表面组装技术

5.12　表面组装技术

表面组装技术是指用自动组装设备将片式化、微型化的无引线或短引线表面组装元件/器件（简称SMC/SMD）直接贴、焊到印制电路板（PCB）表面或其他基板的表面规定位置上的一种电子装连技术，又称表面安装技术或表面贴装技术，简称SMT。

采用SMT的装配方法和工艺过程完全不同于通孔插装元器件的装配方法和工艺过程。在大批量SMT产品的生产装配中，必须使用自动化的装备。在小批量使用SMT器件的企业里，往往是由一些操作水平很高的技术工人手工装配焊接。

5.12.1　表面组装的基本形式

表面组装技术发展迅速，但由于电子产品的多样性和复杂性，目前和未来相当一段时期内还不能完全取代通孔安装。实际产品中大部分是两种方式混合，表5.3是SMT的基本形式。

1.单面板单面全贴装

在单面电路基板的一面全部贴装SMC/SMD。这种贴装方式比较简单，常用于SMC/SMD种类、数量不多，电路较为简单的小型、薄型化的产品中。由于只在基板一面贴装，所以装配密度不高。

2.双面板双面全贴装

在双面（或多层）电路基板的两面全部贴装SMC/SMD。这种方式装配密度高，但由于SMC和SMD价格贵而生产成本较高，目前应用在一体化摄录像机、笔记本电脑等装配空间有限而附加值较高的产品中。随着SMC/SMD价格的下降，双面全贴装方式的比例将会明显上升。

3.单面板双面贴插混装

在单面印制板的一面贴装SMC/SMD，另一面装配通孔插装元器件，全部焊接在基板的一面进行。由于商品化价格便宜的SMC/SMD品种规格尚不齐全，从配套成本、工艺与产品的过渡等方面因素综合考虑，目前绝大部分消费类产品都是采用这种形式。这些产品装配空间并不要求很挤，还有一部分元件须在调试过程中调整。这种贴装方式，印制板的两面都充分利用上了，装配密度较高。

4.双面板单面贴插混装

这种方式元器件都在印制板的一面，装配密度不高。加上采用双面板与两种焊接工艺，装配成本较高，实际产品应用极少。

5.双面板双面贴插混装

共有3种不同方式（方式I、方式II、方式III），其中方式I用得最为普遍，装配密度最高，一些随身听、手持通信设备等产品都采用这种方式，相比工艺流程较为复杂，必须采用流动焊与再流焊两种方法。方式II、III是方式I的转化型，但B面上的通孔插装元器件都必须在其他元器件装配完毕后，用手工进行插装焊接，由于费时费工，这两种方式运用得较少。

表5.3　SMT基本形式

5.12.2　SMT手工焊接

尽管现代化生产中自动化、智能化是必然趋势，但在研究、试制、维修领域，手工方式还是无法取代的，而且所有自动化、智能化方式的基础仍然是手工操作，因此有必要了解手工基本操作方法。

手工SMT所用的表面安装元器件与自动安装所用的相同，技术关键在于以下3方面。

（1）涂敷贴装胶或焊膏

最简单的涂敷方法是人工用针状物直接点胶或涂焊膏，经过训练、技术高超的工人同样可以达到自动涂敷的效果。手动丝网漏印机及手动点滴机可满足小批量生产的需求，已有这方面的专业设备可供选择。

（2）贴片

贴片机是SMT设备中最昂贵的。手工操作最简单的办法是，用镊子借助放大镜仔细将片式元器件放到设定的位置。由于片式元器件尺寸小，特别是窄间距方型扁平式封装技术（Plastic Quad Flat Package，简称PQFP）引线很细，用夹持的办法可能损伤元器件，一种带有负压吸嘴的手工贴片装置是很好的选择，这种装置一般备有尺寸形状不同的若干吸嘴以适应不同元器件以及视像放大装置。

还有一种半自动贴片机也是投资少而适用广泛的贴片机。它带有摄像系统通过屏幕放大可对准位置，并有计算机系统可记忆手工贴片的位置，第一块SMB经过手工放置后，它就可以自动放置第二块的贴装。

（3）焊接

最简单的是手工烙铁焊接，最好采用恒温或电子控温烙铁，焊接技术要求和注意事项同普通印制板一样，但更强调焊接时间和温度，短引线或无引线的元器件较普通长引线元器件技术难度大。合适的电烙铁加上正确的操作可以达到同自动焊接相媲美的效果。