SMT元器件裝配教案項目1元件認識

1、宜賓職業(yè)技術學院教師工作頁 Yibin Vocational & Technical College項目一SMT元器件認識教學班集：電子11級 學習時間：8H 子項目SMT元器件手工焊接訓練學習目標1、會使用熱風槍拆卸SMT元件 2、會認識SMT元器件工作對象：SMT元器件和電路板學習要求：1、通過拆卸廢舊電腦板上的元件，學會使用熱風槍；2、利用廢舊電腦板元件認識SMT元器件；教 學 實 施 教學設計、教學方法描述：1、 教學環(huán)境：SMT實驗室2、工具和儀器：廢舊電腦板熱風槍鑷子,電烙鐵尖嘴鉗、錫膏3、教學方法：實物展示目標教學示范操作操作訓練目標考核4、教學設計l 閱讀實訓指導書l

2、教師講解操作步驟并示范l 學生進行操作訓練l 檢查成果l 再訓練l 直至符合操作要求l 考核記錄單項成績2、教師操作示范、3、學生操作4、教師檢查學生操作情況5、重新操作1、教學組織直至符合要求一、教學引入(5分鐘)提出本課完成兩個個目標1、會使用熱風槍拆卸SMT元件2、會認識SMT元器件二、組織教學(20分鐘)學生三人一小組，設一小組長，三小組為一大組，設一大組長。小組長和大組長均為技術骨干，有一定管理能力，能起示范帶頭作用，大組長要負責考核和輔導組員。另外設課代表一名，負責管理知道、考核統(tǒng)計、分發(fā)器材等。三、教學實施過程（一）認識使用熱風槍1、認識SUNK0850熱風槍名牌：認識品牌名稱，

3、額定電壓和額定功率，生產廠家，聯(lián)系電話等。面板：二合一功能電烙鐵部分：認識攜帶的電烙鐵、面板上的輸出插孔，控制開關，溫度調節(jié)。熱風槍部分：認識攜帶的熱風槍、面板上的輸出插孔，控制開關，溫度調節(jié)，風量風速調節(jié)等。2、熱風槍使用方法正確使用熱風槍可提高維修效率，如果使用不當，會將手機主板損壞。如有的維修人員在取下功放或CPU時，發(fā)現(xiàn)手機電路板掉焊點，塑料排線座及鍵盤座被損壞，甚至出現(xiàn)短路現(xiàn)象。這實際是維修人員不了解熱風槍的特性造成的。因此，如何正確使用熱風槍是維修手機的關鍵。1.吹焊小貼片元件的方法手機中的小貼片元件主要包括片狀電阻，片狀電容，片狀電感及片狀晶體管等。對于這些小型元件，一般使用熱風

4、槍進行吹焊。吹焊時一定要掌握好風量，風速和氣流的方向。如果操作不當，不但會將小元件吹跑，而且還會損壞大的元器件。吹焊小貼片元件一般采用小嘴噴頭，熱風槍的溫度調至2-3擋，風速調至1-2擋。待溫度和氣流穩(wěn)定后，便可用手指鉗夾住小貼片元件，使熱風槍的噴頭離欲拆卸的元件23CM，并保持垂直，在元件的上方向均勻加熱，待元件周圍的焊錫熔化后，用手指鉗將其取下。如果焊接小元件，要將元件放正，若焊點上的錫不足，可用烙鐵在焊點上加注適量的焊錫，焊接方法與拆卸方法一樣，只要注意溫度與氣流方向即可。2.吹焊貼片集成電路的方法用熱風槍吹焊貼片集成電路時，首先應在芯片的表面涂放適量的助焊劑，這樣既可防止干吹，又能幫助

5、芯片底部的焊點均勻熔化。由于貼片集成電路的體積相對較大，在吹焊時可采用大嘴噴頭，熱風槍的溫度可調至3-4擋，風量可調至2-3擋，風槍的噴頭離芯片2.5CM左右為宜。吹焊時應在芯片上方均勻加熱，直到芯片底部的錫珠完全熔解，此時應用手指鉗將整個芯片取下。需要說明的是，在吹焊此類芯片時，一定要注意是否影響周邊元件。另外芯片取下后，手機電路板會殘留余錫，可用烙鐵將余錫清除。若焊接芯片，應將芯片與電路板相應位置對齊，焊接方法與拆卸方法相同。3、用熱風槍練習拆卸SMT元器件每個學生發(fā)放一塊廢舊電腦主板，這種電腦主板可以在實訓中心的機房維修部能找到很多，廢物利用，有利于教學。用熱風槍拆卸電腦板上的SMT元件

6、：教師示范，用熱風槍拆卸SMT元器件，然后讓學生練習操作。因為是廢舊電腦板來練習，不怕?lián)p壞電路板和元件一組一組的進行練習，組長首先學會操作，然后知道組員操作，給組員打單項成績，全組組員的成績會影響組長的成績。教師巡回知道、示范、糾正錯誤操作。4、熱風槍使用注意事項1）.熱風槍的噴頭要垂直焊接面，距離要適中。2）.熱風槍的溫度和氣流要適當。3）.吹焊手機電路板時，應將備用取下，以免電池受熱而爆炸。4）.吹焊結束時，應及時關閉熱風槍電源，以免手柄長期處于高溫狀態(tài)，縮短使用壽命。5）.熱風槍使用時或剛使用過后，不要去碰觸噴嘴；熱風槍的把手必需保持干燥、干凈且遠離油品或瓦斯。6）.熱風槍要完全冷卻后才

7、能存放。7).不可將熱風槍與化學類（塑料類）的刮刀一起使用。8).使用后應將噴嘴或刮刀的干油漆清除掉以免著火。9).須在通風良好的地方使用，因為從鉛制品的油漆去除的殘渣是有毒的。10).不能將熱風槍當作吹風機使用。11).不可直接將熱風對著人或動物。（二）、認識SMT元器件指導學生認識電腦主板上的各種SMT元器件：電阻、電容、電感、集成電路芯片等等。1 SMT（貼片）元器件 1）、SMT元器件的特點表面安裝元器件也稱作貼片式元器件或片狀元器件，它有兩個顯著的特點：SMT元器件的體積比傳統(tǒng)的元器件小很多；或者說，與同樣體積的傳統(tǒng)電路芯片比較，SMT元器件的集成度提高了很多倍。 SMT元器件直接貼

8、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。這樣，印制板上的通孔只起到電路連通導線的作用，孔的直徑僅由制作印制電路板時金屬化孔的工藝水平決定，通孔的周圍沒有焊盤，使印制電路板的布線密度大大提高。2、SMT元器件的種類和規(guī)格表面安裝元器件基本上都是片狀結構。這里所說的片狀是個廣義的概念，從結構形狀說，包括薄片矩形、圓柱形、扁平異形等；表面安裝元器件同傳統(tǒng)元器件一樣，也可以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。表面安裝元器件按照使用環(huán)境分類，可分為非氣

9、密性封裝器件和氣密性封裝器件。非氣密性封裝器件對工作溫度的要求一般為070。氣密性封裝器件的工作溫度范圍可達到-55+125。氣密性器件價格昂貴，一般使用在高可靠性產品中。片狀元器件最重要的特點是小型化和標準化。已經制定了統(tǒng)一標準，對片狀元器件的外型尺寸、結構與電極形狀等都做出了規(guī)定，這對于表面安裝技術的發(fā)展無疑具有重要的意義。 1）、無源元件SMCSMC包括片狀電阻器、電容器、電感器、濾波器和陶瓷振蕩器等。應該說，隨著SMT技術的發(fā)展，幾乎全部傳統(tǒng)電子元件的每個品種都已經被“SMT化”了。如圖 .1所示，SMC的典型形狀是一個矩形六面體（長方體），也有一部分SMC采用圓柱體的形狀，這對于利用

10、傳統(tǒng)元件的制造設備、減少固定資產投入很有利。還有一些元件由于矩形化比較困難，是異形SMC。  圖 .1 SMC的基本外形  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。SMC的阻容元件一般用盤狀紙編帶包裝，便于采用自動化裝配設備。 表面安裝電阻器表面安裝電阻器按封裝外型，可分為片狀和圓柱狀兩種。在圖 .2中，(a)圖是片狀表面安裝電阻器的外形尺寸示意圖，(b)圖是圓柱形表面安裝電阻器的結構示意圖。表面安裝電阻器按制造工藝可分為厚膜型和薄膜型兩大類。片狀表面安裝電阻器一般是用厚膜工藝制作的：在一個高純度氧化鋁（Al2O3，9 %）基底平面上網

11、印RuO2電阻漿來制作電阻膜；改變電阻漿料成分或配比，就能得到不同的電阻值，也可以用激光在電阻膜上刻槽微調電阻值；然后再印刷玻璃漿覆蓋電阻膜并燒結成釉保護層，最后把基片兩端做成焊端。圓柱形表面安裝電阻器可以用薄膜工藝來制作：在高鋁陶瓷基柱表面濺射鎳鉻合金膜或碳膜，在膜上刻槽調整電阻值，兩端壓上金屬焊端，再涂覆耐熱漆形成保護層并印上色環(huán)標志。  圖 .2 表面安裝電阻器的尺寸與結構示意圖  表面安裝電阻網絡表面安裝電阻網絡是電阻網絡的表面安裝形式。目前，最常用的表面安裝電阻網絡的外形標準有：0.150英寸寬外殼形式（稱為SOP封裝）有8、14和1 根引腳；0.220

12、英寸寬外殼形式（稱為SOMC封裝）有14和1 根引腳；0.295英寸寬外殼形式（稱為SOL封裝件）有1 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陶瓷電容器以陶瓷材料為電容介質，多層陶瓷電容器是在單層盤狀電容器的基礎上構成的，電極深入電容器內部，并與陶瓷介質相互交錯。電極的兩端露在外面，并與兩端的焊端相連。多層陶瓷電容器的結構如圖 .3所示。  圖 .3 多層陶瓷電容器的結構示意圖 表面安裝多層陶瓷電容器所用介質有三種；COG、X7R和Z5U。其電容量與尺寸、介質的關系見表 .4。表 .4 不同介質材料的電容量范圍型號COGX7RZ5U0805

13、C120 C1812C105 0pF 801500pF18005 00pF120pF0.012F0.01 0.033F0.0390.12F 0.0330.10F0.120.47F 表面安裝多層陶瓷電容器的可靠性很高，已經大量用于汽車工業(yè)、軍事和航天產品。 表面安裝鉭電容器表面安裝鉭電容器以金屬鉭作為電容器介質。除具有可靠性很高的特點外，與陶瓷電容器相比，其體積效率高。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，目前尚無統(tǒng)一的標注標準。以非模壓式鉭電容器為例，其尺寸范圍為：寬度1.273.81mm，長度2.547.239mm，高度1.272.7

14、94mm。電容量范圍是0.1100F。直流電壓范圍為425V。 表面安裝電感器表面安裝電感器，矩形片狀形式的電感量較小，其尺寸一般是4532或321 （公制），電感量在1H以下，額定電流是1020mA；其他封裝形式的可以達到較大的電感量或更大的額定電流，圖 .4是一種方形扁平封裝的互感元件。   圖 .4 一種表面安裝電感器  SMC的焊端結構無引線片狀元件SMC的電極焊端一般由三層金屬構成，如圖 .5所示。  圖 .5 SMC的焊端構成 焊端的內部電極通常是采用厚膜技術制作的鈀銀（Pd-Ag）合金電極，中間電極是鍍在內部電

15、極上的鎳（Ni）阻擋層，外部電極是鉛錫（Sn-Pb）合金。中間電極的作用是，避免在高溫焊接時焊料中的鉛和銀發(fā)生置換反應而導致厚膜電極“脫帽”，造成虛焊或脫焊。鎳的耐熱性和穩(wěn)定性好，對鈀銀內部電極起到了阻擋層的作用；但鎳的可焊接性較差，鍍鉛錫合金的外部電極可以提高可焊接性。 SMC元件的規(guī)格型號表示方法目前，我國尚未對SMT元件的規(guī)格型號表示方法制定標準，因生產廠商而不同。市場上銷售的SMT元件，部分是國外進口，其余是用從國外廠商引進的生產線生產的，其規(guī)格型號的命名難免帶有原廠商的烙印。下面各用一種貼片電阻和貼片電容舉例說明。  電子整機產品制造企業(yè)在編制設計文件和生產工藝文

16、件、指導采購訂貨及元器件進廠檢驗、通過權威部門對產品的安全性認證時，都需要用到元器件的這些規(guī)格型號。 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典型SMD分立器件的外形尺寸如圖 . 所示，電極引腳數為2 個。     圖 . 典型SMD分立器件的外形尺寸二極管類器件一般采用二端或三端SMD封裝，小功率三極管類器件一般采用三端或四端SMD封裝，四端六端SMD器件內大多封裝了兩只三極管或場效應管。 二極管·無引線柱形玻璃封

17、裝二極管無引線柱形玻璃封裝二極管是將管芯封裝在細玻璃管內，兩端以金屬帽為電極。通常用于穩(wěn)壓、開關和通用二極管，功耗一般為0.51W。·塑封二極管塑封二極管用塑料封裝管芯，有兩根翼形短引線，一般做成矩形片狀，額定電流150mA1A，耐壓50400V。 三極管三極管采用帶有翼形短引線的塑料封裝（SOT，Short Out-line Transistor），可分為SOT23、SOT89、SOT143幾種尺寸結構。產品有小功率管、大功率管、場效應管和高頻管幾個系列。·小功率管額定功率為100300mW，電流為10700mA；·大功率管額定功率為300mW2W，兩條連在一起

18、的引腳是集電極。各廠商產品的電極引出方式不同，在選用時必須查閱手冊資料。SMD分立器件的包裝方式要便于自動化安裝設備拾取，電極引腳數目較少的SMD分立器件一般采用盤狀紙編帶包裝。 3）、SMD集成電路SMD集成電路包括各種數字電路和模擬電路的SSIULSI集成器件。由于工藝技術的進步，SMD集成電路的電氣性能指標比THT集成電路更好一些。常見SMD集成電路封裝的外形如圖2.7所示。與傳統(tǒng)的雙列直插（DIP）、單列直插（SIP）式集成電路不同，商品SMD集成電路按照它們的封裝方式，可以分成下列幾類： SO（Short Out-line）封裝引線比較少的小規(guī)模集成電路大多采用這種小型封裝。SO封裝

19、又分為幾種，芯片寬度小于0.15in、電極引腳數目少于18腳的，叫做SOP（Short Out-line Package）封裝，見圖 .7(a)；其中薄形封裝的叫作TSOP封裝；0.25in寬的、電極引腳數目在2044以上的，叫做SOL封裝，如圖 .7(b)所示。SO封裝的引腳采用翼形電極，引腳間距有1.27mm、1.0mm、0.8mm、0. 5mm和0.5mm。 QFP（Quad Flat Package）封裝矩形四邊都有電極引腳的SMD集成電路叫做QFP封裝，其中PQFP（Plastic QFP）封裝的芯片四角有突出（角耳），薄形TQFP封裝的厚度已經降到1.0mm或0.5mm。QFP封裝

20、也采用翼形的電極引腳形狀，見圖 .7(c)。QFP封裝的芯片一般都是大規(guī)模集成電路，在商品化的QFP芯片中，電極引腳數目最少的有20腳，最多可能達到300腳以上，引腳間距最小的是0.4mm（最小極限是0.3mm），最大的是1.27mm。 LCCC（Leadless Ceramic Chip Carrier）封裝這是SMD集成電路中沒有引腳的一種封裝，芯片被封裝在陶瓷載體上，無引線的電極焊端排列在封裝底面上的四邊，電極數目為1815 個，間距1.27mm，其外形如圖 .7(d)所示。 PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）封裝這也是一種集成電路的矩形封裝，它的引腳向內

21、鉤回，叫做鉤形（J形）電極，電極引腳數目為1 84個，間距為1.27mm，其外形如圖所示。PLCC封裝的集成電路大多是可編程的存儲器，芯片可以安裝在專用的插座上，容易取下來對它改寫其中的數據；為了減少插座的成本，PLCC芯片也可以直接焊接在電路板上，但用手工焊接比較困難。常見SMD集成電路封裝的外形4）、大規(guī)模集成電路的BGA封裝BGA（Ball Grid Array）是大規(guī)模集成電路的一種極富生命力的封裝方法。對于大規(guī)模集成電路的封裝來說，20世紀90年代前期主要采用QFP（Quad Flat Package）方式，而90年代后期，BGA方式已經大量應用。應該說，導致這種封裝方式改變的根本原

22、因是，集成電路的集成度迅速提高，芯片的封裝尺寸必須縮小。圖 .10 QFP和BGA封裝的集成電路比較   圖 .11 大規(guī)模集成電路的幾種BGA封裝結構 3、表面安裝元器件的基本要求及使用注意事項 1）、SMT元器件的基本要求表面安裝元器件應該滿足以下基本要求： 裝配適應性要適應各種裝配設備操作和工藝流程。·SMT元器件在焊接前要用貼裝機貼放到電路板上，所以，元器件的上表面應該適用于真空吸嘴的拾取。·表面組裝元器件的下表面（不包括焊端）應保留使用膠粘劑的能力。·尺寸、形狀應該標準化，并具有良好的尺寸精度和互換性。·

23、包裝形式適應貼裝機的自動貼裝。·具有一定的機械強度，能承受貼裝應力和電路基板的彎曲應力。 焊接適應性要適應各種焊接設備及相關工藝流程。·元器件的焊端或引腳的共面性好，適應焊接條件。再流焊 235±5，焊接時間 2±0.2S； 波峰焊 2 0±5，焊接時間 5±0.5S。·可以承受焊接后采用有機溶劑進行清洗，封裝材料及表面標識不得被溶解。 2）、使用SMT元器件的注意事項 表面組裝元器件存放的環(huán)境條件：·環(huán)境溫度 庫存溫度40；生產現(xiàn)場溫度30；·環(huán)境濕度 RH 0%；·環(huán)境氣氛 庫存及使用環(huán)境中

24、不得有影響焊接性能的硫、氯、酸等有毒氣體；·防靜電措施 要滿足SMT元器件對防靜電的要求；·元器件的存放周期 從元器件廠家的生產日期算起，庫存時間不超過兩年；整機廠用戶購買后的庫存時間一般不超過一年；假如是自然環(huán)境比較潮濕的整機廠，購入SMT元器件以后應在三個月內使用。 對有防潮要求的SMD器件，開封后72小時內必須使用完畢，最長也不要超過一周。如果不能用完，應存放在RH20%的干燥箱內，已受潮的SMD器件要按規(guī)定進行去潮烘干處理。在運輸、分料、檢驗或手工貼裝時，假如工作人員需要拿取SMD器件，應該佩帶防靜電腕帶，盡量使用吸筆操作，并特別注意避免碰傷SOP、QFP等器件的引腳，預防引腳翹曲變形。3）、SMT元器件的選擇選擇表面安裝元器件，應該根據系統(tǒng)和電路的要求，綜合考慮市場供應商所能提供的規(guī)格、性能和價格等因素。主要從以下兩方面選擇。 SMT元器件類型選擇·選擇元器件時要注意貼片機的精度。·鉭和鋁電容器主要用于電容量大的場合。·PLCC芯片的面積小，引腳不易變形，但維修不夠方便。·LCCC的可靠