浅谈SMT表面贴装技术的发展及应用论文_何叶

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SMT( Surface Mount Technology) ,是一种先进的电子表面贴装技术,近十多年来,工业水平发达的国家在近十多年来利用SMT已取代传统的通孔插装技术,现今SMT技术已走在电子产品的相关技术的前沿,支配着电子设备的发展,被公认为电子装配技术的一场革命。本文通过查阅相关文献,简要概述了SMT表面贴装技术的发展及应用。

关键词:SMT表面贴装技术,发展,应用

1.SMT表面贴装技术简介

1.1 SMT表面贴装技术的特点

SMT是利用一定的工具将焊膏或粘接剂印涂到焊盘上,然后将表面贴装元器件引脚对准焊盘贴装,经过再流式波峰焊,建立机械和电气连接。利用SMT表面贴装技术可以无需在印刷板上钻插装孔,同时能实现将表面贴装元器件贴焊到印刷电路板表面设计位置处。其具有诸多优良的特点:

1. 一般采用SMT技术后,电子产品体积小、重量轻,其组装密度较高,贴片元件的体积和重量只有普通插装元件的10% 左右,整个电子产品体积减少到一般产品的40%~60%,重量相比减小60%~80%;

2.采用SMT技术后,产品的抗振动能力强,其可靠性高。

3.采用焊点技术后产品缺陷概率低,能减少射频和电磁的干扰。并且其容易实现自动化,节省人力、时间、材料、设备、能源等,从而提高生产效率。

图1 SMT表面贴装技术

1.2 SMT表面贴装技术的优势

采用SMT技术和其配套的工艺生产的电子元器件具有体积小、重量轻、组装密度高的特点,在确保该电子部件具有可靠的功能的前提下,其可以直接贴焊到电路印制板表面上来实现电子装配。传统的插孔插装技术则较SMT技术复杂许多,其首先需进行钻插装孔操作,随后在电路印制板上设计和安装孔和相应电路连接导线,最后将导线插入电路板通孔中。

2.SMT表面贴装技术的发展

2.1 SMT生产线的发展

SMT表面贴装技术的生产线集合大规模电子装配生产和高质量特点, 目前该技术具有以下几个发展趋势[2]:

1. CIMS的应用。CIMS全称计算机集成制造系统,其以数据库为中心,借助计算机网络将设计环境中的数据传送到各个自动化加工设备中,并能控制和监督这些自动化加工设备,形成一个包括设计制造、测试、生产过程管理、材料供应和产品营销管理等全部活动的综合自动化系统。CIMS 的应用非常显著的提高经济效益,具体表现为提高设备有效利用率、产品的质量和其它一些制造能力,极大的缩减了产品设计时间和投入市场周期等。根据上述分析可以知道,CIMS在SMT 生产线中的应用将会越来越广泛;

2.SMT 生产线正在往高效率路线发展, SMT 生产线通过提高产能效率和控制效率来体现其生产效率。通常SMT生产线上各种设备的综合产能表示其产能效率。部分SMT生产线在其回流炉后都配备了全自动的连线测试仪以提高生产线的产能效率,通过这种方式,能保证在整个生产过程中,完全避免人为因素的干扰,大幅度地提高了生产效率;

3.SMT 生产线偏向“绿色”环保的发展路线,为了加强地球生态环境的保护, 人们对SMT 生产线的环保问题有着越来越多的关注,21世纪SMT生产线将迎来符合环保要求的“绿色”的大潮流。国外的相关资料对表面贴装技术印刷板组件的可靠性设计提供了相关指导和理论基础[3]。

2.2 SMT设备的发展

SMT生产线是由SMT设备所组成的,SMT生产线的快速发展得益于其设备正在向智能、环保、高效、灵活等方向发展。SMT 生产线中最关键的设备是贴片机,它通常占据整条生产线投资额的50%以上。因此,贴片机引起了人们愈来愈多的关注。目前贴装机正在向着高精度化、高速化、多功能化、智能化、柔性制造系统( FMS)等多个方向发展。而焊接设备则朝着智能化、高效化、多功能等方面发展。目前常用的SMT 工艺材料有以下几种:助焊剂、稀释剂、膏状焊料、条形焊料和清洗剂等,但考虑到环保问题,其材料正向着无铅型发展。随着该技术中对电路安装密度的提高,表面贴装元器件将成为未来必然趋势,并代替传统的过孔插装元器件。欧美日等发达国家正开展无铅焊料的研究,并取得了较快的进展,在不久就会进入生产实用阶段。

3. SMT 技术的应用前景

SMT的应用非常广泛, 目前其被应用在单片陶瓷电容器和薄膜电阻器中进行编程批量组装,该应用也验证了SMT的较高的可靠性[4]。同时消防电子企业也运用了该技术,SMT 可以使报警器系列电子产品和火灾自动探测器的生产制造技术跨入国际先进行列。SMT技术的应用可以使电路板密度相较一般电路板密度提高至少5倍,而面积却能节约40%-50%。如运用SMT 贴装的火灾探测器,该探测器体积就比一般技术生产的产品重量减轻60 % 以上,体积缩小50% 以上。因此整机的成本下降,但可适应、可靠性、电气性能却得到提高,这些应用数据为企业进一步引进国外电子新工艺、新材料、新技术、新产品奠定了良好的基础,促进企业技术进步。

4.总结

SMT技术是一种多专业和多门学科交叉的技术,随着该技术的进步和发展,电子装配水平将得到非常显著的提升。本文介绍了SMT的一些发展和应用,SMT技术的出现将带来电子装联技术的一场变革,在将来的应用过程中,SMT 正在不断地发展与完善,相信它最终会为我们的生活带来巨大的影响。

参考文献

[1] 王亚雄. 表面贴装技术(SMT) 及应用[J]. 消防技术与产品信息, 2003(9):68-71.

[2] 鲜飞. 表面贴装技术的发展趋势[J]. 新技术新工艺, 2000(11):2-4.

[3]Circuits I O P. Design guidelines for reliable surface mount technology printed boardassemblies[J]. 1996.

[4]Ji H , Lingley A , Baskaran R , et al. Parallel assembly of 01005 surface mount technology components with 100% yield[J]. 2010 , 33(9):532-535.

论文作者:何叶

论文发表刊物:《科技新时代》2019年3期

论文发表时间:2019/5/8

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