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第6章SMT技术•什么是SMTSMT就是表面组装技术（表面贴装技术）（SurfaceMountedTechnology）或（SurfaceMountingTechnology）的缩写，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。6-1SMT概述SMT技术简介表面贴装技术是新一代电子组装技术,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,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。SMT技术简介•这种小型化的元器件称为：片式器件（SMC、SMD或机电元件）。•将元件装配到印刷或其它基板上的工艺方法称为SMT工艺。•相关的组装设备则称为SMT设备。目前，先进的电子产品，特别是在计算机及通讯类电子产品，已普遍采用SMT技术。国际上SMD器件产量逐年上升，而传统器件产量逐年下降，因此随着进间的推移，SMT技术将越来越普及。SMT有何特点组装密度高、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%。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。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。穿孔集成电路（DIP）与表面安装集成电路（PLCC）体积比较穿孔DIP集成电路、表面安装集成电路引脚数目与重量(g)比较图穿孔集成电路、表面安装集成电路引脚数目与面积比较图PLCC及LCCC封装外形介绍PQFP封装•PQFP封装的芯片的四周均有引脚，其引脚总数一般都在100以上，而且引脚之间距离很小，管脚也很细，一般大规模或超大规模集成电路采用这种封装形式。适合高频使用，它具有操作方便、可靠性高、工艺成熟、价格低廉等优点。•但是，PQFP封装的缺点也很明显，由于芯片边长有限，使得PQFP封装方式的引脚数量无法增加，从而限制了图形加速芯片的发展。平行针脚也是阻碍PQFP封装继续发展的绊脚石，由于平行针脚在传输高频信号时会产生一定的电容，进而产生高频的噪声信号，再加上长长的针脚很容易吸收这种干扰噪音，就如同收音机的天线一样，几百根“天线”之间互相干扰，使得PQFP封装的芯片很难工作在较高频率下。此外，PQFP封装的芯片面积/封装面积比过小，也限制了PQFP封装的发展。90年代后期，随着BGA技术的不断成熟，PQFP终于被市场淘汰。为什么要用SMT1.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2.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3.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4.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，电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。•表面安装（SMT）方式•多层（四层、六层）PCB•SMC•SMD6-2SMT元器件介绍元件名命名举例片式电阻、电容：a)2125R100—表示元件封装尺寸为2mm×1.25mm，阻值为100的片式电阻。b)3216R20K—表示元件封装尺寸为3.2mm×1.6mm，阻值为20K的片式电阻。c)2125C100P—表示元件封装尺寸为2mm×1.25mm，容值为100pF的片式电容。d)2125C0.1u—表示元件封装尺寸为2mm×1.25mm，容值为0.1uf的片式电容。元件名命名举例钽电容、电位器、电感器、圆柱形元器件：a)C47u/16V—表示容值47uf耐压为16V的片式钽电容。b)W10K—表示阻值为10K的片式电位器。c)L82uH—表示82uH的片式电感器。d)MELF_4148—表示型号为4148、圆柱形封装的片式二极管。元件名命名举例晶体管：晶体管有三种封装类型a)SOT23—表示此种封装类型的三极管。b)SOT89—表示此种封装类型的晶体管。c)SOT143—表示此种封装类型的晶体管。d)SOT23-1—其中“-1”表示某种型号三极管的代号。集成电路命名举例•a)SOP8—表示8条引脚的羽翼形小外形塑料封装器件。•b)SOP8-1—表示8条引脚的羽翼形小外形塑料封装器件，•其中“-1“表示该器件规格型号的代号（例如74HC245）。•c)TSOP40—表示40条引脚的薄形羽翼形小外形塑料封装器件。•d)SOJ20—表示20条引脚的J形小外形塑料封装。•e)PLCC44—表示44条J形引脚的塑封芯片载体。•f)QFP160—表示160条翼形引脚的塑封四边扁平封装器件。•g)BGA169—表示169个球的球形栅格阵列。表面装配元器件的分类类别封装形式种类无源表面装配元件SMC（SurfaceMountingComponent）矩形片式厚膜和薄膜电阻器、单层陶瓷电容器、热敏电阻、片式电感器圆柱形碳膜电阻器、金属膜电阻器、陶瓷电容器、热敏电容器异形半固定电阻器、电位器、钽电解电容器、线绕电感器有源表面装配器件SMD（SurfaceMountingDevice）陶瓷组件（扁平）无引脚陶瓷芯片载体、有引脚陶瓷芯片载体塑料组件（扁平）SOP、SOT、SOJ、PLCC、BAG、CSP机电元件异型连接器、变压器、延迟器、振荡器、薄型微电机无源元件SMC•SMC包括片状电阻器\电容器\电感器\滤波器\陶瓷振荡器等.•SMC的功能特性参数系列与传统元件差别不大•长方体SMC根据其外形尺寸的大小划分为3225-3216-2520-2125-2012-1608-1005-0603公制/英制型号LWabc3216/12063.2/1201.6/600.5/200.5/200.6/242125/08052.0/801.25/500.4/160.4/160.6/161608/06031.6/600.8/300.3/120.3/120.45/181005/04021.0/400.5/200.2/80.25/100.35/14典型SMC系列尺寸(单位mm/mil)表面装配电阻器的尺寸与结构示意图SMC的基本外形虽然SMC体积很小，但它的数值范围和精度并不差。例如：3216系列的阻值范围是0.39Ω~10MΩ，额定功率1/4W，允许偏差±1%、±2%、±5%和±10%等四个系列，额定工作温度上限70℃。SMT电阻1•CHIP封装长方形，两端有焊接端。通常下面白色，上面黑色。•外形尺寸：外形的长宽尺寸，以10mil为单位。1Inch=25.4mm。如：1206是指长×宽=0.12In×0.06In=3.2mm×1.60mm0603是指长×宽=0.06In×0.03In=1.6mm×0.08mm标记识别方法：数码标记法贴片电阻的识读分三位码、四位码、带“R”的码值三种：30330025R1(A)三位码(B)四位码(C)带“R”的码值•电阻体表面印有的数字代表阻值和误差。其规律如下：3位数值DDM（误差不标，默认T=±5%）4位数值DDDM（误差不标，默认T=±1%）如：1001=1kΩ±1%182=1.8kΩ±5%49R8=49.8ΩR代表小数点。SMT电阻2•MELF封装圆柱形，两端有金属帽电极。•标记识别方法：色环标记法。有三色、四色、五色环几种。读数规律与PTH色环电阻相同。SMT电阻3•小型固定电阻网络是几个相同电阻器集成的复合元件。•特点：体积小，重量轻，可靠性高、可焊性好等。•结构：常用SOP封装。SMT电阻的包装形式•散装（bulk）：采用塑料盒包装，每盒一万片。•编带（tapeandreel）：编带包装又分为纸编带和塑料编带两种。编带的包装规格见下图。每盘5000只。编带是最常见的包装形式，特别适合贴片机装载。SMT电容1•CHIP电容•结构：片式电容通体一色，为土黄色。两端是金属可焊端。•外形尺寸：0805、1206、1210、1812、1825等几种，其中1206最常用。•片式电容无极性。•参数识别：DDMT单位：PF一般容量和误差标记在外包装上如：101J=10×101PF±5%SMT电容2•钽电容•单位体积容量大。•有极性的电容器,有斜坡的一端是正极。•电容值标在电容体上。通常采用代码标记。如：钽电容336K/16V=33μf/16VSMT电容3•铝电容•单位体积容量大。•有极性的电容器,有负号的一端是阴极。•电容值标在电容体上。通常采用直标法。如：33μf/16VSMT电感•形状类似SMD钽电容。•电感值以代码标注的形式印在元件上或标签上。读数规律：DDM±T单位：μH如：303K=30mH±10%•高频电感很小。•无极性之分，无电压标定。SMD二极管•MELF金属端接头封装负极标志，即靠近色环端是元件的负极。•SOT小外形封装SOT23、SOT89这两种外形，23，89代表元件的尺寸。这种外形的二极管很容易与三极管混淆，必须查阅元件标签。SMT三极管•SOT封装其中SOT-23、SOT-89最常用，型号没有印在元件表面上，为区别是三极管还是二极管，必须检查元件带上的标签。SOT-23SOT-89SMT集成电路1•SOIC（smalloutlineIntegratedcircuit）小外型集成电路，也称SOP。由DIP封装演变而来，两边有引脚。有两种不同的引脚形式：SOL和SOJ。•SOL两边“鸥翼”形引脚，特点是焊接容易，工艺检测方便，但占用面积较大。•SOJ两边“J”形引脚，特点是节省PCB面积，目前集成电路采用SOJ的较多。SMT集成电路2•QFP（PlasticQuadFlatPockage）•方型扁平式封装技术，四边引脚的小外形IC，引脚“鸥翼”形。•引线多，接触面积大，焊接强度较高。•运输、贮存和安装中引线易折弯和损坏，影响器件的共面焊接。•正方形和长方形两种，引线距有50mil、30mil和25mil等。引线数为44~160条。SMT集成电路3•PLCC（Plasitcleadedchipcarrier）•塑封有引线芯片载体•四边有引脚，引线呈“J”形，具有一定的弹性，可缓解安装和焊接的应力，防止焊点断裂。•这种封装焊在PCB上，检测焊点较困难。•正方形的引线数有20-84,矩形的引线数有18-32。SMT集成电路4•BGA（ballgridarray）•球栅阵列•引脚成球形阵列分布在底面，因此引脚数量较多且间距较大。•通常BGA的安装高度低，引脚的共面性好，组装密度更高•焊后检查和维修比较困难，必须使用X射线检测，才能确保焊接的可靠性。易吸潮，使用前应经过烘干处理。•焊球的尺寸为0.75-0.89左右，焊球间距有40mil、50mil、60mil几种。目前的引脚数目在169-313之间。1.印刷机目前印刷机大致分为三种档次：（1）半自动印刷机（2）半自动印刷机加视觉识别系统。增加了CCD图像识别，提高了印刷精度。（3）全自动印刷机。全自动印刷机除了有自动识别系统外，还有自动更换漏印模板、清洗网板、对QFP器件进行45度角印刷、二维和三维检查印刷结果（焊膏图形）等功能。6-3SMT设备介绍2、贴片机随着SMC小型化、SMD多引脚窄间距化和复合式、组合式片式元器件、BGA、CSP、DCA（芯片直接贴装技术）、以及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断出现，对贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动化贴装机正朝着高速、高精度和多功能方向发展。采用多贴装头、多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术，使贴装速度和贴装精度大大提高。目前最高的贴装速度可达到0.06S/Chip元件左右；高精度贴装机的重复贴装精度为0.05-0.25mm;多功能贴片机除了能贴装0201(0.6mm*0.3mm)元件外,还能贴装SOIC(小外型集成电路)、PLCC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距QFP、BGA和CSP以及长接插件（150Mm长）等SMD/SMC的能力。此外，现代的贴片机在传动结构（Y轴方向由单丝械向双丝杠发展）；元件的对中方式（由机械向激光向全视觉发展）；图像识别（采用高分辨CCD）；BGA和CSP的贴装（采用反射加直射镜技术）；采用铸