印製板上沒有孔或視窗，元件直接緊貼在印製板上，縮短了引線，電路裝配更易於實現自動化。用小的表面安裝元件，可以節省印製板上的大量空間，對大多數系統而言，當元件裝在電路板一面時，電路板面積可以減小兩倍，當元件裝到電路板兩面時，又可以減小兩倍，而且由於表面安裝元件的高度一般都比較小，電路的密度可以增另兩倍，這就可以大大減小系統的體積。
基本介紹
- 中文名：表面安裝
- 外文名：Surface mount
- 特點：印製板上沒有孔或視窗
- 後果：電路的密度可以增另兩倍
簡介,裝配工藝,設備,回流焊,波峰焊,注意事項,
簡介
過去，元件的封裝形式主要是插腳封裝和扁平封裝，現在這些傳統封裝的元件已越來越多地被表面安裝元件所代替。比較一下它們的封裝特點以及對系統帶來利弊，可以發現為什麼表面安裝會受到如此普遍的歡迎。
插腳封裝：要求在印製板上打孔，把插腳切短，上錫，插入印製背面再進行焊接，其中大量的都是手工操作；
扁平封裝：不僅要求在印製板上打孔，還要在板上按照元件尺寸開一小視窗，將元件引線折彎90°，將元件放入視窗內。折彎引線可能損傷玻珠至金屬殼體間的密封性，將引線插入小孔並將元件放入視窗內都是很繁雜的加工。
表面安裝：印製板上沒有孔或視窗，元件直接緊貼在印製板上，縮短了引線，電路裝配更易於實現自動化。用小的表面安裝元件，可以節省印製板上的大量空間，對大多數系統而言，當元件裝在電路板一面時，電路板面積可以減小兩倍，當元件裝到電路板兩面時，又可以減小兩倍，而且由於表面安裝元件的高度一般都比較小，電路的密度可以增另兩倍，這就可以大大減小系統的體積。
插腳封裝：要求在印製板上打孔，把插腳切短，上錫，插入印製背面再進行焊接，其中大量的都是手工操作；
扁平封裝：不僅要求在印製板上打孔，還要在板上按照元件尺寸開一小視窗，將元件引線折彎90°，將元件放入視窗內。折彎引線可能損傷玻珠至金屬殼體間的密封性，將引線插入小孔並將元件放入視窗內都是很繁雜的加工。
表面安裝：印製板上沒有孔或視窗，元件直接緊貼在印製板上，縮短了引線，電路裝配更易於實現自動化。用小的表面安裝元件，可以節省印製板上的大量空間，對大多數系統而言，當元件裝在電路板一面時，電路板面積可以減小兩倍，當元件裝到電路板兩面時，又可以減小兩倍，而且由於表面安裝元件的高度一般都比較小，電路的密度可以增另兩倍，這就可以大大減小系統的體積。
使用表面安裝，由於引線的縮短，相對插腳元件而言，可以大大降低引線電感，寄生電容和電阻，因而各個元件的延遲時間縮短，使電路有更快的回響速度，使系統的電性能獲得較大提高。
裝配工藝
1、印上焊膏；
2、放置元件；
3、通過回流焊使元件與印製板上的電路焊接起來；
4、清洗，宜用化學脫脂劑。
當有些元件是不密封時，清洗以後，要求烘乾去濕，以確保元件恢復正常功能。
用一個貼片機完成的工作量，相當於三、四台標準穿孔引線機所完成的工作量，而且一個自動的表面安裝生產線，不僅節省了空間、人力，減少工藝流程，縮短生產日期，而且利用統計過程的數據控制，快速反饋，更有助於提高產品的產量和質量。
2、放置元件；
3、通過回流焊使元件與印製板上的電路焊接起來；
4、清洗，宜用化學脫脂劑。
當有些元件是不密封時，清洗以後，要求烘乾去濕，以確保元件恢復正常功能。
用一個貼片機完成的工作量，相當於三、四台標準穿孔引線機所完成的工作量，而且一個自動的表面安裝生產線，不僅節省了空間、人力，減少工藝流程，縮短生產日期，而且利用統計過程的數據控制，快速反饋，更有助於提高產品的產量和質量。
設備
什麼樣的自動焊接方法可以認為適用於表面安裝元器件呢？有兩種基本方法：回流焊接和波峰焊。回流焊通常用於下面的情況：(1)只有表面安裝元器件，或者(2)表面安裝元器件與通孔元器件同時存在，而通孔元器件用另外(波焊)的方法焊接。在採用回流焊時，電路板的上面和下面都可以安放表面安裝元器件。波峰焊可適用於安裝在電路板底部的表面安裝元器件，也適用於安裝在電路板頂部的通孔元器件。陶瓷和聚合物基板均能適應。
回流焊
回流焊要求在待連線的表面施以可控量的焊膏和溶濟。通用技術是印刷電路板上的焊膏圖形，然後把元器件放在他們的位置上。這些元器件由於焊膏的粘結很容易粘著在應有的位置。也可選擇：用晶片一粘接環氧樹脂來固定元器件。受熱作用時，必須產生對應於幾個程式步驟的時間---溫度分布圖。
首先，溫度達到大約100℃時容劑蒸發。第二，隨著溫度升至焊劑的熔化點，典型值是183℃，助熔劑分解金屬氧化物。第三，當溫度繼續上升，漿狀焊劑微粒熔化並在焊接面開始霑化和吸附。在下一步，溫度達到峰值，大約215℃時，表面張力形成充分熔融焊劑的輪廓。在該溫度， 焊劑完全霑化只需幾秒鐘的時間。工作在200℃以上的實際時間長度限制到1或2分鐘， 以免損壞。許多塑封元器件在回流焊時能經受住幾分鐘的焊劑---熔體溫度。甚至經受過波焊時的更高溫度(見下文)。 這樣的元器件往往能經受信在熔融的焊劑中浸沒幾秒鐘。
回流焊所需熱量的施加方法有幾種。其中最常用的兩種是紅外線加熱和氣相加熱。紅外線加熱源在高溫下工作並放置在燃燒室的內壁，與工作不相接觸。工作的實際溫度既受傳送帶速度的影響，也與其質量、幾何形狀和結構有很大關係。像環氧樹脂基板之類的有機材料容易吸收紅外線輻射並將熱量傳給容易將紅外線反射掉的金屬部件。另一方面，在氣相焊接工藝中，工作周圍的蒸氣保持在最佳焊劑---霑化溫度。 這是由煮沸水箱裡的惰性液體來完成的。沸點約為215℃。當把工件固定在液體的正上方時， 沸點溫度的熱量被十分均勻地傳送到所有的表面。
波峰焊
該方法是在預加熱程式之後，將熔融的焊料施加於電路板的底面，並隨焊接的冷卻而冷卻。這種方法有多種變化，主要以焊料波的形態來區分，到底如何選擇要看組件的類型和待安裝元器件的形態。焊料溫度的典型值是260℃，比在回流焊方法中使用的峰值溫度高一些。 電路板和元器件所經受的溫度分布：在預熱期間以類似於回流焊的速率增加到大約150℃,但是為焊劑波衝擊時，溫度卻迅速上升。塑封元件比較適於回流焊，因為波峰焊時可能在引線外有微波的裂痕，這裡塑膠中存在潮氣的原因，為了防止這種缺陷，焊接前在125℃的溫度下烤24小時，可以有效地排出塑膠中的潮氣。
注意事項
引線的共平面性和對焊劑的可霑化性；
焊料合劑與元器件和電路板上塗層的親和性；
熔敷焊劑的量
元器件的內部受熱情況；
元器件放置和取向的精確度；
元器件的引線應該全部都在同一平面。回流焊方法比波峰焊方法允許引線對其平面性有較大的偏離，這是因為在回流焊中熔融焊劑的表面張力容易板接小間隙並保證令人滿意的焊縫。在波峰焊中採用特殊的 技術以減少表面張力熔敷過多的焊劑，並引起金屬化區域間不需的橋接的可能性。雖然如此，波峰焊時還是要求良好的共平面性，以保證優良的焊接。
當元器件的引線和電路板具有清潔的表面時，霑化----即焊劑均勻地粘附在全部焊接表面的能力，就得到了加強。如果適用的固有表面塗層的質量因恰當的處理和保管而得到保護，那么在焊接操作中施加的 助溶劑應該可以去除任何金屬氧化物。焊劑的親和性包括其熔點與金屬塗層的熔點相近，還有就是一些材料的最小化，如像金，在錫引線焊劑的情況能助長生成脆性金屬間化合物。待熔敷焊劑的量作焊接的幾何 形狀而定，一旦確定，用預先形成或印製焊劑圖形的方法，熔敷層可以控制到千分之幾英寸。
焊料合劑與元器件和電路板上塗層的親和性；
熔敷焊劑的量
元器件的內部受熱情況；
元器件放置和取向的精確度；
元器件的引線應該全部都在同一平面。回流焊方法比波峰焊方法允許引線對其平面性有較大的偏離，這是因為在回流焊中熔融焊劑的表面張力容易板接小間隙並保證令人滿意的焊縫。在波峰焊中採用特殊的 技術以減少表面張力熔敷過多的焊劑，並引起金屬化區域間不需的橋接的可能性。雖然如此，波峰焊時還是要求良好的共平面性，以保證優良的焊接。
當元器件的引線和電路板具有清潔的表面時，霑化----即焊劑均勻地粘附在全部焊接表面的能力，就得到了加強。如果適用的固有表面塗層的質量因恰當的處理和保管而得到保護，那么在焊接操作中施加的 助溶劑應該可以去除任何金屬氧化物。焊劑的親和性包括其熔點與金屬塗層的熔點相近，還有就是一些材料的最小化，如像金，在錫引線焊劑的情況能助長生成脆性金屬間化合物。待熔敷焊劑的量作焊接的幾何 形狀而定，一旦確定，用預先形成或印製焊劑圖形的方法，熔敷層可以控制到千分之幾英寸。
隨著各個元器件規模或複雜性的增加或者組件是大型和小型元器件混裝的場合，焊接期間元器件內部受熱問題越來越受到關注。在大型和小型元器年混裝的情況，大型元器件和小型元器件的受熱速度可能是 不可比擬的，即大型元器件可以遮蔽小型元器件遠離發熱源。為使這種方法儘可能完善，也許需要仔細地研究和實驗。在紅外線加熱的情況，幾個點的平均值也許不能充分量度工藝室的空氣溫度。用表面溫度分 布仿形儀監測可以確保小型元器件不受過熱。
雖然元器件安裝在電路板上需要高的精度，但是在回流焊的情況，這種要求稍有放鬆。這是因為熔融的焊劑的表面張胃有自動調節中心的作用。當然，這種情況是以電路板上已經印製了適用的金屬化焊接軌 跡為假定的。元器件的正確取向，要求當其以帶式捲軸供貨時，要保證全部以一種恆定的和已知的取向插入卷帶。也就是說卷帶的內腔尺寸必須保證取向不變。特別是手工放置元器件時，每個元器件上都必須有 一個明顯的取向標誌。下面的考慮有助於使固定了的元器件免於在焊劑固化之前移位：當全部表面安裝元器件都在電路板的頂面時，只需要焊膏的粘結和那時熔融焊劑的表面張力就是以將其固定了。在電路板底 面的元器件也許需用環氧樹脂之類的粘合劑預固定。 在這種情況必須注意： 防止粘合劑的粘性成分散布(蔓延)到金屬化區域上，因為這會抑制焊劑的霑化。
雖然元器件安裝在電路板上需要高的精度，但是在回流焊的情況，這種要求稍有放鬆。這是因為熔融的焊劑的表面張胃有自動調節中心的作用。當然，這種情況是以電路板上已經印製了適用的金屬化焊接軌 跡為假定的。元器件的正確取向，要求當其以帶式捲軸供貨時，要保證全部以一種恆定的和已知的取向插入卷帶。也就是說卷帶的內腔尺寸必須保證取向不變。特別是手工放置元器件時，每個元器件上都必須有 一個明顯的取向標誌。下面的考慮有助於使固定了的元器件免於在焊劑固化之前移位：當全部表面安裝元器件都在電路板的頂面時，只需要焊膏的粘結和那時熔融焊劑的表面張力就是以將其固定了。在電路板底 面的元器件也許需用環氧樹脂之類的粘合劑預固定。 在這種情況必須注意： 防止粘合劑的粘性成分散布(蔓延)到金屬化區域上，因為這會抑制焊劑的霑化。
