smt简易教材

SMT简易教材编写SESCzfzwoods2ComputerSESC2一、SMT简介1.何谓SMTSMT是SurfaceMountTechnology的英文缩写，中文意思是表面贴装技术。SMT是新一代电子组装技术，也是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。2.SMT历史表面贴装不是一个新的概念，它源于较早的工艺，如平装和混合安装。电子线路的装配，最初采用点对点的布线方法，而且根本没有基片。第一个半导体器件的封装采用放射形的引脚，将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通孔中。50年代，平装的表面安装元件应用于高可靠的军方，60年代，混合技术被广泛的应用，70年代，受日本消费类电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件被广泛使用。3.SMT特点组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。SMT产品可靠性高、抗振能力强；焊点缺陷率低，高频特性好；减少了电磁和射频干扰。且易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等。4.SMT优势电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小；电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件；产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力；电子科技革命势在必行：电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用等，都使追逐国际潮流的SMT工艺尽显优势。5.SMT流程以某司A-Line为例：送板机=ScreenPrinter（MPM：UP2000）=ChipMount（FUJI：CP-743E；Panasonic：MVⅡF）=ICMount（Panasonic：MPAVⅡB）=WorkStation=Reflow（BTU：Paragon98）=AOI（SONY：BFZ-Ⅲ）=翻板机=送板机=ScreenPrinter（MPM：UP2000）=ChipMount（FUJI：CP-743E；Panasonic：MVⅡF）=ICMount（Panasonic：MPAVⅡB；PHLIPS：ACMMicro）=WorkStation=Reflow（BTU：Paragon98）=AOI（SONY：BFZ-Ⅲ）=目检=ICT=FCT注：不良品经检出维修后继续按流程至后段二、零件简介1.表面贴装元件具备的条件表面贴装零件需具备以下条件：元件的形状适合于自动化表面贴装；尺寸，形状在标准化后具有互换性；有良好的尺寸精度；适应于流水或非流水作业；有一定的机械强度；可承受有机溶液的洗涤；可执行零散包装又适应编带包装；具有电性能以及机械性能的互换性；耐焊接热应符合相应的规定。2.零件分类及认识表面安装零件分为有源和无源两大类。按引脚形状分为鸥翼型和“J”型。下面以此分类阐述元器件的选取。3ComputerSESC3①无源器件无源器件主要包括单片陶瓷电容器、钽电容器和厚膜电阻器，外形为长方形或园柱形。园柱形无源器件称为“MELF”，采用再流焊时易发生滚动，需采用特殊焊盘设计，一般应避免使用。长方形无源器件称为“CHIP”片式元器件，它的体积小、重量轻、抗菌素冲击性和抗震性好、寄生损耗小，被广泛应用于各类电子产品中。为了获得良好的可焊性，必须选择镍底阻挡层的电镀。②有源器件表面安装芯片载体有两大类：陶瓷和塑料。陶瓷芯片封装的优点是：(1)气密性好，对内部结构有良好的保护作用;(2)信号路径较短，寄生参数、噪声、延时特性明显改善;(3)降低功耗。缺点是：因为无引脚吸收焊膏溶化时所产生的应力，封装和基板之间CTE失配可导致焊接时焊点开裂。塑料封装目前被广泛应用于军、民品生产上，具有良好的性价比。其封装形式分为：小外形晶体管SOT；小外形集成电路SOIC；塑封有引线芯片载体PLCC；小外形J封装；塑料扁平封装PQFP。注：有源电子元件(Active)：在模拟或数字电路中，可以自己控制电压和电流，以产生增益或开关作用，即对施加信号有反应，可以改变自己的基本特性。无源电子元件(Inactive)：当施以电信号时不改变本身特性，即提供简单的、可重复的反应。电阻（Resistor）电容（Capacitor）钽电容（CapacitorTantalum）二极体（Diode）保险丝（Fuse）电感（Inductor）振荡晶体（Monofier）排阻（ArrangeResistance）小外形集成电路（SOIC）塑封有引线芯片载体（PLCC）小外形晶体管（SOT）四边扁平封装器件（QFP）球栅阵列（BGA）小外形封装（SOP）小外形封装双列直插内存颗粒（SODIMM）插座（SOCKET）插孔（Jack）连接器（Connecter）注：红色字母为此类元件常用表示符号SOT:SmallOutlineTransistor小外形晶体管SOIC:SmallOutlineIntegratedCircuit小外形集成电路PLCC:PlasticLeadedChipCarriers塑封有引线芯片载体QFP:QuadFlatPackage四边扁平封装器件BGA:BallGirdArray球栅阵列SOP:SmallOutlinePackage小外形封装SODIMM:SmallOutlineDoulIn-lineMemoryModule小外形封装双列直插内存颗粒开关（Switch）4ComputerSESC43.零件极性极性对于零件在电路中的功能有着极为重要的影响，故在实际的生产过程中需要非常熟悉各种零件的正负极或第一引脚。一般来说，陶瓷阻、容元件及电感、保险丝类无极性；钽质电容有线端为正极，铝质电容、电解电容、二极体等有线端为负极，发光二极体长端为负极；晶体及IC类元件本体上均有极性标记，与PCB相应位置极性标志对应即可；异形零件本身并无极性，但需注意方向。IC第一脚的的辨认方法：4.零件换算①元件尺寸公英制换算（1inch≈2.54mm）①IC有缺口标志②以圆点作标识③以横杠作标识④以文字作标识（正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”）OB36HC081132412厂标型号OB36HC081132412厂标型号T93151—1HC02A1132412厂标型号OB36HC081132412厂标型号规格0201040206030805英制（inch）0.02*0.01（0201）0.04*0.02（0402）0.06*0.03（0603）0.08*0.05（0805）公制（mm）0.5*0.3（0503）1.0*0.5（1005）1.6*0.8（1608）2.0*1.2（2012）CHIP元件②元器件值识别标记注：1KΩ=1000Ω1µF=1000nF=1000000pF标记值公式电阻值标记值公式电容量2R22.2Ω0R50.5PF10210*10²1KΩ0101PF68268*10²6800Ω11111*10¹110PF10310*10³10KΩ47147*10¹470PF56356*10³56KΩ33233*10²3.3NF1002100*10²10KΩ22322*10³22NF2211221*10¹2.21KΩ51351*10³51NF(1)电阻(2)电容5ComputerSESC5③元器件字母标识所对应误差列表(1)电容列表字母ＣＤＦＪＫＭＺ误差±0.25PF±0.5PF±1.0PF±5%±10%±20%+80%-20%字母ＤFGＪＫＭＺ误差±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%+80%-20%(2)电阻列表5.零件的包装方式几种常见的零件包装方式有：纸带式、塑带式、粘着带式、Tray盘式以及管装式。6.料盘标签认识料盘标签包含的信息根据零件种类不同会有差异，但一般都包括以下内容：料号、品名、规格、数量、生产时间、生产批次及生产厂家。下面以某司一电阻料盘为例说明：（生产年、月、日及时间）厂内料号（规格）尺寸阻值误差范围（本盘数量）（生产批次号）生产厂商从左往右依次为：系列编号、外形尺寸、允许误差、零件数值、包装编号三、焊接材料简介1.焊膏种类随着再流焊技术的应用，焊膏已成为表面组装技术（SMT）中最要的工艺材料，近年来获得飞速发展。在表面贴装装配的回流焊接中，锡膏用于表面贴装元件的引脚或端子与焊盘之间的连接。焊膏涂覆是表面组装技术一道关键工序，它将直接影响到表面组装件的焊接质量和可靠性。焊锡通常定义为液化温度在400°C(750°F)以下的可熔合金。裸片级的(特别是倒装芯片)锡球的基本合金含有高温、高铅含量，比如Sn5/Pb95或Sn10/Pb90。共晶或临共晶合金，如Sn60/Pb40，Sn62/Pb36/Ag2和Sn63/Pb37，也成功使用。另外，考虑到铅(Pb)在技术上已存在的作用与反作用，焊锡可以分类为含铅或不含铅。现在，已经在无铅系统中找到可行的、代替锡/铅材料的、元件和PCB的表面涂层材料。可是对连接材料，对实际无铅系统的寻找仍然进行中。6ComputerSESC62.焊膏主要成分及特性焊膏是一种均质混合物，由合金焊料粉，糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变性的膏状体。在常温下，焊膏可将电子元器件初粘在既定位置，当被加热到一定温度时（通常183℃）随着溶剂和部分添加剂的挥发，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盘连在一起，冷却形成永久连接的焊点。对焊膏的要求是具有多种涂布方式，特别具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在贮存时具有稳定性。合金焊料粉是焊膏的主要成分，约占焊膏重量的85％—90％。常用的合金焊料粉有以下几种：锡–铅（Sn–Pb）、锡–铅–银（Sn–Pb–Ag）、锡–铅–铋（Sn–Pb–Bi）等。合金焊料粉的成分和配比以及合金粉的形状、粒度和表面氧化度对焊膏的性能影响很大，因此制造工艺较高。几种常用合金焊料粉的金属成分、熔点，最常用的合金成分为Sn63Pb3。Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2,其中Sn63Pb37的熔点为183℃，共晶状态，掺入2％的银以后熔点为179℃，为共晶状态，它具有较好的物理特性和优良的焊接性能，且不具腐蚀性，适用范围广，加入银可提高焊点的机械强度。在焊膏中，焊剂是合金焊料粉的载体，其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物，使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。对焊剂的要求主要有以下几点：a焊剂与合金焊料粉要混合均匀；b要采用高沸点溶剂，防止再流焊时产行飞溅；c高粘度，使合金焊料粉与溶剂不会分层；d低吸湿性，防止因水蒸汽引起飞溅；e氯离子含量低。焊剂的组成：通常，焊膏中的焊剂应包括以下几种成分：活性剂、成膜剂和胶粘剂、润湿剂、触变剂、溶剂和增稠剂以及其他各类添加剂。3.焊膏的保存及使用注意事项①焊膏购买到货后，应登记到达时间、保质期、型号，并为每罐焊膏编号。②焊膏应以密封形式保存在恒温、恒湿的冰箱内，温度在约为（2—10）℃，温度过高，焊剂与合金焊料粉起化学反应，使粘度上升影响其印刷性；温度过低（低于0℃），焊剂中的松香会产生结晶现象，使焊膏形状恶化。③焊膏使用时，应提前至少4小时从冰箱中取出，写下时间、编号、使用者、应用的产品，并密封置于室温下，待焊膏达到室温时打开瓶盖。如果在低温下打开，容易吸收水汽，再流焊时容易产行锡珠。注意：不能把焊膏置于热风器、空调等旁边加速它的升温。④焊膏开封后，应至少用搅拌机或手工搅拌5分钟，使焊膏中的各成分均匀，降低焊膏的粘度。注意：用搅拌机进行搅拌时，搅拌频率要慢，大约1—2转/秒钟。⑤焊膏置于漏版上超过30分钟未使用时，应先用丝印机的搅拌功能搅拌后再使用。若中间间隔时间较长，应将焊膏重新放回罐中并盖紧瓶盖，再次使用应按④进行操作。⑥根据印制板的幅面及焊点的多少，决定第一次加到漏版上的焊膏量，一般第一次加200—300克，印刷一段时间后再适当加入一点。⑦焊膏印