第8章--表面贴装技术(SMT)

第8章表面贴装技术（SMT）-1-电子工艺与技能实训教程本章要点能描述SMT的发展、特点、生产线种类和设备组成等内容能描述SMC/SMD的性能、特点与贴装类型能描述焊膏印刷机的种类、作用以及焊膏印刷作业时的注意事项能分析常见焊膏印刷不良的原因及对策能描述贴片机的种类、作用以及贴片作业时的注意事项能分析常见贴片不良的原因及对策能描述回流焊机的种类、组成结构以及回流焊作业时的注意事项能分析常见回流焊不良的原因及对策能描述主要检测设备的简单原理和用途会熟练识别与判别SMC/SMD元件会熟练使用HAKKO-850热风焊抢会熟练焊接SMC/SMD元件会熟练操作焊膏印刷机会熟练操作贴片机会熟练操作回流焊机第8章表面贴装技术（SMT）-2-电子工艺与技能实训教程8.1SMT概述表面贴装技术（SMT）是将表面贴装元器件（SMC/SMD）贴、焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术。它作为新一代电子安装技术，目前被广泛地应用于航空、航天、通信、计算机、医疗电子、汽车、办公自动化、家用电器等各个领域。8.1.1安装技术的发展概况第8章表面贴装技术（SMT）-3-电子工艺与技能实训教程8.1.2SMT技术的特点1．组装密度高2．可靠性高3．高频特性好4．降低成本5．便于自动化生产6．SMT的不足8.1.3SMT生产线分类1．基于自动化程度2．基于生产规模大小8.1.4SMT设备组成1．焊膏印刷机2．贴装机第8章表面贴装技术（SMT）-4-电子工艺与技能实训教程3．回流焊机4．检测设备SMT设备组成示意图如图所示：第8章表面贴装技术（SMT）-5-电子工艺与技能实训教程8.2表面安装器件表面安装元器件是无引线或短引线元器件，常把它分为无源器件（SMC）和有源器件（SMD）两大类。比如片式电阻器、电容器、电感器等便是SMC；小外形封装（SOP）的晶体管及四方扁平封装（QFP）的集成电路等便是SMD。表面安装常用器材有焊膏、红胶、PCB板、模板、刮刀等。8.2.1无源器件（SMC）表面安装无源器件SMC包括片式电阻器、片式电容器和片式电感器等，常见实物外型如下图所示。第8章表面贴装技术（SMT）-6-电子工艺与技能实训教程第8章表面贴装技术（SMT）-7-电子工艺与技能实训教程8.2.2有源器件（SMD）1．表面安装二极管表面安装二极管常用的封装形式有圆柱形、矩形薄片形和SOT-23型等三种，其外形实物如图所示：第8章表面贴装技术（SMT）-8-电子工艺与技能实训教程2．表面安装三极管表面安装三极管常用的封装形式有SOT-23型、SOT-89型、SOT-143型和TO-252型等四种，其外形实物如图所示：第8章表面贴装技术（SMT）-9-电子工艺与技能实训教程3．表面安装集成电路表面安装集成电路常用的封装形式有SOP型、PLCC型、QFP型、BGA型、CSP型、MCM型等几种。（1）小外形封装（SOP型）第8章表面贴装技术（SMT）-10-电子工艺与技能实训教程（2）塑封有引线芯片载体封装（PLCC型）第8章表面贴装技术（SMT）-11-电子工艺与技能实训教程（3）四方扁平封装（QFP型）第8章表面贴装技术（SMT）-12-电子工艺与技能实训教程（4）球栅阵列封装（BGA型）第8章表面贴装技术（SMT）-13-电子工艺与技能实训教程（5）芯片尺寸封装（CSP型）第8章表面贴装技术（SMT）-14-电子工艺与技能实训教程（6）多芯片模块（MCM型）第8章表面贴装技术（SMT）-15-电子工艺与技能实训教程8.2.3技能实训24——SMC/SMD的识别与判别1．实训目的（1）能描述SMC/SMD的基本特性（2）会熟练使用数字万用表（3）会熟练识别与判别SMC/SMD元件2．实训设备与器材准备（1）表笔特制的数字万用表1块（2）某彩电调谐电路板1块（3）带台灯的放大镜1个（4）SMC/SMD元器件若干3．实训步骤与报告（1）万用表表笔的制作1）购买两颗缝纫针和两只作图用的圆规，将圆规固定铅笔芯的端头切下。第8章表面贴装技术（SMT）-16-电子工艺与技能实训教程2）在切端处镀上焊锡，焊上导线，分别装入原表笔的绝缘笔管中。3）将缝纫针插入原固定铅笔芯的孔内，拧紧螺母，便得一副测量SMC/SMD器件的可重复使用的特制表笔。万用表特制表笔的制作如图所示。第8章表面贴装技术（SMT）-17-电子工艺与技能实训教程（2）SMC/SMD的直观识别1）准备一块有大量SMC/SMD的电路整机板，比如：彩电调谐（高频头）电路板。2）对各类SMC/SMD的标称阻值、允许偏差、额定功率、标注方式、种类以及引脚顺序等进行识别。3）作好记录。某彩电调谐（高频头）电路板图如图所示。第8章表面贴装技术（SMT）-18-电子工艺与技能实训教程（3）片式电阻器的参数标注方法及识别1）在元器件上普遍采用文字符号法和数码法。文字符号法用于欧姆级的电阻值。比如，4R7—→为4.7Ω。数码法用于千欧级以上的电阻值，有用三个数字表示的，也有用四个数字表示的。三数字数码法中只有两位是有效数字。比如，R47—→为0.47Ω；821—→为820Ω；475—→为4.7MΩ；000—→为跨接线；四数字数码法中有三位是有效数字。比如，4R70—→为4.7Ω；8200—→为820Ω；4704—→为4.7MΩ；0000—→为跨接线。2）在料盘上采用字母加数字表示。比如，RC05K103JT—→RC为产品代号，表示片状电阻器[05表型号，02（0402）、03（0603）、05（0805）、06（1206）]；K表示电阻器的温度系数（±250）；103表示电阻值（10kΩ）；J表示允许偏差（±5％）；T表示编带包装（B表塑料盒散包装）。第8章表面贴装技术（SMT）-19-电子工艺与技能实训教程（4）片状电容器的参数标注方法及识别1）在元器件上有采用直标法或数码法或单独使用某种颜色等方法来标注参数。2）也有印上一些英文字母与数字，它们代表着特定的数值。片式电容器容值系数如表所示。第8章表面贴装技术（SMT）-20-电子工艺与技能实训教程（5）片状电感器的标注方法及识别由于片状电感器是由线径极细的导线绕制而成的，故在电路板上是容易识别的，其各参数的标注在料盘上极为详细。比如，“HDW2012UCR10KGT”片状电感器。其中的HDW—→表示产品代码；2012—→表示规格尺寸；UC—→表示芯子类型（UC—陶瓷芯、UF—铁氧体芯）；R10—→表示电感量（R10—0.lμH、2N2—2.2nH、033—0.033μH）；K—→表示公差（J—5％、K—10％、M—20％）；G—→表示端头（G—金端头、S—锡端头）；T—→表示包装方法（B—散包装、T—编带包装）。（6）片状二、三极管的极性识别1）片状二极管的极性标识同传统二极管一样，在一端采用某种颜色来标记正负极性。一般情况，有颜色的一端就是负极。当然，也可以通过万用表电阻档来进行测量。但要注意的是，片状二极管的封装也有以片状三极管形式出现的，实为双二极管。第8章表面贴装技术（SMT）-21-电子工艺与技能实训教程2）片状三极管的极性标识一般是这样的：将器件有字模的一面面对自己，有一只引脚的一端朝上或有两只引脚的一端朝下，上端（只有一只引脚的一端）为集电极（C），下左端为基极（B），下右端为发射极（E）。当然，也可以通过查阅手册或万用表来测量。（7）片状集成电路的引脚识别1）首先要在芯片上找到标志孔。2）然后将芯片有字模一面按书写方向面对自己。3）从标志孔处开始按从左到右和逆时针方向进行计数。集成电路的的引脚识别如图所示。第8章表面贴装技术（SMT）-22-电子工艺与技能实训教程（8）SMC/SMD的好坏检测与质量判别1）一般片状元器件的好坏与质量判别同传统长引线元器件一样，都是可以通过万用表的电阻档来进行测量，具体操作参见第1章。2）片状集成电路的好坏判别可通过电阻、电压、波形和替换等方法进行，具体操作如下：电阻法——通过测量单块集成电路各引脚对地正反向电阻，与参考资料或另一块好的集成电路进行比较，从而就能作出好坏判断。电压法——测量集成电路引脚对地的动、静态电压，与线路图或其它资料所提供的参考电压进行比较，若发现某些引脚电压有较大差别，若外围电路是好的，则集成电路已损坏。波形法——测量集成电路各引脚波形是否与原设计相符，若发现有较大区别，其外围元件又没有损坏，则集成电路有可能已损坏。替换法——用相同型号集成电路替换试验，若电路恢复正常，则集成电路已损坏。（9）SMC/SMD的识别与判别实训报告第8章表面贴装技术（SMT）-23-电子工艺与技能实训教程8.3SMC/SMD的贴焊工艺SMC/SMD的贴装是SMT产品生产中的关键工序，目前普遍采用贴装机进行自动贴装；SMC/SMD的焊接是表面安装技术中的主要工艺技术，在一块表面安装组件（SMA）上少则有几十、多则有成千上万个焊点，一个焊点不良就会导致整个SMA产品失效。所以焊接质量是SMA可靠性的关键，它直接影响电子设备的性能和经济效益。焊接质量取决于所用的焊接方法、焊接材料、焊接工艺和焊接设备。8.3.1SMC/SMD的贴装方法1．手工贴装2．自动贴装8.3.2SMC/SMD的贴装类型SMC/SMD的贴装类型有两类最基本的工艺流程，一类是“锡膏—回流焊”工艺，另一类是“贴片—波峰焊”工艺。但在实际生产中，将两种基本工艺流程进行混合与重复，则可以演变成多种工艺流程供电子产品组装之用。第8章表面贴装技术（SMT）-24-电子工艺与技能实训教程1．锡膏—回流焊工艺2．贴片—波峰焊工艺第8章表面贴装技术（SMT）-25-电子工艺与技能实训教程3．混合安装第8章表面贴装技术（SMT）-26-电子工艺与技能实训教程4．双面均采用锡膏—回流焊工艺8.3.3SMC/SMD的焊接方式波峰焊技术与回流焊技术是印制电路板上进行大批量焊接元器件的主要方式。就目前而言，回流焊技术与设备是SMT组装厂商组装SMC／SMD的主选技术与设备，但波峰焊仍不失为一种高效自动化、高产量、可在生产线上串联的焊接技术。因此，在今后相当长的一段时间内，波峰焊技术与回流焊技术仍然是电子组装的首选焊接设备。第8章表面贴装技术（SMT）-27-电子工艺与技能实训教程8.3.4SMC/SMD的焊接特点由于SMC／SMD的微型化和表面安装组件（SMA）的高密度化，SMA上元器件之间和元器件与PCB之间的间隙很小，因此，SMT与THT相比，主要有以下几个特点：1）元器件本身受热冲击大。2）要求形成微细化的焊接连接。3）要求表面组装元器件与PCB上焊盘图形的接合强度和可靠性高。4）由于SMC／SMD的电极或引线的形状、结构及材料种类繁多，要求能对各种类型的电极或引线进行焊接。显然，SMT的要求是很更高的，但这并不是说要想获得高可靠性的SMA是困难的。事实上，只要对SMA进行正确设计和严格执行组装工艺，其中包括正确地选择焊接技术、方法和设备，则SMA的可靠性甚至会比通孔插装组件更高。第8章表面贴装技术（SMT）-28-电子工艺与技能实训教程8.3.5技能实训25——SMC/SMD的手工焊接1．实训目的（1）能描述SMC/SMD贴装、焊接类型与方法（2）会熟练使用热风焊枪、BGA芯片的植锡球工具（3）会熟练进行SMC/SMD的手工焊接2．实训设备与器材准备（1）尖锥型烙铁头的电烙铁1把（2）细焊锡丝和焊锡浆若干（3）表面安装PCB板1块（4）HAKKO-850热风焊枪1台（5）BGA芯片的植锡球工具1套（6）SMC/SMD元器件若干3．实训主要设备简介（1）HAKKO-850热风焊枪的使用及其注意事项HAKKO-850热风焊枪面板如图所示。第8章表面贴装技术（SMT）-29-电子工艺与技能实训教程第8章表面贴装技术（SMT）-30-电子工艺与技能实训教程（2）SMC/SMD焊接用的专用烙铁头如图所示。（3）BGA芯片的植锡球工具介绍BGA芯片的植锡球工具实物如图所示。第8章表面贴装技术（SMT）-31-电子工艺与技能实训教程4．实训步骤与报告（1）SMC的手工焊接操作1）选用