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1、2.1 产品1 SMT实习（FM收音机）（训练6）（训练7）电子系统的微型化和集成化是当代技术革命的重要标志，也是未来发展的重要方向。日新月异的各种高性能、高可靠、高集成、微型化、轻型化的电子产品，正在改变我们的世界，影响人类文明的进程。安装技术是实现电子系统微型化和集成化的关键。20世纪70年代问世，80年代成熟的表面安装技术（Surface Mounting Technology 简称SMT），从元器件到安装方式，从PCB设计到连接方法都以全新面貌出现，它使电子产品体积缩小，重量变轻，功能增强，可靠性提高，推动信息产业高速发展。SMT已经在很多领域取代了传统的通孔安装（Through Ho
2、le Technology 简称THT），并且这种趋势还在发展，预计未来以上产品将采用SMT。 通过SMT实习，了解SMT的特点，熟悉他的基本工艺过程，掌握最起码的操作技艺是跨进电子科技大厦的第一步。2.1.1 SMT简介一、THT与 SMT图2.1.1 是THT与 SMT的安装尺寸比较，表2.1.1是THT与 SMT的区别表2.1.1 THT与 SMT的区别年 代技术缩写代表元器件安装基板安装方法焊接技术通孔安装20世纪6070年代THT晶体管，轴向引线元件单、双面PCB手工半自动插装手工焊浸焊7080年代单、双列直插IC,轴向引线元器件编带单面及多层PCB自动插装波峰焊，浸焊，手工焊表面安
3、装20世纪80年代开始SMTSMC、SMD片式封装VSI、VLSI高质量SMB自动贴片机波峰焊，再流焊 THT元件 SMC元件 焊点 焊点 印制板 图2.1.1 THT与 SMT的安装尺寸比较二、SMT主要特点1 高密集 SMC、SMD的体积只有传统元器件的1/31/10左右，可以装在PCB的两面，有效利用了印制板的面积，减轻了电路板的重量。一般采用了SMT后可使电子产品的体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。高可靠 SMC和SMD无引线或引线很短，重量轻，因而抗振能力强，焊点失效率可比THT至少降低一个数量级，大大提高产品可靠性。高性能 SMT密集安装减小了电磁干扰和射频干扰，尤其高频
4、电路中减小了分布参数的影响，提高了信号传输速度，改善了高频特性，使整个产品性能提高。高效率 SMT更适合自动化大规模生产。采用计算机集成制造系统(CIMS)可使整个生产过程高度自动化，将生产效率提高到新的水平。低成本 SMT使PCB面积减小，成本降低；无引线和短引线使SMD, SMC成本降低，安装中省去引线成型、打弯，剪线的工序；频率特性提高，减少调试费用；焊点可靠性提高，减小调试和维修成本。一般情况下采用SMT后可使产品总成本下降以上。三、 SMT工艺及设备简介 SMT有两种基本方式，主要取决于焊接方式。1、 点胶用手动自动点胶机2、贴片 手动自动 贴片机3、固化 用加热使 贴片固化4、焊接
5、 用波峰焊机 焊接图2.1.2 SMT工艺（1）此种方式适合大批量生产。对贴片精度要求高，生产过程自动化程度要求也很高。采用再流焊 （见图2.1.3） (a) 印锡膏 (b) 贴片 (c)焊接 在PCB上用印刷机 用手动半自动 用再流焊机焊接印制焊锡膏 自动贴片机贴片图2.1.3 SMT工艺(2) 这种方法较为灵活，视配置设备的自动化程度，既可用于中小批量生产，又可用于大批量生产。混合安装方法，则需根据产品实际将上述两种方法交替使用. SMT元器件及设备 一、表面贴装元器件SMD(surface mounting devices)SMT元器件由于安装方式的不同，与THT元器件主要区别在外形封装
6、。另一方面由于SMT重点在减小体积，故SMT元器件以小功率元器件为主。又因为大部分SMT元器件为片式，故通常又称片状元器件或表贴元器件,一般简称SMD。 1. 片状元件 表贴元件包括表贴电阻、电位器、电容、电感、开关、连接器等。使用最广泛的是片状电阻和电容。 片状电阻电容的类型、尺寸、温度特性、电阻电容值、允差等，目前还没有统一标准，各生产厂商表示的方法也不同。 目前我国市场上片状电阻电容以公制代码表示外型尺寸。（1）片状电阻。表2.1.2是常用片状电阻尺寸等主要参数表2.1.2常用片状电阻主要参数 代码参数1608*06032012*08053216*12063225*12105025*20
7、106332*2512外型 长宽1.60.82.01.253.21.63.22.55.02.56.33.2功率(W)1/161/101/81/41/21电压(V)100200200200200注：1. * 英制代号 3. 最新片状元件为1005（0402），0603（0201），0402(01005)目前应用较少。 4.电阻值采用数码法直接标在元件上(参见教材P60)，阻值小于10用R代替小数点，例如8R2表示8.2，0R为跨接片，电流容量不超过2A。 （2）片状电容 片状电容主要是陶瓷叠片独石结构，其外型代码与片状电阻含义相同，主要有：1005/*0402，1608*0603，2012*08
8、05，3216*1206，3225*1210，4532*1812，5664*2225等。 片状电容元件厚度为0.94.0 片状陶瓷电容依所用陶瓷不同分为三种，其代号及特性分别为： NPO：类陶瓷，性能稳定，损耗小，用于高频高稳定场合 X7R：类陶瓷，性能较稳定，用于要求较高的中低频的场合。 Y5V：类低频陶瓷，比容大，稳定性差，用于容量、损耗要求不高的场合。表2.1.3 常用表面贴分立器件封装封装 S0T-23SOT-89TO-252外 形引脚功能1. 发射极2. 基极3.集电极1.发射极2.基极3.集电极1. 基极2.集电极3.发射极功率300mW0.3-2W2-50W 片状陶瓷电容的电容值
9、也采用数码法表示，但不印在元件上。其它参数如偏差、耐压值等表示方法与普通电容相同。2 表贴器件表面贴装器件包括表面贴装分立器件(二极管、三极管、FET/晶闸管等)和集成电路两大类。 表面贴装分立器件除部分二极管采用无引线圆柱外型，主要外形封装为小外形封装SOP(small outline package)型和TO型。表2.1.3是几种常用外型封装。此外还有SC-70（2.01.25）、SO-8（5.04.4）等封装。 表面贴装集成电路常用SOP和四列扁平封装QFP(Quad flat package)封装。见图2.1.4和2.1.5，这种封装属于有引线封装。 SMD集成电路一种称为BGA的封装
10、应用日益广泛，主要用于引线多、要求微型化的电路，图2.1.6是一个BGA的电路示例。 1 1 16条 引线 节距1.27 100条引线 节距0.65图2.1.4 SOP封装 图2.1.5 QFP封装 顶面底面/焊球侧面 图2.1.6 BGA封装二、印制板SMB(surface mounting Board)1.SMB的特殊要求： (1)外观要求光滑平整，不能有翘曲或高低不平 (2)热胀系数小, 导热系数高, 耐热性好. (3)铜箔粘合牢固，抗弯强度大。(4)基板介电常数小，绝缘电阻高。 2.焊盘设计片状元器件焊盘形状对焊点强度和可靠性关系重大，以片状阻容元件为例。图2.1.6 片状元件焊盘A=
11、b或b-0.3B=h+T+0.3 (电阻)B=h+T-0.3 (电容)G=L-2T 大部分SMC和SMD在CAD软件中都有对应焊盘图形，只要正确选择,可满足一般设计要求。三、小型SMT设备1焊膏印制 焊膏印刷机见图2.1.7 操作方式：手动 最大印制尺寸：320*280mm技术关键： 定位精度 模板制造 2贴片 手工贴片 (1)镊子拾取安放(2)真空吸取 图2.1.7 焊膏印刷机 图2.1.8镊子拾取安放 2.1.9真空笔 3再流焊设备台式自动再流焊机 电源电压220V 50Hz 额定功率2.2kW 有效焊区尺寸240180(mm) 图2.1.10再流焊机 图2.1.11 再流焊工艺曲线 加热方式：远红外+强制热风工作模式：工艺曲线灵活设置，工作过程自动标准工艺周期：约4分钟 四. SMT焊接质量 1SMT典型焊点SMT焊接质量要求同THT基本相同，要求焊点的焊料的连接面呈半弓形凹面，焊料与焊件交界处平滑，接触角尽可能小，无裂纹、针孔、夹渣， 表面有光泽且平滑。由于SMT元器件尺寸小,安装精确度和密度高，焊接质量要求更高。另外还有一些特有缺陷，如立片（又叫曼哈顿）。图2.1.12和图2.1.13分别是两种典型的焊点。标准形状 标准形状 SMB
