表面组装技术基础
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1.2 表面组装技术的组成及工艺流程

表面组装技术是电子制造业中技术密集、知识密集的高新技术。它作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域,甚至在许多领域中已经完全取代了传统的电子装联技术。表面组装技术以自身的特点和优势,使电子装联技术发生了根本性的变革。

1.2.1 表面组装技术的组成

表面组装技术涉及元器件封装、电路基板技术、涂敷技术、自动控制技术、软钎焊技术、物理、化工、新型材料等多种专业和学科。它主要包含表面组装元器件、表面组装电路板的设计(EAD设计)、表面组装专用辅料(焊锡膏及贴片胶等)、表面组装设备、表面组装焊接技术(包括双波峰焊、再流焊、汽相焊、激光焊等)、表面组装测试技术、清洗技术、防静电技术及表面组装生产管理等多方面内容。

表面组装技术由组装元器件技术、电路基板设计技术、组装设计和组装工艺技术组成,参见表1-1。

表1-1 组装技术的组成

表面组装工艺主要由组装材料、组装技术、组装设备三部分组成,参见表1-2。

表1-2 组装工艺组成

这些内容可以归纳为以下3个方面:

(1)设备方面,即表面组装技术的硬件;

(2)电子装联工艺,即表面组装技术的软件;

(3)表面组装元器件,它既是表面组装技术的基础,又是表面组装技术发展的动力,它推动着表面组装技术专用设备和电子装联工艺的不断更新和深化。

1.2.2 表面组装工艺流程简介

1.组装技术工艺分类

采用组装技术完成装联的印制板组装件称为组装组件。一般将表面组装工艺分为6种组装方式,参见表1-3。

表1-3 组装工艺的六种组装方式

SMT工艺有两类最基本的工艺流程,一类是锡膏-再流焊工艺,另一类是贴片胶-波峰焊工艺。在实际生产中,应根据所用元器件、生产装备的类型及产品的要求,选择单独进行或重复、混合使用,以满足不同产品生产的需要。现简单介绍基本的工艺流程。

(1)锡膏-再流焊工艺,如图1-1所示。该工艺流程的特点是简单、快捷,有利于减小产品的体积。

图1-1 锡膏-再流焊工艺

(2)贴片胶-波峰焊工艺,如图1-2所示。该工艺流程的特点是利用双面板空间,电子产品的体积可以进一步缩小,且仍使用通孔元件,价格低廉。但设备要求增多,波峰焊过程中缺陷较多,难以实现高密度组装。

图1-2 贴片胶-波峰焊工艺

(3)混合安装,如图1-3所示。若将上述两种工艺流程混合与重复,则可演变成多种工艺流程以组装电子产品,即为混合安装。该工艺流程特点是充分利用PCB双面空间,实现了安装面积最小化,并仍保留了通孔元件价廉的优点,多用于消费类电子产品的组装。

图1-3 混合安装

(4)双面均采用锡膏-再流焊工艺。该工艺流程的特点是先在PCB元器件较小、IC器件较少的一面采用锡膏-再流焊工艺,再在IC较多或有大、重器件的一面采用锡膏-再流焊工艺。双面再流焊工艺能充分利用PCB空间,实现安装面积最小化,但工艺控制复杂,要求严格,常用于密集型或超小型电子产品的组装。

2.电子装联基本工艺流程

下面介绍电子装联中常用的基本工艺流程。

(1)单面表面组装再流焊工艺,如图1-4所示。

图1-4 单面表面组装再流焊工艺

(2)双面表面组装再流焊工艺,如图1-5所示。

图1-5 双面表面组装再流焊

(3)双面表面组装再流焊-波峰焊工艺,如图1-6所示。用于PCB双面都有大、重器件的组装。

图1-6 双面表面组装再流焊-波峰焊

(4)双面混合组装波峰焊工艺,如图1-7所示。

图1-7 双面混合组装波峰焊

注:THC—通孔插装元件

(5)单面混合组装再流焊-波峰焊工艺,如图1-8所示。

图1-8 单面混合组装再流焊-波峰焊

(6)单面混合组装高温再流焊-低温波峰焊工艺,如图1-9所示。

图1-9 单面混合组装高温再流焊-低温波峰焊

(7)双面表面组装再流焊-波峰焊工艺,如图1-10所示。

图1-10 双面表面组装再流焊-波峰焊

(8)双面表面组装再流焊-手工补焊工艺,如图1-11所示。

图1-11 双面表面组装再流焊—手工补焊