SMT基本知識介紹

組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，一般採用SMT之後，電子產品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。 可靠性高、抗振能力强。 焊點缺陷率低。

高頻特性好。 减少了電磁和射頻干擾。

易於實現自動化，提高生產效率。 降低成本達30%~50%。 節省資料、能源、設備、人力、時間等。

◆為什麼要用表面貼裝科技（SMT）？

電子產品追求小型化，以前使用的穿孔挿件元件已無法縮小

電子產品功能更完整，所採用的集成電路（IC）已無穿孔元件，特別是大規模、高集成IC，不得不採用表面貼片元件

產品批量化，生產自動化，廠方要以低成本高產量，出產優質產品以迎合顧客需求及加强市場競爭力

電子元件的發展，集成電路（IC）的開發，半導體材料的多元應用

電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流

◆為什麼在表面貼裝科技中應用免清洗流程？

生產過程中產品清洗後排出的廢水，帶來水質、大地以至動植物的污染。

除了水清洗外，應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。

清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現象，嚴重影響產品質素。

减低清洗工序操作及機器保養成本。

免清洗可减少組板（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。

助焊劑殘留量已受控制，能配合產品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態的問題。

殘留的助焊劑已不斷改良其電力效能，以避免成品產生漏電，導致任何傷害。

免洗流程已通過國際上多項安全測試，證明助焊劑中的化學物質是穩定的、無腐蝕性的

◆回流焊缺陷分析：

錫珠（Solder Balls）：原因：1、絲印孔與焊盤不對位，印刷不精確，使錫膏弄髒PCB。 2、錫膏在氧化環境中暴露過多、吸空氣中水份太多。 3、加熱不精確，太慢並不均勻。 4、加熱速率太快並預熱區間太長。 5、錫膏幹得太快。 6、助焊劑活性不够。 7、太多顆粒小的錫粉。 8、回流過程中助焊劑揮發性不適當。 錫球的工藝認可標準是：當焊盤或印製導線的之間距離為0.13mm時，錫珠直徑不能超過0.13mm，或者在600mm平方範圍內不能出現超過五個錫珠。

錫橋（Bridging）：一般來說，造成錫橋的因素就是由於錫膏太稀，包括錫膏內金屬或固體含量低、搖溶性低、錫膏容易榨開，錫膏顆粒太大、助焊劑表面張力太小。 焊盤上太多錫膏，回流溫度峰值太高等。

開路（Open）：原因：1、錫膏量不够。 2、元件引脚的共面性不够。 3、錫濕不够（不够熔化、流動性不好），錫膏太稀引起錫流失。 4、引脚吸錫（象燈芯草一樣）或附近有連線孔。 引脚的共面性對密間距和超密間距引脚元件特別重要，一個解決方法是在焊盤上預先上錫。 引脚吸錫可以通過放慢加熱速度和底面加熱多、上面加熱少來防止。 也可以用一種浸濕速度較慢、活性溫度高的助焊劑或者用一種Sn/Pb不同比例的阻滯熔化的錫膏來减少引脚吸錫。

◆SMT有關的科技組成

電子元件、集成電路的設計製造技術

電子產品的電路設計科技

電路板的製造技術

自動貼裝設備的設計製造技術

電路裝配制造技術科技

裝配製造中使用的輔助材料的開發生產科技

◆貼片機：

拱架型（Gantry）：

元件送料器、基板（PCB）是固定的，貼片頭（安裝多個真空吸料嘴）在送

料器與基板之間來回移動，將元件從送料器取出，經過對元件位置與方向的調整，然後貼放於基板上。 由於貼片頭是安裝於拱架型的X/Y座標移動橫樑上，所以得名。

對元件位置與方向的調整方法：1）、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不採用。 2）、雷射識別、X/Y座標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法可實現飛行過程中的識別，但不能用於球栅列陳元件BGA。 3）、相機識別、X/Y座標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向，一般相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別，比雷射識別耽誤一點時間，但可識別任何元件，也有實現飛行過程中的識別的相機識別系統，機械結構方面有其它犧牲。

這種形式由於貼片頭來回移動的距離長，所以速度受到限制。 現在一般採用多個真空吸料嘴同時取料（多達上十個）和採用雙梁系統來提高速度，即一個梁上的貼片頭在取料的同時，另一個梁上的貼片頭貼放元件，速度幾乎比單梁系統快一倍。 但是實際應用中，同時取料的條件較難達到，而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴，換吸料嘴有時間上的延誤。

這類機型的優勢在於：系統結構簡單，可實現高精度，適於各種大小、形狀的元件，甚至异型元件，送料器有帶狀、管狀、託盤形式。 適於中小批量生產，也可多台機組合用於大批量生產。

轉塔型（Turret）：

元件送料器放於一個單座標移動的料車上，基板（PCB）放於一個X/Y座標系統移動的工作臺上，貼片頭安裝在一個轉塔上，工作時，料車將元件送料器移動到取料位置，貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件，經轉塔轉動到貼片位置（與取料位置成180度），在轉動過程中經過對元件位置與方向的調整， 將元件貼放於基板上。

對元件位置與方向的調整方法：1）、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不採用。 2）、相機識別、X/Y座標系統調整位置、吸嘴自旋轉調整方向，相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別。

一般，轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭，每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴（較早機型）至5~6個真空吸嘴（現在機型）。 由於轉塔的特點，將動作細微化，選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調整、工作臺移動（包含位置調整）、貼放元件等動作都可以在同一時間週期內完成，所以實現真正意義上的高速度。 現時最快的時間週期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。

此機型在速度上是優越的，適於大批量生產，但其只能用帶狀包裝的元件，如果是密脚、大型的集成電路（IC），只有託盤包裝，則無法完成，囙此還有賴於其它機型來共同合作。 這種設備結構複雜，造價昂貴，最新機型約在US$50萬，是拱架型的三倍以上。