公安部第一研究所 范 敬

在計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)快速發(fā)展的同時(shí)，也推動(dòng)了貼片元器件的應(yīng)用，目前，該技術(shù)已經(jīng)在電子科技領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也使得電子組裝工藝迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?，F(xiàn)階段，很多電子技術(shù)相對發(fā)達(dá)的國家都在不斷的對SMT技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行拓展，并且已經(jīng)逐步的將傳統(tǒng)通孔插裝技術(shù)所取代，使得電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到顯著提升。如今，就世界范圍而言，對SMT表面貼裝技術(shù)的認(rèn)同日益普遍，并對電子設(shè)備的發(fā)展起到支撐性作用。對此，筆者將從SMT表面貼裝技術(shù)的工藝應(yīng)用實(shí)踐入手展開如下探討[1]。

一、SMT表面貼裝技術(shù)工藝應(yīng)用實(shí)踐

本文針對SMT表面貼裝技術(shù)工藝應(yīng)用實(shí)踐的分析借助安檢探測器的PCB絲印為例展開。該產(chǎn)品的PCB所使用的元器件分為兩種，分別是通孔元器件和貼片元器件。在應(yīng)用SMT技術(shù)的時(shí)候，首先需要檢查PCB的質(zhì)量，然后對其進(jìn)行預(yù)烘處理；其次是絲印錫焊膏處理并檢查絲印質(zhì)量；再次是對元件進(jìn)行貼裝并檢查貼裝質(zhì)量；最后是回流焊接處理并檢查焊接質(zhì)量。在上述操作環(huán)節(jié)中，焊接回流、元件貼裝和絲印等工序占據(jù)關(guān)鍵地位，對此，本文將針對這三部分展開深入分析。

（一）絲印

采用SMT技術(shù)進(jìn)行絲印處理的時(shí)候需要借助絲印機(jī)完成，絲印機(jī)型號為BS1400，產(chǎn)自德國AUTODESK公司。該絲印機(jī)的視覺對位系統(tǒng)具有較高的精準(zhǔn)度，同時(shí)可以利用編程軟件靈活編程，而且其刮刀為金屬材質(zhì)，為產(chǎn)品的批量生產(chǎn)提供了十分便利的條件。絲印過程主要包括兩部分，分別是絲印焊錫膏和攪拌焊膏。就攪拌焊膏而言，通過對焊膏進(jìn)行攪拌可以提高其均勻程度，并有助于對其粘度進(jìn)行有效控制，因?yàn)橛∷⒌男阅苁艿胶父嗾扯鹊闹苯佑绊?，如果焊膏的粘度過大，就會(huì)影響焊膏從模板開孔處的順利通過，進(jìn)而產(chǎn)生不完整的印刷細(xì)條。如果焊膏的粘度過小，就會(huì)有塌邊和流淌的情況發(fā)生，進(jìn)而影響印刷的分辨率，使其處于較低水平，并且還會(huì)產(chǎn)生不完整的線條。在對焊膏進(jìn)行保存的時(shí)候，環(huán)境溫度以0-5℃為宜，此時(shí)焊膏中的各個(gè)成分會(huì)很自然的分離開來。所以，在使用焊膏的時(shí)候，需要在使用前20min時(shí)將其取出，并放置于常溫環(huán)境下使其溫度自然上升，之后對其進(jìn)行攪拌處理，攪拌工具為玻璃棒，攪拌的時(shí)間控制在10-20min為宜。此外，在使用焊膏的時(shí)候需要確保環(huán)境內(nèi)的溫度在20-25℃左右，濕度在40%-60%左右[2]。

絲印焊錫膏主要是將已經(jīng)攪拌好的錫焊膏置于PCB焊盤上，這一過程需要借助絲印機(jī)以漏印的方式完成，然后將焊接元件準(zhǔn)備好。在STM生產(chǎn)線中，絲印錫焊膏是最初階段，印刷階段需要增加對刮刀的壓力進(jìn)而使其在保持一定速度的情況下不斷移動(dòng)，進(jìn)而使錫焊膏漏印在PCB焊盤內(nèi)，在進(jìn)入焊盤之前需要經(jīng)過絲印網(wǎng)板上的各個(gè)窗口，然后由這些窗口出漏出。本產(chǎn)品在絲印期間需要借助網(wǎng)板完成，這些網(wǎng)板則是由激光切割后進(jìn)行電鍍而得，其厚度約為0.15mm，焊接質(zhì)量較高，且可以達(dá)到比較飽滿的焊接效果，并有效避免了橋接情況的發(fā)生[3]。

（二）元件貼裝

元件貼裝主要是指在貼片機(jī)的作用下在PCB的固定位置處安裝SMC。在生產(chǎn)印制板之前的編程處理都需要借助貼片機(jī)完成，在編制程序的時(shí)候，其編寫的依據(jù)主要是送料器位置的不同和元器件封裝形式的不同。在使用該印刷版貼裝元器件的過程也需要在一定的程序下完成，這就對編制程序的準(zhǔn)確程度提出較高要求，如果在編制程序的時(shí)候出現(xiàn)了錯(cuò)誤，將會(huì)對印刷版的使用造成嚴(yán)重影響。在貼裝印刷元件之前需要檢查首板，同時(shí)還需要按照結(jié)構(gòu)簡單先編程，結(jié)構(gòu)復(fù)雜后編程的順序進(jìn)行編寫，簡單來講就是先對阻容元件程序進(jìn)行編寫，后對芯片類元件程序進(jìn)行編寫，在編寫完每一個(gè)程序之后需要對其進(jìn)行封裝處理，在編輯完當(dāng)下的元件之后系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)跳轉(zhuǎn)，然后編輯下一個(gè)元件。在此過程中需要對元件的方向性進(jìn)行密切關(guān)注，在放置存在方向性的元件時(shí)需要嚴(yán)格按照圖紙的標(biāo)注完成。此外，針對芯片類元件進(jìn)行焊接的時(shí)候，需要先檢查引腳，檢查內(nèi)容主要是引腳的完好程度和平整度。當(dāng)結(jié)束編程操作時(shí)即可進(jìn)行貼片的生產(chǎn)操作，生產(chǎn)操作為自動(dòng)化生產(chǎn)，在已經(jīng)編制好的程序下借助貼片機(jī)完成[4]。

（三）回流焊接

在完成元器件貼片之后需要對貼片的準(zhǔn)確定以及方向正確性和誤貼等情況進(jìn)行檢查，然后在回流焊爐傳送帶上放置印制板進(jìn)行回流焊接處理。就回流焊接而言，合理控制溫度是焊接的關(guān)鍵?；亓骱附又饕譃樗牟糠郑謩e是預(yù)熱階段、保溫階段、回流階段和冷卻階段。預(yù)熱階段主要是指對PCB進(jìn)行加熱處理，將其從室溫狀態(tài)下加熱到150-170℃為止，然后快速進(jìn)行保溫處理。之所以進(jìn)行保溫處理主要是為了確保元器件的溫度處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)而有效控制各元件之間的溫差，避免溫差較大的情況出現(xiàn)，以便使電路板的溫度達(dá)到平衡態(tài)，通常情況下，保溫區(qū)域的溫度以1802℃為宜?；亓麟A段的加熱處理要求加熱器的溫度在245℃以內(nèi)，繼而提高各元器件溫度上升的速度，使其在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最高溫度。完成加熱處理后，在傳送帶的作用下將PCB板從爐膛內(nèi)運(yùn)出，并放置在室溫環(huán)境內(nèi)使其可以進(jìn)行自然冷卻。加熱期間將會(huì)融化焊膏中所含有的鉛錫粉末，并使其濕潤的十分充分。該狀態(tài)下的焊膏可以在PCB板表面進(jìn)行焊接，然后進(jìn)行自然冷卻處理，冷卻后將會(huì)有焊點(diǎn)出現(xiàn)在PCB板上，該焊點(diǎn)外形良好且十分明亮?；亓骱附訉Νh(huán)境的濕度具有較高要求，當(dāng)濕度在75%以上時(shí)，將會(huì)有白色腐蝕物出現(xiàn)在金屬零件及其引腳處，所以，在進(jìn)行回流焊接操作時(shí)需要嚴(yán)格控制環(huán)境濕度，確保其處于40%-60%之間，以防對焊接質(zhì)量造成影響[5]。

此外，還需要在整個(gè)工藝中預(yù)防靜電的發(fā)生。芯片的實(shí)用性將會(huì)受到靜電的嚴(yán)重影響，甚至出現(xiàn)失效的情況，導(dǎo)致芯片無法正常使用，進(jìn)而使產(chǎn)品的成功率偏低，針對這一現(xiàn)象，需要在實(shí)際生產(chǎn)的全過程中進(jìn)行防靜電處理。第一，確保生產(chǎn)環(huán)境處于防靜電環(huán)境下，例如使用具有防靜電功能的工作臺和地板。第二，要求工作人員按照要求穿戴防靜電裝備。第三，需要在返修以及檢驗(yàn)環(huán)節(jié)確保工作臺處于清潔的狀態(tài)，并監(jiān)督工作人員防靜電手環(huán)的佩戴情況，且使用的鑷子需要具有防靜電的功能，或者在取料的時(shí)候借助真空吸筆完成，放置靜電在元器件于手接觸時(shí)產(chǎn)生，第四，定期對相關(guān)設(shè)施進(jìn)行防靜電測試處理[6]。

二、SMT表面貼裝技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來，我國科學(xué)技術(shù)水平在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響下得到了迅猛發(fā)展，表面貼裝技術(shù)在此背景下也獲得了廣闊的發(fā)展空間，并將會(huì)以小型化、精細(xì)化的方向不斷發(fā)展。針對SMT表面貼裝技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在未來的發(fā)展過程中，將會(huì)大幅度縮小SDC/SMD的體積，并其而不斷擴(kuò)大其生產(chǎn)數(shù)量，就現(xiàn)階段表面貼裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，將0603以及1005型表面貼膜式電容和電阻商品化的目的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，集成電路的發(fā)展方向?qū)?huì)是小型化和STM化，現(xiàn)階段，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了腳間距為0.3mm的IC業(yè)，其發(fā)展方向?qū)⑹荁GA。此外，焊接技術(shù)也將會(huì)逐漸趨于成熟階段，惰性氣體于1994年便已經(jīng)被焊接設(shè)備廠家制造出來以滿足回流焊以及波峰焊的需求。與此同時(shí)免清洗工業(yè)也涌現(xiàn)出來并且應(yīng)用十分廣泛。最后，測試設(shè)備以及貼片設(shè)備的效率將會(huì)大幅度提升，且靈活性也會(huì)不斷提高。目前，在使用SMT技術(shù)的時(shí)候，其貼片速度大約在5500片/h左右，通過使用高柔化和智能化的貼片系統(tǒng)使得制造商的生產(chǎn)成品被大幅度降低，進(jìn)而促進(jìn)生產(chǎn)效率以及精度的提升，并且豐富了貼片的功能[7]。

三、結(jié)束語

與傳統(tǒng)的THT而言，SMT的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在其性能好、組裝密度高以及體積小和可靠性強(qiáng)等方面，受到其上述優(yōu)勢的影響，現(xiàn)階段電子設(shè)備以及電子產(chǎn)品的裝配技術(shù)均以SMT為主，并且在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。盡管在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，SMT依舊表現(xiàn)出一些不足之處，但是與其所發(fā)揮的正面影響對比，這些不足并不影響該技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。所以，需要加大SMT技術(shù)的宣傳力度，促進(jìn)其應(yīng)用可以覆蓋更多領(lǐng)域。與此同時(shí)，還需要加到對該技術(shù)的研究力度，對其各項(xiàng)工藝流程予以完善，促進(jìn)其所用得到充分發(fā)揮，繼而有助于電子產(chǎn)品工藝制程清潔化、裝備模塊化、生產(chǎn)集成化和自動(dòng)化的愿景早日實(shí)現(xiàn)，為電子行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠保障。

[1]楊柳.SMT表面貼裝技術(shù)工藝應(yīng)用實(shí)踐[J].科研,2016(8):00079-00079.

[2]孫丹妮,周娟,耿豪凱,等.累積和與指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均控制圖在表面貼裝技術(shù)中的應(yīng)用及仿真[J].機(jī)械制造,2017,55(3):77-80.

[3]朱飛飛.談電子工業(yè)中SMT技術(shù)的工藝研究和發(fā)展趨勢[J].科研,2016(8):00286-00286.

[4]高文璇.Protel DXP技術(shù)與SMT技術(shù)在現(xiàn)在電子產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[J].電子世界,2014(6):95-95.

[5]王婷,方子正.SMD型表面貼裝器件外殼生產(chǎn)中技術(shù)難點(diǎn)和解決措施[J].工程技術(shù):全文版,2016(7):00253-00253.

[6]周超.闡述SMT表面貼裝技術(shù)工藝應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].科研,2016(12):00008-00008.

[7]李金明.電子工業(yè)中SMT技術(shù)工藝研究及發(fā)展趨勢[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016(13):139-139.