基于LabVIEW平台的SMT贴片机路径优化的说研究.pdf - 第14页
湖北工业大学硕士学位论文 而且在ＰＣＢ表面贴焊牢固，因此大大降低了寄生电容和引线间的寄生电感，并在 很大程度上减少了电磁干扰和射频干扰，改善了高频性能。另外。由于片式元器 件的自身噪音小、去耦效果好、信号传输时的延时值小，所以在高频、高性能的 电子产品中ＳＭＴ可发挥良好的作用。 （３）可靠性高，抗振性能强 由于片式元器件小而轻，其端电极直接平贴在印制板上，消除了元器件与印 制板之间的二次互连，从而减少了因连接而引起的故障。另外，由于直接…
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等特点。随着表面组装元器件和表面组装技术的迅速发展，单纯的通孔插装形式
已经逐渐减少，目前取而代之的主要是插贴混合组装。
电子电路装联技术的发展主要受元器件类型的支配，俗话说，一代元器件，
一代组装工艺口１。由于ＳＭＴ生产中采用“无引线或短引线＂的元器件，故从组装工
艺角度分析，表面贴装和通孔插装（ＴＨＴ）技术的主要区别一是所用元器件、ＰＣＢ的
外形不完全相同：二是前者是“贴装”，即将元器件贴装在ＰＣＢ焊盘表面，而后者
则是“插装＂，即将长引脚元器件插入ＰＣＢ焊盘孔内。前者是预先将焊料一锡膏涂
放在焊盘上，贴装元件后一次加热而完成焊接过程，而后者是通过波峰焊机利用
熔融的焊料流，实现升温与焊接。现列表比较如下（见表２．１）。
表２．１表面贴装与通孔贴装的比较
２．４
ＳＭＴ的优点
（１）贴装密度高，体积小，重量轻
片式元器件比传统穿孔元件所占面积和重量都大为减少，重量只有传统插装
元器件的１０％，而且贴装时不受引线间距，通孔间距的限制。一般来说，采用ＳＭＴ
可使电子产品体积缩小６０％，重量减轻７５％。通孔安装技术元器件，它们按２．５４Ｉｎｌｎ
网格安装元件，而Ｓ解贴装元件网格从１．２７唧发展到了目前的０．６３砌网格，个
别达Ｏ．５姗网格的安装元件，密度更高。例如一个６４引脚的双列直插（ＤＩＰ）集成
块，它的贴装面积为２５ｍｍ×７５咖，而同样引脚采用引线间距为Ｏ．６３ｍ的方形扁平
封装集成块（ＱＦＰ），它的贴装面积为１２衄×１２栅。
（２）电性能优异
由于片式元器件采用无引线或是短引线的元器件，减少了引线分布特性影响，
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而且在ＰＣＢ表面贴焊牢固，因此大大降低了寄生电容和引线间的寄生电感，并在
很大程度上减少了电磁干扰和射频干扰，改善了高频性能。另外。由于片式元器
件的自身噪音小、去耦效果好、信号传输时的延时值小，所以在高频、高性能的
电子产品中ＳＭＴ可发挥良好的作用。
（３）可靠性高，抗振性能强
由于片式元器件小而轻，其端电极直接平贴在印制板上，消除了元器件与印
制板之间的二次互连，从而减少了因连接而引起的故障。另外，由于直接贴装具
有良好的耐机械冲击能力，抗震动能力强，自动化生产程度高。所以贴装可靠性
高，一般不良焊点率小于百万分之十，比通孔插元件波峰焊接技术低一个数量级，
用ＳＭＴ贴装的电子产品平均无故障时间（ＭＴＢＦ）为２５万小时，目前几乎有９０％的电子
产品采用ＳＭＴ工艺。
（４）降低成本
①印制板使用面积减小，面积为采用通孔技术面积的１／１２，若采用ＣＳＰ安装
则其面积还可大幅度下降：
②印制板上钻孔数量减少，节约返修费用：
③频率特性提高，减少了电路调试费用：
④片式元器件体积小、重量轻，减少了包装、运输和储存费用：
⑤片式之器件（ＳＭＣ／ＳＭＤ）发展快，成本迅速下降，一个片式电阻已同通孔电阻
价格相当，约０．３美分，合２分人民币。
一般，电子设备采用ＳＭＴ后，可使产品总成本降低３０％以上。
（５）便于自动化生产
目前穿孔安装印制板要实现完全自动化，还需扩大４０％原印制板面积，这样才
能使自动插件的插装头将元件插入，若没有足够的空间间隙，将碰坏零件。而自
动贴片机采用真空吸嘴吸放元件，真空吸嘴小于元件外形，可提高安装密度。
当然，ＳＭＴ技术也存在一些问题，如片式元器件的品种、规格至今还不齐全；
有些片式元器件的产量不大，故价格比通孔插装元器件要高；在国际上，目前尚
无片式元器件的统一标准。另外，ＳＭＴ采用的元器件是直接焊接在ＰＣＢ表面上的，
受热后由于元器件与印制板之间热膨胀系数（ＣＴＥ）不一致，易引起焊处开裂（随着
专用拆装设备及新型的低膨胀系数印制板的出现，它们已不再成为阻碍ＳＭＴ深入
发展的障碍）；采用ＳＭＴ的ＰＣＢ单位面积功能强，功率密度大，散热问题复杂：ＰＣＢ
布线密，间距小，容易造成信号交叉耦合。此外，还有塑封器件的吸潮问题等。
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２．５贴片机的结构和特性
片式元器件贴装是ＳＭＴ产品组装生产中的关键工序，ＳＭＴ生产中的贴片技术通
常是指用一定的方式将片式元器件准确地贴放到ＰＣＢ指定的位置上，这个过程英
文称之为“Ｐｉｃｋ
ａｎｄ
Ｐｌａｃｅ№ｈ，显然它是指吸取／拾取与放置两个动作。在ＳＭＴ初
期，由于片式元器件尺寸相对较大，人们用镊子等简单的工具就可以实现上述动
作，至今尚有少数工厂仍采用或部分采用人工放置元件的方法。但为了满足大生
产需要，特别是随着ＳＭＣ／ＳＭＤ的精细化，人们越来越重视采用贴装机来实现高速、
高精度的贴装元器件。近３０年来，贴装机已由早期的低速度（１～１．５秒／片）和
低精度（机械对中）发展到高速（０．０８秒／片）和高精度（光学对中，贴片精度±
６０
ｕ
ｍ／４
ｏ）。高精度全自动贴装机是由计算机、光学、精密机械、滚珠丝杆、
直线导轨、线性马达、谐波驱动器以及真空系统和各种传感器构成的机电一体化
的高科技装备ｆ５ｌ。从某种意义上来说，贴片机技术已成为ＳＭＴ的支柱和深入发展
的重要标志。贴片机是整个ＳＭＴ生产中最关键、最复杂的设备，是决定ＳＭＴ产品
组装自动化程度、组装精度和生产效率的决定因素，也是人们在初次建立ＳＭＴ生
产线时最难选择的设备旧１。
目前，世界上生产贴片机的厂家有几十家，贴片的品种达几百个之多，但无
论是全自动贴片机还是手动贴片机，无论是高速贴片机还是中低速贴片机，它的
总体结构均有类似之处，图２．４是一种通用贴片机的内部结构示意图。
图２．４贴片机结构示意图
誓婚咫