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不难看出,无论是镀锌大棚管的封装形式,还是SMT设备与工艺,都在支持PCB向实现高密度互连的方向发展,并适应信息技术发展的需求;各种工业控制系统和设备将会做得更小,并且有功耗低和维修简单的优点;计算机和办公设备将更快发展和更加可靠;医疗仪器将具有更高的精密性。因此,SMT是信息产业迅速壮大和突飞猛进的主要支柱,在21世纪内甚至更长的一个历史时期中,SMT仍是电子产品组装的主流和基础技术。(1)组装密度高。与传统通孔元器件相比,片式元器件所占面积和质量大为减少,采用SMT可使电子产品体积缩小60%,质量减轻75%。通孔安装技术按254mm网格安装元器件,而SMT的网格从127mm发展到目前的0.63mm,个别达到o5mm,密度更高。例如,一个64引脚的DIP集成块,其组装面积为25mm×75mm,而同样引线采用引线间距为0.63mm的QFP,它的组装面积为12mm×12mm,面积为通孔技术的1/1。(2)可靠性高。由于片式元器件的可靠性高,小而轻,故抗震能力强,采用自动化生产,贴装可靠性高,一般不良焊点率小于百万分之十,比通孔插组件波峰焊接技术低一个数量级,用SMT组装的电子产品平均故障间隔时间(MeanTimebetweenfailure,MTBF)平均为25万小时,目前几乎90%的电子产品采用SMT工艺。(3)高频特性好。由于片式元器件贴装牢固,通常为无引线或短引线,降低了寄生电感和寄生电容的影响,提高了电路的高频特性,采用SMC及SMD设计的电路***频率达3GHz,而采用通孔设计的元器件仅为500MHz。采用SMT也可缩短传输延迟时间,可用于时钟频率为16MHz以上的电路。若使用MCM技术,计算机工作站的高端时钟频率可达100MHz,由寄生电抗引起的附加功耗可降低23倍。(4)降低成本。印制板使用面积减小,面积为通孔技术的2,若采用CSP则其面积还要大幅度下降;印制板上钻孔数量减少,节约制造费用;由于频率特性提高,减少了电路调试费用;由于片式元器件体积小、质量轻,减少了包装、运输和储存费用;SMC及SMD发展快,成本迅速下降。(5)便于自动化生产。目前通孔安装印制板要实现完全自动化,还需扩大40%的印制板面积,这样才能使自动插件的插装头将元器件插入,否则没有足够的空间间隙,将碰坏元器件。自动贴片机采用真空吸嘴吸放元器件,真空吸嘴小于元器件外形,反而提高了安装密度。
事实上,小元器件及细间距QFP器件均采用自动贴片机进行生产,以实现全线自动化生产当然,在SMT大生产中也存在一些问题,如镀锌大棚管上的标称数值看不清,维修工作困难;维修调换元器件困难,并需专用工具;元器件与印制板之间热膨胀系数一致性差。但这些问题均是发展中的问题,随着专用拆装设备的出现,以及新型低膨胀系数印制板的出现,现已不再是阻碍SMT深入发展的障碍。表面组装技术是一组技术密集、知识密集的技术群,涉及元器件封装、电路基板技术、印刷技术、自动控制技术、软铅焊技术、物理、化工、新型镀锌大棚管材料等多种专业和学科。在设备方面,以贴片机为例,这些机器多从国外引进,近年来又引进柔性好、适应面贲的设备,这些设备都采用计算机控制,由计算机、图像识别系统、传感器、伺服系统组成控制系统,涉及计算机控制理论、图像识别等多种学科。一般贴片机采用焊接结构为基础件采用大量灵敏元器件,如滚动丝杆、滑动直线导轨、磁性流体阻尼器件等巧妙地实现了气动系统、真空系统、电气控制与机械式凸轮分配轴系统结合。广泛采用带传动,它涉及机械学的各个领域。
中、高速贴片机运行设备速度快,振动频率高,一旦紧固松动、传感器移位、结构件错位、任何一个电接触浮动都会导致设备不能正常运行。事故原因需从机、电、光几个方面寻找,故要求SMT人员机电并通,具有丰富的机电一体化学科知识。在新型材料方面,焊音和胶水都是触变性质流体,它们引起的缺陷占SMT总缺陷的60%,熟练掌握这些材料知识才能保证SMT质量。SMT还涉及多种装联工艺,如印刷工艺、点胶工艺、贴放工艺、固化工艺,只要其中任一环节工艺参数漂移,都会导致不良品产生。SMT工艺人员必须具有丰富的工艺知识,随时监视工艺状况,预测发展动向。特别值得一提的是,在表面组装大生产中,早期投入大,因此要组织SMT大批量生产,应首先做好SMT技术的培训。培训是一项事半功倍的工作,通过培训,增强对SMT的理性认识,可逐步培训出一支具有专业知识的专业队伍;其次是通过对设备性能的了解,可合理地组建SMT生产线;***通过严格科学的生产管理,可成功地实现表面组装技术的大批量生产。