SMT电路板安装设计方案

电子

　　什么是SMT
　　SMT就是表面组装技术（表面贴装技术）（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
　　SMT有何特点
　　组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。
　　可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。
　　高频特性好。减少了电磁和射频干扰。
　　易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。
　　6.3.1 SMT电路板安装方案
　　采用SMT的安装方法和工艺过程完全不同于通孔插装式元器件的安装方法和工艺过程。目前，在应用SMT技术的电子产品中，有一些是全部都采用了SMT元器件的电路，但还可见到所谓的“混装工艺”，即在同一块印制电路板上，既有插装的传统THT元器件，又有表面安装的SMT元器件。这样，电路的安装结构就有很多种。
　　6.3.1.1 三种SMT安装结构及装配焊接工艺流程
　　⑴ 第一种装配结构：全部采用表面安装
　　印制板上没有通孔插装元器件，各种SMD和SMC被贴装在电路板的一面或两侧，如图1(a)所示。
　　⑵ 第二种装配结构：双面混合安装
　　如图1(b)所示，在印制电路板的A面（也称“元件面”）上，既有通孔插装元器件，又有各种SMT元器件；在印制板的B面（也称“焊接面”）上，只装配体积较小的SMD晶体管和SMC元件。
　　⑶ 第三种装配结构：两面分别安装
　　在印制板的A面上只安装通孔插装元器件，而小型的SMT元器件贴装在印制板的B面上，见图(c)。

　　图1 三种SMT安装结构示意图
　　可以认为，第一种装配结构能够充分体现出SMT的技术优势，这种印制电路板最终将会价格最便宜、体积最小。但许多专家仍然认为，后两种混合装配的印制板也具有很好的前景，因为它们不仅发挥了SMT贴装的优点，同时还可以解决某些元件至今不能采用表面装配形式的问题。
　　从印制电路板的装配焊接工艺来看，第三种装配结构除了要使用贴片胶把SMT元器件粘贴在印制板上以外，其余和传统的通孔插装方式的区别不大，特别是可以利用现在已经比较普及的波峰焊设备进行焊接，工艺技术上也比较成熟；而前两种装配结构一般都需要添加再流焊设备。
　　6.3.1.2 SMT印制板波峰焊工艺流程
　　在上述第三种SMT装配结构下，印制板采用波峰焊的工艺流程如图2所示。

　　图2 SMT印制板波峰焊工艺流程
　　⑴ 制作粘合剂丝网
　　按照SMT元器件在印制板上的位置，制作用于漏印粘合剂的丝网。
　　⑵ 丝网漏印粘合剂
　　把粘合剂丝网覆盖在印制电路板上，漏印粘合剂。要精确保证粘合剂漏印在元器件的中心，尤其要避免粘合剂污染元器件的焊盘。如果采用点胶机或手工点涂粘合剂，则这前两道工序要相应更改。
　　⑶ 贴装SMT元器件
　　把SMT元器件贴装到印制板上，使它们的电极准确定位于各自的焊盘。
　　⑷ 固化粘合剂
　　用加热或紫外线照射的方法，使粘合剂烘干、固化，把SMT元器件比较牢固地固定在印制板上。
　　⑸ 插装THT元器件
　　把印制电路板翻转180°，在另一面插装传统的THT引线元器件。
　　⑹ 波峰焊
　　与普通印制板的焊接工艺相同，用波峰焊设备进行焊接。在印制板焊接过程中，SMT元器件浸没在熔融的锡液中。可见，SMT元器件应该具有良好的耐热性能。假如采用双波峰焊接设备，则焊接质量会好很多。
　　⑺ 印制板（清洗）测试
　　对经过焊接的印制板进行清洗，去除残留的助焊剂残渣（现在已经普遍采用免清洗助焊剂，除非是特殊产品，一般不必清洗）。最后进行电路检验测试。
　　6.3.1.3 SMT印制板再流焊工艺流程
　　印制板装配焊接采用再流焊工艺，涂敷焊料的典型方法之一是用丝网印刷焊锡膏，其流程如图3所示。

　　图3 丝网印刷焊锡膏的再流焊工艺流程
　　⑴ 制作焊锡膏丝网
　　按照SMT元器件在印制板上的位置及焊盘的形状，制作用于漏印焊锡膏的丝网。
　　⑵ 丝网漏印焊锡膏
　　把焊锡膏丝网覆盖在印制电路板上，漏印焊锡膏，要精确保证焊锡膏均匀地漏印在元器件的电极焊盘上。请注意：这两道工序所涉及的“焊锡膏丝网”和“丝网漏印”概念，将在下文介绍印刷机时进一步说明。
　　⑶ 贴装SMT元器件
　　把SMT元器件贴装到印制板上，有条件的企业采用不同档次的贴装设备，在简陋的条件下也可以手工贴装。无论采用哪种方法，关键是使元器件的电极准确定位于各自的焊盘。
　　⑷ 再流焊
　　用再流焊设备进行焊接，有关概念已经在前文中做过介绍。
　　⑸ 印制板清洗及测试
　　根据产品要求和工艺材料的性质，选择印制板清洗工艺或免清洗工艺。最后对电路板进行检查测试。
　　如果是第二种SMT装配结构（双面混合装配），即在印制板的A面（元件面）上同时还装有SMT元器件，则先要对A面经过贴装和再流焊工序；然后，对印制板的B面（焊接面）用粘合剂粘贴SMT元器件，翻转印制板并在A面插装引线元器件后，执行波峰焊工艺流程。

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