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文檔簡(jiǎn)介

SMT工藝與設(shè)備第1章緒論1.1SMT概述1.2SMT生產(chǎn)線及生產(chǎn)工藝1.1

SMT概述SMT是英文“SurfaceMountTechnology”的簡(jiǎn)稱,又譯為表面組裝技術(shù)、表面貼裝技術(shù)。SMT通常包含表面組裝元器件、表面組裝電路板及圖形設(shè)計(jì)、表面組裝專用輔料、表面組裝設(shè)備、表面組裝焊接技術(shù)、表面組裝測(cè)試技術(shù)、清洗技術(shù)以及表面組裝大生產(chǎn)管理等多方面的內(nèi)容,是突破了傳統(tǒng)的印制電路板通孔插裝元器件方式而發(fā)展起來(lái)的第四代組裝方法,能有效地實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的“短、小、輕、薄”

。1.1SMT概述SMT表面組裝技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代,發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段:

第一階段的主要技術(shù)目標(biāo)是把小型化的片式元器件應(yīng)用在混合電路的生產(chǎn)制造之中。

第二階段的主要目標(biāo)是促使電子產(chǎn)品迅速小型化、多功能化。

第三階段的主要目標(biāo)是降低成本,進(jìn)一步改善電子產(chǎn)品的性能價(jià)格比。1.1.1SMT技術(shù)的發(fā)展

組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕。

可靠性高、抗振能力強(qiáng)。

高頻特性好

降低成本。

便于自動(dòng)化生產(chǎn)。1.1.2表面組裝技術(shù)的優(yōu)越性裝有24個(gè)元器件的電路板與一角硬幣的比較貼片電阻與螞蟻的比較1.1.3SMT和通孔插裝技術(shù)的比較SMT工藝技術(shù)的特點(diǎn)可以通過(guò)其與傳統(tǒng)通孔插裝技術(shù)(THT)的差別比較體現(xiàn)。從組裝工藝技術(shù)的角度分析,SMT和THT的根本區(qū)別是“貼”和“插”。二者的差別還體現(xiàn)在基板、元器件、組件形態(tài)、焊點(diǎn)形態(tài)和組裝工藝方法各個(gè)方面。由于SMT生產(chǎn)中采用“無(wú)引線或短引線”的元器件,故從組裝工藝角度分析,表面組裝和通孔插裝(THT)技術(shù)的根本區(qū)別一是所用元器件、PCB的外形不完全相同;二是前者是“貼裝”,即將元器件貼裝在PCB焊盤(pán)表面,而后者則是“插裝”。THT與SMT的區(qū)別類型THTSMT元器件雙列直插或DIP

針陣列PGA

有引線電阻、電容SOIC、SOT、LCCC、PLCC、QFP、BGA、CSR

片式電阻、電容基板印制電路板采用2.54mm網(wǎng)格設(shè)計(jì),通孔孔徑為?0.8~0.9mm印制電路板采用1.27mm網(wǎng)格或更細(xì)設(shè)計(jì),通孔孔徑為?0.3~0.5mm,布線密度要高2倍以上焊接方法波峰焊再流焊PCB面積大小,縮小比例為1:3~1:10組裝方法穿孔插入表面安裝(貼裝)自動(dòng)化程度自動(dòng)插板機(jī)自動(dòng)貼片機(jī),生產(chǎn)效率高于自動(dòng)插裝機(jī)根據(jù)電子產(chǎn)品的不同用途,可將SMT應(yīng)用產(chǎn)品類型分為以下9種。

消費(fèi)類產(chǎn)品,包括游戲、玩具、聲像電子設(shè)備。一般來(lái)說(shuō),適用的尺寸和多功能性作為考慮重點(diǎn),但是產(chǎn)品的成本也是極為重要。

通用產(chǎn)品,如小型企業(yè)和個(gè)人使用的通用型計(jì)算機(jī)。

通信產(chǎn)品,包括電話、轉(zhuǎn)換設(shè)備、PBX和交換機(jī)。這些產(chǎn)品要求使用壽命長(zhǎng),且能夠應(yīng)用于相當(dāng)苛刻的條件下。

民用飛機(jī),要求尺寸小、重量輕和可靠性高。

工業(yè)產(chǎn)品,尺寸和功能是這類產(chǎn)品重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象,同時(shí)成本也是非常重要的。1.1.4SMT應(yīng)用產(chǎn)品類型高性能產(chǎn)品,由陸地/軍用產(chǎn)品和軍艦產(chǎn)品、高速大容量計(jì)算機(jī)、測(cè)試設(shè)備、關(guān)鍵的工藝控制器和醫(yī)療設(shè)備構(gòu)成。可靠性和性能是至關(guān)重要的,其次是尺寸和功能。航天產(chǎn)品,包括所有能夠滿足外界惡劣環(huán)境要求的產(chǎn)品。軍用航空電子產(chǎn)品,需滿足機(jī)械變化和熱變化的要求,應(yīng)重點(diǎn)考慮尺寸、重量、性能和可靠性。汽車電子產(chǎn)品,如汽車底板,能夠用于各種不同的苛刻環(huán)境下。這些產(chǎn)品面臨著極端的溫度和機(jī)械變化,這給批量生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)最低成本和最佳的可制造性增加了壓力。1.1.4SMT應(yīng)用產(chǎn)品類型1.2SMT生產(chǎn)線及生產(chǎn)工藝1.2.1SMT生產(chǎn)線介紹SMT生產(chǎn)線的主要生產(chǎn)設(shè)備包括印刷機(jī)/點(diǎn)膠機(jī)、貼片機(jī)、再流焊機(jī),輔助生產(chǎn)設(shè)備包括上板機(jī)、下板機(jī)、接駁臺(tái)、檢測(cè)設(shè)備、返修設(shè)備和清洗設(shè)備等。

1.SMT生產(chǎn)線的組成SMT生產(chǎn)線設(shè)備基本配置1.2.1SMT生產(chǎn)線介紹SMT生產(chǎn)線按照自動(dòng)化程度可分為全自動(dòng)生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線。

全自動(dòng)生產(chǎn)線是指整條生產(chǎn)線的設(shè)備都是全自動(dòng)設(shè)備,通過(guò)自動(dòng)上板機(jī)、接駁臺(tái)和下板機(jī)將所有生產(chǎn)設(shè)備連成一條自動(dòng)線;

半自動(dòng)生產(chǎn)線是指主要生產(chǎn)設(shè)備沒(méi)有連接起來(lái)或沒(méi)有完全連接起來(lái),比如印刷機(jī)是半自動(dòng)的,需要人工印刷或人工裝卸印制板。

2.SMT生產(chǎn)線的分類1.2.1SMT生產(chǎn)線介紹SMT按照生產(chǎn)線的規(guī)模大小可分為大型、中型和小型生產(chǎn)線。

大型生產(chǎn)線具有較大的生產(chǎn)能力,一條大型生產(chǎn)線上的貼片機(jī)由一臺(tái)多功能機(jī)和多臺(tái)高速機(jī)組成。

中小型SMT生產(chǎn)線主要適合中小型企業(yè)和研究所,以滿足中小批量的生產(chǎn)任務(wù),可以是全自動(dòng)生產(chǎn)線也可以是半自動(dòng)生產(chǎn)線。貼片機(jī)一般選用中小型機(jī),如果產(chǎn)量比較小,可采用一臺(tái)多功能貼片機(jī);如果有一定的產(chǎn)量,可采用一臺(tái)多功能貼片機(jī)和一至兩臺(tái)高速貼片機(jī)。

2.SMT生產(chǎn)線的分類1.2.2SMT組裝的生產(chǎn)工藝流程SMT工藝有兩類最基本的工藝流程,一類是焊錫膏-再流焊工藝;另一類是貼片-波峰焊工藝。

焊錫膏-再流焊的工藝流程是:焊錫膏印刷→貼片→再流焊→檢驗(yàn)、清洗。該工藝流程的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快捷,有利于產(chǎn)品體積的減小,該工藝流程在無(wú)鉛焊接工藝中更顯示出優(yōu)越性。1.兩類基本工藝流程焊錫膏-再流焊工藝1.2.2SMT組裝的生產(chǎn)工藝流程貼片一波峰焊的工藝流程是:貼片膠涂敷→貼片→固化→翻轉(zhuǎn)電路板、插裝通孔元器件→波峰焊→檢驗(yàn)、清洗。該工藝流程的特點(diǎn):利用雙面板空間,電子產(chǎn)品的體積可以進(jìn)一步做小,并部分使用通孔元件,價(jià)格低廉。但設(shè)備要求增多,波峰焊過(guò)程中易出現(xiàn)焊接缺陷,難以實(shí)現(xiàn)高密度組裝。1.兩類基本工藝流程貼片—波峰焊工藝流程目前,表面組裝元器件的品種規(guī)劃并不齊全,因此在表面組裝中仍需要采用部分通孔插裝元器件。所以,通常所說(shuō)的表面組裝中往往是插裝元器件和表面組裝元器件兼有的,全部采用表面組裝元器件的只是一部分。SMT的組裝方式大體上可分為單面混裝、雙面混裝和全表面組裝3種類型共6種組裝方式。2.SMT元器件的組裝方式典型表面組裝方式

全表面組裝(或純表面組裝)是指PCB雙面全部都是表面貼裝元器件(SMC/SMD),有單面表面組裝和雙面表面組裝兩種形式。單面表面組裝采用單面板,雙面表面組裝采用雙面板。1)單面表面組裝工藝流程。單面表面組裝工藝流程為焊錫膏-再流焊工藝,即印刷焊膏→貼裝元器件(貼片)→再流焊。2)雙面表面組裝工藝流程。雙面表面組裝工藝流程為:B面印刷焊膏→貼裝元器件→再流焊→翻轉(zhuǎn)PCB→A面印刷焊膏→貼裝元器件→再流焊(1)全表面組裝工藝流程

單面混裝是指PCB上既有SMC/SMD,又有通孔插裝元器件(THC)。THC在主面,SMC/SMD既可能在主面,也可能在輔面。

主要有兩種情況,SMC/SMD和THC在同一面和SMC/SMD和THC分別在兩面。(2)單面混裝工藝流程

SMC/SMD和THC在同一面SMC/SMD和THC分別在兩面

SMC/SMD和THC在同一面。單面混裝工藝流程為:印刷焊膏→貼片→再流焊→插件→波峰焊。

SMC/SMD和THC分別在兩面。單面混裝工藝流程為:B面施加貼片膠→貼片→膠固化→翻板→A面插件→B面波峰焊。(2)單面混裝工藝流程

雙面混裝是指雙面都有SMC/SMD,THC在主面,也可能雙面都有THC。

THC在A面,A、B兩面都有SMC/SMD。雙面混裝工藝流程為:PCB的A面印刷焊錫膏→貼片→再流焊→翻板→PCB的B面施加貼片膠→貼片→固化→翻板→A面插件→B面波峰焊。A、B兩面都有SMC/SMD和THC。雙面混裝工藝流程為:PCB的A面印刷焊錫膏→貼片→再流焊→翻板→PCB的B面施加貼片膠→貼片→固化→翻板→A面插件→B面波峰焊→B面插裝件。(3)雙面混裝工藝流程

THC在A面且A、B兩面都有SMC/SMD選擇工藝流程主要依據(jù)印制板的組裝密度和SMT生產(chǎn)線的設(shè)備條件。當(dāng)SMT生產(chǎn)線具備再流焊、波峰焊兩種焊接設(shè)備時(shí),可作如下考慮。

盡量采用再流焊方式。

在一般密度的混合組裝條件下,當(dāng)SMC/SMD和THC在PCB的同面時(shí),采用A面印刷焊膏、再流焊,B面波峰焊工藝;當(dāng)THC在PCB的A面、SMC/SMD在PCB的B面時(shí),采用B面點(diǎn)膠、波峰焊工藝。

在高密度混合組裝條件下,當(dāng)沒(méi)有THC或只有極少量THC時(shí),可采用雙面印刷焊膏、再流焊工藝,少量THC采用后附的方法;當(dāng)A面有較多THC時(shí),采用A面印刷焊膏、再流焊,B面點(diǎn)貼、固化、波峰焊工藝。3.表面組裝工藝流程的選擇第2章表面組裝元器件2.1常用電子制作工具2.2表面組裝電阻2.3表面組裝電容2.4表面組裝電感2.5表面組裝器件(SMD)2.6表面組裝元器件的包裝與器件的選擇使用2.1

常用電子制作工具SMT是英文“SurfaceMountTechnology”的簡(jiǎn)稱,又譯為表面組裝技術(shù)、表面貼裝技術(shù)。SMT通常包含表面組裝元器件、表面組裝電路板及圖形設(shè)計(jì)、表面組裝專用輔料、表面組裝設(shè)備、表面組裝焊接技術(shù)、表面組裝測(cè)試技術(shù)、清洗技術(shù)以及表面組裝大生產(chǎn)管理等多方面的內(nèi)容,是突破了傳統(tǒng)的印制電路板通孔插裝元器件方式而發(fā)展起來(lái)的第四代組裝方法,能有效地實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的“短、小、輕、薄”

。2.1常用電子制作工具

萬(wàn)用表是萬(wàn)用電表的簡(jiǎn)稱,又被稱為多用表或復(fù)用表,是一種多功能、多量程的測(cè)量?jī)x表。一般萬(wàn)用表可測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻和音頻電平等,是電工必備的儀表之一,也是電子維修中必備的測(cè)試工具。萬(wàn)用表有很多種,目前常用的有指針萬(wàn)用表和數(shù)字萬(wàn)用表兩種。2.1.1萬(wàn)用表

1.萬(wàn)用表簡(jiǎn)介

指針萬(wàn)用表和數(shù)字萬(wàn)用表

如果無(wú)法預(yù)先估計(jì)待測(cè)電壓或電流的大小,則需撥至最高量程并粗測(cè)量一次,再根據(jù)測(cè)量結(jié)果鎖定合適的量程范圍。

當(dāng)誤用直流電壓檔去測(cè)量交流電壓或者誤用交流電壓檔去測(cè)量直流電壓時(shí),顯示屏將顯示“000”或低位數(shù)字出現(xiàn)跳動(dòng)。

測(cè)量時(shí)避免將顯示屏正對(duì)著陽(yáng)光,這樣不僅晃眼,而且還會(huì)縮短顯示屏的使用壽命,并且萬(wàn)用表也不可以在高溫的環(huán)境中存放。2.數(shù)字萬(wàn)用表使用注意事項(xiàng)當(dāng)屏幕出現(xiàn)電池符號(hào)時(shí),說(shuō)明電量不足,應(yīng)及時(shí)更換電池。

無(wú)論使用或存放,嚴(yán)禁受潮和進(jìn)水。

儀表在測(cè)試時(shí),不能旋轉(zhuǎn)功能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),特別是高電壓和大電流時(shí),嚴(yán)禁帶電轉(zhuǎn)換量程,防止產(chǎn)生電弧,燒毀開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。

測(cè)量電容時(shí),注意要將電容插入專用的電容測(cè)試座中,每次切換量程時(shí)都需要一定的復(fù)零時(shí)間,待復(fù)零結(jié)束后再插入待測(cè)電容;如果測(cè)量數(shù)值較大時(shí),需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能將結(jié)果穩(wěn)定下來(lái)2.數(shù)字萬(wàn)用表使用注意事項(xiàng)電烙鐵是通過(guò)熔解錫進(jìn)行焊接的一種修理時(shí)必備的工具,主要用來(lái)焊接元器件間的引腳,使用時(shí)只需將電烙鐵頭對(duì)準(zhǔn)待焊接口即可。電烙鐵的種類比較多,常用的電烙鐵分為內(nèi)熱式、外熱式、恒溫式和吸錫式等幾種。2.1.2電烙鐵

1.電烙鐵簡(jiǎn)介

電烙鐵

在購(gòu)買新電烙鐵時(shí)最好選購(gòu)三極插頭的,外殼具有接地功能的電烙鐵使用起來(lái)會(huì)更加安全。

在使用前一定要認(rèn)真檢查確認(rèn)電源插頭、電源線無(wú)破損,并檢查烙鐵頭是否松動(dòng)。如果出現(xiàn)上述情況,請(qǐng)排除后使用。

在使用過(guò)程中一定不要將烙鐵頭在他人上方移動(dòng)以免發(fā)生危險(xiǎn),如果烙鐵頭上焊錫過(guò)多時(shí),可用布擦掉。一定不能去甩,以免燙傷自己或他人。也不可亂放,防止高溫將易燃物點(diǎn)燃。更要注意千萬(wàn)不要將烙鐵頭接觸電源線,以免發(fā)生危險(xiǎn)。

使用結(jié)束后,及時(shí)切斷電源,待烙鐵頭冷卻后,再將電烙鐵收回。2.電烙鐵的使用注意事項(xiàng)電烙鐵使用時(shí)的輔助材料:

焊錫:熔點(diǎn)較低的焊料,主要用錫鉛合金做成。

助焊劑:松香是最常用的助焊劑,助焊劑的使用,可以幫助清除金屬表面的氧化物,利于焊接,又可保護(hù)烙鐵頭。焊接時(shí)的輔助工具一般都是用來(lái)固定或移除小元器件時(shí)使用的,最常用的是鑷子,此外還有尖嘴鉗、偏口鉗等。3.電烙鐵的輔助材料及工具

為了使焊點(diǎn)導(dǎo)電性良好,用砂紙先將烙鐵頭打磨干凈。力度要輕,不要使烙鐵頭過(guò)度磨損,過(guò)度磨損使其更易被氧化。

將電烙鐵通電加熱,待溫度可以使焊錫熔化時(shí),將烙鐵頭涂上助焊劑,再將焊錫均勻地涂在烙鐵頭上。

用帶焊錫的烙鐵頭,接觸焊點(diǎn),當(dāng)焊錫浸沒(méi)焊點(diǎn)后,慢慢上拉電烙鐵。

焊完后將電烙鐵斷電放在烙鐵架上,注意小心被余溫灼傷。

最后線路板上殘余的助焊劑還需用酒精清洗干凈,因?yàn)樘蓟蟮闹竸?huì)影響到電路的正常工作。4.電烙鐵的使用方法吸錫器是拆除電子元器件時(shí),用來(lái)吸收引腳焊錫的一種工具。有手動(dòng)吸錫器和電動(dòng)吸錫器兩種。吸錫器是維修拆卸零件所必須的工具。尤其是大規(guī)模集成電路,如果拆除時(shí)不使用吸錫器很容易將印制電路板損壞。吸錫器分為自帶熱源吸錫器和不帶熱源吸錫器兩種。2.1.3吸錫器

1.吸錫器簡(jiǎn)介

吸錫器按下吸錫器后部的活塞桿。用電烙鐵加熱焊點(diǎn)并熔化焊錫。如果吸錫器帶有加熱元件,可以直接用吸錫器加熱吸取。當(dāng)焊點(diǎn)溶化后,用吸錫器嘴對(duì)準(zhǔn)焊點(diǎn),按下吸錫器上的吸錫按鈕,錫就會(huì)被吸錫器吸走。如果未吸干凈可對(duì)其重復(fù)操作。2.吸錫器的使用方法熱風(fēng)焊臺(tái)一種常用于電子焊接的手動(dòng)工具,通過(guò)給焊料(通常是指錫絲)供熱,使其熔化,從而達(dá)到焊接或分開(kāi)電子元器件的目的。熱風(fēng)焊臺(tái)主要由氣泵、線性電路板、氣流穩(wěn)定器、外殼、手柄組件和風(fēng)槍組成。正確的掌握其使用方法可以大大提高工作效率,如果使用不當(dāng)則可能會(huì)燒毀整個(gè)電路板。2.1.4熱風(fēng)焊臺(tái)

1.熱風(fēng)焊臺(tái)簡(jiǎn)介

熱風(fēng)焊臺(tái)外形

根據(jù)實(shí)際情況旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)焊臺(tái)的風(fēng)力和溫度檔位,切記溫度和風(fēng)力不宜太大,以免將芯片或部件燒毀。一般將溫度選擇在3檔,風(fēng)力調(diào)節(jié)在4檔。

接著將熱風(fēng)焊臺(tái)的電源線插入插座,并打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。

將風(fēng)槍嘴對(duì)準(zhǔn)要拆焊的芯片上方2-3cm處。沿著芯片的周圍焊點(diǎn)來(lái)均勻加熱,當(dāng)錫點(diǎn)自動(dòng)熔解后,用鑷子就可以將芯片取下。2.熱風(fēng)焊臺(tái)的使用方法

將芯片對(duì)準(zhǔn)要焊接的部位放好,并注意針腳是否對(duì)準(zhǔn),以及各功能區(qū)是否放正確,以免出現(xiàn)反接。使用熱風(fēng)焊臺(tái)對(duì)其焊點(diǎn)部位加熱,直到芯片與焊接部位接觸完好。

為了確保焊點(diǎn)部位與主板接觸良好,焊接完畢用電烙鐵對(duì)虛焊處進(jìn)行補(bǔ)焊,并將短路處分開(kāi)。

焊接完成后,先關(guān)閉熱風(fēng)焊臺(tái)的電源開(kāi)關(guān),這時(shí)焊臺(tái)的風(fēng)扇還在繼續(xù)工作,等風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,再拔下電源插頭。2.熱風(fēng)焊臺(tái)的使用方法(1)刷子

刷子也稱為毛刷,是用毛、塑料絲等制成的主要用來(lái)清掃部件上的灰塵,一般為長(zhǎng)形或橢圓形,多數(shù)帶有柄。(2)皮老虎

皮老虎是一種清除灰塵用的工具,也稱為皮吹子。主要用于清除元器件與元器件之間的落灰。2.1.4清洗及拆裝工具

1.清洗工具

刷子皮老虎

(3)螺釘旋具

螺釘旋具的種類比較多,它是拆裝部件以及固定螺釘時(shí)的常用工具。常用的螺釘旋具有十字形和一字形。

(4)鑷子

鑷子是主板維修中經(jīng)常使用的工具,常常用它夾持導(dǎo)線、元件及集成電路引腳等。

(5)鉗子

鉗子是一種用于夾持、固定加工工件或者扭轉(zhuǎn)、彎曲、剪斷金屬絲線的手工工具。鉗子的外形呈V形,通常包括手柄、鉗腮和鉗嘴三個(gè)部分。2.拆裝工具2.2表面組裝電阻2.2.1電阻的封裝和讀值電阻是一個(gè)限流元件,是電路元件中應(yīng)用最廣泛的一種,在電子設(shè)備中約占元件總數(shù)的30%。在電路中,電阻的主要作用是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電路和電壓,即起控制某一部分電路的電壓和電流比例的作用。

1.電阻的定義及功能電路中常見(jiàn)的電阻(1)表面組裝電阻的封裝外形

表面組裝電阻按封裝外形,可分為片狀和圓柱狀兩種。表面組裝電阻按制造工藝,可分為厚膜型(RN型)和薄膜型(RK型)兩大類。

2.SMC固定電阻片狀電阻的外形與結(jié)構(gòu)

表面組裝電阻器常用外形尺寸的長(zhǎng)度和寬度來(lái)命名其系列型號(hào),其前兩位數(shù)字都表示元器件的長(zhǎng)度,后兩位數(shù)字表示元器件的寬度。一般有公制(mm)和英制(in)兩種表示方法,歐美產(chǎn)品大多采用英制系列,日本產(chǎn)品大多采用公制系列,我國(guó)這兩種系列都可以使用。

公制與英制的轉(zhuǎn)換公式為:1in=25.4mm

公制系列3216(英制1206)的矩形片狀電阻,長(zhǎng)L=3.2mm(0.12in),寬W=1.6mm(0.06in)(2)外形尺寸

(2)外形尺寸

系列型號(hào)的發(fā)展變化也反映了SMC元器件的小型化過(guò)程:5750(2220)→4532(1812)→3225(1210)→3216(1206)→2520(1008)→2012(0805)→1608(0603)→1005(0402)→0603(0201)→0402(01005)。矩形表面組裝電阻的外形尺寸示意圖(2)外形尺寸

公制/英制型號(hào)LWabT3216/12063.2/0.121.6/0.060.5/0.020.5/0.020.6/0.0242012/08052.0/0.081.25/0.050.4/0.0160.4/0.0160.5/0.021608/06031.6/0.060.8/0.030.3/0.0120.3/0.0120.5/0.021005/04021.0/0.040.5/0.020.25/0.010.25/0.010.5/0.020603/02010.6/0.020.3/0.010.2/0.0050.2/0.0050.25/0.01典型SMC系列的外形尺寸(單位:mm/in)貼片電阻有矩形和圓柱型兩種,其中矩形貼片電阻基體為黃棕色,其阻值代碼用白色字母或數(shù)字標(biāo)注,標(biāo)注的方法主要有以下幾種。1)三位數(shù)值標(biāo)注法

這種標(biāo)注阻值的方法是:其中第1、2位數(shù)字為有效數(shù)字,第三位數(shù)字表示在有效數(shù)字的后面所加的“0”的個(gè)數(shù),單位為:Ω。如果阻值小于10Ω,則以“R”表示小數(shù)點(diǎn)。(3)標(biāo)稱數(shù)值的標(biāo)注數(shù)字代號(hào)標(biāo)稱阻值數(shù)字代號(hào)標(biāo)稱阻值1R1

110

4R7

111

三位數(shù)值標(biāo)注法舉例2)四位數(shù)值標(biāo)注法

這種標(biāo)注阻值的方法是:其中第1、2、3位數(shù)字為有效數(shù)字,第四位數(shù)字表示在有效數(shù)字的后面所加的“0”的個(gè)數(shù),單位為:Ω。如果阻值小于10Ω,則以“R”表示小數(shù)點(diǎn)。(3)標(biāo)稱數(shù)值的標(biāo)注數(shù)字代號(hào)標(biāo)稱阻值數(shù)字代號(hào)標(biāo)稱阻值1333

39R3

2700

4R70

四位數(shù)值標(biāo)注法舉例3)字母和數(shù)字混合標(biāo)注法

這種標(biāo)注法的方法是:在電阻上標(biāo)注一個(gè)字母和數(shù)字,其中字母表示電阻值的前兩位有效數(shù)字,字母后面的數(shù)字表示在有效數(shù)字后所加的“0”的個(gè)數(shù),單位是Ω。(3)標(biāo)稱數(shù)值的標(biāo)注字母和一個(gè)數(shù)字表示法中字母含義4)圓柱形電阻阻值的色環(huán)色標(biāo)法

圓柱形電阻阻值用三位、四位或五位色環(huán)表示阻值的大小,每位色環(huán)所代表的意義與通孔插裝色環(huán)電阻完全一樣,可這樣記憶:棕1,紅2,橙3,黃4,綠5,藍(lán)6,紫7,灰8,白9,黑0。例如五色環(huán)電阻色環(huán)從左到右第一位色環(huán)是綠色,其有效值為5;第二位色環(huán)為棕色,其有效值是1;第三位色環(huán)是黑色,其有效值為0;第四位色環(huán)為紅色,其倍率為2;第五位色環(huán)為棕色,其允許偏差為±1%。則該電阻的阻值為51000Ω,允許偏差為±1%。(3)標(biāo)稱數(shù)值的標(biāo)注表面組裝電阻在料盤(pán)等包裝上的標(biāo)注目前尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同生產(chǎn)廠家的標(biāo)注不盡相同。如圖是常見(jiàn)的片狀電阻標(biāo)示的含義,圖中的標(biāo)志“RC05K103JT”標(biāo)示該電阻是0805系列10kΩ±5%片狀電阻,溫度系數(shù)為±250ppm/℃。(4)國(guó)內(nèi)電阻的命名方法片狀電阻標(biāo)志的含義

電阻排也稱為電阻網(wǎng)絡(luò)或集成電阻器,它是指在一塊基片上,將多個(gè)參數(shù)與性能一致的電阻,按預(yù)定的配置要求連接后置于一個(gè)組裝體內(nèi)形成的電阻網(wǎng)絡(luò),具有體積小、質(zhì)量輕、可靠性強(qiáng)、可焊性好等特點(diǎn)。如圖所示的8P4R(8引腳4電阻)3216系列表面組裝電阻網(wǎng)絡(luò)的外形與尺寸。

3.SMC電阻排8P4R(8引腳4電阻)3216系列表面組裝電阻的外形與尺寸

電阻網(wǎng)絡(luò)按結(jié)構(gòu)可分為SOP型、芯片功率型、芯片載體型和芯片陣列型四種。根據(jù)用途的不同,電阻網(wǎng)絡(luò)有多種電路形式。小型固定電阻網(wǎng)絡(luò)一般采用標(biāo)準(zhǔn)矩形封裝,主要有0603、0805、1206等幾種尺寸。

3.SMC電阻排芯片陣列型電阻網(wǎng)絡(luò)的常見(jiàn)電阻形式表面組裝電位器又稱為片式電位器,它在電路中起到調(diào)節(jié)電壓和電流的作用,故分別稱為分壓式電位器和可變電阻器。但嚴(yán)格來(lái)說(shuō),可變電阻器是一種兩端器件,其電阻值可變,而電位器是三端器件,其阻值是通過(guò)中間抽頭的調(diào)節(jié)而改變的。表面組裝電位器從外形結(jié)構(gòu)分,可分為敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)、防塵式結(jié)構(gòu)、微調(diào)式結(jié)構(gòu)和全密封式結(jié)構(gòu)。

4.SMC電位器(1)敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)。敞開(kāi)式電位器的結(jié)構(gòu)如圖所示。它又分為直接驅(qū)動(dòng)簧片結(jié)構(gòu)和絕緣軸驅(qū)動(dòng)簧片結(jié)構(gòu)。這種電位器無(wú)外殼保護(hù),灰塵和潮氣易進(jìn)入產(chǎn)品,對(duì)性能有一定影響,但價(jià)格低廉。敞開(kāi)式的平狀電位器僅適用于焊錫膏-再流焊工藝,不適用于貼片-波峰焊工藝。

4.SMC電位器a)直接驅(qū)動(dòng)簧片結(jié)構(gòu)b)絕緣軸驅(qū)動(dòng)簧片結(jié)構(gòu)(2)防塵式結(jié)構(gòu)。防塵式電位器的結(jié)構(gòu)如圖所示,有外殼或護(hù)罩,灰塵和潮氣不易進(jìn)入產(chǎn)品,性能好,多用于投資類電子整機(jī)和高檔消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。

4.SMC電位器防塵式電位器的結(jié)構(gòu)(3)微調(diào)式結(jié)構(gòu)。微調(diào)式電位器的結(jié)構(gòu)如圖所示,屬精細(xì)調(diào)節(jié)型,性能好,但價(jià)格昂貴,多用于投資類電子整機(jī)中。

4.SMC電位器微調(diào)式電位器的結(jié)構(gòu)(4)全密封式結(jié)構(gòu)。全密封式結(jié)構(gòu)的電位器有圓柱形和扁平矩形兩種形式,具有調(diào)節(jié)方便、可靠、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。圓柱形電位器的電路結(jié)構(gòu)如圖所示,分為頂調(diào)和側(cè)調(diào)兩種。

4.SMC電位器a)圓柱形頂調(diào)電位器的結(jié)構(gòu)b)圓柱形側(cè)調(diào)電位器的結(jié)構(gòu)2.3表面組裝電容2.3.1表面組裝電容的封裝和讀值表面組裝電容主要包括片狀瓷介電容、鉭電解電容、鋁電解電容、有機(jī)薄膜電容和云母電容。目前使用較多的主要有兩種:陶瓷系列(瓷介)電容和鉭電解電容,其中瓷介電容約占80%,其次是鉭和鋁電解電容。有機(jī)薄膜和云母電容使用較少。2.3.1表面組裝電容的封裝和讀值

1.SMC多層陶瓷電容MLC的結(jié)構(gòu)與外形(1)外形尺寸

表面組裝多層陶瓷電容是在單層盤(pán)狀電容的基礎(chǔ)上構(gòu)成的,電極深入電容內(nèi)部,并與陶瓷介質(zhì)相互交錯(cuò)。多層陶瓷電容簡(jiǎn)稱MLC,通常是無(wú)引腳矩形結(jié)構(gòu),其外形標(biāo)準(zhǔn)與片狀電阻大致相同,仍然采用長(zhǎng)×寬表示,有公制和英制之分,型號(hào)參考片狀電阻。1)英文字母及數(shù)字標(biāo)注法。早期采用英文字母及數(shù)字表示其電容,它們均代表特定的數(shù)值,只要查表就可以估算出電容的容量。(2)標(biāo)注片式電容容量系數(shù)表片式電容容量倍率表2)顏色和一個(gè)字母標(biāo)注法。

顏色和一個(gè)字母標(biāo)注法這種方法是用電容上標(biāo)一顏色加一個(gè)字母的組合來(lái)表示電容量。其字母的含義仍見(jiàn)下表,其顏色則表示在字母代表的電容后面再添加“0”的個(gè)數(shù),單位為“pF”

。例如:紅色后面還印有“Y”字母,則表示電容量為8.2pF。(2)標(biāo)注顏色和一個(gè)字母表示法中顏色的含義3)色環(huán)表示法。色環(huán)表示法是圓柱形貼片電容常用表示方法。其中前二環(huán)表示電容量前兩位有效數(shù)字,第三環(huán)表示乘10的幾次方,第四環(huán)表示誤差(前四環(huán)表示法與色環(huán)電阻基本相同)第五環(huán)則表示溫度系數(shù)。(2)標(biāo)注電容色環(huán)表示法含義(1)鋁電解電容。鋁電解電容的容量和額定工作電壓的范圍比較大,因此做成貼片形式比較困難,一般是異形。按照外形和封裝材料的不同,鋁電解電容可分為矩形(樹(shù)脂封裝)和圓柱形(金屬封裝)兩類,以圓柱形為主。由于鋁電解電容采用非固體介質(zhì)作為電解材料,因此在再流焊工藝中,應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。采用手工焊接時(shí),電烙鐵與電容的接觸時(shí)間盡量控制在2s下。

2.SMC電解電容

SMC鋁電解電容(2)鉭電解電容

固體鉭電解電容的性能優(yōu)異,是所有電容中體積小而又能達(dá)到較大電容量的產(chǎn)品。因此容易制成適于表面貼裝的小型和片式元件。目前生產(chǎn)的鉭電解電容主要有燒結(jié)型固體、箔形卷繞固體、燒結(jié)型液體等三種,其中燒結(jié)型固體約占目前生產(chǎn)總量的95%以上,而又以非金屬密封型的樹(shù)脂封裝式為主體。

2.SMC電解電容

燒結(jié)型固體電解質(zhì)片狀鉭電容的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.4表面組裝電感2.4.1電感的封裝和讀值表面組裝電感是繼表面組裝電阻、表面組裝電容之后迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型無(wú)源元器件。表面組裝電感除了與傳統(tǒng)的插裝電感有相同的扼流、退耦、濾波、調(diào)諧、延遲、補(bǔ)償?shù)裙δ芡?,還特別在LC調(diào)諧器、LC濾波器、LC延遲線等多功能器件中體現(xiàn)了獨(dú)到的優(yōu)越性。由于電感受線圈制約,片式化比較困難,故其片式化晚于電阻和電容,其片式化率也低。表面組裝電感的種類很多,按外形可分為矩形和圓柱形;按結(jié)構(gòu)和制造工藝可分為繞線型、多層型、固態(tài)型等。目前用量較大的主要有繞線型表面組裝電感和多層型表面組裝電感。2.4.1電感的封裝和讀值SMC電感的常見(jiàn)類型

1.繞線型表面組裝電感繞線型表面組裝電感的實(shí)物外形繞線型表面組裝電感實(shí)際上是把傳統(tǒng)的臥式繞線電感稍加改進(jìn)而成。制造時(shí)將導(dǎo)線(線圈)纏繞在磁心上。低電感時(shí)用陶瓷作為磁心,大電感時(shí)用鐵氧體作為磁心,線圈可以垂直也可水平。一般垂直線圈的尺寸最小,水平線圈的電性能要稍好些,繞線后再加上端電極。端電極也稱外部端子,它取代了傳統(tǒng)的插裝式電感的引線,以便表面組裝。

1.繞線型表面組裝電感對(duì)繞線型表面組裝電感來(lái)說(shuō),由于所用磁心不同,故結(jié)構(gòu)上也有多種形式。

工字形結(jié)構(gòu)

這種電感是在工字形磁心上繞線制成的。

槽形結(jié)構(gòu)

槽形結(jié)構(gòu)是在磁性體的溝槽上繞上線圈而制成的。

棒形結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)的電感與傳統(tǒng)的臥式棒形電感基本相同,它是在棒形磁心上繞線而成的。只是它用適合表面組裝用的端電極代替了插裝用的引線。

腔體結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)把繞好的線圈放在磁性腔體內(nèi),加上磁性蓋板和端電極而成。

2.多層型表面組裝電感多層型表面組裝電感也稱多層型片式電感(MLCI),它的結(jié)構(gòu)和多層型陶瓷電容相似,制造時(shí)由鐵氧體漿料和導(dǎo)電漿料交替印刷疊層后,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)形成具有閉合磁路的整體。與繞線型片式電感相比,多層型表面組裝電感具有許多優(yōu)點(diǎn):尺寸小,有利于電路的小型化;線圈密封在鐵氧體中并作為整體結(jié)構(gòu),可靠性高;磁路閉合,磁通量泄漏很少,不干擾周圍的元器件,也不易受鄰近元器件的干擾,適宜高密度安裝;耐熱性、可焊性好;形狀規(guī)則,適用于自動(dòng)化表面安裝生產(chǎn)。多層型表面組裝電感的外形與結(jié)構(gòu)2.4.2電感的測(cè)量貼片電感的使用建議:

鐵心與繞線容易因溫升效果產(chǎn)生感量變化,需注意其本體溫度必須在使用規(guī)格范圍內(nèi)。

繞線在電流通過(guò)后容易形成電磁場(chǎng),所以應(yīng)注意電感之間彼此的距離,可以繞線組互成直角,減少相互間之感應(yīng)量。

對(duì)于貼片電感的電感值測(cè)量,我們需要采用專業(yè)的電感測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量。2.5表面組裝器件(SMD)2.5.1表面組裝分立器件SMD分立器件包括各種分立半導(dǎo)體器件,有二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管,也有由2、3只晶體管、二極管組成的簡(jiǎn)單復(fù)合電路。電極引腳數(shù)為2~6個(gè)。二極管類器件一般采用2端或3端SMD封裝,小功率晶體管類器件一般采用3端或4端SMD封裝,4~6端SMD器件內(nèi)大多封裝了2只晶體管或場(chǎng)效應(yīng)晶體管。典型SMD分立器件的外形

1.SMD二極管無(wú)引線柱形玻璃封裝SMD二極管二極管是一種單向?qū)щ娦越M件:正向?qū)?,反向截止。用于表面組裝的二極管有4種封裝形式:圓柱形的無(wú)引腳二極管、片狀二極管、片式塑封復(fù)合二極管、片式發(fā)光二極管四種。圓柱形的無(wú)引線玻璃封裝二極管是將管芯封裝在細(xì)玻璃管內(nèi),兩端以金屬帽為電極。片式塑封復(fù)合二極管,一般是指在一個(gè)封裝內(nèi),包含有2個(gè)以上的二極管,以滿足不同的電路工作要求,其常見(jiàn)的封裝形式有SOT-23、SOT-89。

2.SMD晶體管幾種SOT晶體管的外觀晶體管采用帶有翼形短引線的塑料封裝,即SOT封裝。SOT封裝可分為SOT-23、SOT-89、SOT-l43、SOT-252幾種尺寸結(jié)構(gòu),產(chǎn)品有小功率晶體管、大功率晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管和高頻管幾個(gè)系列。其中SOT-23是通用的表面組裝晶體管,有3條翼形引腳。2.5.2表面組裝集成電路(1)電極形式

表面組裝器件SMD的I/O電極有兩種形式:無(wú)引腳和有引腳。

無(wú)引腳形式有LCCC、PQFN等,有引腳器件的引腳形狀有翼形、鉤形(J形)和球形三種。

翼形引腳用于SOT/SOP/QFP封裝,鉤形(J形)引腳用于SOJ/PLCC封裝,球形引腳用于BGA/CSP/FlipChip封裝。

1.SMD封裝綜述(1)電極形式

翼形引腳的特點(diǎn):符合引腳薄而窄以及小間距的發(fā)展趨勢(shì),特點(diǎn)是焊接容易,可采用包括熱阻焊在內(nèi)的各種焊接工藝來(lái)進(jìn)行焊接,工藝檢測(cè)方便,但占用面積較大,在運(yùn)輸和裝卸過(guò)程中容易損壞引腳。

鉤形引腳的特點(diǎn):引線呈“J”形,空間利用率比翼形引腳高,它可以用除熱阻焊外的大部分再流焊進(jìn)行焊接,比翼形引腳堅(jiān)固。由于引腳具有一定的彈性,可緩解安裝和焊接的應(yīng)力,防止焊點(diǎn)斷裂。

1.SMD封裝綜述金屬封裝:金屬材料可以沖壓,因此有封裝精度高,尺寸嚴(yán)格,便于大量生產(chǎn),價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。陶瓷封裝:陶瓷材料的電氣性能優(yōu)良,適用于高密度封裝。金屬—陶瓷封裝:兼有金屬封裝和陶瓷封裝的優(yōu)點(diǎn)。塑料封裝:塑料的可塑性強(qiáng),成本低廉,工藝簡(jiǎn)單,適合大批量生產(chǎn)。(2)封裝材料(3)芯片的裝載方式

裸芯片在裝載時(shí),它的有電極的一面可以朝上也可以朝下,因此,芯片就有正裝片和倒裝片之分,布線面朝上為正裝片,反之為倒裝片。另外,裸芯片在裝載時(shí),它們的電器連接方式也有所不同,有的采用有引腳鍵合方式,有的則采用無(wú)引腳鍵合方式。(4)芯片的基板類型

基板的作用是搭載和固定裸芯片,同時(shí)兼有絕緣、導(dǎo)熱、隔離及保護(hù)作用,它是芯片內(nèi)外電路連接的橋梁。從材料上看,基板有有機(jī)和無(wú)機(jī)之分,從結(jié)構(gòu)上看,基板有單層的、雙層的、多層的和復(fù)合的。評(píng)價(jià)集成電路封裝技術(shù)的優(yōu)劣,一個(gè)重要指標(biāo)是封裝比。

封裝比=芯片面積/封裝面積這個(gè)比值越接近1越好。一般的,芯片面積一般很小,而封裝面積則受到引腳間距的限制,難以進(jìn)一步縮小。(5)封裝比常用半導(dǎo)體器件的封裝形式及特點(diǎn)(1)SO封裝

引線比較少的小規(guī)模集成電路大多采用這種小型封裝。SO封裝又分為幾種,芯片寬度小于0.15in,電極引腳數(shù)目比較少的(一般在8~40腳之間),稱為SOP封裝。寬度在0.25in以上,電極引腳數(shù)目在44以上的,稱為SOL封裝,芯片寬度在0.6in以上,電極引腳數(shù)目在44以上的,稱為SOW封裝。有些SOP封裝采用小型化或薄型化封裝,分別稱為SSOP封裝和TSOP封裝。大多數(shù)SO封裝的引腳采用翼形電極,也有一些存儲(chǔ)器采用J形電極(稱為SOJ),SO封裝的引腳間距有1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.65mm和0.5mm幾種。圖2-31為SOP的翼形引腳和J形引腳封裝結(jié)構(gòu)。

2.集成電路的封裝形式SOP的翼形引腳和J形引腳封裝結(jié)構(gòu)

QFP為四側(cè)引腳扁平封裝,引腳從四個(gè)側(cè)面引出呈翼(L)型?;挠刑沾?、金屬和塑料三種,塑料封裝占絕大部分。當(dāng)沒(méi)有特別表示出材料時(shí),多數(shù)情況為塑料QFP。引腳中心距有1.0mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm等多種規(guī)格,引腳間距最小極限是0.3mm,最大是1.27mm。0.65mm中心距規(guī)格中最多引腳數(shù)為304。為了防止引腳變形,現(xiàn)已出現(xiàn)了幾種改進(jìn)的QFP

品種。如封裝的四個(gè)角帶有樹(shù)指緩沖墊(角耳)的BQFP,它是在封裝本體的四個(gè)角設(shè)置突起,以防止在運(yùn)送或操作過(guò)程中引腳發(fā)生彎曲變形。(2)QFP封裝常見(jiàn)的QFP封裝的集成電路

PLCC是集成電路的有引腳塑封芯片載體封裝,它的引腳向內(nèi)鉤回,叫作鉤形(J形)電極,電極引腳數(shù)目為16~84個(gè),間距為1.27mm。PLCC封裝的集成電路大多是可編程的存儲(chǔ)器。芯片可以安裝在專用的插座上,容易取下來(lái)對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫(xiě)。(3)PLCC封裝PLCC的封裝結(jié)構(gòu)LCCC是陶瓷芯片載體封裝的SMD集成電路中沒(méi)有引腳的一種封裝;芯片被封裝在陶瓷載體上,外形有正方形和矩形兩種,無(wú)引線的電極焊端排列在封裝底面上的四邊,電極數(shù)目正方形分別為16、20、24、28、44、52、68、84、100、124和156個(gè),矩形分別為18、22、28和32個(gè)。引腳間距有1.0mm和1.27mm兩種。LCCC引出端子的特點(diǎn)是在陶瓷外殼側(cè)面有類似城堡狀的金屬化凹槽和外殼底面鍍金電極相連,提供了較短的信號(hào)通路,電感和電容損耗較低,可用于高頻工作狀態(tài)。(4)LCCC封裝LCCC封裝的集成電路

PQFN是一種無(wú)引腳封裝,呈正方形或矩形,封裝底部中央位置有一個(gè)大面積裸露焊盤(pán),提高了散熱性能。圍繞大焊盤(pán)的封裝外圍四周有實(shí)現(xiàn)電氣連接的導(dǎo)電焊盤(pán)。由于PQFN封裝不像SOP、QFP等具有翼形引腳,其內(nèi)部引腳與焊盤(pán)之間的導(dǎo)電路徑短,自感系數(shù)及封裝體內(nèi)的布線電阻很低,所以它能提供良好的電性能。PQFN非常適合應(yīng)用在手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、PDA、DV、智能卡及其他便攜式電子設(shè)備等高密度產(chǎn)品中。(5)PQFN封裝方形扁平無(wú)引腳塑料封裝(PQFN)的外形BGA封裝即球柵陣列封裝,是將原來(lái)器件PLCC/QFP封裝的J形或翼形電極引腳,改變成球形引腳;把從器件本體四周“單線性”順序引出的電極,變成本體底面之下“全平面”式的格柵陣排列。這樣,既可以疏散引腳間距,又能夠增加引腳數(shù)目。焊球陣列在器件底面可以呈完全分布或部分分布。

(6)BGA封裝BGA封裝的集成電路CSP為芯片尺寸級(jí)封裝的意思。是BGA進(jìn)一步微型化的產(chǎn)物,做到裸芯片尺寸有多大,封裝尺寸就有多大。即封裝后的IC尺寸邊長(zhǎng)不大于芯片的1.2倍,IC面積只比晶粒(Die)大不超過(guò)1.4倍。CSP封裝可以讓芯片面積與封裝面積之比超過(guò)1:1.14,已經(jīng)非常接近于1:1的理想情況。在相同的芯片面積下,CSP所能達(dá)到的引腳數(shù)明顯的要比TSOP、BGA引腳數(shù)多的多。TSOP最多為304根引腳,BGA的引腳極限能達(dá)到600根,而CSP理論上可以達(dá)到1000根。(7)CSP封裝CSP封裝的內(nèi)存

3.IC第一引腳的辨認(rèn)方法IC第一引腳的辨認(rèn)方法2.4.2電感的測(cè)量貼片電感的使用建議:

鐵心與繞線容易因溫升效果產(chǎn)生感量變化,需注意其本體溫度必須在使用規(guī)格范圍內(nèi)。

繞線在電流通過(guò)后容易形成電磁場(chǎng),所以應(yīng)注意電感之間彼此的距離,可以繞線組互成直角,減少相互間之感應(yīng)量。

對(duì)于貼片電感的電感值測(cè)量,我們需要采用專業(yè)的電感測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量。2.6表面組裝元器件的包裝與器件的選擇使用2.6.1表面組裝元器件的包裝表面組裝元器件的包裝有編帶、散裝、管裝和托盤(pán)四種類型。1.散裝

無(wú)引線且無(wú)極性的表面組裝元器件可以散裝,例如一般矩形、圓柱形電容和電阻。散裝的元器件成本低,但不利于自動(dòng)化設(shè)備拾取和貼裝。2.盤(pán)狀編帶包裝

編帶包裝適用于除大尺寸QFP、PLCC、LCCC芯片以外的其他元器件,其具體形式有紙編帶、塑料編帶和粘接式編帶三種。(1)紙質(zhì)編帶紙質(zhì)編帶由底帶、載帶、蓋帶及繞紙盤(pán)(帶盤(pán))組成。載帶上圓形小孔為定位孔,以供送料器上齒輪驅(qū)動(dòng);矩形孔為承料腔,用來(lái)放置元器件。紙帶一般寬8mm,包裝元器件以后盤(pán)繞在塑料繞紙盤(pán)上。紙質(zhì)編帶(2)塑料編帶

塑料編帶與紙質(zhì)編帶的結(jié)構(gòu)尺寸大致相同,所不同的是料盒呈凸形。塑料編帶包裝的元器件種類很多,有各種無(wú)引線元器件、復(fù)合元器件、異形元器件、SOT晶體管、引線少的SOP/QFP集成電路等。塑料編帶結(jié)構(gòu)與尺寸SMT元器件包裝編帶的尺寸標(biāo)準(zhǔn)(3)粘接式編帶

粘接式編帶的底面為膠帶,IC貼在膠帶上,且為雙排驅(qū)動(dòng)。貼片時(shí),送料器上有下剝料裝置。粘接式編帶主要用來(lái)包裝尺寸較大的片式元器件,如SOP、片式電阻網(wǎng)絡(luò)、延遲線等。

3.管式包裝管式包裝主要用于SOP、SOJ、PLCC集成電路、PLCC插座和異形元器件等。包裝管(也稱料條)由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料構(gòu)成,擠壓成滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)外形。管式包裝的每管零件數(shù)從數(shù)十顆到近百顆不等,管中組件方向具有一致性,不可裝反。從整機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)類型看,管式包裝適合于品種多、批量小的產(chǎn)品。管式包裝

4.托盤(pán)包裝托盤(pán)由碳粉或纖維材料制成(華夫盤(pán)),用于要求暴露在高溫下的元器件托盤(pán)通常具有150℃或更高的耐溫。托盤(pán)包裝主要用于QFP、窄間距SOP、PLCC、BCA集成電路等器件。托盤(pán)包裝2.6.2貼片元器件符號(hào)歸類貼片元器件符號(hào)歸類2.6.3貼片元器件料盤(pán)的讀法貼片元器件料盤(pán)的讀法2.6.4表面組裝元器件的選擇與使用(1)裝配適應(yīng)性

要適應(yīng)各種裝配設(shè)備操作和工藝流程。(2)焊接適應(yīng)性

要適應(yīng)各種焊接設(shè)備及相關(guān)工藝流程。1.對(duì)SMT元器件的基本要求

選擇元器件時(shí)要注意貼片機(jī)的貼裝精度水平。

鉭和鋁電解電容主要用于電容量大的場(chǎng)合。鋁電解電容的容量大、耐壓高且價(jià)格比較便宜,但引腳在底座下面,焊接的可靠性不如矩形封裝的鉭電解電容。

集成電路的引腳形式與焊接設(shè)備及工作條件有關(guān),是必須考慮的問(wèn)題。

機(jī)電元器件大多由塑料構(gòu)成骨架,塑料骨架容易在焊接時(shí)受熱變形,最好選用有引腳露在外面的機(jī)電元器件。2.表面組裝元器件的選擇第3章表面組裝工藝材料3.1焊錫膏及焊錫膏涂覆工藝3.2貼片膠及涂覆工藝3.3清洗劑3.1

焊錫膏及焊錫膏涂覆工藝焊錫膏也叫錫膏,英文名SolderPaste,灰色膏體,是伴隨著SMT應(yīng)運(yùn)而生的一種新型焊接材料,由合金焊料粉末、糊狀焊劑和一些添加劑混合而成的膏狀混合物,主要用于SMT行業(yè)PCB表面電阻、電容、IC等電子元器件的再流焊中。常溫下,由于焊錫膏具有一定的黏性,可將電子元器件粘貼在PCB的焊盤(pán)上。在焊接溫度下,隨著溶劑和部分添加劑揮發(fā),冷卻后元器件的焊端與焊盤(pán)被焊料互連在一起,形成電氣與機(jī)械相連接。3.1.1焊錫膏

焊錫膏主要由合金焊料粉末和助焊劑組成。焊錫膏中合金焊料粉末和助焊劑以等體積比混合,但兩者重量之比約為9:1。1.焊錫膏的化學(xué)組成焊錫膏組成和功能合金焊料粉末是焊錫膏的主要成分。常用的合金焊料粉末有錫-鉛(Sn/Pb)、錫-鉛-銀(Sn/Pb/Ag)、錫-鉛-鉍(Sn/Pb/Bi)等,常用的合金成分為63%Sn/37%Pb及62%Sn/36%Pb/2%Ag。不同合金比例有不同的熔化溫度。下表示了不同比例的錫、鉛合金狀態(tài)隨溫度變化的曲線。

(1)合金焊料粉末合金焊料融化溫度下圖表示了不同比例的錫、鉛合金狀態(tài)隨溫度變化的曲線。圖中的T點(diǎn)稱為共晶點(diǎn),對(duì)應(yīng)合金成分為6l.9%Sn/38.1%Pb,它的熔點(diǎn)只有182℃。目前把63%Sn/37%Pb焊料稱為共晶合金。錫鉛合金狀態(tài)圖在焊錫膏中,糊狀助焊劑是合金粉末的載體,其組成與通用助焊劑基本相同。一般助焊劑由焊劑、粘結(jié)劑、活化劑、觸變劑和溶劑組成。焊劑與粘結(jié)劑起到加大錫膏黏附性,并凈化金屬表面,提高焊料浸潤(rùn)性的作用?;罨瘎┲饕饍艋饘俦砻娴淖饔?,使焊料迅速擴(kuò)散并附著在被焊金屬表面。觸變劑主要用來(lái)調(diào)節(jié)焊錫膏的黏度及印刷性能,防止在印刷中出現(xiàn)拖尾、粘連等現(xiàn)象。溶劑是助焊劑的一種重要組分,在焊錫膏的攪拌過(guò)程中起調(diào)節(jié)均勻的作用,對(duì)焊錫膏的壽命有一定的影響助焊劑的組成對(duì)焊錫膏的擴(kuò)展性、潤(rùn)濕性、塌陷、黏度變化、清洗性質(zhì)、焊珠飛濺及儲(chǔ)存壽命均有較大影響。

(2)助焊劑(1)按合金焊料粉的熔點(diǎn)分

焊錫膏按熔點(diǎn)分為高溫焊錫膏、中溫焊錫膏和低溫焊錫膏。(2)按焊劑的活性分

焊錫膏按焊劑活性分類有“R”級(jí)(無(wú)活性)、“RMA”級(jí)(中度活性)、“RA”級(jí)(完全活性)和“SRA”級(jí)(超活性)。(3)按焊錫膏的黏度分

焊錫膏黏度的變化范圍很大,通常為100~600Pa﹒s,最高可達(dá)1000Pa﹒s以上。使用時(shí)可依據(jù)施膏工藝手段的不同進(jìn)行選擇。(4)按清洗方式分

焊錫膏按清洗方式分類可分為有機(jī)溶劑清洗類、水清洗類、半水清洗類和免清洗類幾種。2.焊錫膏的分類(1)焊錫膏應(yīng)具有良好的保存穩(wěn)定性。(2)印刷時(shí)和再流加熱前應(yīng)具有的性能:印刷時(shí)應(yīng)具有優(yōu)良的脫模性,印刷時(shí)和印刷后焊錫膏不易坍塌,焊錫膏應(yīng)具有合適的黏度。(3)再流加熱時(shí)應(yīng)具有的性能:應(yīng)具有良好的潤(rùn)濕性,不形成或形成最少量的焊料球(錫珠),焊料飛濺要少。(4)再流焊后應(yīng)具有的性能:要求焊劑中固體含量越低越好,焊后易清洗干凈,焊接強(qiáng)度高。3.表面組裝對(duì)焊錫膏的要求(1)保存方法

錫膏的保管要控制在1~10℃的環(huán)境下;錫膏的使用期限為6個(gè)月(未開(kāi)封);不可放置于陽(yáng)光照射處。(2)使用方法(開(kāi)封前)

開(kāi)封前須將錫膏溫度回升到使用環(huán)境溫度(25℃±2℃)上,回溫后須充分?jǐn)嚢琛#?)使用方法(開(kāi)封后)

1)將錫膏約2/3的量添加于鋼網(wǎng)上,盡量保持以不超過(guò)1罐的量于鋼網(wǎng)上。

2)視生產(chǎn)速度,以少量多次的添加方式補(bǔ)足鋼網(wǎng)上的錫膏量,以維持錫膏的品質(zhì)。

3)當(dāng)天未使用完的錫膏,不可與尚未使用的錫膏共同放置,應(yīng)另外存放在別的容器之中。錫膏開(kāi)封后在室溫下建議24h內(nèi)用完。

4.

焊錫膏使用注意事項(xiàng)4)隔天使用時(shí)應(yīng)先行使用新開(kāi)封的錫膏,并將前一天未使用完的錫膏與新錫膏以1:2的比例攪拌混合,并以少量多次的方式添加使用。

5)錫膏印刷在基板后,建議于4~6h內(nèi)放置零件進(jìn)入回焊爐完成著裝。

6)換線超過(guò)1h以上,請(qǐng)于換線前將錫膏從鋼板上刮起收入錫膏罐內(nèi)封蓋。

7)錫膏連續(xù)印刷24h后,由于空氣粉塵等污染,為確保產(chǎn)品品質(zhì),將未使用完的錫膏與新錫膏以1:2的比例攪拌混合,并以少量多次的方式添加使用。

8)為確保印刷品質(zhì)建議每4h將鋼板雙面的開(kāi)口以人工方式進(jìn)行擦拭。

9)室內(nèi)溫度請(qǐng)控制與22~28℃,濕度RH30%~60%為最好的作業(yè)環(huán)境。

10)欲擦拭印刷錯(cuò)誤的基板,建議使用工業(yè)酒精或工業(yè)清洗劑。4.

焊錫膏使用注意事項(xiàng)影響焊膏特性主要參數(shù)有合金成分、助焊劑的組成及合金與焊劑的配比,合金粉末顆粒尺寸、形狀和分布均勻性,合金粉末表面含氧量、黏度、觸變指數(shù)和塌落度等。(1)合金成分、助焊劑的組成及合金焊料與助焊劑的配比1)合金成分。要求焊鑿的合金組分盡撤達(dá)到共晶合金或近共晶合金,有利于提高焊接質(zhì)量。2)助焊劑的組成。助焊劑的組成直接影響焊膏的可焊性和印刷性。3)合金與助焊劑的配比。焊膏中合金的含量決定焊接后焊料的厚度。隨著合金所占質(zhì)量百分含量的增加,焊點(diǎn)的高度也增加。但在給定黏度下,隨著合金含量的增加,焊點(diǎn)橋連的傾向也相應(yīng)增大。5.

影響焊錫膏的主要特性參數(shù)合金粉末顆粒的尺寸、形狀及其均勻性是影響焊膏性能的重要參數(shù),它影響焊膏的印刷性、脫模性和可焊性。1)合金粉末顆粒尺寸。一般合金粉末顆粒直徑應(yīng)小于模板開(kāi)口尺寸的1/5。2)合金粉末顆粒分布均勻性。合金粉末要控制大顆粒與微粉顆粒的含量。大顆粒會(huì)堵塞網(wǎng)孔,影響漏印性;過(guò)細(xì)的微粉在再流焊預(yù)熱升溫階段容易隨溶劑揮發(fā)飛濺。3)合金粉末顆粒形狀。合金粉末顆粒形狀有球形和不定形(針狀、棒狀)。(2)合金粉末顆粒尺寸、形狀及其分布均勻性球形合金顆粒

不定形合金顆粒黏度是焊膏的主要特性指標(biāo),它是影響印刷性能的重要因素。黏度太大,焊膏不易穿出模板的漏孔,影響焊膏的填充和脫膜,印出的焊膏圖形殘缺不全。黏度太小,印刷后焊膏圖形容易塌邊,使相鄰焊膏圖形粘連,焊后造成焊點(diǎn)橋接。(3)黏度合金含量與黏度的關(guān)系

粒度與黏度的影響

溫度對(duì)黏度的影響觸變指數(shù)是指觸變性流體受外力作用時(shí)黏度能迅速下降,停止外力后迅速恢復(fù)黏度的性能。焊膏是觸變性流體,焊膏的塌落度主要與焊膏的黏度和觸變性有關(guān)。觸變指數(shù)高,塌落度??;觸變指數(shù)低,塌落度大。影響觸變指數(shù)和塌落度的主要因素有:1)合金焊料與焊劑的配比,即合金粉在焊膏中的質(zhì)量百分含量。2)焊劑載體中的觸變性能和添加量。3)顆粒形狀、尺寸。(4)觸變指數(shù)和塌落度(5)工作壽命和儲(chǔ)存期限工作壽命是指在室溫下連續(xù)印刷刷時(shí),要求焊膏的黏度隨時(shí)間變化小,焊膏不易干燥,印刷性(滾動(dòng)性)穩(wěn)定。一般要求在常溫下放置12~24h,至少4h,其性能保持不變。(1)根據(jù)產(chǎn)品本身的價(jià)值和用途,高可靠性的產(chǎn)品需要高質(zhì)量的焊膏。(2)根據(jù)PCB和元器件存放時(shí)間及表面氧化程度決定焊膏的活性。(3)根據(jù)產(chǎn)品的組裝工藝、印制板、元器件的具體情況選擇焊膏合金組分。(4)根據(jù)產(chǎn)品(表面組裝板)對(duì)清潔度的要求選擇是否采用免清洗焊膏。(5)BGA、CSP、QFN一般都需要采用高質(zhì)量免清洗焊膏。(6)焊接熱敏元器件時(shí),應(yīng)選用含Bi的低熔點(diǎn)焊膏。(7)根據(jù)PCB的組裝密度(有無(wú)窄間距)選擇合金粉末顆粒度。(8)根據(jù)施加焊膏的工藝及組裝密度選擇焊膏的黏度。模板印刷和高密度印刷應(yīng)選擇高黏度焊膏,點(diǎn)膠選擇低黏度焊膏。

6.焊膏的選擇3.1.2焊錫膏涂敷工藝根據(jù)模板材料和固定方式,模板可分成三類:網(wǎng)目/乳膠模板、全金屬模板、柔性金屬模板。1)網(wǎng)目/乳膠模板的制作方法與絲網(wǎng)板相同,只是開(kāi)口部分要完全蝕刻透,即開(kāi)口處的網(wǎng)目也要蝕刻掉,這將使絲網(wǎng)的穩(wěn)定性變差,另外這種模板的價(jià)格也較貴。2)全金屬模板是將金屬鋼板直接固定在框架上,它不能承受張力,只能用于接觸式印刷,也叫剛性金屬模板,這種模板的壽命長(zhǎng),但價(jià)格也貴。3)柔性金屬模板是將金屬模板與聚酯絲網(wǎng)接合這種模板目前應(yīng)用最廣泛。整體呈“剛一柔一剛”的結(jié)構(gòu)。

1.漏印模板模板的結(jié)構(gòu)(1)模板良好漏印性的必要條件1)窗口壁光潔度對(duì)焊錫膏印刷效果的影響,模板窗口壁應(yīng)盡量光滑。2)寬厚比、面積比與窗口壁光潔度對(duì)焊錫膏印刷效果的影響。(2)模板窗口的形狀與尺寸

模板開(kāi)口的尺寸比焊盤(pán)圖形尺寸略小。一般模板開(kāi)口尺寸等于焊盤(pán)尺寸的0.92倍。(3)模板的厚度

如果沒(méi)有BGA、CSP等器件的存在,則模板厚度一般取0.15mm。BGA、CSP等器件對(duì)模板的厚度有特殊要求

2.模板窗口形狀和尺寸設(shè)計(jì)

3.表面組裝印刷工藝的基本過(guò)程表面組裝印刷工藝的基本流程(1)定位PCB定位的目的是將PCB初步調(diào)整到與模板圖形相對(duì)應(yīng)的位置上,使模板窗口位置與PCB焊盤(pán)圖形位置保持在一定范圍之內(nèi)(機(jī)器能自動(dòng)識(shí)別)?;宥ㄎ环绞接锌锥ㄎ?、邊定位及真空定位。(2)填充刮平

刮刀帶動(dòng)焊錫膏刮過(guò)模板的窗口區(qū),在這一過(guò)程中,必須讓焊膏能進(jìn)行良好的滾動(dòng)和良好的填充。(3)釋放

釋放是指將印好的焊錫膏由模板窗口轉(zhuǎn)移到印制電路板的焊盤(pán)上的過(guò)程,良好的釋放可以保證得到良好的焊錫膏外形(4)擦網(wǎng)

擦網(wǎng)是將殘留在模板地步和窗口內(nèi)的焊膏清除的過(guò)程。目前有手工擦拭和機(jī)器擦拭兩種方式。(1)印刷行程

印刷前一般需要設(shè)置前、后印刷極限,即確定印刷行程。

(2)刮刀的夾角

刮刀的夾角影響到刮刀對(duì)焊錫膏垂直方向力的大小,刮刀角度的最佳設(shè)定應(yīng)在45°~60°范圍之內(nèi),此時(shí)焊錫膏有良好的滾動(dòng)性。

(3)刮刀的速度

刮刀速度快,焊錫膏所受的力也大,通常當(dāng)刮刀速度控制在20~40mm/s時(shí),印刷效果較好。

(4)刮刀的壓力

刮刀的壓力即通常所說(shuō)的印刷壓力,印刷壓力的改變對(duì)印制質(zhì)量影響重大。

4.

印刷工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)(5)刮刀寬度

如果刮刀相對(duì)于PCB過(guò)寬,那么就需要更大的壓力、更多的焊錫膏參與其工作,因而會(huì)造成焊錫膏的浪費(fèi)。

(6)印刷間隙

通常保持PCB與模板零距離。

(7)脫模速度

焊錫膏印刷后,模板離開(kāi)PCB的瞬時(shí)速度是關(guān)系到印刷質(zhì)量的參數(shù),其調(diào)節(jié)能力也是體現(xiàn)印刷機(jī)質(zhì)量好壞的參數(shù),在精密印刷中尤其重要。(8)清洗模式與清洗頻率

在印刷過(guò)程中要對(duì)模板底部進(jìn)行清洗,消除其附著物,以防止污染PCB。清洗通常采用無(wú)水乙醇作為清洗劑,清洗方式有濕-濕、干-干、濕-濕-干等。

4.

印刷工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)不同脫模速度形成的印刷圖形對(duì)于模板印刷質(zhì)量的檢測(cè),目前采用的方法主要有目測(cè)法、二維檢測(cè)/三維檢測(cè)(AOI)。優(yōu)良的印刷圖形應(yīng)是縱橫方向均勻挺括、飽滿,四周清潔,焊錫膏占滿焊盤(pán)。用這樣的印刷圖形貼放器件,經(jīng)過(guò)再流焊將得到優(yōu)良的焊接效果。如果印刷工藝出現(xiàn)問(wèn)題,將產(chǎn)生不良的印刷效果。

5.焊錫膏印刷的缺陷、產(chǎn)生原因及對(duì)策一些常見(jiàn)的印刷缺陷示意圖一些常見(jiàn)的印刷缺陷示意圖3.2貼片膠及涂覆工藝表面組裝技術(shù)有兩類典型的工藝流程,一類是焊錫膏-再流焊工藝,另一類是貼片膠-波峰焊工藝,后者是將片式元器件采用貼片膠黏合在PCB表面,并在PCB另一個(gè)面上插裝通孔元器件(也可以貼放片式元器件),然后通過(guò)波峰焊就能將兩種元器件同時(shí)焊接在電路板上。貼片膠的作用就在于能保證元器件牢固地粘在PCB上,并在焊接時(shí)不會(huì)脫落,一旦焊接完成后,雖然它的功能失去了,但卻永遠(yuǎn)地保留在PCB上,因此,這種貼片膠不僅要有黏合強(qiáng)度,而且應(yīng)具有很好的電氣性能。3.2.1貼片膠

1.常用貼片膠貼片膠按基體材料分,可分為環(huán)氧型貼片膠和丙烯酸類貼片膠兩大類。(1)環(huán)氧型貼片膠

環(huán)氧型貼片膠是SMT中最常用的一種貼片膠,通常以熱固化為主,由環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、增韌劑、填料及觸變劑混合而成。(2)丙烯酸類貼片膠

丙烯酸類貼片膠是SMT中常用的另一大類貼片膠,由丙烯酸類樹(shù)脂、光固化劑、填料組成,常用單組分。它通常是光固化型的貼片膠,其特點(diǎn)是固化時(shí)間短,但強(qiáng)度不及環(huán)氧型高。采用光固化時(shí)應(yīng)注意陰影效應(yīng),即光固化時(shí)在未能照射到的地方是不能固化的,因此在設(shè)計(jì)點(diǎn)膠位置時(shí),應(yīng)將膠點(diǎn)暴露在元器件的邊緣,否則達(dá)不到所需要的強(qiáng)度。固化膠的固化過(guò)程實(shí)際SMT生產(chǎn)中選哪一類膠需要根據(jù)工廠設(shè)備的狀態(tài)及元器件的形狀等因素來(lái)決定。(1)環(huán)氧型貼片膠(熱固化型)用于焊錫膏的工作環(huán)境均可適用于環(huán)氧貼片膠。此外,環(huán)氧型貼片膠采用熱固化,故無(wú)陰影效應(yīng),適用于不同形狀的元器件,點(diǎn)膠的位置也無(wú)特殊要求。(2)丙烯酸類貼片膠(光固化型)

采用丙烯酸類貼片膠則需添置UV燈,但可以不用低溫箱,通常光固化膠的性能穩(wěn)定并有固化快的優(yōu)點(diǎn),但對(duì)點(diǎn)膠的位置有一定要求。膠點(diǎn)應(yīng)分布在元器件的外圍,否則不易固化且影響強(qiáng)度。另外,丙烯酸類貼片膠的強(qiáng)度不及環(huán)氧型貼片膠的強(qiáng)度高。

2.貼片膠的選用當(dāng)前貼片膠的包裝形式有兩大類,一類供壓力注射法點(diǎn)膠工藝用,貼片膠包裝成5ml、10ml、20ml和30ml注射針管制式,可直接上點(diǎn)膠機(jī)用。另一類包裝是聽(tīng)裝,可供絲網(wǎng)/模板印刷方式涂布膠用,通常每聽(tīng)裝有l(wèi)kg。

3.包裝貼片膠的兩種包裝的實(shí)物圖3.3.2貼片膠涂敷工藝把貼片膠涂敷到電路板上的工藝俗稱“點(diǎn)膠”。常用的方法有針式轉(zhuǎn)移法、分配器點(diǎn)涂法和印刷法。(1)針式轉(zhuǎn)移法

針式轉(zhuǎn)移法也稱點(diǎn)滴法,其膠量的多少則由針頭直徑和貼片膠的黏度決定。在實(shí)際應(yīng)用中,針式轉(zhuǎn)印機(jī)采用在金屬板上安裝若干個(gè)針頭的針管矩陣組件,同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)涂敷。針式轉(zhuǎn)印技術(shù)可應(yīng)用于手工施膠,也可采用自動(dòng)化針式轉(zhuǎn)印機(jī)進(jìn)行自動(dòng)施膠,自動(dòng)針式轉(zhuǎn)印機(jī)經(jīng)常與高速貼片機(jī)配套組成生產(chǎn)線。

1.貼片膠的涂敷方法

針式轉(zhuǎn)移法示意圖針管矩陣組件分配器點(diǎn)涂是涂敷貼片膠最普遍采用的方法。先將貼片膠灌入分配器中,點(diǎn)涂時(shí),從上面加壓縮空氣或用旋轉(zhuǎn)機(jī)械泵加壓,迫使貼片膠從針頭排出并脫離針頭,滴到PCB要求的位置上,從而實(shí)現(xiàn)貼片膠的涂敷。

注射法既可以手工操作,又能夠使用設(shè)備自動(dòng)完成,手工注射貼片膠,是把貼片膠裝入注射器,靠手的推力把一定量的貼片膠從針管中擠出來(lái)。有經(jīng)驗(yàn)的操作者可以準(zhǔn)確地掌握注射到電路板上的膠量,取得很好的效果。使用設(shè)備時(shí),在貼片膠裝入注射器后,應(yīng)排空注射器中的空氣,避免膠量大小不均,甚至空點(diǎn)。另外,貼片膠的流變特性與溫度有關(guān),所以點(diǎn)涂時(shí)一般需要使貼片膠處于恒溫狀態(tài)。(2)分配器點(diǎn)涂法用漏印的方法把貼片膠印刷到電路基板上,是一種成本低、效率高的方法,特別適用于元器件的密度不太高,生產(chǎn)批量比較大的情況,和印刷焊錫膏一樣,可以使用不銹鋼薄板、薄銅板制作的模板或采用絲網(wǎng)來(lái)漏印貼片膠。(3)模板印刷法絲網(wǎng)/模板印刷在片式元器件與有引線元器件混合裝配結(jié)構(gòu)的電路板生產(chǎn)中,涂布貼片膠是重要的工序之一,它與前后工序的關(guān)系如圖所示。

2.裝配流程中的貼片膠涂布工序混合裝配結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過(guò)程中的貼片膠涂覆工序(1)儲(chǔ)存

購(gòu)回的貼片膠應(yīng)放于低溫環(huán)境中(0℃)儲(chǔ)存,并做好登記工作,注意生產(chǎn)日期和使用壽命(大批進(jìn)貨應(yīng)檢驗(yàn)合格再入庫(kù))。(2)使用

使用時(shí)應(yīng)注意貼片膠的型號(hào)和黏度,根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品的要求,并在室溫下恢復(fù)2~3h左右(大包裝應(yīng)為4h左右)方可投入使用,使用時(shí)注意跟蹤首件產(chǎn)品,實(shí)際觀察新?lián)Q上的貼片膠各方面的性能。(3)清洗

在生產(chǎn)中,特別是更換膠種或長(zhǎng)時(shí)間使用后都應(yīng)清洗注射筒等工具,特別是針嘴。(4)返修

對(duì)需要返修的元器件(已固化)可用熱風(fēng)槍均勻地加熱元器件,如已焊接好元器件還要增加溫度使焊接點(diǎn)也能熔化,并及時(shí)用鑷子取下元器件,大型的IC需要維修站加熱,去除元器件后仍應(yīng)在熱風(fēng)槍配合下用小刀慢慢鏟除殘膠,千萬(wàn)不要將PCB銅條破壞,需要時(shí)重新點(diǎn)膠,用熱風(fēng)槍局部固化(應(yīng)保證加熱溫度和時(shí)間)。

3.使用貼片膠的注意事項(xiàng)(1)拉絲/拖尾

產(chǎn)生的原因常見(jiàn)的有膠嘴內(nèi)徑太小,點(diǎn)膠壓力太高,膠嘴離PCB的間距太大,貼片膠過(guò)期或品質(zhì)不好,貼片膠黏度太高,從冰箱中取出后未能恢復(fù)到室溫,點(diǎn)膠量太大等。解決方法:針對(duì)以上原因改換內(nèi)徑較大的膠嘴;降低點(diǎn)膠壓力;調(diào)節(jié)“止動(dòng)”高度;換膠,選擇適合黏度的膠種;貼片膠從冰箱中取出后應(yīng)恢復(fù)到室溫(約4h)再投入生產(chǎn);調(diào)整點(diǎn)膠量。

(2)膠嘴堵塞

產(chǎn)生原因是針孔內(nèi)未完全清洗干凈;貼片膠中混入雜質(zhì),有堵孔現(xiàn)象;不相容的膠水相混合。解決方法:換清潔的針頭;換質(zhì)量好的貼片膠;貼片膠牌號(hào)不應(yīng)搞錯(cuò)。

4.點(diǎn)膠工藝中常見(jiàn)的缺陷與解決方法(3)空打

產(chǎn)生原因是貼片膠混入氣泡;膠嘴堵塞。

解決方法:注射筒中的膠應(yīng)進(jìn)行脫氣泡處理(特別是自己裝的膠),按膠嘴堵塞方法處理。(4)元器件移位

產(chǎn)生原因是貼片膠出膠量不均勻,如片式元器件兩點(diǎn)膠中一個(gè)多一個(gè)少;貼片時(shí)元器件移位或貼片膠初粘力低;點(diǎn)膠后PCB放置時(shí)間太長(zhǎng)膠水半固化。

解決方法:檢查膠嘴是否堵塞,排除出膠不均勻現(xiàn)象;調(diào)整貼片機(jī)工作狀態(tài);換膠水;點(diǎn)膠后PCB放置時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)(短于4h)。

4.點(diǎn)膠工藝中常見(jiàn)的缺陷與解決方法(5)波峰焊后會(huì)掉片產(chǎn)生原因是固化工藝參數(shù)不到位,特別是溫度不夠,元器件尺寸過(guò)大,吸熱量大;光固化燈老化,膠水量不夠;元器件/PCB有污染。

解決辦法:調(diào)整固化曲線,特別提高固化溫度,通常熱固化膠的峰值固化溫度很關(guān)鍵,達(dá)到峰值溫度易引起掉片。對(duì)光固膠來(lái)說(shuō),應(yīng)觀察光固化燈是否老化,燈管是否有發(fā)黑現(xiàn)象;膠水的數(shù)量和元器件/PCB是否有污染都是應(yīng)該考慮的問(wèn)題。(6)固化后元器件引腳上浮/移位產(chǎn)生原因:貼片膠不均勻,貼片膠量過(guò)多或貼片時(shí)元器件偏移。解決辦法:調(diào)整點(diǎn)膠工藝參數(shù);控制點(diǎn)膠量;調(diào)整貼片工藝參數(shù)。

4.點(diǎn)膠工藝中常見(jiàn)的缺陷與解決方法3.3清洗劑根據(jù)清洗介質(zhì)的不同,清洗技術(shù)有溶劑清洗和水清洗兩大類;根據(jù)清洗工藝和設(shè)備不同,又可分為批量式(間隙式)清洗和連續(xù)式清洗兩種類型;根據(jù)清洗方法不同,還可以分為高電壓噴洗清洗、超聲波清洗等幾種形式。對(duì)應(yīng)于不同的清洗方法和技術(shù),有不同的清洗設(shè)備系統(tǒng),可根據(jù)不同的應(yīng)用和產(chǎn)量的要求選擇相應(yīng)的清洗工藝技術(shù)和設(shè)備。3.3.1清洗技術(shù)方法分類3.3.2清洗劑的化學(xué)組成從清洗劑的特點(diǎn)考慮,選擇CFC-113(三氟三氯乙烷)和甲基氯仿作為清洗劑的主體材料比較適宜。但由于純CFC-113和甲基氯仿在室溫尤其在高溫條件下能和活潑金屬反應(yīng),因而影響了使用和儲(chǔ)存的穩(wěn)定性。為改善清洗效果,常常在CFC-113和甲基氯仿清洗劑中加入低級(jí)醇,如甲醇、乙醇等,但醇的加入會(huì)帶來(lái)一些副作用,一方面CFC-113和甲基氯仿易與同醇反應(yīng),在有金屬共存時(shí)更加顯著;另一方面低級(jí)醇中帶入的水分還會(huì)引起水解反應(yīng),由此產(chǎn)生的HCI具有強(qiáng)腐

因此,在CFC-113和甲基氯仿中加入各類穩(wěn)定劑顯得十分重要。在CFC-113清洗劑中常用的穩(wěn)定劑有乙醇酯、丙烯酸酯、硝基烷烴、縮水甘油、炔醇、N-甲基嗎啉、環(huán)氧烷類化合物。3.3.3清洗劑的選擇早期采用的清洗劑有乙醇、丙酮、三氯乙烯等。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的是以CFC-113和甲基氯仿為主體的兩大類清洗劑。一般說(shuō)來(lái),一種性能良好的清洗劑應(yīng)當(dāng)具有以下特點(diǎn):1)脫脂效率高,對(duì)油脂、松香及其他樹(shù)脂有較強(qiáng)的溶解能力。2)表面張力小,具有較好的潤(rùn)濕性。3)對(duì)金屬材料不腐蝕,對(duì)高分子材料不溶解、不溶脹,不會(huì)損害元器件和標(biāo)記。4)易揮發(fā),在室溫下即能從印制板上除去。5)不燃、不爆、低毒性,利于安全操作,也不會(huì)對(duì)人體造成危害。6)殘留量低,清洗劑本身也不污染印制板。7)穩(wěn)定性好,在清洗過(guò)程中不會(huì)發(fā)生化學(xué)或物理作用,并具有儲(chǔ)存穩(wěn)定性。第4章靜電保護(hù)4.1靜電及其危害4.2靜電防護(hù)4.3案例分析4.1

靜電及其危害靜電,即靜止不動(dòng)的電荷。也就是說(shuō),當(dāng)電荷積聚不動(dòng)時(shí),這種電荷就稱為靜電。靜電是一種電能,它存在于物體表面,是正負(fù)電荷在局部失衡時(shí)產(chǎn)生的一種現(xiàn)象。靜電現(xiàn)象是指電荷在產(chǎn)生與消失過(guò)程中所表現(xiàn)出的現(xiàn)象的總稱,如摩擦起電就是一種靜電現(xiàn)象。防靜電的基本概念是防止產(chǎn)生靜電荷或在已經(jīng)存在靜電荷的地方如何迅速而可靠地消除。4.1.1靜電的概念

除了不同物質(zhì)之間的接觸摩擦?xí)a(chǎn)生靜電外,在相同物質(zhì)之間也會(huì)發(fā)生。幾乎常見(jiàn)的非金屬和金屬之間的接觸分離均產(chǎn)生靜電,這也是最常見(jiàn)的產(chǎn)生靜電的原因之一。靜電能量除了取決于物質(zhì)本身外,還與材料表面的清潔程度、環(huán)境條件、接觸壓力、光潔程度、表面大小、摩擦分離速度等有關(guān)。4.1.2靜電的產(chǎn)生

1.接觸摩擦起電2.剝離起電當(dāng)相互密切結(jié)合的物體剝離時(shí),會(huì)引起電荷的分離,出現(xiàn)分離物體雙方帶電的現(xiàn)象,稱為剝離起電。剝離帶電根據(jù)不同的接觸面積、接觸面積的黏著力和剝離速度而產(chǎn)生不同的靜電量。4.1.2靜電的產(chǎn)生

3.斷裂帶電材料因機(jī)械破裂使帶電粒子分開(kāi),斷裂為兩半后的材料各帶上等量的異性電荷。4.高速運(yùn)動(dòng)中的物體帶電當(dāng)相互密切結(jié)合的物體剝離時(shí),會(huì)引起電荷的分離,出現(xiàn)分離物體雙方帶電的現(xiàn)象,稱為剝離起電。剝離帶電根據(jù)不同的接觸面積、接觸面積的黏著力和剝離速度而產(chǎn)生不同的靜電量。高速運(yùn)動(dòng)的物體,其表面會(huì)因與空氣的摩擦而帶電。此外,溫度、壓電效應(yīng)及電解均會(huì)產(chǎn)生不同程度的靜電現(xiàn)象。在半導(dǎo)體和半導(dǎo)體器件制造過(guò)程廣泛采用SiO2及高分子物質(zhì)的材料,由于它們的高絕緣性,在生產(chǎn)過(guò)程中易積聚很高的靜電,并易吸附空氣中的帶電微粒,導(dǎo)致半導(dǎo)體介面擊穿、失效。為了防止危害,半導(dǎo)體和半導(dǎo)體器件的制造必須在潔凈室內(nèi)進(jìn)行。同時(shí),潔凈室的墻壁、天花板、地板和操作人員及一切工具、器具均應(yīng)采取防靜電措施。4.1.3靜電放電(ESD)的危害1.靜電吸附靜電放電對(duì)靜電敏感器件的損害主要表現(xiàn)為:(1)硬擊穿

一次性造成整個(gè)器件的失效和損壞。(2)軟擊穿

造成器件的局部損傷,降低了器件的技術(shù)性能,而留下不易被人們發(fā)現(xiàn)的隱患,以致設(shè)備不能正常工作。軟擊穿帶來(lái)的危害有時(shí)比硬擊穿更危險(xiǎn),軟擊穿初期器件性能稍有下降,在使用過(guò)程中,隨著時(shí)間的推移,發(fā)展為元器件的永久性失效,并導(dǎo)致設(shè)備受損。2.靜電擊穿和軟擊穿4.2

靜電防護(hù)在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)SSD進(jìn)行靜電防護(hù)的基本原則有兩個(gè):一是對(duì)可能產(chǎn)生靜電的地方要防止靜電的積聚,即采取一定的措施,減少高電壓靜電放電帶來(lái)的危害,使之邊產(chǎn)生邊“泄放”,以消除靜電的積聚,并控制在一個(gè)安全范圍之內(nèi);二是迅速、安全、有效地消除已經(jīng)產(chǎn)生的靜電荷,即對(duì)已存在的靜電荷積聚采取措施,使之迅速地消散掉,即時(shí)“泄放”。4.1.1靜電防護(hù)方法

生產(chǎn)線內(nèi)的防靜電區(qū)域禁止直接使

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