表面安裝技術(shù)ppt課件

1、,第4章 表面組裝技術(shù)(SMT),一. 表面組裝技術(shù)概述,二. 表面裝配元器件,三. SMT組裝工藝方案,四. 電路板組裝工藝及設(shè)備,五.SMT工藝品質(zhì)分析,一. 表面組裝技術(shù)概述,1. 表面組裝技術(shù)的發(fā)展過程,2. SMT的裝配技術(shù)特點,1. 表面組裝技術(shù)的發(fā)展過程,表面組裝技術(shù)：SMT，Surface Mounting Technology，也稱表面裝配技術(shù)、表面組裝技術(shù)。 它是一種直接將表面組裝技術(shù)（SMT）元器件貼裝、焊接到印制電路板表面規(guī)定位置，而無需在板上鉆插通孔的電路裝聯(lián)技術(shù)。,通孔插裝技術(shù)：THT，Through-Hole mounting Technology。,1957年，

2、美國就制成被稱為片狀元件（Chip Components）的微型電子組件； 60年代中期，荷蘭飛利浦公司開發(fā)研究表面組裝技術(shù)（SMT）獲得成功 。,SMT的發(fā)展歷經(jīng)了三個階段：, 第一階段（19701975年）,這一階段把小型化的片狀元件應用在混合電路（我國稱為厚膜電路）的生產(chǎn)制造之中。, 第二階段（19761985年）,這一階段促使了電子產(chǎn)品迅速小型化、多功能化；SMT自動化設(shè)備大量研制開發(fā)出來 。, 第三階段（1986現(xiàn)在）,主要目標是降低成本，進一步改善電子產(chǎn)品的性能-價格比； SMT工藝可靠性提高 。,2. SMT的裝配技術(shù)特點,傳統(tǒng)的通孔基板式印制裝配技術(shù)，主要特點是在印制板上設(shè)計好

3、電路連接導線和安裝孔，將元器件的引線插進電路板的通孔，在印制板的另一面進行焊接，裝配成所需要的電路產(chǎn)品。 所謂的表面組裝技術(shù)，是指把片狀結(jié)構(gòu)的元器件或適合于表面組裝的小型化元器件，按照電路要求放置在印制板的表面上，用再流焊或波峰焊等焊接工藝裝配起來，構(gòu)成具有一定功能的電子部件的組裝技術(shù)。,.SMT與通孔基板式PCB安裝的差別,表面安裝技術(shù)和通孔插裝元器件的方式相比，具有以下優(yōu)越性：, 實現(xiàn)微型化。, 信號傳輸速度高。, 高頻特性好。,(5)有利于自動化生產(chǎn)，提高成品率和生產(chǎn)效率。,(4) 材料成本低。, SMT技術(shù)簡化了電子整機產(chǎn)品的生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)成本。,.SMT的發(fā)展動態(tài),表面組裝技術(shù)

4、總的發(fā)展趨勢是：元器件越來越小，安裝密度越來越高，安裝難度也越來越大。 當前，SMT正在以下四個方面取得新的技術(shù)進展： （1）元器件體積進一步小型化 （2）進一步提高SMT產(chǎn)品的可靠性 （3）新型生產(chǎn)設(shè)備的研制 （4）柔性PCB的表面組裝技術(shù),二. SMT元器件,1. SMT元器件的特點,2. SMT元器件的種類和規(guī)格,(1)SMT元件引腳距離短，目前引腳中心間距最小的已經(jīng)達到0.3mm。,(2) SMT元器件直接貼裝在印制電路板的表面，將電極焊接在與元器件同一面的焊盤上。,1. 表面裝配元器件的特點,2. 表面裝配元器件的種類和規(guī)格,SMT元器件基本上都是片狀結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)形狀分類，有薄片矩形

5、、圓柱形、扁平異形等； 從功能上分類為無源元件（SMC，Surface Mounting Component）、有源器件（SMD，Surface Mounting Device）和機電元件三大類。,SMT元器件的分類,表1,SMT元器件的分類,表2,1.無源元件SMC,SMC包括片狀電阻器、電容器、電感器、濾波器和陶瓷振蕩器等。,長方體SMC是根據(jù)其外形尺寸的大小劃分成幾個系列型號 。歐美產(chǎn)品大多采用英制系列，日本產(chǎn)品大多采用公制系列，我國還沒有統(tǒng)一標準，兩種系列都可以使用。,典型SMC系列的外形尺寸（單位：mm/inch）,1inch=1000mil；1inch=25.4mm，1mm40mi

6、l。,常用典型SMC電阻器的主要技術(shù)參數(shù),片狀元器件可以用三種包裝形式提供給用戶：散裝、管狀料斗和盤狀紙編帶。, 表面安裝電阻器,二種封裝外形,電阻排 SOP（ Small Outline Package）封裝, 表面安裝電阻排（電阻網(wǎng)絡 ）,常見封裝外形有：0.150英寸寬外殼形式（稱為SOP封裝）有8、14和16根引腳； 0.220英寸寬外殼形式（稱為SOMC封裝）有14和16根引腳； 0.295英寸寬外殼形式（稱為SOL封裝件）有16和20根引腳。, 表面安裝電容器, 表面安裝多層陶瓷電容器, 表面安裝鉭電容器,表面安裝鉭電容器的外型都是矩形，按兩頭的焊端不同，分為非模壓式和塑模式兩種。

7、, 表面安裝電感器,貼片電感排,貼片電感,表面安裝電感器, SMC的焊端結(jié)構(gòu),鎳的耐熱性和穩(wěn)定性好，對鈀銀內(nèi)部電極起到了阻擋層的作用； 鍍鉛錫合金的外部電極可以提高可焊接性。, SMC元件的規(guī)格型號表示方法,SMT元件的規(guī)格型號表示方法因生產(chǎn)廠商而不同 。,如1/8W，470，5%的陶瓷電阻器：,日本某公司生產(chǎn)：,RX 39 1 G 471 J TA,種類,尺寸,外形,溫度特性,標稱阻值,阻值誤差,包裝形式,國內(nèi)某企業(yè)生產(chǎn)：,RI 11 1/8 471 J,種類,尺寸,額定功耗,標稱阻值,阻值誤差,GRM 4F6 COG 102 J 50P T,1000pF，5%，50V的瓷介電容器 :,日本

8、某公司生產(chǎn)：,材料種類,尺寸,溫度特性,標稱容量,容量誤差,耐壓,包裝形式,國內(nèi)某企業(yè)生產(chǎn)：,CC41 03 CH 102 J 50 T,材料種類,尺寸,溫度特性,標稱容量,容量誤差,耐壓,包裝形式,2.SMD分立器件,SMD分立器件包括各種分立半導體器件，有二極管、三極管、場效應管，也有由兩、三只三極管、二極管組成的簡單復合電路。, SMD分立器件的外形尺寸,SMD分立器件的外形尺寸, 二極管,無引線柱形玻璃封裝二極管,塑封二極管,（a)柱形玻璃封裝普通二極管,(b)柱形玻璃封裝穩(wěn)壓二極管, 三極管,三極管采用帶有翼形短引線的塑料封裝（SOT，Short Out-line Transisto

9、r），可分為SOT23、SOT89、SOT143幾種尺寸結(jié)構(gòu)。,MOSFET,3.SMD集成電路,IC的主要封裝形式有QFP， TQFP， PLCC， SOT， SSOP ，BGA等。,SOP- Small Outline Package.小型封裝,SSOP- Shrink Small Outline Package .縮小型封裝,TQFP- Thin Quad Plat Package.薄四方型封裝,QFP - Quad Plat Package.四方型封裝,TSSOP- Thin Shrink Small Outline Package.薄縮小型封裝,PLCC-Plastic Leaded

10、 Chip Carrie .寬腳距塑料封裝,SOT- Small Outline Transistor.小型晶體管,DIP -Dual In-Line Package.雙列直插封裝,BGA - Ball Grid Array.球狀柵陣列,SIP -Single In-Line Package.單列直插封裝,SOJ- Small Outline J.J形腳封裝,CLCC-Ceramic Leaded Chip Carrie .寬腳距陶瓷封裝,PGA - Pin Grid Array.針狀柵陣列,Outline（表面粘貼類）,小型三極管類,SOT,SOP,QFP,SSOP,TQFP,TSSOP,P

11、QFP,兩邊,四邊,鷗翼型腳,Outline（表面粘貼類）,BGA,SOJ,LCC,PLCC,CLCC,兩邊,四邊,J型腳,球形引腳,焊點在元件底部,DIP,SIP,TO,PGA,In-line（通孔插裝類）,有引腳,雙邊,單邊,不規(guī)則,直線型腳,焊點在元件底部,三. SMT 組裝工藝方案,1.三種SMT組裝結(jié)構(gòu)及裝焊工藝流程,2.SMT印制板波峰焊工藝流程,3.SMT印制板再流焊工藝流程,1 SMT電路板安裝方案,（1） 三種SMT安裝結(jié)構(gòu)及裝配焊接工藝流程, 第一種裝配結(jié)構(gòu)：全部采用表面安裝(SMT）工藝,印制板上沒有THT元器件,各種SMD和SMC被粘裝在電路板的一面或者兩側(cè),如下圖所示

12、。,雙面,單面,第二種裝配結(jié)構(gòu)：雙面混合安裝,在印制板的A面（元件面）既有THT元器件，又有各種SMT；在B面（焊接面）上，只裝配體積較小的SMD晶體管和SMC元件。見下圖：, 第三種裝配結(jié)構(gòu)：兩面分別安裝,在印制板的A面只安裝THT元器件，而小型的SMT元器件貼裝在印制板的B面。見下圖：,（2） SMT印制板波峰焊接工藝流程, 制作粘合劑絲網(wǎng), 絲網(wǎng)漏印粘合劑,按照SMT元器件在印制板上的位置，制作用于漏印粘合劑的絲網(wǎng)或模板。現(xiàn)用薄鋼板或薄銅板制作的剛性模板較多被采用。,把絲網(wǎng)或模板覆蓋在電路板上，漏印粘合劑。要確保粘合劑漏印在元器件的中心，尤其要避免粘合劑污染元器件的焊盤。, 貼裝SMT元

13、器件,小型貼片機,錄像1, 固化粘合劑,用加熱或紫外線照射的方法，使粘合劑烘干、 固化，把SMT元器件比較牢固地固定在印制板上。,插裝THT元器件,錄像1,插件機,把印制電路板翻轉(zhuǎn)180，在另一面插裝傳統(tǒng)的THT引線元器件。,正在插件,THT插件機背面, 波峰焊,預熱,焊接,與普通印制板的焊接工藝相同，用波峰焊進行焊接。在印制板焊接過程中，SMT元器件浸沒在熔融的錫液中。,印制板（清洗）測試,對經(jīng)過焊接的印制板進行清洗，去除殘留的助焊劑殘渣。最后進行電路檢驗測試。,測試中,(3) SMT印制板再流焊接工藝流程, 制作焊錫膏絲網(wǎng),絲網(wǎng)漏印焊錫膏,手動刮錫膏,自動刮錫膏,自動刮錫膏, 貼裝SMT元

14、器件,小型貼片機,錄像1,再流焊,用再流焊設(shè)備進行焊接，有關(guān)概念在第5章進行介紹。,印制板清洗及測試,根據(jù)產(chǎn)品要求和工藝材料的性質(zhì)，選擇印制板清洗工藝或者免清洗工藝，最后對電路板進行檢查測試。,四. SMT電路板組裝工藝及設(shè)備,1.錫膏涂敷工藝和錫膏印刷機,2.SMT元器件貼片工藝和貼片機,3.SMT涂敷貼片膠工藝和點膠機,4.SMT生產(chǎn)線的設(shè)備組合,(1) 錫膏印刷機和網(wǎng)板,高檔錫膏印刷機,網(wǎng)板,(2) SMT元器件貼裝機,(3) SMT點膠機,點膠機正在點膠,(4) SMT焊接設(shè)備,再流焊,(5) SMT電路板的焊接檢測設(shè)備,AOI自動光學檢測系統(tǒng),(6) 清洗工藝、設(shè)備和免清洗焊接工藝,

15、(7) SMT電路板維修工作站,德國ERSA公司IR-550維修工作站,(8) SMT自動生產(chǎn)線的組合,上板,貼片,焊接,大型SMT生產(chǎn)線,五. SMT工藝品質(zhì)分析,1.錫膏印刷品質(zhì)分析,2.貼片品質(zhì)分析,SMT工藝品質(zhì)，主要是以元器件貼裝的正確性、準確性、完好性以及焊接完成之后元器件焊點的外觀與焊接可靠性來衡量。,SMT工藝品質(zhì)與整個生產(chǎn)過程有密切關(guān)聯(lián)。例如，SMT生產(chǎn)工藝流程的設(shè)置、生產(chǎn)設(shè)備的狀況、生產(chǎn)操作人員的技能與責任心、元器件的質(zhì)量、電路板的設(shè)計與制造質(zhì)量、錫膏與粘合劑等工藝材料的質(zhì)量、生產(chǎn)環(huán)境（溫濕度、塵埃、靜電防護）等等，都會影響SMT工藝品質(zhì)的水平。,分析SMT的工藝品質(zhì)，要用系統(tǒng)的眼光，可采用因果分析法。,由錫膏印刷不良導致的品質(zhì)問題常見有以下幾種： （1）錫膏不足（局部缺少甚至整體缺少）：將導致焊接后元器件焊點錫量不足、元器件開路、元器件偏立、元器件豎立。 （2）錫膏粘連：將導致焊接后電路短路、元器件偏位。 （3）錫膏印刷整體偏位：將導致整板元器件焊接不良，如少錫、開路、偏位、豎件等。 （4）錫膏拉尖：易引起焊接后短路。,1.錫膏印刷品質(zhì)分析,2.貼片品質(zhì)分析（P168）,SMT常見的品質(zhì)問題有：漏件、側(cè)件、翻件、偏立、損件等。,導致貼片漏件的主要因素（略）,導致SMC電阻器貼片時翻件、側(cè)件的主要因素（略）,導致元器件貼片偏位的主要因素（略）,導致元器件貼