特点: 特点 组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40[%]~60[%]，重量减轻60[%]~80[%]。 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30[%]~50[%]。 节省材料、能源、设备、人力、时间等。

先进研究分析手段: 先进研究分析手段 随着SMT新技术、新工艺、新材料、新器件的发展，针对这种应用趋势国外先进研究机构在开展细致分析、检测方面做了许多工作，特别是投入巨额资金，组建了相应的分析实验室，促进了新技术在SMT领域中发展和应用，本文根据笔者搜集的资科汇总，较详细介绍了此类实验室设备或仪器的配置情况，供国内SMT同行参考并指正。 当今SMT应用技术及新器件、新材料发展迅速，尤其是近年来新型元器件，代表性的如BGA、chip-scale逐渐从实验走向批量生产，一种新型元器件类型的出现往往引起新设计方法、新工艺、新设备的发展，在这个现象的后面隐藏了许多的幕后工作，即实验室试验及检测分析。发达国家的研究机构及高校在新技术推出、新材料发现、新型器件类型发展方面不惜组织大量的人力、投入巨额资金和时间组建多种类型的实验室，做了相当细致的分折、研究工作，促进了SMT新技术的应用和成熟发展。 1 实验分桥内容简介 针对SMT应用，相应的实验分析内容都围绕组装质量和材料物质的可靠性进行，大致可以分为以下几种：(在此不包括电测试范围) 表面特征； 内部结构； 应力及拉力； 流体特性； 环境影响。 实验室研究内容主要对新工艺开发、提高可靠性及缺陷分析有重大意义，新工艺的开发涉及新材料开发和应用、工艺过程控制技术、新的组装技术等。新技术的开发工作及开销不可能由单一部门完全承担下来，不可避免地要求许多领域部门或企业的联合开发，最终成果共享，促进行业的技术进步。 在可靠性和缺陷分析范畴，实验人员和设备的帮助更是价值不菲的，研究人员的经验和智慧，再加上现代化的实验设备计算机化，得到的每一个实验分析结果都凝结着人类的高度智慧和创造。 2 实验设备及仪器应用介绍 根据上述述简要分析，结合相关检测技术和作用进行介绍。 扫描电子显微镜SEM(Scanning Electron Microscope) 该类仪器有两种：常规场致发射SEM、带有X光的能量色散谱仪(EDS)。 主要作用：进行好的深场景、高倍光学分析，利用EDS还可以分板内部织成。 典型应用：SMT焊点可靠性缺陷检查的显微图像分析，可以进行金相分析。 声扫描显微镜(Scanning acoustic microscope) 进行物体无损、高倍率检查。其典型应用是样品器件底部填充空洞检查、分析，特别是filp-chip器件。 喇曼(Raman)图像显微镜。 固体表面特性分析，如厚、薄膜等，用于电子封装用的聚合物的确认。 傅利叶变换红外分光计FTIR(Fourier transform infraredspectrometer) 利用喇曼光谱分析学进行物体表面吸收的分子种类，用于无机物质分析，例如表面污染度检测， 光学显微镜 高倍光学检查，可500倍放大，用于样品分析。 高速摄影机 运动过程捕获及分析，典型的如filp-chip的填充过程分析。 x光衍射仪 亚微米厚度测量，如PCB或晶片上的镍、金薄膜厚度的测量。 计算机断层成像X光检查仪 无损三维图像检查，如塑封、薄型金属元器件，针对焊接缺陷特别有效，典型的如BGA器件焊点空洞、开路、短接， 原子显微镜(Atomic force microscope) 用于纳米级薄膜厚度、表面形状绘制、粗糙度测量，典型应用为PCB上的有机阻焊膜厚度及晶片上金属膜厚度测量。 带局部环境的通用拉力测试仪 附加环境控制条件的拉力测试，典型的如IC芯片、COB器件中的引线可靠性，PCB焊点应力特性。 硬度测试仪 基本上有三类：纳米硬度测试仪、微波硬度测试仪、超声微波硬度测试仪。用薄膜或微小物体的硬度测量，评价承受力和微小摩擦力等。例如flip-chip金属衬板承受力、硅芯片上的金、银端头、器件引线拉力等。 表面角度计 焊点外形倾角测量，主要用于PCB、器件的润湿度衡量。 聚合材料热特性测试仪 可大致分为三类：差式扫描热量计DSC(Differential scanning calorimeter)、热力学机械分析仪(Thermal mechanical analyser)、机械冲击热分析仪(Dynamic mechanical thermal analyser)。主要用于PCB玻璃介质、封装材料和阻焊膜的传导特性测试：评价PCB基板、IC封装材料的弹性及松弛度。 同步热分析仪 主要进行物质的温度和氧化稳定程度，确定混合物成份，具体如IC的封装材料热稳定特性评价。 表面张力旋转流速计 主要进行聚合物的流变特性，具体是针对填充物质，如环氧树脂(epoxy)、密封剂(sealant)、密封胶材料等(encapsulant)。 3 结束语 新加坡南洋理工大学的GINTIC研究所该类实验室的配置水平很高，其研究项目的设立、检测设备、仪器投资大多来自于大财团、大企业的支持、赞助或损赠，研究成果可以马上用于SMT生产，成果转化效率很高，同时也增强了研究所的基本手段和保持了技术上的高水平。这种联合立项、投资、开发研究，成果共享的形式很值得我国SMT企业、研究部门的深思。

生产中BGA焊接注意事项: 生产中BGA焊接注意事项 随着电子技术的飞速发展，电子元件朝着小型化和高度集成化的方向发展。BGA元件已越来越广泛地应用到SMT装配技术中，并且随着 BGA和CSP的出现，SMT装配的难度愈来愈大，工艺要求也愈来愈高。由于BGA的返修难度颇大，返修成本高，故提高BGA的制程质量是SMT制程中的新课题。（福景科技提供BGA返修一条龙服务） BGA有不同类型，不同类型的BGA有不同的特点，只有深入了解不同类型BGA的优缺点，才能更好地制定满足BGA制程要求的工艺，才能更好地实现BGA的良好装配，降低BGA的制程成本。BGA通常分为三类，每类BGA都有自己独特的特点和优缺点： 1、PBGA（PLASTIC BALL GRID ARRAY）塑料封装BGA 其优点是： ①和环氧树脂电路板热匹配好。 ②焊球参与了回流焊接时焊点的形成，对焊球要求宽松。 ③贴装时可以通过封装体边缘对中。 ④成本低。 ⑤电性能好。 其缺点是：对湿气敏感以及焊球面阵的密度比CBGA低 2、CBGA（CERAMIC BGA）陶瓷封装BGA 其优点是： ①封装组件的可靠性高。 ②共面性好，焊点形成容易，但焊点不平行度交差。 ③对湿气不敏感。 ④封装密度高。 其缺点是： ①由于热膨胀系数不同，和环氧板的热匹配差，焊点疲劳是主要的失效形式。 ②焊球在封装体边缘对准困难。 ③封装成本高。 TBGA（TAPE BGA）带载BGA 其优点是： ①尽管在芯片连接中局部存在应力，当总体上同环氧板的热匹配较好。 ②贴装是可以通过封装体边缘对准。 ③是最为经济的封装形式。 其缺点是： ①对湿气敏感。  ②对热敏感。 ③不同材料的多元回合对可靠性产生不利的影响。 BGA在电子产品中已有广泛的应用，但在实际生产应用中，以PBGA居多。PBGA的缺点是对湿气敏感，如果PBGA吸潮后，在焊接中PBGA极易产生“爆米花”现象，从而导致PBGA失效。在很多的文献中有很多提高BGA制程质量的文章，在此我们仅针对PBGA对湿气敏感的缺点，讨论在实际生产过程的相关工艺环节中防止PBGA因吸潮而失效的方法。 PBGA的验收和贮存 PBGA属于湿敏性元件，出厂时均是采用真空包装，但在运输周转过程中很容易破坏其真空包装，导致元件受潮和焊点氧化，因此在元件入厂验收时，必须将元件的包装状态作为检验项目，严格将真空和非真空包装的元件区分开，真空包装的元件按照其贮存要求进行贮存，并在保质期内使用，非真空的元件应该放入低湿柜中按要求进行贮存，防止PBGA吸潮和引脚的氧化。同时按“先进先出”的原则进行控制，尽量降低元件的贮存风险。 PBGA的除湿方式的选择 受潮的PBGA在上线生产前要进行除湿处理。BGA的除湿通常有低温除湿和高温除湿两种，低温除湿是采用低湿柜除湿，除湿比较费时，通常在5[%]的湿度条件下，需要192小时，高温除湿是采用烘箱除湿，除湿时间比较短，通常在125摄氏度的条件下，需要4小时。在实际的生产中，对那些非真空包装的元件进行高温除湿后，放入低湿柜中贮存，以缩短除湿的周期。对湿度卡显示潮湿度超标的PBGA建议采用低温除湿，而不采用高温除湿，由于高温除湿的温度较高（大于100摄氏度）而且速度快，如果元件湿度较高，会因为水分的急促气化而导致元件失效。 PBGA在生产现场的控制  PBGA在生产现场使用时，真空包装的元件拆封后，必须交叉检查包装的湿度卡，湿度卡上的湿度标示超标时，不得直接使用，必须进行除湿处理后方可使用。生产现场领用非真空包装的元件时，必须检查该料的湿度跟踪卡，以确认该料的湿度状态，无湿度跟踪卡的非真空包装的元件不得使用。同时严格控制PBGA在现场的使用时间和使用环境，使用环境应该控制在25摄氏度左右，湿度控制在40-60[%]之内，PBGA现场的使用时间应控制在24小时以内，超出24小时的PBGA必须重新进行除湿处理。 PBGA的返修 BGA返修通常采用BGA返修台（BGA rework station）。生产现场返修装贴有PBGA的PCBA，若放置时间比较长，PBGA易吸潮，PBGA的湿度状态也很难判断，因此PBGA在拆除之前，必须将装PBGA的PCBA进行除湿处理，避免元件在拆除中失效报废，使BGA的置球和重新装配变得徒劳。 当然，在SMT制程中导致BGA失效的工艺环节和原因很多，比如ESD、回流焊接等等，要想降低SMT制程中BGA的失效，需要在多方面进行全面控制。对于PBGA而言，与元件吸潮相关的工艺环节在实际生产中往往被忽视，而且出现问题比较隐蔽，往往给我们改善制程、提高制程质量造成了很多障碍，因此针对PBGA对湿气敏感的缺点，在生产制程中，从以上几个方面着手，针对性的采取有效应对措施，可以更好地减少PBGA的失效，提高PBGA的制程质量，降低生产成本。

表面贴装工艺中的静电防护: 表面贴装工艺中的静电防护 一、静电防护原理 电子产品制造中，不产生静电是不可能的。产生静电不是危害所在，其危害所在于静电积聚以及由此产生的静电放电。静电防护的核心是“静心消除”。 静电防护原理： (1)对可能产生静电的地方要防止静电积聚。采取措施在安全范围内。 (2)对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放。 二．静电防护方法 (1)使用防静电材料：金属是导体，因导体的漏放电流大，会损坏器件。另外由于绝缘材料容易产生摩擦起电，因此不能采用金属和绝缘材料作防静电材料。而是采用表面电阻l×105Ω?cm以下的所谓静电导体，以及表面电阻1×105-1×108Ω?cm的静电亚导体作为防静电材料。例如常用的静电防护材料是在橡胶中混入导电碳黑来实现的，将表面电阻控制在1×106Ω?cm以下。 (2)泄漏与接地：对可能产生或已经产生静电的部位进行接地，提供静电释放通道。采用埋大地线的方法建立“独立”地线。使地线与大地之间的电阻＜10Ω。(参见GBJl79或SJ／T10694-1996) 静电防护材料接地方法：将静电防护材料(如于作台面垫、地垫、防静电腕带等)通过1MΩ的电阻接到通向独立大地线的导体上(参见SJ／T10630-1995)。串接1MΩ电阻是为了确保对地泄放＜5mA的电流，称为软接地。设备外壳和静电屏蔽罩通常是直接接地，称为硬接地。 IPC-A-610C标准中推荐的防静电工作台接地方法如图1。 SMT生产中的静电防护技术4 (3)导体带静电的消除：导体上的静电可以用接地的方法使静电泄漏到大地。放电体卜的电压与释放时间可用下式表示： UT=U0L1/RC 式中 UT-T时刻的电压(V) U0一起始电压(V) R-等效电阻(Ω) C-导体等效电容(pf) 一般要求在1秒内将静电泄漏。即1秒内将电压降至1OOV以下的安全区。这样可以防止泄漏速度过快、泄漏电流过大对SSD造成损坏。若U0=500V，C=200pf，想在1秒内使UT达到100V，则要求R=1．28×109Ω。因此静电防护系统中通常用1MΩ的限流电阻，将泄放电流限制在5mA以下。这是为操作安全设计的。如果操作人员在静电防护系统中，不小心触及到220V工业电压，也不会带来危险。 (4)非导体带静电的消除：对于绝缘体上的静电，由于电荷不能在绝缘体上流动，因此不能用接地的方法消除静电。可采用以下措施： (a)使用离子风机-离子风机产生正、负离子，可以中和静电源的静电。可设置在空间和贴装机贴片头附近。 (b)使用静电消除剂-静电消除剂属于表面活性剂。可用静电消除剂檫洗仪器和物体表面，能迅速消除物体表面的静电。 (c)控制环境湿度-增加湿度可提高非导体材料的表面电导率，使物体表面不易积聚静电。例如北方干燥环境可采取加湿通风的措施。 (d)采用静电屏蔽-对易产生静电的设备可采用屏蔽罩(笼)，并将屏蔽罩（笼）有效接地。 (5)工艺控制法：为了在电子产品制造中尽量少的产生静电,控制静电荷积聚，对已经存在的静电积聚迅速消除掉，即时释放，应从厂房设计、设备安装、操作、管理制度等方面采取有效措施。 三．静电防护器材 (1)人体防静电系统包括防静电腕带、工作服、帽、手套、鞋、袜等 (2)防静电地面包括防静电水磨石地面、防静电橡胶地面、PVC防静电塑料地板、防静电地毯、防静电活动地板等。 (3)防静电操作系列：包括防静电：I：作台垫、防静电包装袋、防静电物流小车、防静电烙铁及工具等。 四．静电测量仪器． (1)静电场测试仪：用于测量台面、地面等表面电阻值。平面结构场合和非平面场合要选择不同规格的测量仪。 (2)腕带测试仪：测量腕带是否有效。 (3)人体静电测试仪：用于测量人体携带的静电量，人体双脚之间的阻抗，测量人体之间的静电差,腕带、接地插头、工作服等是否阻护有效。还可以作为入门放电，把人体静电隔在车间之外。 (4)兆欧表：用于测量所有导电型、抗静电型及静电泄放型表面的阻抗或电阻。 五．电子产品制造中防静电技术指标要求 (1)防静电地极接地电阻＜10Ω。 (2)地面或地垫：表面电阻值105-1010Ω;摩擦电压＜100V。 (3)墙壁：电阻值5×104-109Ω。 (4)工作台面或垫：表面电阻值106-109Ω；摩擦电压＜100V；对地系统电阻106-108Ω。 (5)工作椅面对脚轮电阻106-108Ω。 (6)工作服、帽、手套摩擦电压＜300V；鞋底摩擦电压＜100V。 (7)腕带连接电缆电阻1MΩ；佩带腕带时系统电阻1-1OMΩ。脚跟带(鞋束)系统电阻0．5×105-108Ω。 (8)物流车台面对车轮系统电阻106-109Ω。 (9)料盒、周转箱、PCB架等物流传递器具一表面电阻值103-108Ω;摩擦电压＜100V。 (10)包装代、盒一摩擦电压＜100V。 (11)人体综合电阻106-108Ω。 六、 电子产品制造中防静电措施及静电作业区(点)的一般要求 SMT生产中的静电防护技术5 SMT生产设备必须接地良好，贴装机应采用三相无线制接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台面垫、坐椅等均应符合防静电要求。车间内保持恒温、恒湿的环境。应配备防静电料盒、周转箱、PCB架、物流小车、防静电包装带、防静电腕带、防静电烙铁及工具等设施。 (1)根据防静电要求设置防静电区域，并有明显的防静电警示标志。按作业区所使用器件的静电敏感程度分成1、2、3级，根据不同级别制订不同的防护措施。 1级静电敏感程度范围：0-1999V 2级静电敏感程度范围：2000-3999V 3级静电敏感程度范围：4000-15999V 16000V以上是非静电敏感程产品。 (2)静电安全区(点)的室温为23±3℃，相对湿度为45-70％RH。禁止在低于30％的环境内操作SSD(静电敏感元器件)。 (3)定期测量地面、桌面、周转箱等表面电阻值。 (4)静电安全区(点)的工作台上禁止放置非生产物品，如餐具、茶具、提包、毛织物、报纸、橡胶手套等。 (5)工作人员进入防静电区域，需放电。操作人员进行操作时，必须穿工作服和防静电鞋、袜。每次上岗操作前必须作静电防护安全性检查,合格后才能生产。 (6)操作时要戴防静电腕带，每天测量腕带是否有效。 (7)测试SSD时应从包装盒、管、盘中取一块，测一块,放一块，不要堆在桌子上。经测试不合格器件应退库。 (8)加电测试时必须遵循加电和去电顺序：低电压→高电压→信号电压的顺序进行。去电顺序与此相反。同时注意电源极性不可颠倒，电源电压不得超过额定值。 (9)检验人员应熟悉SSD的型号、品种、测试知识，了解静电保护的基本知识。 七．静电敏感元器件(SSD)运输、存储、使用要求 (1)SSD运输过程中不得掉落在地，不得任意脱离包装。 (2)存放SSD的库房相对湿度：30-40％RH。 (3)SSD存放过程中保持原包装，若须更换包装时，要使用具有防静电性能的容器。 (4)库房里，在放置SSD器件的位置上应贴有防静电专用标签。 (5)发放SSD器件时应用目测的方法，在SSD器件的原包装内清点数量。 (6)对EPROM进行写、擦及信息保护操作时，应将写入器／擦除器充分接地，要带防静电手镯。 (7)装配、焊接、修板、调试等操作人员都必须严格按照静电防护要求进行操作。 (8)测试、检验合格的印制电路板在封装前应用离子喷枪喷射一次，以消除可能积聚的静电荷。