SMT表面安装技术培训课件

2. 表面装配元器件使用注意事项
➢表面装配元器件存放的环境条件： 环境温度库房温度＜40℃； 生产现场温度＜30℃； 环境湿度＜60％；
环境气氛库房及使用环境中不得有硫、氯、酸等有毒气体； ➢防静电措施要满足表面贴装对防静电的要求； ➢表面装配元器件的存放周期一般在三个月内。 ➢对有防潮要求的SMD器件，开封后72h内必须用完，如不能 用完，应存放在20％的干燥箱内，已受潮的SMD器件应按规 定进行去潮烘干处理。 ➢操作人员拿取SMD器件时应带防静电腕带。
⑨ SMT-PCB板定位孔、夹持边与装配孔的设计
定位孔及装配孔内壁不允许有电镀层。 ⑩ SMT-PCB板的设计图纸及文件
二、膏状焊料 1. 焊膏的组成和特点 焊膏：用合金焊料粉末和触变性助焊剂系统均匀混合 的乳浊液。 合金焊料： ➢颗粒状的合金粉末； ➢含锡63％、铅37％的共晶焊料，在焊接电子产品中 应用最为广泛； ➢金锡焊料（Au80％、Sn20％）对于金导体表面有很 好的焊接质量，常用于焊接小型片状元器件； ➢合金粉中对有害杂质（如锌、铝、镉、锑、铜、铁 、砷、硫等）的含量有严格的限制。
分辨率：描述贴片机分辨空间连续点的能力。 重复精度：描述贴片机重复返回标定点的能力。
◆速度：贴片机速度主要用以下几个指标来衡量。 贴装周期、贴装率、生产量
◆适应性：适应性是贴片机适应不同贴装要求的能力 ，包括以下内容： ➢能贴装的元器件的类型。 ➢贴片机能够容纳供料器的数目和种类。 ➢贴片机的调整。（编程或人工调整）
QFP封装（塑料方形扁平封装）：
➢QFP封装的芯片一般都是大规模集成电路； ➢四周排列引脚； ➢电极引脚数目可能多达200脚以上； ➢翼形的电极引脚形状。
PLCC封装（塑料有引线芯片载体）：
➢PLCC封装的芯片一般都是可编程的芯片，有专 用插座，便于改写数据； ➢四周排列引脚； ➢电极引脚数目多； ➢J形的电极引脚。
②SMT印制板外形及尺寸设计
SMT印制板外形设计 ➢当SMT印制板定位在工作台上，对PCB板的外形 没有特别要求。 ➢当采用导轨传送PCB时，板的外形应该是矩形， 如果有效的板面是异形，必须设计工艺边使PCB板 的外形成为矩形。
SMT印制板的尺寸设计 ➢SMT-PCB板的最大尺寸等于贴片机最大贴装尺寸； ➢SMT-PCB板的最小尺寸等于贴片机最小贴装尺寸； ➢SMT-PCB板的厚度一般在0.5～2mm之间。
➢厚膜表面装配电阻器通过在一个平坦的高纯度氧化铝 基底表面上网印电阻膜来制作电阻。 ➢薄膜型表面装配电阻器是用溅射在基片上的镍铬合金 膜来制作电阻。
◆圆柱状电阻器
采用刻槽来调整阻值，线间有分布电容，频率特性 较差。其电阻体是单一的碳膜和金属膜。
2．电阻网络
8
5
8
5
8
5
1 16
4
1
4
1
芯片阵列型电阻网络电路示例
电子产品装配技术的发展历程：
§6.2 表面装配元器件 一、表面安装元器件的分类
➢按功能分类； ➢按封装形式分类； ➢使用环境：非气密性封装和气密性封装器件。 ➢按有无引线和引线结构分类：无引线片式元件以无源元件为 主，短引线片式元件则以有源器件、集成电路和片式机电元件 为主。引线结构有翼形、钩形和对接引脚；
§6.3 SMT装配方案和生产设备 一、SMT装配方案 1. SMT装配结构 ◆全部采用表面装配
◆双面混合装配
◆两面分别装配
2. SMT印制板焊接工艺 ◆ SMT印制板波峰焊接工艺流程
适合两面分 别装配方式
◆ SMT印制板再流焊工艺流程
适合全表面 装配方式
SMT的装配设备主要有3大类：涂布设备、贴片设 备和焊接设备.
五、表面装配元器件的选择
1. SMT元器件类型选择 ➢ 元器件的选择注意贴片机的精度； ➢ PLCC封装的器件面积小，管脚布变形，但维修不
方便，SOP、QFP维修方便。 ➢ 片式机电元件选用有引脚的器件。 2. SMT元器件的包装选择 包装类型：编带包装、管式包装、托盘包装和散装。
根据贴片机的要求选择。
④SMT印制板上的焊点
⑤SMT印制板上的金属化孔 ➢导通孔的直径一般不小于0.75mm。 ➢采用再流焊时，不能把导通孔设置在焊盘上或焊盘 的延长部分上或焊盘角上。 ➢采用波峰焊接时，导通孔应设置在焊盘中或靠近焊 盘的地方，这样有利于排出助焊剂挥发的气体。
⑥ SMT印制板上的导线 特点：印制导线更细，间距更小。
二、无源器件SMC SMC主要包括片状电阻、电容、电感滤波器、陶瓷
振荡器等。
基本外形：
长方体SMC器件的型号：
➢电气参数和普通器件差不多。 ➢标称数值的标法采用数字表注法或色环标注法。
1. 表面装配电阻器 ◆矩形片式电阻器
陶瓷基片 电阻膜 玻璃釉层 Ag-Pb电极
镀Ni层
镀Sn或 Sn-Pb层
9
16
4 9
1 16
8
1
8
9
16
9
1
8
1
8
SOP型电阻网络电路
3. 表面装配电容 片式电容器：云母、陶瓷、钽电解、铝电解、有机
薄膜电容器。产量最大的是片式独石陶瓷电容器。
◆表面装配多层陶瓷电容器
英制的器件长 度(mil)
◆表面装配电解电容器
➢片式钽电解电容器具有最大单位体积容量，在表面组 装元件中，超过0.33μF的电容一般都为钽电解电容器。 钽电解电容器响应速度快，适用于数字电路高速处理的 场合。 ➢片式铝电解电容器进入实用化阶段。其封装形式有金 属封装、树脂封装两种。
③SMT印制板上元器件的布局
采用再流焊接，要注意下面几点：
➢当电路板放到再流焊接设备的传送带上时，元器件 的长轴应该与设备的传动方向垂直，这样可以防止在 焊接过程中出现元器件在板上漂移或“竖碑”的现象 。 ➢电路板上的元器件要均匀分布，特别要把大功率的 器件分散开，避免电路工作时板上局部过热产生应力 ，影响焊点的可靠性。 ➢双面贴装的元器件，两面上体积较大的器件要错开 装配位置。否则，在焊接过程中会因为局部热容量增 大而影响焊接效果。
⑦ SMT-PCB板阻焊与丝网的设计 阻焊：除焊盘之外的所 有面积。
丝网图形：一般情况下，需要在丝印层标出元器件 的图形，丝印层包括元器件的电气符号、位号、极 性、集成电路1号脚的标志。
⑧ SMT-PCB板基准标志（mark）的设计
基准标志：是为了校正PCB板加工误差时用于光学定 位的一组图形。 ➢基准标志图形的种类：有实心圆、三角形、菱形、 方形、十字形、空心圆等，优先选用实心圆。 ➢基准标志图形的表面处理：基准标志图形的表面可 为裸铜、镀锡、镀金，要求镀层均匀、不要过厚。 ➢基准标志图形的周边处理 ：在基准标志图形的周边 应有1～2mm的无阻焊区。特别注意，不要把基准标 志图形设置在电源及大面积地的网格上。
②贴片机的类型选择：
三、手工贴装
四、焊接设备 ➢波峰焊接设备 ➢再流焊接设备 五、SMT维修站 作用：对采用SMT工艺的电路板进行维修。 工具：高分辨率的电视摄像系统、放大镜、焊接工 具、器件拾取工具等。
§6.4 SMT印制电路板及装配材料
一、SMT印制电路板 1. SMT-PCB板的特点及组装要求 2. 特点：（和THT-PCB板相比较） ➢ 焊盘小、通孔小、焊盘上没有通孔； ➢ 布线区域加大，布线网格缩小； ➢ 对焊区的尺寸要求严格，焊盘、焊点的设计特殊； ➢ 阻焊工艺不同。
丝网印刷机 上料装置
贴片机
自动监测仪
再流焊炉
下料装置 在线测试仪
二、SMT元器件贴片机
1. 贴装要求 ➢对元器件的要求：正确性、准确性； ➢对元器件贴装高度的要求。 ➢对元器件贴装偏差范围的要求；
引脚宽度 的3/4在 焊盘上
2. 贴片机 贴片机是指能将SMT元件正确地贴装在印制电路板
上的专用设备的总称。
第六章 表面安装技术（SMT）
§6.1 表面安装技术概述 表面组装技术：是将片式电子元器件用贴装机贴装在 印制电路板表面，通过波峰焊、再流焊等方法焊装在 基板上的一种新型的安装技术。 特点： ➢使用特殊的表面装配元器件； ➢元器件是在印制电路板上可以不打孔； ➢所有的焊接点都处于同一平面上； ➢实现微型化； ➢高频特性好； ➢有利于自动化生产。
三、有源器件SMD 常用的表面组装器件主要有片式二极管、片式晶
体三极管、片式集成电路。
1.SMD分立器件 大多数片式分立器件都采用小型模压塑封(SOT、
SOD)形式，带翼形引线。 ◆片式二极管有塑封和玻封两种形式。塑封片式二极 管为扁平矩形结构(SOD)，带两条翼形引线，有时为 了统一尺寸和使用方便，也使用SOT 封装结构。玻 璃封装片式二极管为圆柱形结构，不带引线。
组装要求：
➢位置尺寸网格化：以5mil、25mil、50mil的整数倍 作为网格参考； ➢孔的坐标公差：公差为±0.05mm;确定原点为参考 ➢制造工艺允许公差：双层电路板套印公差为± 0.1mm，多层电路板套印公差为±0.05mm。
2. SMT-PCB板的设计内容
①基板材料的选择： 金属芯印制板
它是一种由计算机控制的 自动拾取和贴装SMC/SMD的 机器人系统。它将SMC/SMD 从料盒中取出，经过判定整 形后，将SMC/SMD传递到印 制板上的精确位置，并可靠 粘接和固定。
①衡量贴片机的主要技术指标： ◆精度：贴装精度、分辨率、重复精度。 贴装精度：贴装精度由两种误差组成，即平移误差和 旋转误差。
采用波峰焊接时，要遵循如下规范：
➢在波峰焊接面上不能放置PLCC/QFP等四边有引线 的器件。 ➢装配在波峰焊接面上的SMT元器件，其长轴要和焊 料波峰流动的方向平行，可以减少电极间的焊锡桥接 。 ➢波峰焊接面上的大、小SMT元器件不能排成一条直 线，要交错放置，可以防止焊接时因焊料波峰的“阴 影”效应造成的虚焊和漏焊。