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東莞銘上電子科技講述什么是SMT?


 




           什么是SMT?SMT概述,SMT是Surface Mount Technology的縮寫形式,譯成表面安裝技術。美國是SMT 的發明地,1963年世界出現第一只表面貼裝元器件和飛利蒲公司推出第一塊表面貼裝集成電路以來,SMT已由初期主要應用在軍事,航空,航天等尖端產品和投資類產品逐漸廣泛應用到計算機,通訊,軍事,工業自動化,消費類電子產品等各行各業。SMT發展非常迅猛。進入80年代SMT技術已成為國際上最熱門的新一代電子組裝技術,被譽為電子組裝技術一次革命。
    SMT組成:主要由表面貼裝元器件(SMC/SMD),貼裝技術,貼裝設備三部分。1:表面貼裝元器件(SMC/SMD)1.1:表面貼裝元器件(SMC/SMD)說明:
SMC: Surface mount components,主要是指一些有源的表面貼裝元件;SMD: surface mount device,主要是指一些無源的表面貼裝元件;.1.2:SMC/SMD的發展趨勢
(1):SMC――片式元件向小、薄型發展。其尺寸從1206(3.2mm*1.6mm)向0805(2.0mm*1.25mm)-0603(1.6mm*0.8mm)-0402(1.0mm*0.5mm)-0201(0.6mm*0.3mm)發展。
           SMD――表面組裝器件向小型、薄型和窄引腳間距發展。引腳中心距從1.27向0.635mm-0.5mm-0.4mm及0.3mm發展。
             出現了新的封裝形式BGA(球柵陣列,ball grid arrag)、CSP(UBGA)和FILP CHIP(倒裝芯片)。由于QFP(四邊扁平封裝器件受SMT工藝的限制,0.3mm的引腳間距已經是極限值。而BGA的引腳是球形的,均勻地分布在芯片的底部。BGA和QFP相比最突出的優點首先是I/O數的封裝面積比高,節省了PCB面積,提高了組裝密度。其次是引腳間距較大,有1.5mm、1.27mm和1.00mm,組裝難度下降,加工窗口更大。例:31mm*31mmR BGA 引腳間距為1.5mm時,有400個焊球(I/O);引腳間距為1.0mm時,有900個焊球(I/O)。同樣是31mm*31mm的QFP-208,引腳間距為0.5mm時,只有208條引腳。
BGA無論在性能和價格上都有競爭力,已經在高(I/O)數的器件封裝中起主導作用。
(4)窄間距技術(FPT)是SMT發展的必然趨勢
FPT是指將引腳間距在0.635-0.3mm之間的SMD和長*寬小于等于1.6mm*0.8mm的SMC組裝在PCB上的技術。由于計算機、通信、航空航天等電子技術飛速展,促使半導體集成電路的集成度越來越高,SMC越來越小,SMD的引腳間距也越來越窄。目前,0.635mm和0.5mm引腳間距的QFP已成為工業和軍用電子裝備中的通信器件。
2.2:SMT貼裝技術介紹:
2.2.1:SMT組裝工藝類型:
單面/雙面表面貼裝、單面混合貼裝、雙面混合貼裝。
2.2.2: 焊接方式分類:
波峰焊接--插裝件(DIP)的焊接和部分貼片(SMC/SMD)的焊接。
再流焊接--加熱方式有紅外線、紅外加熱風組合、全熱風加熱等。
2.2.3:印制電路板:
基板材料--玻璃纖維、陶瓷、金屬板。
電路板設計--圖形設計、布線、間隙設定、拼版、SDM焊盤設計和布局、
2.3:SMT貼裝設備:
絲印機、點膠機、貼片機、回流焊、波峰焊、檢測系統、維修系統
 二:SMT的特點和目前的發展動態
1、SMT的特點:
1.1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,一般采用SMT之后,電子產品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。
1.2 可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。
1.3 高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。
1.4 易于實現自動化,提高生產效率。
1.5 降低成本達30%~50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等。
2、SMT的發展動態:
SMT(表面組裝技術)是新一代電子組裝技術。經過20世紀80年代和90年代的迅速發展,已進入成熟期。SMT已經成為一個涉及面廣,內容豐富,跨多學科的綜合性高新技術。最新幾年,SMT又進入一個新的發展高潮,已經成為電子組裝技術的主流。
SMT是無需對印制板鉆插裝孔,直接將處式元器件或適合于表面組裝的微型元件器貼、焊到印制或其他基板表面規定位置上的裝聯技術。
由于各種片式元器件的幾何尺寸和占空間體積比插裝元器件小得多,這種組裝形式具有結構緊湊、體積小、耐振動、抗沖擊、高頻特性好和生產效率高等優點。采用雙面貼裝時,組裝密度的5倍以左右,從而使印制板面積節約了60%-70%,重量減輕90%以上。
SMT在投資類電子產品、軍事裝備領域、計算機、通信設備、彩電調諧器、錄像機、數碼相機、攝像機、數碼攝象機、袖珍式高檔多波段收音機、隨身聽、MP3、傳呼機和手機等幾乎所有的電子產品生產中都得到廣泛應用。SMT是電子裝聯技術的主要發展方向,已成為世界電子整機組裝技術的主流。
SMT是從厚、薄膜混合電路演變發展而來的。
美國是世界上SMD和SMT最早起源的國家,并一直重視在投資類電子產品和軍事裝備領域發揮SMT高組裝密度和高可靠性能方面的優勢,具有很高的水平。
日本在70年代從美國引進SMD和SMT應用在消費類電子產品領域,并投入世資大力加強基礎材料、基礎技術和推廣應用方面的開發研究工作,從80年代中后期起加速了SMT在產業電子設備領域中的全面推廣應用,僅用四年時間使SMT在計算機和通信設備中的應用數量增長了近30%,在傳真機中增長40%,使日本很快超過了美國,在SMT方面處于世界領先地位。
歐洲各國SMT的起步較晚,但他們重視發展并有較好的工業基礎,發展速度也很快,其發展水平和整機中SMC/SMD的使用效率僅次于日本和美國。80年代以來,新加坡、韓國、香港和臺灣省亞洲四小龍不惜投入巨資,紛紛引進先進技術,使SMT獲得較快的發展。
據飛利浦公司預測,到2010年全球范圍插裝元器件的使用率將由目前和40%下降到10%,反之,SMC/SMD將從60%上升到90%左右。
我國SMT的應用起步于80年代初期,最初從美、日等國成套引進了SMT生產線用于彩電調諧器生產。隨后應用于錄像機、攝像機及袖珍式高檔多波段收音機、隨身聽等生產中,近幾年在計算機、通信設備、航空航天電子產品中也逐漸得到應用。
據2000年不完全統計,我國約有40多家企業從事SMC/SMD的生產,全國約有300多革開放的深入以及加入WTO,近兩年一些美、日、新加坡、臺商已將SMT加工廠搬到了中國,僅2001-2002一年就引進了4000余臺貼裝機。我國將成為SMT世界加工廠的基地。我國SMT發展前景是非常廣闊的。
SMT總的發展趨勢是:元器件越來越小、組裝密度越來越高、組裝難度也越來越大。最近幾年SMT又進入一個新的發展高潮。為了進一步適應電子設備向短、小、輕、薄方向發展,出現了0210(0.6mm*0.3mm)的CHIP元年、BGA、CSP、FLIP、CHIP、復合化片式元件等新型封裝元器件。由于BGA等元器件技術的發展,非ODS清洗和無鉛焊料的出現,引起了SMT設備、焊接材料、貼裝和焊接工藝的變化,推動電子組裝技術向更高階段發展。SMT發展速度之快,的確令人驚訝,可以說,每年、每月、每天都有變化。
 三、為什么要學習使用表面貼裝技術(SMT)?
1、為什么要用表面貼裝技術(SMT)?
1.1: 電子產品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無法縮小 。
1.2: 電子產品功能更完整,所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件,特別是大規模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件。
1.3: 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強市場競爭力 。
1.4: 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 5. 電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流 。
2、SMT:電子制造技術關鍵
制造技術是產品形成的關鍵,越來越引起企業界的高度重視。隨著諸多跨國公司的大量涌入,我國已成為電子制造業的巨人。SMT作為電子制造業最先進的技術,其發展也越來越受到人們的關注。

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3、中國SMT最需要SMT的專業人才
中國的電子生產工業,在改革開放后的發展可謂神速 。作為電子生產技術主角的表面貼裝技術SMT,也相應得到高速的發展。這種現象主要是由兩種因素造成的,一是國內本身的改革需求,另一是國內龐大市場對外國的吸引力。剛剛進行改革的中國電子生產工業,不論在資金或技術上,都得依賴外國。外國資金和技術的引進,不會是沒有代價的。一方面、技術和資金的引進,會使我們國家SMT的發展從一窮二百走向目前的欣欣向榮。但另一方面,我們國家自己電子工業的發展,不能僅僅靠著別人的技術,如果那樣,我們的發展是先天不足的,是沒有可持續發展能力的。所以對一個國家來說,這種以依靠外來協助為主的做法,只能是在發展的過渡時期使用,長遠來說還是必須學會自己的一套能力。
以目前中國SMT工業界的情況,若要朝著提高競爭力,甚至只是維持競爭力的方向走,什么是最需要的呢?
國內所缺乏的,最主要是資金和人才兩大方面。資金的來源,一來自國內(通過生產積累),二來自國外投資。而決定我們國家電子行業穩健的、可持續的發展則要看我們SMT的專業人才了,SMT技術的開發人才、SMT技術的應用人才、SMT的專業技術人才才是我們目前電子行業發展的瓶頸之一。這對我們目前培養人才的高校來說,培養高科技的SMT人才、適應市場上人才的需求發展,是刻不容緩的責任和義務。
4、SMT的應用越來越廣
SMT與我們日常生活息息相關,我們使用的計算機﹑手機﹑MP3﹑打印機﹑復印機﹑掌上電腦﹑快譯通﹑電子記事本﹑DVD﹑VCD﹑CD﹑隨身聽﹑攝象機﹑傳真機﹑微波爐﹑高清晰度電視﹑數碼照相機﹑IC卡,還有許多集成化程度高﹑體積小﹑功能強的高科技控制系統,都是采用SMT生產制造出來的,可以說如果沒有SMT做基礎,很難想象我們能使用上這些使生活豐富多采的商品。
四:高校建立SMT實驗室的必要性和緊迫性!
在近十年內,發展最快的行業莫過于電子行業了,一次又一次的技術革新推動了電子行業的飛速發展。直至今日,電子產品已經遍及我們生活、生產、工作的每一個角落。從事電子行業的人也越來越多,于是,就造就了很多的硬件工程師、軟件工程師、技術工藝師等等專業性很強的技術人才。大中專院校也不斷的向各類工廠、企業、研究所輸送了大量的人才。多數學校都設立了電子類相關的眾多專業,籌建了專業的電子實驗室,渴望培養出更多的理論知識扎實,動手能力強的人才,進一步提高自己的就業率和影響力。現在,也有些學校開始籌建SMT實驗室,那么,究竟學校有沒有必要投資籌建這樣的類似于生產廠房的實驗室呢?這又有什么樣的意義呢?
學校培養的電子方面的人才既然是要進入電子行業,無論是做研究還是做生產,他都必須服從生產的實際能力和生產的實際需求,符合目前國家SMT行業發展的大的方向的需求。那么學校的培養也應該更接近實際生產,讓學生了解生產過程和生產工藝,因此我們的大中專院校很有必要籌建起自己的SMT生產線,不能讓學生僅僅是紙上談兵,只有具備較強的理論知識,又有出色的動手能力的人才,才更適合社會的需求。
我們在前面說過。首先,電子行業的發展一直是朝著高集成度、高可靠性和高智能性的方向發展。由于高集成的表面貼裝元器件的大量采用,現在許多的電路板已經不像從前用烙鐵和焊錫就可以進行焊接了,對許多高集成度的元件已經必須借助專用的設備和專用的工具來進行焊接,為了滿足電子產品的大量生產,新的焊接技術和焊接工藝既SMT技術得到了飛速的發展。它是產生于電子產品的實際生產中,又影響和指導著電子產品的生產。所有的電子工廠都需要大量的生產工藝技術人員和熟悉生產工藝的設計人員、研發人員。那么學校就應該培養出人才市場中缺少的人才,進一步提高學生的動手能力。這也是順應了市場的需求。目前我們國內,很多實驗室和實驗課都停留在烙鐵焊接的原始水平。
其次,電子焊接工藝和技術也從很大的程度上制約了中國的電子行業的發展,如果讓我們的電子技術趕上歐美日韓等國家,還需要大量的技術人員了解和熟悉SMT技術,在工作中不斷探索,在務實中求得發展,從這個角度看。高校當然應該憑借自己雄厚的技術資本,成為推動中國電子行業可持續發展的先鋒,也更應該人更多的學生了解和熟悉SMT技術,這也是國家和民族的需要。所以,高校籌建SMT實驗室是有必要的。
從目前的實際情況看,高校建立SMT實驗室不僅是必要的,這種需求還很緊迫。現在,國內SMT行業的就業人才大部分都是畢業后再經過學習進入這個行業的,而且基本上是機電工程、機械設計、計算機、微電子等專業的學生。許多的教育專家指出,我們現在的教育體制已經不能和人才的需求緊密結合,同時,很多學生都是理論知識豐富,動手能力差。導致許多用人單位找不到合適的人才,許多的畢業生找不到合適的單位。許多高校畢業生就業的就業率逐年遞減,許多專業人才過剩,現在甚至出現了許多的技校畢業生的就業率比很多高校畢業生的就業率還高的現象。這些問題都是大多數高校想盡快解決的難題。不少的學校已經開始根據人才需求調整專業,加大力度培養學生的動手能力。就SMT行業來說,已經有很多的大中專院校籌建了自己的實驗室,開設了相關的課程。只有這樣才能提高就業率、緩解就業壓力、為眾多的用人單位培養合適的人才。從這個角度考慮,在高校建立SMT實驗室是具有迫切性的。
我們相信,高校建立起SMT實驗室將會為電子行業提供大量的更優秀的技術人才,必將會對中國的電子行業起到推動作用。中國電子行業的可持續發展就有了強有力的保障。

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