的发展,电子组装技术也经历了手工、半自动插装浸焊、全自动插装波峰焊和SMT四个阶段。目前,SMT正向窄间距和超窄间距的微组装方向发展。

表0-1 电子组装技术的发展概况

SMT是从厚、薄膜混合电路演变发展而来的。

美国是世界上SMD与SMT起源最早的国家,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方面的优势,具有很高的水平。

日本在20世纪70年代从美国引进SMD和SMT,应用在消费类电子产品领域,并在基础材料、基础技术和推广应用方面进行了大量的开发与研究工作,从20世纪80年代中后期加速了SMT在产业电子设备领域中的全面推广应用。

欧洲各国有较好的工业基础,虽然起步较晚,但发展速度也很快,仅次于日本和美国。

20世纪80年代以来,新加坡、韩国、中国香港地区和中国台湾地区也投入巨资,引进先进技术,使SMT获得较快发展。

中国大陆地区SMT起步于20世纪80年代初期,2003年以后进入快速发展阶段,每年引进贴装机5000台以上,2007年引进10 189台,约占全球当年贴装机产量的1/2。中国大陆地区贴装机的保有量约6万台,居全球第一。目前中国已发展为SMT应用大国,设备已经与国际接轨,但设计、制造、工艺和管理技术等方面与国际还有差距,应加强基础理论和工艺研究,提高工艺水平和管理能力,努力成为真正的SMT制造大国、制造强国。

表面组装技术的组成如下。

随着电子元器件小型化、高集成度的发展,以及不断涌现的新型封装,使组装密度越来越高,组装难度也越来越大。SMT是一项复杂的、综合的系统工程技术,组装质量不仅与组装工艺有关,还与设备、基板、元器件、工艺材料、可制造性设计、管理等有关。在一定意义上可以认为这些是影响SMT组装质量的重要因素,也是SMT工程技术人员掌握SMT工艺技术的基础条件。

本篇简要介绍表面贴装元器件(SMC/SMD)、表面组装印制电路板(SMB)、表面组装工艺材料、SMT生产线及主要设备、SMT印制电路板的可制造性设计(DFM)等内容。

了解并掌握本篇内容,对提高SMT工程技术人员的工艺能力,提高SMT产品的可制造性设计水平等方面都具有很实用的指导作用。