表面组装技术

表面组装技术

一.名词解释。（每小题2分）

1.表面组装技术SMT：无须对印刷电路板钻插装孔，直接将表面贴装微型元器件贴焊到印刷电路板或其它基板表面规定位置的先进电子装联技术。

2.表面组装技术THT: 把表面组装元器件安装到钻孔的PCB上，经过波峰焊或再流焊使表面组装的元器件和PCB板上的电路之间形成可靠的机械和电气连接。

3.SOP封装特点：小型集成电路，两边引脚呈J型外弯。

4.FC封装特点：面朝下焊接类型的倒装片集成电路。

5.QFP封装特点：四面引脚扁平呈J型外弯。

6.SOJ外形封装：两边引脚内弯的IC集成电路。

7.PLCC外形封装: 四面引脚内弯，塑料有线芯片。

8.DIP外形封装：双列直插形式的集成电路。

9.SOIC外形封装：小型的集成IC电路。

10.三极管外形两种封装：（1）SOT23的形式封装。

（2）D型的形式封装。

11.CERQUAD外形封装：四面引出陶瓷载体，短引脚，地列封装管壳。

12.CLCC外形封装：带引脚的陶瓷片式载体，与CLCC字母C形状一样，四面引脚内弯。

13.SMC外形封装：长引脚的插件的片式电子元器件。

14.SMD外形封装：无引脚的贴片的电子元器件。

15.PFP外形封装：外观呈矩形，四边有“鸥翼”形引脚。

二.填空题：（1分/空，总分30分）

1.SMT技术体系涉及范围：机械、电子、光学、材料、化工、计算机、网络、自动化控制。

2. 从技术角度讲：SMT技术是元器件、印制板、SMT设计、组装工艺、设备、材料和检查技术等的复合技术。

3.SMC和_SMD是SMT的基础。

4. 基板是元器件互连的结构件，在保证电子组装的电气性能和可靠性方面起着重要作用。

5.PBGA、TBGA、FBGA、CSP和FC是当今IC封装发展潮流。

6.片式元器件SMC的发展方向: 20世纪90年代以来，片式元件进一步向小型化、多层化、大容量化、耐高压和高性能方向发展。

8.在元器件上常用的数值标注方法有_直标法、_色标法和_数标法三种。

7.信息产业的核心技术——芯片制造业进入我国，为推动我国SMT技术的持续发展奠定坚实的基础。

8.防止SMT技术上的科技差距扩大的决策：加强科研开发和基础研究。

9.在SMT发展的动态中，讲述了表面组装技术向着高密度、高精细、高柔性、高可靠性和多样化方向发展。

10. _电子元器件是电子信息设备的细胞，_板极电路的组装技术是制造电子设备的基础。不同类型的_电子元器件的出现总会引起板级电路组装技术的一场革命。

11.集成电路组装印刷工艺技术中，_BGA要求采用的漏板厚度为0.13至0.15mm，

_CSP用的漏板厚度是0.10至0.13mm。

12.BGA的贴装误差主要来自_接触表面的非共面性，使贴片机的运动保持共面性的方法是_自动准直仪。

13.一般常用的锡膏合金成份为_锡和铅合金,且合金比例为_63:37；

14.电子元器件既是SMT的基础，又是SMT发展的动力，它推动着SMT设备

和装联工艺不断更新和深化。

15.SMT不仅涉及电子整机与设备制造业，还涉及元器件制造业、PCB制造业、材料制造业和生产工艺设备制造业，但最终是服务于电子整机制造的。

16.SMT应用的好坏，50%以上取决于对SMC和SMD的掌握程度和开发能力。

17.基板是元器件互连的结构件，在保证电子组装的电气性能和可靠性方面起着重要作用。

18.组装工艺和设备是实现SMT产品的工具和手段，决定着生产率和质量成果。

19.晶体三极管具有电流放大作用，SMT三极管常见的是SOT和D形封装形式。

20.SMT表面组装技术中，SMD元件主要有陶瓷和塑料封装两种类型。

三.选择题：（每小题2分，总分20分）

1.我国早期表面组装技术源自于_ __D____的军用及航空电子领域。

A.20世纪50年代

B.20世纪60年代中期

C.20世纪20年代

D.20世纪80年代

2.伴随着SMC片式元件、SMD表面贴装器件的产生和发展，SMT以电子组装生产技术面貌的出现，在电子工业中引起了一场变革和进步，被誉为D 组装革命。

A. 第一次

B. 第二次

C. 第三次

D. 第四次

3. ___D____是世界上SMD和SMT起源最早的国家。

A.中国

B.英国

C.日本

D.美国

4. C 在20世纪70年代从美国引进SMD和SMT，日本在贴片SMT方面的发展很快超过了美国，处于世界领先地位。

A.中国

B.英国

C.日本

D.美国

5. ___C____各国的SMT的起步较晚，其发展水平和整机中SMC/SMD的使用效率仅次于日本和美国。

Ａ. 非洲Ｂ.亚洲

C．欧洲D.北美洲

6.据____ D__ _公司预测：到2010年全球范围内插装元器件的使用率将由目前的40%下到1O%，反之SMC/SMD将从60%上升到90%左右。

A. 索尼

B. 比亚迪

C. 日立

D.飞利浦

7.陶瓷电容实用范围：适用于___ A____电路。

A.高频

B.低频

C.超低频

D.超高频

8.QFP的208脚距为____ C_ __。

A. 0.30

B.0.40

C. 0.50

D.0.60

9.下列电容尺寸为英制的是___ D____

A.1005

B.1608

C.4564

D.0805

10.以卷带式的包装方式，目前市面上使用的种类主要有___ _D __。

A.纸带

B.塑料带

C.塑料管

D.背胶包装带

11.目前SMT最常使用的焊锡膏Sn和Pb的含量各为:__A___

A.63Sn+37Pb

B.90Sn+37Pb

C.37Sn+63Pb

D.50Sn+50Pb

12.SMT产品须经过：a.零件放置b.回流焊c.清洗d.上锡膏,其先后顺序为:___C___

A.a->b->d->c

B.b->a->c->d

C.d->a->b->c

D.a->d->b->c

13.符号为272之组件的阻值应为:___C

A.272R

B.270欧姆

C.2.7K欧姆

D.27K欧姆

14.100NF组件的容值与下列何种相同: C

A.103uf

B.10uf

C.0.10uf

D.1uf

15.63Sn+37Pb之共晶点为:____B____

A.153℃

B.183℃

C.220℃

D.230℃

16.锡膏的组成:____B____

A.锡粉+助焊剂

B.锡粉+助焊剂+稀释剂

C.锡粉+稀释剂

D.锡粉+粘接剂+助焊剂

17.所谓2125之材料尺寸为: ____B____

A.L=2.1,W=2.5

B.L=2.0,W=1.25

C.W=2.1,L=2.5

D.W=1.25,L=2.0

18.QFP,208PIN之IC IC脚距:____C____

A.0.3

B.0.4

C.0.5

D.0.6

19.以松香为主之助焊剂可分四种:____B____

A.R,RMA,RN,RA

B.R,RA,RSA,RMA

C.RMA,RSA,R,RR

D.R,RMA,RSA,

20. 常见的SMT零件脚形状有:____A_____

A.“R”脚

B.“L”脚

C.“I”脚

D.球状脚

21. SMD的体积、重量只有传统插装元器件的__ B___左右。而且可以安装在

SMB(SurfaceMounting Board)或PCB的两面，有效地利用了印制电路板板面，

减轻了表面安装板的重量。

A.1/100

B.10/1

C.1/5

D.20/1

12. 由于SMC/SMD是无引线或短引线，又牢固地贴装在PCB表面上，因此其

可靠性高、抗震能力强。SMT的焊点___ D ___比THT至少低一个数量级。

A.合格率

B.次品率

C.通过率

D.缺陷率

13. 由于SMC、SMD减少了引线分布特性的影响，而且在PCB表面上贴焊牢固，大大降低了寄生电容和引线间寄生电感，因此在很大程度上减少了电磁干扰和

射频干扰，改善了___ C ___。

A. 失真特性

B.自激特性

C.高频特性

D.低频特性

14.公制尺寸为3.2ｍｍ×１.６ｍｍ的英制代码为Ｂ。

A.0805

B.1206

C.1608

D.2125

15. 标识为472uF铝电解电容的容量为____B____

A.470uF

B.4700uF

C.47000uF

D.470000uF

16.单位为uF的电容为____B____

A.陶瓷电容

B.铝电解电容

C.塑封电容

D.多层陶瓷电容

17. IC插座、连接器和开关现在有____B____封装

A.SMD

B.SMD和SMC

C.SMT

D.除A.B.C其他的封装

18.常见有极性的两种电容是____C__ _

A. 电解和陶瓷电容

B.电解和塑胶电容

C.电解和钽电容

D. 钽电容和塑胶电容

19.第二代的BGA封装是:____B____

A.面朝下

B.面朝下

C. 芯片衬垫与外部端子相连接

D.倒装片FC

20. 倒装片技术广泛应用于____A_____

A.BGA和CSP

B.BGA和QFN

C.BGA和PFP

D. PLCC和BGA

四．在下划线下写出零件名称。（每题1分，共10题，总分10分）

(1)_电阻(2) 电容；(3) 二极管；(4) 三极管；(5) SOP或者SOIC ；

(6) QFP ; (7) PLCC ; (8) QFN ; (9) BGA ; （10）连接器

11._插件电容12.插件电感13.插件电阻_ 14._贴片电阻15._继电器_

16._CPGA 17. CLCC 18.CERQUAD 19._ DIP 20._ QFP _

五、简答题。（每小题3分，共6题，总分18分）

1. 怎样判别IC的极性方向?

答、通常IC第一号管脚都旁会用一小缺口或小白点标明,一般IC背面丝印正方向左首左下角为IC第一脚。

2.SMT发展动态中，电子元器件的发展规律和表面组装技术的发展方向？

答：电子元器件的发展规律：不同类型的电子元件的的出现总会引起板级电路

组装技术的一次革命。

表面组装技术发展方向：向高密度、高精细、高柔性、高可靠性和多样化方向发展。

3.倒装片技术的定义和优点是什么？

答：定义：倒装片是直接通过芯片上呈阵列排布的凸起实现芯片与电路板的互连的，由于芯片倒扣在电路板上，与常规封装芯片的放置方向相反，故称倒装片Flip Chip。

优点：采用倒装片可以带来许多优点，包括组件尺寸减小、性能提高和成本下降。

4．贴片技术中丝印的工艺定义、设备名称及生产线中的位置。

答：丝印定义：将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。

设备名称：所用设备为丝印机（丝网印刷机）

设备位置：位于SMT生产线最前端。

5.贴片技术中点胶工艺的定义、设备名称及生产线中的位置。

答：点胶定义：将胶水滴点到PCB的固定位置上，主要作用是将元器件固定到PCB板上。设备名称：所用设备为点胶机;

设备位置: 位于SMT生产线的最前端。

6.我国现阶段表面组装技术的发展状况如何？

答：（1）通孔插装技术会电路组装中，在混合组装中通孔再流技术被推广应用。

（2）第二代SMT将在板级电路组装中占支配地位。

（3）第三代SMT表面组装技术继续向纵深发展,使第三次电路组装革命高潮

迭起，推动电子产业进入一个崭新时代。

7. BGA封装发展的历程。

答：（1）第一代BGA塑料类型的面朝下型。

（2）第二代BGA截带类型的面朝下型。采用引线框架、塑模块封装。

（3）第三代也是新一代BGA是以晶体作为载体进行传送的切割(划线)的最终组装工艺（即WLP方式)取代了以前封装采用的连接技术(线焊、TAB和倒装片焊)。

8.片式元件用量剧增给贴装工艺带来的瓶颈问题？解决的有效方法是？

答：生产线失去平衡，设备利用率下降，成本提高，同时片式元件供给时间占生产线时间的30%，严重影响生产量的提高。

解决片式元件用量剧增给贴装工艺带来瓶颈问题的有效方法是：实现无源元件的集成。9.集成无源元件有以下几种封装形式。

答：（1）阵列：将许多同一种类型的无源元件集成在一起，以面阵列端子形式封

装。

（2）网络：将许多混合电阻和电容集成在一起，以周边端子形式封装。

（3）混合：将一些无源元件和有源器件混合集成进行封装。

（4）嵌入：将无源元件嵌入集成在PCB或其他基板中。

（5）集成混合：所集成的无源元件封装在QFP或TSOP格式中。

10.全热风加热再流炉工作原理？

答：采用多漏嘴加热组件，加热元件封闭在组件内，用鼓风机将加热的气体从多漏嘴系统喷入炉腔，确保工作区温度均匀，能分别控制顶面积和底面积的热气流量和温度，实现双面再流焊。

11.全热风加热再流炉对复杂组件焊接质量的影响及解决的方法。

答：对复杂组件焊接质量的影响：循环风速的控制和焊剂烟尘向基板的附着；而且由于空气是热的不良导体，热传导性差。

六.问答题。（10分）

1.表面贴装SMC和SMD元器件具备的条件是什么？

答：具备表面贴片的条件如下：

1）组件的形状适合于自动化表面贴装；

2）尺寸形状在标准化后具有互换性；

3）有良好的尺寸精度；

4）适用于流水或非流水作业；

5）有一定的机械强度；

6）可承受有机溶液(酒精)的洗涤；

7）可执行零散包装和编带包装；

8）具有电性能及机械性能的互换性；

9）耐焊接热应力符合相应的规定。

2.ＳＭＴ和传统插装技术相比，有哪些优点？

答：（1）组装密度高、电子产品体积小、重量轻；

（2）可靠性高，抗震能力强；

（3）高频特性好；

（4）易于实现自动化，提高生产效率；

（5）降低成本。

3. 集成电路组装焊接工艺技术中，PCB的组件对组装技术的再流焊提出新的要求？答：（1）容易设定焊接工艺参数，使用方便；

（2）炉内温度分布均匀；

（3）工艺参数可重复性好；

（4）适用于BGA等先进IC封装的焊接；

（5）适用不同的基板材料，可充氮；

（6）适于双面SMT的焊接和贴片胶的固化；

（7）适合于高速贴片机组线，能实现微机控制等。

4.集成电路组装焊接工艺技术中，PCB的组件对组装技术的再流焊提出新的要求？答：（1）容易设定焊接工艺参数，使用方便；

（2）炉内温度分布均匀；

（3）工艺参数可重复性好；

（4）适用于BGA等先进IC封装的焊接；

（5）适用不同的基板材料，可充氮；

（6）适于双面SMT的焊接和贴片胶的固化；

（7）适合于高速贴片机组线，能实现微机控制等。

5.表面组装技术SMT对贴片胶的基本要求？

答：①包装内无杂质及气泡，储存期限长，无毒性。

②胶点形状及体积一致，胶点断面高，无拉丝。

③颜色易识别，便于人工及自动化机器检查胶点的质量。

④初黏力高。胶的流动特性影响胶点的形成及它的形状和大小。

⑤高速固化。胶水的固化温度低，固化时间短。热固化时，胶点不会下塌。

⑥高强度及弹性，可抵挡波峰焊的温度突变。

⑦固化后有优良的电特性，具有良好的返修特性。

⑧胶的间隙，由焊盘高出PCB阻焊层的高度和端头金属与组件厚度的差别

来决定。

6.日本OMRON公司专利“ColorHighlight技术”的基本原理？

答：环状萤光光源由不同角度射出红、绿及蓝光于印制电路板，镜头及时捕捉

从焊点的不同部分反射出的三色光，形成一个由三种颜色组成的二维影像。

由于红、绿、蓝三色分别代表了焊点的三个立体组成部分(平坦部分、倾

斜部分和陡峭部分)，所以此二维图像包含了焊点的三维信息，因此可非

常准确地判断焊点和元件缺陷。

7.贴装元器件的工艺检验要求？

答：（1）贴装元器件的焊端或引脚不小于0.5mm厚度时要浸入焊锡膏。对于一般元器件贴片时的焊锡膏挤出量(长度)应小于0.2mm，对于窄间距元器件贴片时

的焊锡膏挤出量(长度)应小于O.1mm。

（2）由于再流焊时有自定位效应，因此元器件贴装位置允许有一定的偏差。

允许偏差的范围要求如下。

①矩形元件：在元件的宽度方向，焊端宽度l/2以上在焊盘上；在元件的长

度方向，元件焊端与焊盘必须交叠：有旋转偏差时，元件焊端宽度的1/2以

上必须在焊盘上。

②SOT：引脚(含趾部和跟部)必须全部处于焊盘上。

③SOIC：必须保证器件引脚宽度的3/4(含趾部和跟部)处于焊盘上。

④QFP：要保证引脚宽度的3/4处于焊盘上，必须有3/4引脚长度在焊盘上，

引脚的跟部也必须在焊盘上。

七．曲线分析。（5分）

1.根据下图曲线图像显示的相关信息，影响锡膏黏度的因素有粉末含量、粉末粒度和温度三种，请分析曲线(a)、（b）、(c)并总结出影响锡膏黏度规律。

(a) (b) (c)

答：分析曲线，总结规律如下：

(1) 在曲线(a)中，焊锡膏的焊料粉末含量的增加引起黏度的增加。

(2) 在曲线(b)中，焊料粉末粒度增大时黏度会降低。

(3) 在曲线(c)中，温度升高黏度下降，

2.根据下图的四种曲线显示信息，请分析指出问题并改正问题。

八．设计曲线。（25题10分，26题5分，共15分）

1..根据表面组装技术贴片工艺温度变化的特点，请设计出贴片工艺的波峰焊温度曲线，对曲线上进行区间划分并标出每个区间名称。（10分）

解：曲线如图：

2.根据表面组装技术波峰焊工艺温度变化的特点，请设计出插件工艺的回流焊的

温度曲线。（5分）

解一：曲线如图：

解二：曲线如图：

九．表面组装技术中工艺流程的设计。

1. SMT贴片技术中胶水板。

答：来料检测——> 点贴片胶——> 贴片——> 固化——>波峰焊接——> 清洗——> 检测——> 返修

2. SMT贴片技术中锡膏板的生产工艺流程。

答：来料检测——> 丝印焊膏——> 贴片——> 回流焊接——> 清洗——> 检测——> 返修

3. 单面混装组装技术中，既有贴片工艺又有插件工艺的生产工艺流程。

解：来料检测——> 丝印焊膏——> 贴片——> 回流焊接——> 插件——> 波峰焊接——> 清洗——> 检测——> 返修

4.双面混装组装技术中，一面贴片工艺另外一面插件工艺的生产工艺流程。

解：来料检测——> 丝印焊膏——> 贴片——> 回流焊接——>翻板——> 插件——> 波峰焊接——> 清洗——> 检测——> 返修

十．.计算题。（5分）

1.某电阻尺寸长为1.6mm，其宽为0.8mm，求此电阻的英制尺寸代码？

解：由进率1英寸=25.4mm，

可计算出长和宽的英制尺寸。

则有如下：

长：1.6 ÷25.4=0.0629英寸

宽：0.8 ÷ 25.4=0.0314英寸

所以英制代码为0603

答：此电阻的英制尺寸代码为0603

2. .某电阻尺寸长为

3.2mm，其宽为1.6mm，求此电阻的英制尺寸代码？

解：由进率1英寸=25.4mm，

可计算出长和宽的英制尺寸。

则有如下：

长：3.2 ÷ 25.4=0.1259英寸

宽：1.6 ÷ 25.4=0.0629英寸

所以英制代码为1206

答：此电阻的英制尺寸代码为1206 。

3. 某电阻尺寸长为1.0mm，其宽为0.5mm，求此电阻的英制尺寸代码？

解：由进率1英寸=25.4mm，

可计算出长和宽的英制尺寸。

则有如下：

长：1.0 ÷ 25.4=0.04英寸=40mil

宽：0.5 ÷ 25.4=0.02英寸=20mil

所以英制代码为0402 。

答：此电阻的英制尺寸代码为0402 。

4. 某线路板上共有1000个焊点，检测线路板数为500，检测出的缺陷总数为20，求缺陷率DPM.

解：依据百万分率的缺陷统计方法的计算公式如下。

缺陷率DPM=缺陷总数×106/焊点总数

焊点总数=检测线路板数×焊点

缺陷总数=检测线路板的全部缺陷数量

公式可算出：

缺陷率DPM=20×106/(1000×500)=40DPM

答：缺陷率为40DPM 。