摘 要:表面组装技术SMT在电子工业中得到了广泛的应用,已成为电子组装行业中最流行的技术。SMT技术具有较高的自动化程度和产业化程度。本文主要对SMT技术工艺进行了分析,并探讨了其发展趋势。
关键词:SMT技术;电子工业;技术工艺;发展前景
随着科学技术的飞速发展,电子工业的技术也取得了巨大的进步。为了使电子行业的产品更方便顾客携带,产品尺寸越来越小,高集成度、高性能的微电子产品受到人们的喜爱。SMT 技术在电子工业中的应用十分广泛,目前已在许多领域取代了传统的电子组装技术,被认为是电子组装技术的一次革命性变革。
一、SMT技术工艺分析
(一)丝网印刷工艺
所谓丝网印刷是指将焊膏印在PCB电路板的焊盘上,印刷方法包括接触式模板漏印和不直接接触式丝网印刷[1]。SMT通常是以接触式的方式进行的,所以我们倾向于称之为丝网印刷。丝网印刷的第一步是对焊锡膏进行搅拌,在混合过程中必须注意焊锡膏的粘度和均匀性。粘度的好坏直接影响印刷的质量,一般按照印刷标准来搅拌和测定焊锡膏的粘度,如果粘度过高或过低都会影响印刷的质量。 焊锡膏的贮存环境要求贮存温度保持在0-5°C之间,在此温度下,焊锡膏的成分会自然分离。因此,在使用时应将焊锡膏提前取出,在室温下放置20分钟,使其自然发热,然后用玻璃棒搅拌10-20分钟,理想的环境要求温度为20-25°C,湿度为40%-60%。在PCB电路板焊盘上漏刷焊膏,并为电路板焊接准备元器件,是SMT技术生产的前端工作。印刷过程中,刮板压力将焊锡膏推到焊盘上,焊锡膏厚度应小于0.15毫米。实践表明,丝网焊锡膏不仅可以改善印刷电路板焊盘的焊接质量,而且可以使焊盘上的焊锡膏更加饱满。
(二)元件贴装工艺
元件贴装工艺主要是将组件安装到PCB上。印刷生产时,元器件的方位形状和位置是不一样的,所以要准确的安装到PCB的位置,并做好其程序编码[2]。PCB的位置安装准确与否取决于编码过程中是否会出现错误和漏洞,如果工作人员不能严格检查,很容易造成印刷电路板废弃,不能用于生产印刷。在编写组装零件时,应根据较简单的结构进行编程工作,然后编写较复杂结构芯片的零件,只有重新确认没有错误后才能开始生产贴片。在接下来的生产工作中,主要是通过自动化编程进行作业。为了更好地进行激光识别和相机识别,需要在安装后调整位置和判断方向,并采取有效措施。应该注意的是,相机识别较适用于机械结构,而激光识别更广泛应用于飞机飞行过程。因此,BGA并不适用于激光识别方法。
(三)回流焊工艺
在将PCB放入回流焊之前,我们需要检查元件的方向和位置,回流焊时注意控制温度[3]。焊接法通常需要经过预热、保温、回流和冷却四个步骤才能完成。预热的目的是确保温度是平衡和稳定的;温室的温度应该保证在180°C,温差不应该太大,湿度应该保证在40%-60%的条件是最适当的。加热时,注意加热器的温度通常设置为245°C,锡膏的熔点为183°C。 转移出回流炉后,PCB板温度逐渐降低,使焊点达到最佳效果。如图1为SMT全自动生产线。
图1 SMT全自动生产线
二、SMT技术发展趋势和前景
一方面,SMT技术的成本很低,SMC的小尺寸在一定程度上减小了PCB面积,电子产品的尺寸也会减小,从而降低了电子产品的生产成本。其次,SMT技术具有很强的可靠性,芯片式元件具有无引线或短引线、重量轻、抗震性能好、自动化程度高等特点,是一种可靠的安装技术[4]。SMT技术引领了电子组装技术的革命,新一代电子元器件的制造具有很高的精度和实用性,并逐渐取代了传统的组装技术,在市场上得到了良好的应用。加之,随着5G的全面覆盖,基站的数量大幅增加,相关PCB产品的需求达到了指数增长。5G的到来对SMT市场产生了强烈的冲击,SMT产品将会得到极大的发展。
另一方面,在过去的几年中,SMT市场发生了很大的变化,相比大规模生产的市场模式,消费者更倾向于生产品种多样、高混合、中小批量的电子产品。此外,越来越多的人喜欢可穿戴的电子产品,所以我们需要将更多的功能整合到更小的单元中,并且能够在极小的区域进行组装,使工艺技术也变得更加复杂。如何实现稳定、高精度、相对可靠的高速印刷,是SMT贴装技术发展的瓶颈。电子产品尺寸的缩小和功能的增加,元器件的密度也会逐渐增加。现在,半导体制造商正致力于高速SMT设备的应用,SMT生产线也将用于一些半导体集成领域。因此,半导体封装和STM技术的集成是行业的发展趋势。目前,世界各行业之间的竞争越来越激烈,成本压力也越来越大。SMT产业的技术已经显示出其集智能化、装配化、物流化等全自动化功能于一体的系统集成。随着科学技术的不断进步,SMT技术的自动化程度越来越高,人工成本大大降低,个人产量逐渐提高。未来SMT技术的发展将集中在高性能、高灵活性、易于使用和环保方面。
结束语:
总而言之,现阶段我国已成为世界上最大的SMT技术应用国,但我国在先进的电子制造业中仍然存在一定的缺陷。因此,需要加强对SMT技术的研究,突破我国电子产品先进技术中的瓶颈问题,从而在科学技术的国际竞争中站稳脚步,逐渐走向世界发展的最前沿。
参考文献:
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