SMT课件8530608

第一章、概论SMT—SurfaceMountingTechnology，表面组装技术的缩写，也叫表面装配技术或表面安装技术。表面组装是将电子元器件贴装在印制电路板表面(而不是将它们插装在电路板的孔中)一种装联技术。§1.1SMT发展及特点1.1.1表面组装技术的发展过程1、产生背景电子应用技术的发展:智能化、多媒体化、网络化对电路组装技术提出更高的要求:密度化、高速化、标准化表面组装技术2、表面组装技术的发展史(1)20世纪60年代:问世美国(最早应用):注重投资类电子产品和军事装备日本(70年代从美国引进开始发展):注重消费类电子产品，80年代开始迅速发展。(2)20世纪80年代:高速发展期(3)20世纪90年代:成熟期我国表面组装技术的发展概况(1)20世纪80年代初开始起步彩电调谐器(成套引进)(2)2000年后开始进入发展高峰期(3)截止2004年我国已经成为世界第一的SMT产业大国(4)2005年起进入调整转型期SMT强国3、表面组装技术的发展趋势(1)元器件体积进一步小型化(2)进一步提高SMT产品的可靠性(3)新型生产设备的研制(4)柔性PCB表面组装技术的刚性固定1.1.2SMT的组装技术特点1、SMT与THT(ThroughHoleTechnology)比较:(1)元器件的差别(2)焊点形态不同(3)基板(4)组装工艺2、SMT技术的特点(1)元器件实现微型化(2)信号传输速度高(3)高频特性好(4)有利于自动化生产，提高成品率和生产效率(5)材料成本低(6)SMT技术简化了电子整机产品的生产工序，降低了生产成本§1.2SMT及SMT工艺技术的基本内容1.2.1SMT主要内容SMT表面组装元器件组装工艺电路基板组装设计组装系统控制和管理1.2.2SMT工艺技术基本内容组装材料：涂敷材料、工艺材料组装工艺设计：组装方式、工艺流程、工序优化设计组装技术：涂敷技术、贴装技术、焊接技术、清洗技术、检测技术组装设备：涂敷设备、贴装设备、焊接设备、清洗设备、测设设备表面组装工艺技术1.2.3SMT工艺技术要求制定相关的标准:《表面组装工艺通用技术要求》、《印制板组装件装联技术要求》、《电子元器件表面安装要求》1.2.4SMT生产系统组成1、采用再流焊技术的SMT生产线基本组成2、生产线的一般工艺过程丝印——点胶——贴装——固化——再流焊接——清洗——检测——返修上料装置全自动印刷机贴片机自动检测仪再流焊炉在线测试仪下料装置第二章、表面组装元器件2.1表面组装元器件的特点、种类和规格2.1.1特点1、定义:表面组装元器件是指无引脚元器件。SMC:指表面组装无源元件，如片式电阻、电容、电感称为。SMD:指有源器件，如小外形晶体管(SOT)及四方扁平组件(QFP)。2、特点：(1)在表面组装器件的电极上，完全没有引线，或只有非常短小的引线，引线间距小。(2)表面组装元器件直接贴装在PCB的表面，将电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。2.1.2种类和规格1、按结构形状分：薄片矩形、圆柱形、扁平异形。2、按功能分：无源元件SMC、有源器件SMD和机电元件。3、按使用环境分：非气密性封装器件和气密性封装器件。§2.2表面组装无源元件(SMC)2.2.1SMC的外形尺寸表示及技术参数1、外形尺寸矩形六面体、圆柱体、异形矩形SMC系列型号的表示方法:前两位表示长度、后两位表示宽度如3216矩形贴片元件，长=3.2mm，宽=1.6mm2、标称数值的表示SMC元件种类用型号加后缀的方法表示:如3216C、2012R(1)片式元件标称数值表示方法:3216、2012、1608系列片状SMC的标称数值用标在元件上的三位数字表示，前两位是有效数，第三位是倍率成数。如电阻器表面印有114，表示阻值110kΩ(2)圆柱型电阻器三色环四色环五色环精度为±1％的精密电阻器还可以用两位数字代码加一位字母代码表示。（查表）普通电阻器标注精密电阻器标注2.2.2表面组装电阻器1、普通表面组装电阻器(图)按制造工艺分为:厚膜薄膜按封装外形分为:片状采用厚膜工艺制造圆柱形(MELF)采用薄膜工艺2、表面组装电阻排(图)是电阻网络的表面组装形式按结构分为SOP型、芯片功率型、芯片载体型、芯片阵列3、表面组装电位器(片式电位器)(1)敞开式结构:无外壳保护，适用于消费类产品而且只能用于再流焊工艺(2)防尘式结构:有外壳保护，性能好，适用于高档消费电子产品(3)微调式结构:精细调节，性能好，价格昂贵，适用于投资类电子整机中(4)全密封式结构:调节方便、可靠、寿命长2.2.3表面组装电容器1、陶瓷系列电容器(MLC)以陶瓷材料为电容介质，通常是无引脚结构可靠性高，用于汽车、军事和航空航天产品。2、电解电容器铝电解电容器:异型结构/钽电解电容器:片状矩形3、云母电容器以天然云母为电介质，一般为矩形片状耐热性好、损耗低，用于无线通信和硬盘系统中2.2.4表面组装电感器1、绕线型表面组装电感器：工字形(开磁路、闭磁路)、槽形、棒形、腔体。2、多层型表面组装电感器(MLCI)特点:(1)可靠性高(2)磁路闭合，不干扰也不受干扰，适宜高密度组装(3)无引线，小型化3、卷绕型表面组装电感器优点:尺寸较小、成本低缺点:圆柱形故接触面积小，因此组装性不好2.2.5其他表面组装元件1、片式滤波器(1)片式抗干扰滤波器(EMI滤波器)作用:抑制同步信号中的高次谐波噪声，防止信号失真(2)片式LC滤波器(3)片式表面波滤波器(晶体滤波器)2、片式振荡器:陶瓷、晶体、LC2.2.6SMC的焊端结构无引线片状元件SMC的电极焊端一般由三层金属构成：内部是钯银合金电极中间是镍阻挡层:避免高温焊接时元件厚膜电极脱帽导致虚焊或脱焊；对内部电极起保护阻挡作用。外部是铅锡合金:提高可焊接性2.2.7SMC元件的规格型号的表示方法容量误差J表示±5％G表示±2％F表示±1％包装形式T表示编带包装B表示散装§2.3表面组装器件(SMD)2.3.1表面组装分立器件包括各种分立半导体，有二极管、晶体管、场效应管，也有由2、3支晶体管、二极管组成的简单复合电路。1、表面组装分立器件的外形电极引脚数为2~6个二极管:2端或3端封装；小功率晶体管:3端或4端封装；4~6端SMD内大多封装两支晶体管或场效应管。2、表面组装二极管无引线柱形玻璃封装二极管:稳压开关、通用二极管片状塑料封装二极管:举行片状3、小外形塑封晶体管(SOT)采用带翼形短脚引线的塑料封装2.3.2表面组装集成电路1、集成电路的封装定义：是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电热性能的作用，而且还是沟通芯片内部与外部电路的桥梁，芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制电路板上的导线与其他元器件建立连接。2、表面组装元件(SMD)引脚形状翼形钩形球形I形针形3、封装方式(1)SO封装:引线比较少的小规模集成电路一般采用这种小型封装。大多采用翼形引脚SOP封装:芯片宽度小于0.15in，引脚在8～40之间SOL封装:芯片宽度在0.25in以上，引脚在44以上SOW封装:芯片宽度在0.6in以上，引脚在44以上(2)QFP封装(20世纪90年代主要采用的方式)定义:矩形四面都有电极引脚的表面组装集成电路称作QFP封装。封装的芯片一般是大规模集成电路。采用翼形引脚PQFP:封装的芯片四角有突出TQFP:薄型封装，厚度小于1.0mm或0.5mm(3)LCCC封装是陶瓷芯片载体封装的表面组装集成电路中没有引脚的一种封装。芯片被封装在陶瓷载体上，无引线的电极焊端排列在封装底面上的四边。优点:全封闭式、可靠性高主要用于军用产品中(4)PLCC封装PLCC是集成电路的有引脚塑封芯片载体封装，引脚采用钩形引脚，大多用于可编程存储器。(5)PGA封装(大规模集成电路的封装，BGA前身)CPU集成度增加和个人用户更换更方便PGA封装:将CPU引脚由翼形引脚改成针形引脚缺点:必须配合专用插座、封装成本高(5)大规模集成电路的BGA封装发展缘由:集成电路的集成度迅速提高，封装尺寸必须缩小。电极采用球形引脚球形引脚优点:尺寸小利于高密度组装；再流焊时有自校准效应，降低了贴片精度，提高组装可靠性。BGA品种:陶瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、微型BGA(Micro-BGA、μBGA、CSP)2.3.4集成电路封装形式的比较与发展1、封装比概念=芯片面积/封装面积比值越接近1，封装面积越接近芯片本身面积2、封装形式的发展过程与比较：DIP、SIP:20世纪70年代的直插封装SO、LCCC、PLCC、QFP:20世纪80年代的芯片载体封装BGA:20世纪90年代μBGACSP(封装比为1：1.1，芯片尺寸封装)MCM(多芯片组件)§2.4表面组装元器件的包装方式与使用要求2.4.1表面组装元器件的包装包装方式分为：1、散装:无引线且无极性的表面组装元器件2、盘状编带包装：QFP、PLCC、LCCC3、管式包装：SOP、PLCC4、托盘包装：QFP、SOP、PLCC、BGA2.4.2表面组装元器件的要求1、装配适应性2、焊接适应性2.4.3表面组装元器件使用注意事项1、表面组装元器件存放的环境条件2、有防潮要求的表面组装器件3、运输、分料、检验或手工贴装时，操作工人应带防静电腕带，使用吸笔4、剩余表面组装器件的保存方法2.4.4表面组装元器件的选择1、选择元器件时要注意贴片机的贴装精度水平。2、和铝电解电容器主要用于电容量大的场合。3、集成电路的引脚形式与焊接设备及工作条件有关，是必须考虑的问题。4、机电元件大多由塑料构成骨架，塑料骨架容易在焊接时受热变形，最好选用有引脚露在外面的机电元件。