电路组装技术.

电路组装技术概述

电子组件是构成电子装备的细胞﹐随着电子元器件的发展和更新换代﹐电子电路装联技术出向着更高一级技术阶段发展﹐从而导致新一代电子装备的诞生。概括起来﹐电子电路装联技术的发展分为五个阶段﹐或称五代﹐现在已进入第五代发展时期﹐如表1-1所示。

表1-1 电子元器件和电子电路装联技术的发展

总之﹐电子电路装联技术的发展受元器件所支配﹐一种新型元器件的诞生﹐总是要导致装联技术的一场革命。展望21世纪﹐随着硅微技术的发展﹐电路装联技术将向”高密度集成”方向大踏步前进﹐从而使电子装备大缩小体积﹐减轻重量﹐降低功耗。提高可靠性﹐使21世纪的”灵巧电子装备”﹑”机器人”等智能电子系统成为现实。

表面组装技术概述

表面组装技术﹐国外叫Surface Mount Technology,简称SMT﹐国内有多种译名﹐根据电子行业标准﹐我们将SMT叫表面组装技术。

1.表面组装技术定义

表面组装技术是一种无需在印制板上钻插装孔﹐直接将表面组装元器件贴﹑焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。

具体的说﹐表面组装技术就是一定的工具将表面组装元器件引脚对准预先涂覆了了粘剂接剂和焊膏的焊盘图形上﹐把表面组装组件贴装元器件贴装到未钻安装孔的PCB表面上﹐然后经过波峰焊或再流焊使表面组装元器件和电路之间建立可可靠的机械和电气连接﹐元器件各焊点在电路路基板一侧﹐如图2.所示﹕

二﹑表面组装技术的组成

1.1 表面组装技术的组成如图

2.2所示。

封装设计﹕结构尺寸﹑端子形式﹑耐焊性等﹔

表面组装元器件制造技术﹕

包装﹕编带式﹑棒式﹑托盘﹑散装等

表电路基板枝术单(多)层PCB﹑陶瓷基板﹐瓷釉金属基板等

组装设计电设计﹑热设计﹑元器件布局和电路布线设计﹑焊盘图形设计

组装方式和工艺流程

组装材料

组装工艺技术

组装技术

组装设术

1.2表面组装工艺概要

三﹑表面组装工艺技术的组成

图2-3列出表面组装工艺技术的组成。

涂敷材料粘接剂﹑焊料﹑焊膏

组装材料

工艺材料焊剂﹑清洗剂﹑热转换介质

涂敷技术点涂﹑针转印﹑印(丝网印刷﹑模板印)

贴装技术顺序式﹑在线式﹑同时代

焊接方法双波峰﹑喷射波峰等

流动焊接粘接剂涂敷点涂﹑针转印

粘接剂固化紫外﹑红外﹑激光等

焊接技术

组装技术焊接方法焊膏法﹑预置焊料法

表再流焊接焊膏涂敷印刷

面加热方法气相﹑红外﹑激光等

组清洗技术溶剂清洗﹑水清洗

装检测技术非接触式检测﹑接触式测试

工返修技术执空气对流﹑传导加热

艺涂敷设备点涂器﹑印刷机﹑针式转印机

技贴装机顺序式贴装机﹑同时式贴装机﹑以线式贴装系统

术焊接设备双波峰焊接设备﹑喷射式波峰焊接设备﹑各种再流焊接设备组装设备清洗设备溶剂清洗机﹑水清洗机

测试设备各种外观检测设备﹑在线测试仪﹑功能测试仪

返修设备热空气对流返修工具和设备﹑传导加热返修设备和工具

四﹑表面组装和通孔插装的比较

从PCB﹑元器件和组件形态等方面进行比较﹐都可以发现SMT和THT存在有许多差异﹐但从组装工艺角度分析﹐SMT和THT的根本区别是”插”和”贴”的区别﹐这两种截然不同的电路组装技术﹐用了外形结构完全不同的两种类型的电子元器件。电子电路装联技术的发展主要受元器件类型所支配﹐一块PCB或陶瓷基板电路组件的功能主要来源于电子元器件和互连导体组成的电路组件。通孔插装技术是在PCB的背面从安装插入元器件﹐而在电器面(正面)进行焊接﹐元器件主体和焊接接头分别在电路板两侧﹐面SMT是在基板的同一侧进行元器件贴装和焊接﹐元器件主体和焊接接头同在电路板一侧。工艺上的这个特征反映了这两类元器件及其包装形式的差异并决定了工艺﹑工艺装备的结构和性能都存在很大差别。

五﹑表面组装方式

组装了SMC/SMD的电路基板叫做表面组装组件(简称SMA), 他集中体现了SMT的特征。在不同的应用场合﹐对SMA的高密度﹑高功能和高可靠性有不同的要求﹐只有采用不同的方式进行组装才能满足之些要求。根据电子设备对SMA的形态结构﹑功能要求﹑组装特点和所用电路基板类型(单面和双面板)﹐将表面组装分为三类六种组装方式﹐如表2-1所示﹐更全面的分类将在高级教材中介绍。

六﹑表面组装工艺流程

表面组装方式确定后﹐就可以根据需要和具体条件(或可能)选择合理的工艺流程﹐不同的组装方式有不同的工艺流程。同一种组装方式出可以有不同的工艺流程﹐这主要取决于所用元器件的类型和电子装备对电路组件的要求以及生产的实际条件。不同组装方式的典型流程有十几种﹐在实际生产中具体应用的工艺流程则更多﹐这里就不一一列举了﹐图2-4仅列出单面表面组装工艺流程﹐这是最简单的全表面组装典型工艺流程。

图2-4 单面板全表面组装典型工艺流程

七﹑什么是表面组装元器件

表面组装元器件是60年代开发﹐70年代后期在国际市场上流行的新型电子元器件﹐国际上简称为表面组装元器件Surface Mount Components(简称SMC)或Surface Mount Devices(简称SMD)。最初的表面组装元器件是用于厚膜混合集成电路的外贴元器件﹐主要是无引线矩形片式电阻器和陶器独石电容器﹐国外把这些组件叫做”Chip Components”,国内曾叫做”片式组件”。后来(80年代初)又出现了圆柱形﹑立方体和异形结构的无引线元器件﹐它们已超越了”片状”﹑”片式”和”无引线”等说法都不能确切的反映表面组装元器件。其具体定义是﹕表面组装元器件是外形为矩形片状﹑圆柱形﹑立方体或异形﹐其焊端或引脚制作在同一平面内并适合于表面组装工艺的电子元器件。目前电子元器件的发展日新月异﹐正向0603或更小化微型化发展﹐日东公司推出的贴片机(CP40L/LV﹑CP45FV)均能适应其发展。图3-1示出表面元器件的类型。