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最全面的SMT表面贴装技术讲解

发表时间:2019-11-27     责任编辑:882828九五至尊

  SMT是表面贴装技术的缩写

  SMT不再是电子领域的新技术。该技术以减轻的重量,体积和成本提供了最新的微型电子产品。本次SMT讲解将帮助您学习和理解此表面贴装技术中使用的术语及其含义。

  什么是SMT(表面贴装技术)?

  SMT(表面贴装技术)是电子产品中的一种封装技术,可将电子组件安装在印刷电路板 /印刷线路板(PCB /PWB)的表面上,而不是通过电路板的孔插入它们。

  SMT的历史源于FlatPacks(FP)和1950年代和1960年代的混合动力技术。但是出于所有实际目的,当今的SMT可以认为是一项不断发展的技术。当前,细间距,超细间距(UFP)和球栅阵列(BGA)的使用变得越来越普遍。

  甚至更高级别的封装技术,例如板载芯片(COB),卷带自动键合(TAB)和倒装芯片技术,也获得了广泛的认可。使用引线键合,TAB或倒装芯片的多芯片模块(MCM)可实现可能的最高性能,但成本较高。

  在这里,我解释了SMT的缩写和缩写。

  A-阶段:树脂聚合物的低分子量状态,在此期间树脂易于溶解和易熔。

  各向异性:一个材料鱼片低浓度设计为行为大的导电颗粒的电在Z轴而不是X或Y轴。也称为Z轴胶。

  环形圈:围绕钻孔的导电材料。

  水清洁:一种水基清洁方法,可能包括添加以下化学物质:中和剂,皂化剂和表面活性剂。也可以仅使用去离子水。

  长宽比:板的厚度与其预镀直径的比率。长径比大于3的通孔可能会产生裂纹。

  共沸物:两种或多种极性和非极性溶剂的混合物,可充当单一溶剂或去除极性和非极性污染物。与其他任何单组分溶剂一样,它具有一个沸点,但沸点低于其任何一种组分的沸点。共沸物的成分不能分离。

  B.阶段:浸渍有固化到中间阶段的树脂的片材(例如,玻璃纤维)。

  球栅阵列(BGA):集成电路封装,其中输入和输出点是按网格图案排列的焊球。

  盲孔:从内层延伸到表面的通孔。

  气孔:在焊接过程中由于快速除气而在焊接连接中形成的大空隙。

  电桥:跨两个不应电连接的导体跨接的焊锡,从而导致电气短路。

  埋孔:根据SMT词典,埋孔是连接不延伸到电路板表面的内部层的通孔。

  对接接头:在SMT词典中,对接接头是经过剪切的表面安装器件(SMD)引线,因此引线的末端接触电路板和焊盘图案。

  C-阶段树脂:处于最终固化阶段的树脂。

  毛细作用:力,粘附力和内聚力的组合,导致诸如熔融金属之类的液体抵抗重力在紧密间隔的固体表面之间流动。

  城堡形:LCCC边缘上的金属化半圆形径向特征,使导电表面相互连接。城堡形通常出现在无铅芯片载体的四个边缘上。每个都位于终端区域内,用于直接连接到焊盘图案。

  CFC:氯化碳氟化合物,会消耗臭氧层,并计划由环境保护机构限制使用。氟氯化碳用于空调,泡沫绝缘和溶剂等。

  特征阻抗:传播波中的电压/电流比,即在线路的任何一点上提供给波的阻抗。在印刷线路中,其值取决于导体到接地平面的宽度以及到它们之间介质的介电常数。

  芯片组件:任何两端无引线表面贴装无源器件的通用术语,例如SMD电阻器和SMD电容器。

  板上芯片技术:任何组件组装技术的总称,其中未包装的硅芯片直接安装在印刷线路板上。可以通过引线键合,胶带自动键合(TAB)或倒装芯片键合来连接到板。

  CLCC:陶瓷引线芯片载体。

  冷焊点:在SMT词典中,冷焊点是一种焊料连接,由于热量不足或焊料中的杂质过多,润湿性差,外观呈灰色,多孔。

  列网格阵列(CGA):集成电路(IC)封装,其中输入和输出点是高温焊锡缸或以网格图案排列的列。

  组件面:通孔技术中用于表示PWB组件面的术语。

  冷凝惰性加热:通用术语,指的是冷凝加热,其中要加热的零件浸入热的,相对无氧的蒸汽中。比蒸气冷的零件使蒸气凝结在零件上,将其汽化潜热传递给零件。也称为气相焊接。

  约束芯基板:由PCB材料的环氧玻璃层与低热膨胀芯材料(例如铜-车内铜,石墨-环氧树脂和芳纶纤维-环氧树脂)粘合而成的复合印刷线路板。芯约束外层的膨胀以匹配陶瓷芯片载体的膨胀系数。

  接触角:焊角和端子或焊盘图案之间的润湿角。接触角的测量是通过构造一条与焊料角线相切的线,该线穿过位于焊料角线和端子或焊盘图形之间相交处的原点。小于90摄氏度的接触角(正润湿角)是可以接受的。小于90摄氏度的接触角(负润湿角)是不可接受的。

  控制图:随时间推移控制过程性能的图表。图表中的趋势用于识别可能需要采取纠正措施以使过程得到控制的过程问题。

  共面性:当包装放在完美平坦的表面上时,最低和最高引脚之间的最大距离。外围封装的最大共平面度为0.004英寸,BGA封装的最大为0.008英寸。

  开裂:在层压基材中发生的内部状况,在这种状况下,在编织交点处玻璃纤维与树脂分离。这种情况表现为在基材表面以下的连接的白色斑点(“十字”)形式出现,通常与机械感应应力有关。

  CTE(热膨胀系数):尺寸变化与单位温度变化的比率。CTE通常以ppm /摄氏度表示。

  分层:基材内部的层之间或基材与导电箔之间或两者之间的分隔。

  树枝状生长:在存在凝结的水分和电偏压的情况下,导体之间的金属丝生长。(也称为“晶须”。)

  可制造性设计:在时间,金钱和资源方面,以可能的最有效方式设计产品,同时考虑到产品的生产方式,利用现有的技能基础(并避免学习过程中获得最高的成就)可能的。

  脱湿:在SMT词典中,脱湿是指熔化的焊料覆盖了表面然后退去,留下形状不规则的焊锡块,并被覆盖有薄焊料膜的区域隔开时发生的情况。在湿润的区域也可能出现空隙。由于焊料可能会在某些位置浸润而贱金属可能会在其他位置裸露,因此很难识别去湿。

  介电常数:一种属性,用于衡量材料存储电能的能力。

  DIP(双列直插式封装):一种用于通孔安装的封装,具有两排引线,从基座以直角延伸,并且引线和行之间具有标准间距。

  焊点受干扰:由于焊缝出现期间被连接构件之间的运动而引起的状态,尽管它们也可能看起来有光泽。

  延展性:回流过程中的焊料开路状态,其中片式电阻器和电容器类似于拉桥。

  双波焊:波峰焊工艺,它使用湍流波和随后的层流波。湍流确保在狭窄区域内完全覆盖焊料,层流去除桥和冰柱。设计用于焊接粘在板上按钮上的表面安装器件。

  化学镀铜:由于化学反应而没有施加电流而从镀液中沉积的镀铜。

  电解铜:通过施加电流从电镀液中沉积的铜镀层。

  蚀刻:通过化学方法在孔的侧壁上控制去除基材的所有成分,以露出更多的内部导体区域。

  共晶:两种或多种金属的熔点低于其任何一种成分的合金。共晶合金在加热时会直接从固体转变为液体,并且不会显示出糊状区域。

  基准:结合在印刷电路板图稿中的几何形状,视觉系统用来识别图稿的确切位置和方向。通常,每个板使用三个基准标记。基准标记对于精确放置小间距封装是必需的。全球和本地基准都可以使用。整体基准点(通常为三个)将整个电路图形定位在PCB上,而局部基准点(一个或两个)用于组件位置(通常为精细间距图形),以提高放置精度。也称为对齐目标。

  圆角:(1)赋予内相交表面的半径或曲率。(2)由焊点焊盘和SMC引线或焊盘之间的焊料形成的凹形结。

  细间距:表面安装封装的中心到中心引线距离为0.025英寸或更小。

  Flatpack:Flatpack:在SMT词典中,Flatpack是一种集成电路封装,在两侧或四个侧面带有海鸥翼或扁平引线,引线之间具有标准间距。通常,引线间距在50mil中心,但是也可以使用较小的间距。具有较小间距的包装通常被称为细间距包装。

  倒装芯片技术:板上芯片技术是将硅芯片倒置并直接安装到印刷线路板上。焊料在真空中沉积在焊盘上。倒置时,它们与相应的电路板焊盘接触,并且管芯直接位于电路板表面上方。它提供了最终的致密化,也称为C4(受控塌陷芯片连接)。

  足迹:焊盘图案的非首选术语。

  功能测试:对整个PCB组件的电气测试,可以刺激产品的预期功能。

  玻璃化转变温度:聚合物从坚硬和较脆的状态变为粘稠或橡胶状态的温度。这种转变通常发生在相对狭窄的温度范围内。这不是相变。在这个温度范围内,许多物理特性发生了显着而迅速的变化。这些属性中的一些是硬度,脆性,热膨胀和比热。

  Gull Wing Lead:鸥形引线,通常用于引线弯曲和伸出的小型外形封装。包装的端视图类似于飞行中的海鸥。

  冰柱(焊锡):焊锡的尖头从焊点伸出,但不与其他导体接触。冰柱是不可接受的。

  在线测试:组件的电气测试,即使将许多电子组件焊接到板上,也要单独测试每个电子组件。

  Ionograph:一个仪器设计为测量板清洁度(离子存在的表面上的量)。它从要测量的零件表面提取可电离的材料,并记录提取速率和数量。

  JEDEC:电子设备工程联合理事会。

  J引线:通常用于塑料芯片载体封装的引线配置,其引线在封装主体下方弯曲。形成的引线的侧视图类似于字母“ J”的形状。

  已知合格芯片:半导体已经过测试,已知功能规格模具。

  层流:平稳流动的焊料波,无湍流。

  焊盘:导电图案的一部分,通常但非排他性地用于组件的连接或/或两者。(也称为“键盘”)。

  焊盘图案:位于基板上的组件安装位置,用于互连兼容的表面安装组件。焊盘图案也称为“ 焊盘 ”或“ 焊盘 ”。

  LCC:“ 无铅陶瓷芯片载体 ”的非首选术语。

  LCCC(无铅陶瓷芯片载体):一种陶瓷,气密,集成电路(IC)封装,通常用于军事应用。该封装的四个侧面均具有金属化的齿形,用于与基板互连。(也称为LCC)。

  浸出:在SMT词典中,浸出定义为将金属涂层(例如银和金)溶解在液态焊料中。镀镍阻挡层可防止浸出。也称为清除。

  引线配置:从组件延伸出来的坚固导体,用作易于形成所需配置的机械和电气连接。鸥翼和J引线是最常见的表面安装引线配置。不太常见的是通过在膝盖处切割标准DIP封装引线形成的对接引线。

  引线间距:组件封装的引线的连续中心之间的距离。

  图例:PCB上的字母,数字,符号和/或图案,用于标识组件的位置和方向,以帮助组装和返工/维修操作。

  曼哈顿效应:回流期间的焊锡打开状态,其中片式电阻器和电容器类似于拉桥。

  批量层压:同时层压许多预蚀刻,多图像,C阶段的面板或薄板,夹在预浸料(B阶段)和铜箔之间。

  进食:共形涂层和基础材料的界面处的状态,以离散斑点或斑块的形式出现,表明共形涂层与印刷电路板(PCB)的表面或与所连接组件的表面分离,或两者皆有。

  测量:内部条件发生在层压基材中,在这种情况下,玻璃纤维在编织相交处与树脂分离。这种状况以基材表面下方离散的白点或“十字”形式表现出来,通常与热应力有关。

  MELF:一种金属电极无铅端面安装装置,它是圆形的圆柱形无源组件,两端各有一个金属帽终端。

  金属化:一种金属,其本身或在基础金属上沉积在基板和组件端子上,以实现电气和机械互连。

  多芯片模块(MCM):由两个或多个硅器件组成的电路,这些器件通过引线键合,TAB或倒装芯片直接键合到基板上。

  多层板:一种多层印刷电路板(PWB / PCB),使用两层以上的导体进行布线。内层通过电镀通孔连接到外层。

  中和剂:一种添加到水中的碱性化学物质,可提高其溶解有机酸助熔剂残留物的能力。

  免清洗锡焊:一种使用特殊配方的锡膏的锡焊工艺,在锡焊后无需清洗残留物。

  节点:两个或多个组件终端的电气连接。

  不润湿:表面已与熔融焊料接触,但部分焊料或部分焊料不粘附的状态。可以看到裸露的贱金属这一事实可以识别不润湿。这通常是由于要焊接的表面上存在污染而引起的。

  欧姆计:用于测量板清洁度(PCB组件表面上的离子残留)的仪器。通过将组件浸入预定体积的已知高电阻率的水-醇混合物中进行测量。仪器会记录并测量在指定的时间内由离子残留引起的电阻率下降。

  铜盎司:这是指层压板表面铜箔的厚度:½盎司铜,1盎司铜和2盎司铜是常见厚度。一盎司的铜箔每平方英尺的箔包含1盎司的铜。层压板表面上的箔片的两面铜厚度可指定为:1/1= 1盎司,两面;2/2 = 2盎司,两侧;和2/1 =一侧为21盎司,另一侧为1盎司。½盎司= 0.72密耳= 0.00072英寸; 1盎司= 1.44密耳=0.00144英寸; 2盎司= 2.88密耳= 0.00288英寸

  脱气:PCB或焊点脱气或其他气体排放。

  PAD:导电图案的一部分,通常但并非唯一地用于组件的连接,连接或两者。也称为“ 土地 ”

  引脚网格阵列(PGA):根据SMT词典,PGA是一种集成电路封装,其中输入和输出点是按网格图案排列的通孔引脚。

  P / I结构:包装和互连结构

  PLCC(塑料引线芯片载体):一种组件封装,在四个侧面具有J引线,引线之间具有标准间距。

  预浸料:浸渍有固化至中间阶段的树脂(B阶段树脂)的片材(例如,玻璃纤维)。

  印刷电路板(PCB)/印刷线路板(PWB):完全处理的印刷电路配置的总称。它包括刚性或柔性,单,双或多层板。环氧玻璃,复合金属或其他材料的基板,在其上形成有导电迹线图案以互连电子组件。印刷线路板(PWA/ PCBA):已添加印刷线路板,其上单独制造的组件是零件。所有电子组件均已完全连接/焊接后,印刷线路板的总称。也称为“印刷电路组件 ”。

  轮廓:时间与温度的关系图。

  PTH(电镀通孔):一种电镀过孔,用作PWB / PCB的顶面,底面或内层之间的互连。用于将组件引线安装到通孔技术中。

  Quadpack:SMT封装的通用术语,在所有四个面上均带有引线。最常用于描述带有鸥翼引线的包装。也称为扁平包装,但扁平包装的两侧或四侧可能都有鸥翼状引线。

  参考标记:字母和数字的组合,用于标识装配图上零部件的类别。

  回流焊接:通过大量加热预先放置的焊膏到金属化区域中的焊脚,将金属表面连接在一起(不熔化基础金属)的过程。

  树脂凹陷:从暴露于高温的板上的镀通孔的横截面中可以看出,镀通孔的镜筒与孔壁之间存在空隙。

  树脂涂污:通常由钻孔引起的情况,其中树脂从基材转移到覆盖导电图案裸露边缘的钻孔壁上。抗蚀剂:用于掩盖或保护图案的选定区域免受蚀刻剂,焊料或电镀作用的涂料。

  皂化剂:将碱性化学试剂添加到水中后,可使其呈皂状并提高其溶解松香助焊剂残留物的能力。

  次级面:组件的这一面,通孔技术中通常称为焊料面。在SMT中,次级侧可以是回流焊接(有源组件)或波峰焊接(无源组件)。

  自对准:由于熔融焊料的表面张力,在回流焊接期间,稍微未对准的组件(在放置期间)相对于其焊盘图案会自动对准的趋势。轻微的自我调整是可能的,但不要指望它。

  半水清洁:此清洁技术涉及溶剂清洁步骤,热水冲洗和干燥周期。

  阴影(焊锡):在波峰焊过程中,焊锡无法润湿表面贴装器件的引线的情况。通常,组件的尾端会受到影响,因为组件主体会阻止焊料的正确流动。在波峰焊期间需要正确的组件方向以纠正问题。

  遮蔽(红外线回流):组件主体阻止辐射的红外线能量直接撞击电路板某些区域的情况。遮蔽区域接收的能量少于其周围的能量,并且可能无法达到足以完全熔化焊膏的温度。

  单层板:一种仅在板的一侧包含金属导体的PWB。通孔未电镀。

  单波焊:一种波峰焊工艺,仅使用单个层流波形成焊点。通常不用于波峰焊。

  SMC:表面安装组件

  SMD:表面安装设备。北美飞利浦公司的注册服务标记,表示电阻器,电容器,SOIC和SOT。

  SMOBC(裸铜上的焊料掩膜):一种使用阻焊膜保护外部裸铜电路免受氧化的技术,并使用锡铅焊料涂覆裸露的铜电路。

  SMT(表面安装技术):一种组装印刷线路板或混合电路的方法,其中组件安装在表面上而不是插入通孔中。

  SOIC(小型集成电路):一种集成的表面安装封装,具有两排平行的鸥翼式引线,引线和引线之间的标准间距。

  SOJ(小轮廓J引线):一种集成电路表面安装封装,具有两排平行的J引线,引线和行之间具有标准间距。通常用于存储设备。

  焊球:粘附在层压板,掩模或导体上的小焊料球。焊球最常与含氧化物的焊膏的使用有关。烘烤焊膏可以最大程度地减少焊球的形成,但是过度烘烤可能会导致焊球过多。

  焊接桥接:导体之间的焊料会不良地形成导电路径。

  焊料角:用于描述由元件引线或终端以及PWB焊盘图案形成的焊点构型的通用术语。

  助焊剂:助焊剂或简称助焊剂,是电子工业中的电子公司使用的一种化学物质,用于在将电子元件焊接到板上之前清洁PCB表面。在任何PCB组装或返工中使用助焊剂的主要功能是清洗并去除板上的任何氧化物。

  焊膏/焊膏:球形焊接微粒,助焊剂,溶剂和胶凝剂或悬浮剂的均匀组合,用于表面安装回流焊。可以通过焊料分配和丝网印刷或模版印刷将焊膏沉积在基板上。

  焊接面:通孔技术中用于表示PWB焊接面的术语。

  焊芯:熔化的焊料对焊盘或组件引线的毛细管作用。对于含铅封装,过多的毛细作用可能导致引线/焊盘界面处的焊料量不足。它是由回流期间的快速加热或过度贫化的共面性引起的,并且在气相中比在IR焊接中更常见。

  溶剂:任何能够溶解溶质的溶液。在电子工业中,使用水性,半水性和不消耗臭氧的溶剂。

  溶剂清洗:使用极性和非极性有机溶剂的混合物除去有机和无机污垢。

  SOT(小外形晶体管):一种分立的半导体表面贴装封装,在封装的一侧具有两条鸥形翼引线,在另一侧具有一条。

  刮板:用于丝网和模板印刷的橡胶或金属刀片,可擦拭整个丝网/模板,以使焊锡膏通过丝网或模板孔进入PCB的焊盘图案。模板:厚金属片,上面切有电路图案。

  表面绝缘电阻(SIR):导体之间绝缘材料的电阻的欧姆量度。

  表面活性剂:“表面活性剂”的收缩。一种化学试剂,添加到水中以降低表面张力并允许水在更狭窄的空间中渗透。

  TAB(胶带自动键合):将集成电路管芯直接安装在基板表面上,并使用细引线框将二者互连在一起的过程。

  磁带载体包装(TCP):与TAB相同

  帐篷(Tenting):一种印制板制造方法,用抗蚀剂(通常为干膜)覆盖电镀过的孔和周围的导电图案。

  端接:无源芯片组件末端的金属化表面或某些情况下的金属端夹。

  触变性:液体或凝胶的特性,在静态时呈粘性,而在物理上“起作用”时则呈流体。

  墓碑:与拖桥相同。

  I型SMT组件:一种专用的SMT PCB组件,其组件安装在基板的一侧或两侧。

  II型SMT组件:一种混合技术的PCB组件,其SMT组件安装在基板的一侧或两侧,通孔组件安装在主侧或组件侧。

  III型SMT组件:一种混合技术的PCB组件,具有无源SMT组件,有时将SOIC(小尺寸集成电路)安装在基板的第二侧,而将通孔组件安装在第一或组件侧。通常,这种类型的组件是单次波峰焊接。

  超细间距:表面安装封装的中心引线距离为0.4mm或更小。

  汽相焊接:与冷凝惰性加热相同。

  通孔:连接多层PCB的两个或多个导体层的镀通孔。无意将元件引线插入通孔内。

  空隙:局部区域中没有材料。

  波峰焊:通过将熔化的焊料引入金属化区域来连接金属表面(不熔化基础金属)的过程。表面贴装设备使用粘合剂固定,并安装在PWB的次级侧。

  机织暴露:基材的表面状况,其中机织玻璃布的未断裂纤维未完全被树脂覆盖。

  润湿:液体的一种物理现象,通常与固体接触,其中液体的表面张力已降低,因此液体在整个基材表面上以非常薄的层流动并紧密接触。关于通过助焊剂润湿金属表面,降低了金属表面和焊料的表面张力,从而导致焊料滴塌陷成非常薄的薄膜,散开并在整个表面上紧密接触。

  芯吸:通过毛细作用沿贱金属纤维吸收液体。

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