《現(xiàn)代電子工藝》課件8

第8章表面組裝技術(shù)（SMT）現(xiàn)代電子工藝【教學(xué)目標(biāo)】1．掌握SMT的概念，掌握SMT與THT的區(qū)別2．熟悉常用SMT元器件3．熟悉SMT焊膏印刷工藝流程4．熟悉SMT貼裝工藝流程5．掌握SMT自動(dòng)焊接工藝6．掌握常見(jiàn)SMT組裝工藝流程7．了解SMT檢測(cè)、了解靜電防護(hù)8．掌握SMT手工焊接與拆焊的方法第8章表面組裝技術(shù)（SMT）SMT（SurfaceMountTechnology）表面組裝技術(shù)。

SMT是電子整機(jī)組裝技術(shù)別無(wú)選擇的趨勢(shì)。與THT（ThroughHoleTechnology通孔插裝技術(shù)）比較，SMT優(yōu)勢(shì)顯著：（1）組裝密度高，電子產(chǎn)品體積縮小、重量減輕。（2）可靠性高，抗振能力強(qiáng)，焊點(diǎn)缺陷率低。（3）高頻特性好，可減少電磁和射頻干擾。（4）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高。（5）節(jié)省材料、能源等，降低成本。8.1.1常用貼片元件1．電阻

1）封裝代號(hào)公制封裝代號(hào)3216——2012——1608——1005——0603對(duì)應(yīng)的英制封裝代號(hào)1206——0805——0603——0402——0201

例（公制）1608——0603（英制）

L=1.6mm——0.06inch（60mil）

W=0.8mm——0.03inch（30mil）

2）阻值標(biāo)稱方法（1）三位數(shù)字標(biāo)示（允許誤差為±5%）前兩位表示有效數(shù)字，第三位表示倍率，基本單位是Ω。（2）四位數(shù)字標(biāo)示（允許誤差為±1%）前三位表示有效數(shù)字，第四位表示倍率，基本單位是Ω。（3）字母數(shù)字組合標(biāo)示例8R20＝8.20Ω（4）排阻8.1SMT元器件2．電容1）封裝代號(hào)普通多層陶瓷電容的外形為矩形，其封裝代號(hào)與電阻相同。2）容量標(biāo)稱方法普通多層陶瓷電容是無(wú)極性電容，本體上沒(méi)有標(biāo)稱而是標(biāo)稱在編帶盤(pán)上的。電解電容、鉭電容是極性電容，本體上有標(biāo)稱。電解電容與電容表面不同顏色的一端為負(fù)極，另一端是正極。貼片鉭電容標(biāo)有橫線的一端是正極，另一端是負(fù)極。（1）三位數(shù)字標(biāo)示前兩位表示有效數(shù)字，第三位表示倍率，單位為皮法（pF）。（2）直標(biāo)法3．電感標(biāo)稱方法：（1）用R代替小數(shù)點(diǎn)的位置，基本單位是μH。（2）三位數(shù)字標(biāo)示：前兩位表示有效數(shù)字，第三位表示倍率，單位為μH。4．二極管有整流二極管、穩(wěn)壓二極管等。二極管有色環(huán)的一極為負(fù)極，可以用萬(wàn)用表測(cè)試。5．發(fā)光二極管尺寸大的貼片LED引腳附近有標(biāo)記的是負(fù)極。尺寸小的貼片LED封裝底部有T字形或倒三角形符號(hào)，T字正看時(shí)一橫的一側(cè)為正極，三角形符號(hào)的角靠近的是負(fù)極。6．三極管

SOT-23塑封晶體管。8.1.2常見(jiàn)貼片集成電路封裝形式圖8-2SOP封裝圖8-3QFP封裝圖8-4PLCC封裝圖8-5BGA封裝8.2SMT輔助材料8.2.1貼片膠

SMT中使用的貼片膠又稱紅膠，是一種固化前具有一定的初粘度及外形、固化后具有足夠的粘接強(qiáng)度的膠體。其作用是將表面組裝元器件固定在PCB上，避免其在插件和過(guò)波峰焊的過(guò)程中脫落或移位。貼片膠可分為環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)和丙稀酸類(lèi)兩大類(lèi)型。

1．對(duì)貼片膠水的基本要求

2．貼片膠引起的生產(chǎn)品質(zhì)問(wèn)題

3．貼片膠使用規(guī)范8.2.2錫膏1．焊膏焊膏是由合金焊料粉、助焊劑和一些添加劑混合而成的膏狀物，具有一定的粘性和良好的觸變性，具有良好的印刷性能和再流焊接性能，并在貯存時(shí)性能穩(wěn)定。2．焊膏的分類(lèi)常用的焊膏熔點(diǎn)為179℃～183℃，成分為Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。按助焊劑的活性可分為無(wú)活性（R）、中等活性（RMA）和活性（RA）焊膏。常用的是中等活性焊膏。3．SMT對(duì)焊膏的要求4．焊膏的選用5．焊膏使用和貯存的注意事頂8.3SMT印刷、點(diǎn)膠與貼裝工藝8.3.1SMT印刷工藝1．錫膏印刷技術(shù)將焊錫膏涂敷到PCB焊盤(pán)圖形上，主要采用印刷涂敷法，分直接印刷法（也叫模板漏印法）和非接觸印刷法（也叫絲網(wǎng)印刷法）兩種類(lèi)型。2．印刷機(jī)3．焊錫膏印刷過(guò)程印刷前的準(zhǔn)備→調(diào)整印刷機(jī)工作參數(shù)→印刷焊錫膏→印刷質(zhì)量檢驗(yàn)→清理與結(jié)束。４．焊錫膏印刷方法圖8-6漏印模板印刷法的基本原理圖8-7絲網(wǎng)印刷涂敷法8.3.2SMT點(diǎn)膠工藝把貼片膠涂敷到電路板上的工藝稱為點(diǎn)膠，主要用于貼插混裝工藝中。1．點(diǎn)膠工藝參數(shù)的控制點(diǎn)膠量的大小、點(diǎn)膠壓力、點(diǎn)膠嘴大小、點(diǎn)膠嘴與PCB板間的距離、膠水的粘度、膠水溫度、固化溫度曲線、氣泡2．貼片膠的固化圖8-8雙面貼插混裝工藝圖8-9貼片膠的點(diǎn)涂位置8.3.3SMT貼裝工藝1．SMT貼片工藝和貼片機(jī)在PCB板上印好焊錫膏或貼片膠以后，用貼片機(jī)或人工的方式，將SMC/SMD準(zhǔn)確地貼放到PCB表面相應(yīng)位置上的過(guò)程，叫做貼片（貼裝）工序。2．對(duì)貼片質(zhì)量的要求要保證貼片質(zhì)量，必須考慮貼裝元器件的正確性、貼裝位置的準(zhǔn)確性和貼裝壓力（貼片高度）的適度性。圖8-10SO集成電路的貼裝偏差圖8-11BGA集成電路的貼裝偏差8.4SMT焊接工藝8.4.1SMT自動(dòng)焊接技術(shù)1．波峰焊

1）利用波峰焊接法焊接貼片元器件時(shí)應(yīng)注意

2）雙波峰焊接工藝

3）SMT中波峰焊接要點(diǎn)（1）把溫度波動(dòng)控制在±3℃以內(nèi)。（2）焊接條件一般為240℃～250℃，3s～5s。（3）焊接中焊錫浸漬重復(fù)次數(shù)在兩次以內(nèi)。（4）注意印制板的移動(dòng)方向和錫液的流動(dòng)方向。（5）注意印制板與波峰的接觸角度成5°～8°的仰角。（6）浸漬時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)。（7）焊接結(jié)束后，自然冷卻。（8）采用雙波峰焊接法。2．再流焊再流焊，也稱回流焊（Re-flowSoldering）。再流焊工藝目前已經(jīng)成為表面組裝焊接技術(shù)的主流之一。再流焊有紅外、熱風(fēng)對(duì)流、熱板傳導(dǎo)、激光再流焊等多種。其中熱風(fēng)對(duì)流再流焊與紅外再流焊在工業(yè)上比較成熟。1）與波峰焊相比，再流焊具有以下優(yōu)點(diǎn)：可貼裝各種SMC/SMD。元器件不直接浸漬在熔融的焊料中，受到的熱沖擊小。能控制焊料的施加量，焊接質(zhì)量好，焊點(diǎn)一致性好，可靠性高。能夠自動(dòng)校正偏差，把元器件拉回到近似準(zhǔn)確的位置。再流焊的焊料是焊錫膏，能保證成分正確，不會(huì)混入雜質(zhì)?？刹捎镁植考訜岬臒嵩础９に嚭?jiǎn)單，返修工作量很小。2）回流溫度曲線圖8-12理想的回流溫度曲線3）回流焊主要缺陷分析（1）錫珠①回流焊預(yù)熱不足，升溫過(guò)快。②錫膏經(jīng)冷藏，回溫不完全。③錫膏吸濕產(chǎn)生噴濺（室內(nèi)濕度太重）。④錫膏品質(zhì)不良。⑤印刷模板開(kāi)孔設(shè)計(jì)不當(dāng)。（2）橋接①印刷模板開(kāi)孔設(shè)計(jì)不當(dāng)。②元器件與錫膏接觸壓力過(guò)大。③錫膏品質(zhì)不良。④回流時(shí)間過(guò)慢。⑤元件貼裝偏移。（3）直立①焊點(diǎn)上錫膏熔化速率不同。②元件兩個(gè)焊端或PCB焊盤(pán)的兩點(diǎn)可焊性不均勻。③貼裝元件時(shí)偏移過(guò)大，或錫膏與元件焊端的連接面積相差太大。8.4.2SMT組裝工藝SMT工藝有兩類(lèi)基本工藝流程：第一類(lèi)：印刷焊膏—貼片—再流焊工藝第二類(lèi)：涂貼片膠—貼片—波峰焊工藝1．SMT組裝方式2．SMT組裝工藝流程1）完全表面組裝在PCB上只有SMC/SMD而無(wú)THC（通孔插裝元件）。（1）單面完全表面組裝固定PCB板→印刷焊膏→貼裝SMC/SMD→焊膏烘干→再流焊接→檢測(cè)（2）雙面完全表面組裝固定PCB板→A面印刷焊膏→點(diǎn)膠粘劑（根據(jù)需要選擇是否點(diǎn)膠）→貼裝SMC/SMD→焊膏烘干、膠粘劑固化→A面再流焊接→翻板→B面印刷焊膏→貼裝SMC/SMD→焊膏烘干→B面再流焊接→檢測(cè)2）單面混合組裝（1）先貼法固定PCB板→B面點(diǎn)膠粘劑→貼裝SMC/SMD→膠粘劑固化→翻板→A面插入THC→波峰焊接→檢測(cè)（2）后貼法固定PCB板→A面插入THC→翻板→B面點(diǎn)膠粘劑→貼裝SMC/SMD→膠粘劑固化→翻板→波峰焊接→檢測(cè)3）雙面混合組裝（1）SMC/SMD和THC同在PCB的一側(cè)固定PCB板→A面涂焊膏→貼裝SMC/SMD→焊膏烘干→再流焊接→插裝THC→波峰焊接→檢測(cè)（2）THC在A面，SMC/SMD在A、B面固定PCB板→A面印刷焊膏→貼裝SMC/SMD→焊膏烘干→再流焊接→翻板→B面點(diǎn)膠粘劑→貼裝SMC→膠粘劑固化→翻板→插裝THC→波峰焊接→檢測(cè)8.5SMT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)8.5.1SMT檢驗(yàn)方法常采用目測(cè)檢查、光學(xué)設(shè)備檢查、在線測(cè)試等方法。1．主要檢測(cè)內(nèi)容

PCB檢測(cè)、印刷檢測(cè)、貼片檢測(cè)、焊后檢測(cè)2．檢查方法人工目測(cè)檢查、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）、在線測(cè)試圖8-17合格的SMT焊接情況8.5.2SMT檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)8.5.3SMT返修1．恒溫電焊臺(tái)/熱風(fēng)拆焊臺(tái)2．貼片元器件的手工焊接與拆焊1）焊接2）拆焊（1）貼片集成電路的拆焊①仔細(xì)觀察欲拆卸集成電路的位置和方位并記錄。