调频贴片收音机的组装与调试

学习情境四调频贴片收音机的组装与调试•任务９表面安装技术•任务１０调频贴片收音机的组装与调试返回任务９表面安装技术•９.１任务描述•９.１.１任务目标•（１）掌握ＳＭＴ技术和工艺知识。•（２）掌握ＳＭＴ元器件的识别和测试。•（３）学习ＳＭＴ焊接技术。•（４）培养学生团队合作、爱岗敬业、吃苦耐劳的精神。•９.１.２任务说明•在进行贴片收音机的组装调试之前，应先掌握ＳＭＴ的相关知识。•具体任务要求：下一页返回任务９表面安装技术•（１）学会正确识别和测试ＳＭＴ元器件。•（２）掌握ＳＭＴ手工焊接技能。•（３）掌握手工双面ＳＭＤ／ＴＨＣ组装的工艺流程设计。•（４）了解ＳＭＴ设备的使用知识。•９.２任务资讯•９.２.１表面安装元器件•随着电子科学理论的发展、工艺技术的改进、电子产品体积的微型化及性能和可靠性的进一步提高，电子元器件向小、轻、薄方向发展，出现了表面安装技术，简称ＳＭＴ（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）。上一页下一页返回任务９表面安装技术•ＳＭＴ是包括表面安装元件（ＳＭＣ）、表面安装器件（ＳＭＤ）、表面安装印制电路板（ＳＭＢ）及点胶、涂膏、表面安装设备、焊接和在线测试等在内的一套完整工艺技术的统称。ＳＭＴ发展的重要基础是ＳＭＣ和ＳＭＤ。•表面安装元器件（ＳＭＣ和ＳＭＤ）又称为贴片元器件或片式元器件，它包括电阻器、电容器、电感器及半导体器件等，具有体积小、质量轻、无引线或引线很短、安装密度高、可靠性高、抗振性能好、易于实现自动化等特点。表面安装元器件在彩色电视机（高频头）、ＶＣＤ、ＤＶＤ、计算机、手机等电子产品中已大量使用。上一页下一页返回任务９表面安装技术•１．表面安装元器件的特点•片式元器件与有引线的分立元器件相比，具有下列特点。•（１）提高了组装密度，使电子产品小型化、薄型化、轻量化，节省原材料。•（２）无引线或引线很短，减少了寄生电容和寄生电感，从而改善了高频特性，有利于提高使用频率和电路速度。•（３）形状简单、结构牢固，紧贴在印制电路板表面上，提高了可靠性和抗振性。•（４）组装时没有引线的打弯、剪线，在制造印制电路板时，减少了插装元器件的通孔，降低了成本。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（５）形状标准化，适合于用自动贴装机进行组装，效率高、质量好、综合成本低。•２．表面安装元器件的分类•片式元器件按其形状可分为矩形、圆柱形和异形（如翼形、钩形等）三类；按其功能可分为片式无源元器件、片式有源元器件和片式机电元器件三类，具体见表９－１。片式机电元器件包括片式开关、连接器、继电器和片式微电机等，多数片式机电元器件属翼形结构。各种片式元器件和ＩＣ封装形式如图９－１所示。•３．电阻器•（１）矩形电阻器，如图９－２所示。上一页下一页返回任务９表面安装技术•电阻基体：氧化铝陶瓷基板。•基体表面：印刷电阻浆料，烧结形成电阻膜，刻出图形调整阻值。•电阻膜表面：覆盖玻璃釉保护层。•两侧端头：三层结构。•（２）圆柱形电阻器，简称ＭＥＬＦ，如图９－３所示。•电阻基体：氧化铝磁棒。•基体表面：被覆电阻膜（碳膜或金属膜），印刷电阻浆料，烧结形成电阻膜，刻槽调整阻值。•电阻膜表面：覆盖保护漆。上一页下一页返回任务９表面安装技术•两侧端头：压装金属帽盖。•（３）小型电阻网络，如图９－４所示。•将多个片状矩形电阻按不同的方式连接组成一个组合元件。•电路连接方式：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ六种形式。•封装结构：采用小外型集成电路的封装形式。•（４）电位器。•适用于ＳＭＴ的微调电位器按结构可分为敞开式和密封式两类。•４．电容器•表面安装用电容器简称片式电容器，如图９－５所示。上一页下一页返回任务９表面安装技术•从目前的应用情况来看，适用于表面安装的电容器已发展到数百种型号，主要包括多层片式瓷介电容器（占８０％）、钽电解电容器、铝电解电容器、有机薄膜电容器（较少）及云母电容器（较少）。•（１）多层片式瓷介电容器（独石电容，简称ＭＬＣ），如图９－６所示。•绝缘介质：陶瓷膜片。•金属极板：金属（白金、钯或银）的浆料印刷在膜片上，经叠片（采用交替层叠的形式）、烧结成一个整体，根据容量的需要，少则两层，多则数十层，甚至上百层。•端头：三层结构。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（２）片式铝电解电容器，如图９－７所示。•阳极：高纯度的铝箔经电解腐蚀形成高倍率的表面。•阴极：低纯度的铝箔经电解腐蚀形成高倍率的表面。•介质：在阳极箔表面生成的氧化铝薄膜。•芯子：电解纸夹于阳、阴箔之间卷绕形成，由电解液浸透后密封在外壳内。•片状铝电解电容器分为矩形与圆柱形两种：圆柱形采用铝外壳、底部装有耐热树脂底座的结构；矩形是采用在铝壳外再用树脂封装的双层结构。•铝电解常被大容量的电容器所采用。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（３）片式钽电解电容器，如图９－８所示。•阳极：高纯度的钽金属粉末与黏合剂混合后，加压成形，并经烧结形成多孔性的烧结体。•绝缘介质：阳极表面生成的氧化钽。•阴极：绝缘介质表面被覆二氧化锰层。•片式钽电解电容器有三种类型：裸片型、模塑型和端帽型。•（４）片式薄膜电容器，如图９－９所示。•绝缘介质：有机介质薄膜。•金属极板：在有机薄膜双侧喷涂的铝金属。上一页下一页返回任务９表面安装技术•芯子：在铝金属薄膜上覆盖树脂薄膜，后通过卷绕方式形成多层电极（数十层，甚至上百层）。•端头：内层为铜锌合金，外层为锡铅合金。•（５）片式云母电容器，如图９－１０所示。•绝缘介质：天然云母片。•金属极板：将银印刷在云母片上。•芯子：经叠片、热压形成电容体。•端头：三层结构。•５．电感器上一页下一页返回任务９表面安装技术•片式电感器是继片式电阻器、片式电容器之后迅速发展起来的一种新型无源元件，它的种类很多。•按形状可分为矩形和圆柱形；按结构可分为绕线型、多层型和卷绕型。•目前使用最多的是绕线型和多层型。•（１）绕线型电感器，如图９－１１所示。•它是将导线缠绕在芯状材料上，外表面涂敷环氧树脂后用模塑壳体封装。•（２）多层型电感器，如图９－１２所示。•它由铁氧体浆料和导电浆料交替印刷多层，经高温烧结形成具有闭合电路的整体，用模塑壳体封装。上一页下一页返回任务９表面安装技术•６．小外型封装晶体管（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）•小外型封装晶体管又称作微型片状晶体管，常用的封装形式有４种，如图９－１３所示。•（１）ＳＯＴ－２３型：它有三条翼形短引线。•（２）ＳＯＴ－１４３型：结构与ＳＯＴ－２３型相仿，不同的是有４条翼形短引线。•（３）ＳＯＴ－８９型：适用于中功率的晶体管（３００ｍＷ～２Ｗ），它的３条短引线从管子的同一侧引出。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（４）ＴＯ－２５２型：适用于大功率晶体管，在管子的一侧有３条较粗的引线，芯片贴在散热铜片上。•７．集成电路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ）•大规模集成电路：ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩＣ，简称ＬＳＩ。•超大规模集成电路：ＵｌｔｒａＬＳＩＣ，简称ＵＳＩ。•（１）小外型塑料封装（ＳｍａｌｌＯｕｔｌｉｎｅＰａｃｋａｇｅ，ＳＯＰ或ＳＯＩＣ）。•引线形状：翼形、Ｊ形、Ｉ形，如图９－１４所示。•引线间距（引线数）：１.２７ｍｍ（８～２８条），１.０ｍｍ（３２条），０.７６ｍｍ（４０～５６条）。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（２）芯片载体封装。•为适应ＳＭＴ高密度的需要，集成电路的引线由两侧发展到四侧，这种在封装主体四侧都有引线的形式称为芯片载体，通常有塑料及陶瓷封装两大类，如图９－１５所示。•①塑料有引线封装（ＰｌａｓｔｉｃＬｅａｄｅｄＣｈｉｐＣａｒｒｉｅｒ，ＰＬＣＣ）。•引线形状：Ｊ形。•引线间距：１.２７ｍｍ。•引线数：１８～８４条。上一页下一页返回任务９表面安装技术•②陶瓷无引线封装（ＬｅａｄｌｅｓｓＣｅｒａｍｉｃＣｈｉｐＣａｒｒｉｅｒ，ＬＣＣＣ）。•其特点是：无引线，引出端是陶瓷外壳四侧的镀金凹槽（常被称作城堡式），凹槽的中心距有１.０ｍｍ、１.２７ｍｍ两种。•（３）方型扁平封装（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）。•它是专为小引线距（又称细间距）表面安装集成电路而研制的，如图９－１６所示。•引线形状：带有翼形引线的称为ＱＦＰ；带有Ｊ形引线的称为ＱＦＪ。上一页下一页返回任务９表面安装技术•引线间距：０.６５ｍｍ、０.５ｍｍ、０.４ｍｍ、０.３ｍｍ、０.２５ｍｍ。•引线数范围：８０～５００条。•（４）球栅阵列封装（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ，ＢＧＡ）。•集成电路的引线从封装主体的四侧又扩展到整个平面，有效地解决了ＱＦＰ的引线间距缩小到极限的问题，被称为新型的封装技术。•球栅阵列封装的大规模集成电路如图９－１７所示。球栅阵列封装是将原来器件ＰＬＣＣ／ＱＦＰ封装的Ｊ形或翼形电极引脚，改变成球形引脚；把从器件本体四周“单线性”顺列引出的电极，变成本体底面之下“全平面”式的格栅阵排列。上一页下一页返回任务９表面安装技术•这样，既可以疏散引脚间距，又能够增加引脚数目。目前，使用较多的ＢＧＡ的Ｉ／Ｏ端子数是７２～７３６，预计将达到２０００。焊球阵列在器件底面可以呈完全分布或部分分布。•结构：在基板（塑料、陶瓷或载带）的背面按阵列方式制造出球形触点代替引线，在基板的正面装配芯片。•特点：减小了封装尺寸，明显扩大了电路功能。例如，同样封装尺寸为２０ｍｍ×２０ｍｍ、引线间距为０.５ｍｍ的ＱＦＰ的器件Ｉ／Ｏ数为１５６个，而ＢＧＡ器件为１５２１个。•发展方向：进一步缩小尺寸，其尺寸为芯片的１.０～１.２倍，被称作“芯片尺寸封装”（简称ＣＳＰ或ＢＧＡ）。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（５）裸芯片组装。•随着组装密度和ＩＣ的集成度不断提高，为适应这种趋势，ＩＣ的裸芯片组装形式应运而生，并得到了广泛应用。•它是将大规模集成电路的芯片直接焊接在电路基板上，焊接方法有下列几种。•①板载芯片（简称ＣＯＢ）。•ＣＯＢ是将裸芯片直接粘在电路基板上，用引线键合达到芯片与ＳＭＢ的连接，然后用灌封材料包封，这种形式主要用在消费类电子产品中。•②载带自动键合（简称ＴＡＢ），如图９－１８所示。上一页下一页返回任务９表面安装技术•载带：基材为聚酰亚胺薄膜，表面覆盖上铜箔后，用化学法腐蚀出精细的引线图形。•芯片：在引出点上镀Ａｕ、Ｃｕ或Ｓｎ／Ｐｎ合金，形成高度为２０～３０μｍ的凸点电极。•组装方法：芯片粘贴在载带上，将凸点电极与载带的引线连接，然后用树脂封装。•载带自动键合适用于大批量自动化生产。ＴＡＢ的引线间距可较ＱＦＰ进一步缩小至０.２ｍｍ或更细。•③倒装芯片（ＦｌｉｐＣｈｉｐ，简称ＦＣ），如图９－１９所示。•芯片：制成凸点电极。上一页下一页返回任务９表面安装技术•组装方法：将裸芯片倒置在ＳＭＢ基板上（芯片凸点电极与ＳＭＢ上相应的焊接部位对准），用回流焊连接。•发展方向：倒装芯片的互连技术，由于焊点可分布在裸芯片全表面，并直接与基板焊盘连接，更适应微组装技术的发展趋势，是目前研究和发展最为活跃的一种裸芯片组装技术。•９.２.２ＳＭＢ的主要特点•（１）高密度。•（２）小孔径。•（３）ＳＭＢ不仅适用于单、双面板，而且在高密度布线的多层板上也获得了大量应用。上一页下一页返回任务９表面安装技术•（４）高板厚孔径比。•（５）优良的传输特性。•（６）高平整和高光洁度。•（７）尺寸稳定性好。•９.２.３表面安装组件的类型•表面安装组件（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔｉｎｇＡｓｓｅｍｂｌｙ，ＳＭＡ）的类型包括全表面安装（Ⅰ型）、双面混装（Ⅱ型）和单面混装（Ⅲ型）。•１．全表面安装（Ⅰ型）上一页下一页返回任务９表面安装技术•全部采用表面安装元器件，安装的印制电路板是单面或双面板，如图９－２０所示。•２．双面混装（Ⅱ型）•表面安装元器件和有引线元器件混合使用，印制电路板是双面板，如图９－２１所示。•３．单面混装（Ⅲ型）•表面安装元器件和有引线元器件混合使用，与Ⅱ型不同的是印制电路板是单面板，如图９－２２所示。•９.２.４工艺流程上一页下一页返回任务９表面安装技术•由于ＳＭＡ有单面安装和双面安装，元器件有全部表面安装及表面安装与通孔插装的混合安装，焊接方式可以