一、傳統(tǒng)制程簡介
傳統(tǒng)穿孔式電子組裝流程乃是將元件之引腳插入PCB的導(dǎo)孔固定之后，利用波峰焊(Wave Soldering)的制程，如圖一所示，經(jīng)過助焊劑涂布、預(yù)熱、焊錫涂布、檢測與清潔等步驟而完成整個焊接流程。
二、表面黏著技術(shù)簡介
由于電子工業(yè)之產(chǎn)品隨著時間和潮流不斷的將其產(chǎn)品設(shè)計成短小輕便，相對地促使各種零元件的體積及重量越來越小，其功能密度也相對提高，以符合時代潮流及客戶需求，在此變化影響下，表面黏著元件即成為PCB上之主要元件，其主要特性是可大幅節(jié)省空間，以取代傳統(tǒng)浸焊式元件(Dual In Line Package；DIP).
表面黏著組裝制程主要包括以下幾個主要步驟: 錫膏印刷、元件置放、回流焊接。
其各步驟概述如下：
錫膏印刷(Stencil Printing)：錫膏為表面黏著元件與PCB相互連接導(dǎo)通的接著材料，首先將剛板透過蝕刻或雷射切割后，由印刷機的刮刀(squeegee)將錫膏經(jīng)鋼板上之開孔印至PCB的焊墊上，以便進入下一步驟。
元件置放(Component Placement)：元件置放是整個smt制程的主要關(guān)鍵技術(shù)及工作重心，其過程使用高精密的自動化置放設(shè)備，經(jīng)由電腦編程將表面黏著元件準確的置放在已印好錫膏的PCB的焊墊上。由于表面黏著元件之設(shè)計日趨精密，其接腳的間距也隨之變小，因此置放作業(yè)的技術(shù)層次之困難度也與日俱增。
回流焊接(Reflow Soldering)：回流焊接是將已置放表面黏著元件的PCB，經(jīng)過回流焊先行預(yù)熱以活化助焊劑，再提升其溫度至183℃使錫膏熔化，元件腳與PCB的焊墊相連結(jié)，再經(jīng)過降溫冷卻，使焊錫固化，即完成表面黏著元件與PCB的接合。
三. smt設(shè)備簡介
1.Stencil Printing: MPM3000 / MPM2000 / PVⅡ
2.Component Placement: FUJI ( CP643E / CP742ME & QP242E / QP341E )
3.Reflow Soldering: FURUKAWA( XN-425PHG / XN-445PZ / XNⅡ-651PZ ) ETC410, ETC411.
四. smt 常用名稱解釋
smt : surface mounted technology (表面貼裝技術(shù)):直接將表面黏著元器件貼裝,焊接到印刷電路板表面規(guī)定位置上的組裝技術(shù).
SMD : surface mounted devices (表面貼裝元件): 外形為矩形片狀,圓柱形狀或異形,其焊端或引腳制作在同一平面內(nèi),并適用于表面黏著的電子元件.
Reflow soldering (回流焊接):通過重新熔化預(yù)先分配到印刷電路板焊墊上的膏狀錫膏,實現(xiàn)表面黏著元件端子或引腳與印刷電路板焊墊之間機械與電氣連接.
Chip : rectangular chip component (矩形片狀元件): 兩端無引線,有焊端,外形為薄片矩形的表面黏著元器件.
SOP : small outline package(小外形封裝): 小型模壓塑膠封裝,兩側(cè)具有翼形或J形短引腳的一種表面組裝元器件.
QFP : quad flat pack (四邊扁平封裝): 四邊具有翼形短引腳, 引腳間距:1.00,0.80,0.65,0.50,0.40,0.30mm等的塑膠封裝薄形表面組裝集體電路.
BGA : Ball grid array (球柵列陣): 積體電路的包裝形式，其輸入輸出點是在元件底面上按柵格樣式排列的錫球。
五. 元件包裝方式.
料條(magazine/stick)(裝運管) - 主要的元件容器：料條由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料構(gòu)成，擠壓成滿足現(xiàn)在工業(yè)標準的可應(yīng)用的標準外形。料條尺寸為工業(yè)標準的自動裝配設(shè)備提供適當?shù)脑ㄎ慌c方向。料條以單個料條的數(shù)量組合形式包裝和運輸。
托盤(tray) - 主要的元件容器：托盤由碳粉或纖維材料制成，這些材料基于專用托盤的高溫度率來選擇的。設(shè)計用于要求暴露在高溫下的元件(潮濕敏感元件)的托盤具有通常150°C或更高的耐溫。托盤鑄塑成矩形標準外形，包含統(tǒng)一相間的凹穴矩陣。凹穴托住元件，提供運輸和處理期間對元件的保護。間隔為在電路板裝配過程中用于貼裝的標準工業(yè)自動化裝配設(shè)備提供準確的元件位置。托盤的包裝與運輸是以單個托盤的組合形式，然后堆疊和捆綁在一起，具有一定剛性。一個空蓋托盤放在已裝元件和堆疊在一起的托盤上。
帶卷(tape-and-reel) - 主要元件容器：典型的帶卷結(jié)構(gòu)都是設(shè)計來滿足現(xiàn)代工業(yè)標準的。有兩個一般接受的覆蓋帶卷包裝結(jié)構(gòu)的標準。EIA-481應(yīng)用與壓紋結(jié)構(gòu)(embossed)，而EIA-468 應(yīng)用于徑向引線(radial leaded)的元件。到目前為止，對于有源(active)IC的流行的結(jié)構(gòu)是壓紋帶 (embossed tape).
六. 為什么在表面貼裝技術(shù)中應(yīng)用免清洗流程？
1.生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水，帶來水質(zhì)、大地以至動植物的污染。
2.除了水清洗外，應(yīng)用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。
3.清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。
4.減低清洗工序操作及機器保養(yǎng)成本。
5.免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。仍有部分元件不堪清洗。
6.助焊劑殘留量已受控制，能配合產(chǎn)品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。
7.殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產(chǎn)生漏電，導(dǎo)致任何傷害。
8.免洗流程已通過際上多項安全測試，證明助焊劑中的化學(xué)物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的

smt-PCB的設(shè)計原則

一、smt-PCB上元器件的布局
1、當電路板放到回流焊接爐的傳送帶上時﹐元器件的長軸應(yīng)該與設(shè)備的傳動方向垂直﹐這樣可以防止在焊接過程中出現(xiàn)元器件在板上漂移或 “豎碑”的現(xiàn)象。
2、PCB 上的元器件要均勻分布﹐特別要把大功率的器件分散開﹐避免電路工作時PCB 上局部過熱產(chǎn)生應(yīng)力﹐影響焊點的可靠性。
3、雙面貼裝的元器件﹐兩面上體積較大的器件要錯開安裝位置﹐否則在焊接過程中會因為局部熱容量增大而影響焊接效果。
4、在波峰焊接面上不能放置PLCC/QFP 等四邊有引腳的器件。
5、安裝在波峰焊接面上的smt大器件﹐其長軸要和焊錫波峰流動的方向平行﹐這樣可以減少電極間的焊錫橋接。
6、波峰焊接面上的大﹑小smt元器件不能排成一條直線﹐要錯開位置﹐這樣可以防止焊接時因焊料波峰的 “陰影”效應(yīng)造成的虛焊和漏焊。
二、smt-PCB上的焊盤
1、波峰焊接面上的smt元器件﹐其較大元件之焊盤(如三極管﹑插座等)要適當加大﹐如SOT23 之焊盤可加長0.8-1mm﹐這樣可以避免因元件的 “陰影效應(yīng)”而產(chǎn)生的空焊。
2、焊盤的大小要根據(jù)元器件的尺寸確定﹐焊盤的寬度等于或略大于元器件的電極的寬度﹐焊接效果好。
3、在兩個互相連接的元器件之間﹐要避免采用單個的大焊盤﹐因為大焊盤上的焊錫將把兩元器件接向中間﹐正確的做法是把兩元器件的焊盤分開﹐在兩個焊盤中間用較細的導(dǎo)線連接﹐如果要求導(dǎo)線通過較大的電流可并聯(lián)幾根導(dǎo)線﹐導(dǎo)線上覆蓋綠油。
4、smt 元器件的焊盤上或在其附近不能有通孔﹐否則在REFLOW過程中﹐焊盤上的焊錫熔化后會沿著通孔流走﹐會產(chǎn)生虛焊﹐少錫﹐還可能流到板的另一面造成短路。