{SMT表面组装技术}SMT讲义8530608

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1、第一章、概论,SMTSurface Mounting Technology，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。,1.1 SMT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)

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,1.1.2 SMT的组装技术特点 1、SMT与THT(Through Hole Technology)比较: (1)元器件的差别 (2)焊点形态

3、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,1.2 SMT及SMT工艺技术的基本内容,1.2.1 SMT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,1.2.2 SMT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

4、设备、清洗设备、 测设设备,表面组装工艺技术,1.2.3 SMT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,1.2.4 SMT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

5、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),2.2.1 SMC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

6、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110k,(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(M

7、ELF)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

8、: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

9、面波滤波器(晶体滤波器) 2、片式振荡器:陶瓷、晶体、LC,2.2.6 SMC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,2.2.7 SMC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

10、26个 二极管:2端或3端封装；小功率晶体管: 3端或4端封装；46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

11、 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840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

12、。 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。 BG

13、A品种: 陶瓷BGA(CBGA)、塑料BGA(PBGA)、微型BGA(Micro-BGA、BGA、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 BGA CSP(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

14、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、BGA,2.4.2 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。,