SMT表面組裝技術(shù)電子產(chǎn)品制作新技術(shù)表面安裝技術(shù)SMT

1、電子產(chǎn)品制作新技術(shù)表面安裝技術(shù)（ SMT ） 電子系統(tǒng)的微型化和集成化是當(dāng)代技術(shù)革命的重要標(biāo)志， 也是未來(lái)發(fā)展的重要方向。 日新 月異的各種高性能、高可靠、高集成、微型化、輕型化的電子產(chǎn)品，正在改變我們的世界，影 響人類(lèi)文明的進(jìn)程。 安裝技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)微型化和集成化的關(guān)鍵，盡管傳統(tǒng)的安裝技術(shù)還將繼續(xù)發(fā)揮作 用，但新的安裝技術(shù)以不容置疑的優(yōu)勢(shì)將逐步取代傳統(tǒng)方式，這是大勢(shì)所趨。 表面安裝技術(shù)， 也稱(chēng) SMT 技術(shù)，是伴隨著無(wú)引腳元件或引腳極短的片狀元器件 （也稱(chēng) SMD 元器件） 的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的， 是目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的安裝焊接技術(shù)。 它打破了在印制電 路板上要先進(jìn)行鉆孔再安裝元器件、

2、在焊接完成后還要將多余的引腳剪掉的傳統(tǒng)工藝， 直接將 SMD 元器件平臥在印制電路板的銅箔表面進(jìn)行安裝和焊接?，F(xiàn)代電子技術(shù)大量采用表面安裝 技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備的微型化， 提高了生產(chǎn)效率， 降低了生產(chǎn)成本。 從事電子技術(shù)工作的人 員一定要了解這種新技術(shù)。 表面安裝技術(shù) 表面安裝技術(shù)是將電子元器件直接安裝在印制電路板或其他基板導(dǎo)電表面的裝接技術(shù)。 在電子工業(yè)生產(chǎn)中， SMT 實(shí)際是包括表面安裝元件（ SMC ）、表面安 裝器件（SMD ）、表面安裝印制電路板（SMB ）、普通混裝印制電路板（PCB）、點(diǎn)粘合劑、涂 焊錫膏、元器件安裝設(shè)備、焊接以及測(cè)試等技術(shù)在內(nèi)的一整套完整的工藝技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。當(dāng)前

3、 SMT 產(chǎn)品的形式有多種 . 表面安裝技術(shù)涉及材料、化工、機(jī)械、電子等多科學(xué)、多領(lǐng)域，是一種綜合性的高新技 術(shù)。 1表面安裝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) （1）高密集性 表面安裝元件的體積只有傳統(tǒng)元器件的1 31/0左右，可以裝在 PCB板的兩面，有效 的利用了印制板的面積， 減輕了電路板的重量。 一般采用表面安裝元件后可使電子產(chǎn)品的體積 縮小40 %60 %，重量減輕 60 %80 %。 （2）高可靠性 表面安裝元件無(wú)引線或引線很短，重量輕，因而抗震能力強(qiáng)，焊點(diǎn)失效率可比傳統(tǒng)安裝 至少降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，大大提高了產(chǎn)品的可靠性。 （ 3 ）高性能性 表面安裝元件采用密集安裝減小了電磁干擾和射頻干擾，尤其在高頻電

4、路中，減小了分 布參數(shù)的影響，提高了信號(hào)傳輸速度，改善了高頻特性，使整個(gè)產(chǎn)品的性能有所提高。 （4）高效率性 表面安裝元件更適合于自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（CIMS ）可使整個(gè)生產(chǎn) 過(guò)程高度自動(dòng)化，將生產(chǎn)效率提高到新的水平。 （5）低成本性 表面安裝元件使 PCB 的面積減小，成本降低；無(wú)引線和短引線使元器件的成本也降低， 在安裝過(guò)程中省去了引線成形、打彎，剪線的工序；電路的頻率特性提高，減少了調(diào)試費(fèi)用； 焊點(diǎn)的可靠性提高， 降低了調(diào)試和維修成本。 在一般情況下， 電子產(chǎn)品采用表面安裝元件后可 使產(chǎn)品總成本下降 30 %以上。 2表面安裝技術(shù)存在的的問(wèn)題 （1 ）表面安裝元件本身的

5、問(wèn)題 表面安裝元器件的規(guī)格目前在國(guó)際和國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，給使用帶來(lái)不便；表面安裝元 件的品種不齊全； 表面安裝元件的價(jià)格高于普通元器件； 表面安裝元件的數(shù)值誤差比較大， 精 度不高。 （2）表面安裝元件對(duì)安裝設(shè)備要求比較高 表面安裝元件在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備有專(zhuān)門(mén)要求，幾乎不用人工直接安裝，都采用 自動(dòng)化裝配設(shè)備。另外對(duì)電路板的要求也比較高。 （3）表面安裝技術(shù)的初始投資比較大 主要是生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程涉及的技術(shù)面寬，初期投資費(fèi)用昂貴。 3表面安裝技術(shù)的特點(diǎn) 電子產(chǎn)品采用表面安裝技術(shù)有如下特點(diǎn)： （ 1） 表面安裝技術(shù)減少了焊接工序，提高了生產(chǎn)效率，無(wú)需在印制電路板上打孔，無(wú)需進(jìn)

6、 行印制板上孔的金屬化。 （ 2） 表面安裝技術(shù)減少了印制電路板的體積，一方面由于采用了 SMD 元器件，元件的體 積明顯減少， 另一方面由于沒(méi)有印制電路板帶鉆孔的焊盤(pán)， 銅箔線條可以做得很細(xì) （可 達(dá)0.10.025mm ）,線條之間的間隔也可減少（可達(dá) 0.1mm ）,因而在印制電路板 上元器件的安裝密度可以做得很高，還可將印制電路板多層化。 （ 3） 表面安裝技術(shù)改善了電路的高頻特性，由于元器件無(wú)引線或引線極短，減小了印制電 路板的分布參數(shù)，改善了電路的高頻特性。 4 表面安裝技術(shù)的基本工藝 表面安裝技術(shù)的基本工藝有兩種基本類(lèi)型，主要取決于焊接方式。 采用波峰焊的工藝流程基本上是四道工序

7、： 點(diǎn)膠，將膠水點(diǎn)到要安裝元件的中心位置; 方法：手動(dòng)/半自動(dòng)/自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)。 貼片，將無(wú)引線元件放到電路板上； 方法：手動(dòng)/半自動(dòng)/自動(dòng)貼片機(jī)。 固化，使用相應(yīng)的固化裝置將無(wú)引線元件固定在電路板上； 焊接，將固化了無(wú)引線元件的電路板經(jīng)過(guò)波峰焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)焊接。 這種生產(chǎn)工藝適合于大批量生產(chǎn)， 對(duì)貼片的精度要求比較高， 對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化程度要 求也很高。 采用再流焊的工藝流程基本上是三道工序： 涂焊膏，將專(zhuān)用焊膏涂在電路板上的焊盤(pán)上； 方法：絲印/涂膏機(jī)。 貼片，將無(wú)引線元件放到電路板上； 方法：手動(dòng)/半自動(dòng)/自動(dòng)貼片機(jī)。 再流焊，將電路板送入再流焊爐中，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)完成對(duì)元件的加熱焊接。 方

8、法：要有再流焊爐。 這種生產(chǎn)工藝比較靈活， 既可用于中小批量生產(chǎn)， 又可用于大批量生產(chǎn)， 而且 這種生產(chǎn)方法由于無(wú)引線元器件沒(méi)有被膠水定位， 經(jīng)過(guò)再流焊時(shí)， 元件在液態(tài)焊錫表面張力的 作用下，會(huì)使元器件自動(dòng)調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)位置 . 采用波峰焊對(duì)無(wú)引線元件焊接時(shí)， 由于焊點(diǎn)上無(wú)插件孔， 因而助焊劑在高溫氣化時(shí)所 產(chǎn)生的大量蒸汽無(wú)法排放，在印制電路板和錫峰表面交接處會(huì)產(chǎn)生“錫爆炸”，無(wú)數(shù)個(gè)細(xì) 小的錫珠會(huì)濺到印制電路板上的銅錫線和元器件之間，形成 “橋連” 電路。 為了解決這個(gè) 問(wèn)題，現(xiàn)在的波峰焊工藝對(duì)焊錫波峰采用雙 T 型波峰，較好解決了這個(gè)問(wèn)題。 采用再流焊對(duì)無(wú)引線元件焊接時(shí)，以為在元器件的焊接處都已

9、經(jīng)預(yù)焊上錫，印制電路板上 的焊接點(diǎn)也已涂上焊膏， 通過(guò)對(duì)焊接點(diǎn)加熱， 使兩種工件上的焊錫重新融化到一起， 實(shí)現(xiàn) 了電氣連接，所以這種焊接也稱(chēng)作重熔焊。 常用的再流焊加熱方法有熱風(fēng)加熱、 紅外線加 熱和激光加熱，其中紅外線加熱方法具有操作方便、 使用安全、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際 生產(chǎn)中使用的較多。 5安裝技術(shù)的發(fā)展 電子產(chǎn)品的安裝技術(shù)是現(xiàn)代發(fā)展最快的制造技術(shù)，從安裝的工藝特點(diǎn)可將安裝技術(shù)的發(fā)展 過(guò)程分為五代，如下表所示。 安裝技術(shù)的發(fā)展過(guò)程 年代 技術(shù) 縮寫(xiě) 元器件典型代表 安裝基板 安裝方法 焊接技術(shù) 第一代 5060年代 長(zhǎng)引線元件、 接線板、 手工安裝 手工烙鐵 電子管 鉚接端子 焊 第二

10、代 6070年代 晶體管、軸向引線 單面和雙 手工/半 手工焊、浸 THT 元件 面PCB 自動(dòng)插裝 焊 第三代 7080年代 單列和雙列直插 單面及多 自動(dòng)插裝 波峰焊、浸 IC、軸向引線元件 層PCB 焊、手工焊 第四代 8090年代 SMT 片式封裝器件、 冋質(zhì)里 自動(dòng)貼片 波峰焊、再 軸向引線元件 多層PCB 機(jī) 流焊 第五代 90年代至 MPT 微型片式封裝器 陶瓷硅片 自動(dòng)安裝 倒裝焊、 今 件 特種焊 由表可看出， 第二代與第三代安裝技術(shù)， 元器件發(fā)展特征明顯， 而安裝方法并沒(méi)有根本改 變，都是以長(zhǎng)引線元器件穿過(guò)印刷板上通孔的安裝方式，一般稱(chēng)為通孔安裝(THT )。第四代 表面安

11、裝技術(shù)則發(fā)生了根本性變革，從元器件到安裝方式，從 PCB 板的設(shè)計(jì)到焊接方法都以 全新的面貌出現(xiàn)，它使電子產(chǎn)品體積大大縮小，重量變輕，功能增強(qiáng)，產(chǎn)品的可靠性提高，極 大的推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。技術(shù)部門(mén)預(yù)計(jì)，將來(lái)90 %以上的電子產(chǎn)品都將采用表面安裝 技術(shù)。 第五代安裝技術(shù)是表面安裝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，從技術(shù)工藝上講它仍屬于“安裝”范疇， 但與我們通常所說(shuō)的安裝相差甚遠(yuǎn)， 使用一般的工具、 設(shè)備和工藝是無(wú)法完成的， 目前正處于 技術(shù)完善和在局部領(lǐng)域應(yīng)用的階段，但它代表了當(dāng)前電子產(chǎn)品安裝技術(shù)發(fā)展的方向。 2 表面安裝元器件 表面安裝元器件的結(jié)構(gòu)、尺寸和包裝型式都與傳統(tǒng)的元器件不同，表面安裝元器件的

12、發(fā) 展趨勢(shì)是元件尺寸逐漸小型化。 片狀元器件的尺寸是以四位數(shù)字來(lái)表示的，前面兩位數(shù)字代表片狀元器件的長(zhǎng)度，后面 兩位數(shù)字代表片狀元器件的寬度，例如 1005 表示這個(gè)片狀元器件的長(zhǎng)度為為 1.0mm ，寬度 為0.5mm。片狀元器件的尺寸變化：3225宀3216宀2520宀2125宀2012宀1608宀1005宀 0603 ，目前最小尺寸的極限產(chǎn)品為 0603 ，該產(chǎn)品已經(jīng)面世。 2.1 表面安裝元器件的分類(lèi) 1. 按照表面安裝元器件的功能分類(lèi) 表面安裝元器件可以分成無(wú)源元件、有源元件和機(jī)電元件。 (1)無(wú)源元件 無(wú)源元件主要包括： 電阻器：厚膜電阻、薄膜電阻、敏感電阻。 電位器：微調(diào)電位器、

13、多圈電位器。 電容器：陶瓷電容、電解電容、薄膜電容、云母電容等。 電感器：疊層電感、線繞電感。 （ 2 ）有源元件 有源元件主要包括： 分立器件：二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等。 集成電路 （3）機(jī)電元件 機(jī)電元件主要包括： 開(kāi)關(guān)：輕觸開(kāi)關(guān)。 繼電器 連接器：片狀跨線、插片連接器、插座。 電機(jī)。 2. 按照表面安裝元器件的形狀分類(lèi) 按照表面安裝元器件的形狀分類(lèi)，主要有薄片矩形、扁平封裝、圓柱形、其他形狀。 （1）薄片矩形：適用于各種無(wú)源器件和機(jī)電元件。 （ 2）扁平封裝：主要有 雙列封裝 四面引線封裝 無(wú)引線片式載體 焊球陣列 （3）圓柱形：主要有各種電阻、電容、二極管等。 （4）其他形狀 可調(diào)電

14、阻、線繞電阻。 可調(diào)電容、電解電容。 濾波器、晶體振蕩器。 開(kāi)關(guān)、繼電器、電機(jī)。 2.2 無(wú)源表面安裝元件 在表面安裝元件中使用最廣泛、品種規(guī)格最齊全的是電阻和電容，他們的外形結(jié)構(gòu)、標(biāo) 識(shí)方法、性能參數(shù)都和普通的安裝元件有所不同，在選用時(shí)應(yīng)注意其差別。 1 表面安裝電阻 表面安裝電阻主要有矩形片狀和圓柱形兩種。 （1）矩形片狀電阻 矩形片狀電阻的結(jié)構(gòu)外形大都采用陶瓷（AI2O3 ）制成，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和電絕緣 性。電阻膜采用RuO2制作的電阻漿料印制在基片上，再經(jīng)過(guò)燒結(jié)制成。由于RuO2的成本較 高，近年來(lái)又開(kāi)發(fā)出一些低成本的電阻漿料， 如氮化系材料（TaN -Ta）,碳化物系材料（WC

15、） 和 Cu 系材料。 電阻膜的外面有一層保護(hù)層，采用玻璃漿料印制在電阻膜上，在經(jīng)過(guò)燒結(jié)成釉狀，所以 片狀元件看起來(lái)都亮晶晶的。 片狀電阻的電極由三層材料構(gòu)成：內(nèi)層是AgPd 合金，以保證與電阻膜接觸良好，并 且電阻小、附著力強(qiáng)；中層為 Ni 材料，主要作用是防止端頭電極脫落；外層為可焊層，采用 電鍍Sn或Pb n合金。 矩形片狀電阻的外形尺寸為目前矩形片狀電阻最小功率(1 32W )的尺寸，括號(hào)內(nèi)的尺 寸為矩形片狀電阻功率為1 8W的尺寸。 矩形片狀電阻的額定功率系列有：1 , 1 2 , 1 4, 1 8, 1 10 , 1 16 , 1 32，單位是瓦， 矩形片狀電阻的阻值范圍在1 Q-

16、10M Q之間，有各種規(guī)格。電阻值采用數(shù)碼法直接標(biāo)在元件 上，阻值小于10 Q用R代替小數(shù)點(diǎn)，例如 8R2表示8.2 Q, OR為跨接片，電流容量不超過(guò) 2A。 片狀電阻的包裝一般都是編帶包裝，片狀電阻的焊接溫度要控制在235 C5 C,焊接時(shí) 間為3 1秒，最高的焊接溫度不得超過(guò) 260 Co (2)圓柱形電阻 圓柱形電阻是普通圓柱型長(zhǎng)引線電阻去掉引線將兩端改為電極的產(chǎn)物。圓柱形電阻的材 料、制造工藝和標(biāo)記都和普通圓柱型長(zhǎng)引線電阻基本相同，只是外形尺寸要小的多，其中1 / 8W 碳膜圓柱型電阻的尺寸僅為胖.25 X2 (mm ),兩端電極的長(zhǎng)度僅為0.3mm，這種電阻 目前僅有1 8W和1

17、4W兩種規(guī)格。 矩形片狀電阻和圓柱形電阻兩種表面安裝電阻的主要性能對(duì)比見(jiàn)下表。 矩形片狀電阻和圓柱形電阻的主要性能對(duì)比 電阻項(xiàng)目 矩形片狀 圓柱形 結(jié)構(gòu) 電阻材料 RuO 2等貴金屬氧化 物 碳膜、金屬膜 電極 Ag -Pd Ni /焊料三層 Fe Ni鍍Sn或黃銅 保護(hù)層 玻璃釉 耐熱漆 基體 高鋁陶瓷片 圓柱陶瓷 阻值標(biāo)志 三位數(shù)碼 色環(huán)（3 , 4 , 5環(huán)） 電氣性能 阻值穩(wěn)定、高頻特性 溫度范圍寬、噪聲電 好 平低、諧波失真低 安裝特性 無(wú)方向但有正反面 無(wú)方向，無(wú)反正面 使用特性 提高安裝密度 提高安裝速度 2 .表面安裝電容 在表面安裝電容器中使用最多的是多層片狀陶瓷電容，其次是

18、鋁和鉭電解電容，有機(jī)薄 膜電容和云母電容用的較少。表面安裝電容器的外形同電阻一樣，也有矩形片狀和圓柱形兩大 類(lèi)，幾種主要表面安裝電容的技術(shù)規(guī)范見(jiàn)下表。 表面安裝電容的規(guī)格目前在國(guó)際尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)， 各國(guó)各大公司均采用自己的標(biāo)準(zhǔn)， 我國(guó)目 前執(zhí)行的主要是日本標(biāo)準(zhǔn)。 片狀陶瓷電容的電容值采用數(shù)碼法表示， 但不印在元件上。其它參 數(shù)如偏差、耐壓值等表示方法與普通電容相同。 表面安裝電容器的安裝和焊接與表面安裝電阻相同。 3 .其他幾種無(wú)源表面安裝元件 無(wú)源表面安裝元件還有電位器、電感器、濾波器、繼電器、開(kāi)關(guān)和連接器等。連接器就 有邊緣連接器、條形連接器、扁平電纜連接器等多種形式。 此外還有表面安裝敏感

19、元器件，如片狀熱敏電阻、片狀壓敏電阻等，但就其封裝與安裝 特性而言，一般不超出上述元件的范圍。 8.2.3有源表面安裝器件 有源表 面安裝器件主要是二極管、 三極管、 場(chǎng)效應(yīng)管和集成電路， 這些器件與無(wú)源表面安 裝器件的主要區(qū)別在于外形封裝。 1.二極管和三極管的封裝形式 二極管的封裝一般采用圓柱無(wú)引線形式，常見(jiàn)的有1.5 X3mm和2.7 X5.2mm 兩種， 功耗一般在4001000mW，用色環(huán)表示二極管的極性，同普通封裝二極管的標(biāo)志方法相同。 三極管的封裝一般都采用三端片式封裝，雙二極管元件也采用這種封裝，常見(jiàn)的尺寸有 2.1 X2.0mm，功耗一般在 300mW 至U 2W之間。 2

20、集成電路的封裝 由于集成電路的規(guī)模不斷發(fā)展，集成電路的外引線數(shù)目不斷增加，促使其封裝形式不斷 向小間距方向發(fā)展，目前常用的有以下幾類(lèi)： （1 ）雙列扁平封裝（ SOP） 雙列扁平封裝是由雙列直插封裝（DIP ）演變來(lái)的，這類(lèi)封裝有兩種形式：J形（又叫鉤 形）和L形（又稱(chēng)翼形）。L形封裝的安裝和焊接及檢測(cè)比較方便，但占用PCB板的面積較大, J 形封裝的則與之相反。 目前常用的雙列扁平封裝集成電路的引線間距有 1.27mm 和 0.8mm 兩種，引線數(shù)為 8 32 條，最新的引線間距只有 0.76mm ，引線數(shù)可達(dá) 56 條。 （2）方形扁平封裝（ QFP） 方形扁平封裝可以使集成電路容納更多的

21、引線。 方形扁平封裝有正方形和長(zhǎng)方形兩種，引線間距有 1.27、1.016、0.8、0.65、0.5、0.4 X44mm有數(shù)種規(guī)格，引線數(shù)從32567 （mm ）等數(shù)種，外形尺寸從 5mm X5mm 至U 44mm 條，但最常用的是 44160條。圖8-9是64條引線的QFP （L形）的外形尺寸。 目前最新推出的薄形方形扁平封裝 （又稱(chēng) TQFP ）的引線間距小至 0.254mm ，厚度僅有 1.2mm 。 （3 ）塑封有引線芯片載體封裝（ PLCC） 塑封有引線芯片載體封裝的四邊都有向封裝體底部彎成“J”形的短引線，顯然這種封裝 比方形扁平封裝更節(jié)省 PCB 板的面積，但同時(shí)也使器件的檢測(cè)和

22、維修更為困難。 塑封有引線芯片載體封裝的引線數(shù)為1884條，主要用于計(jì)算機(jī)電路和專(zhuān)用集成電路 （ASIC、GAL ）等芯片的封裝。 （4）針柵陣列與焊球陣列封裝（ PGA 與 BGA） 針柵陣列（ PGA ）與焊球陣列（ BGA ）封裝是針對(duì)集成電路引線增多、間距縮小、安裝 難度增加而另辟蹊徑的一種封裝形式。 它讓眾多擁擠在器件四周的引線排列成陣列， 引線均勻 分布在集成電路的底面。 采用這種封裝形式使集成電路在引線數(shù)很多的情況下， 引線的間距也 不必很小。 針柵陣列封裝通過(guò)插座與印制板電路連接， 用于可更新升級(jí)的電路， 如臺(tái)式計(jì)算機(jī) 的 CPU 等，陣列的間距一般為 2.54mm ，引線數(shù)從

23、 52 到 370 條或更多。焊球陣列封裝則直 接將集成電路貼裝到印制板上，陣列間距為1.5mm 或1.27mm，引線數(shù)從72到736以上。 在手機(jī)、筆記本電腦、快譯通的電路里，多采用這種封裝形式。 （5）板載芯片封裝（ COB） 板載芯片封裝即通常所稱(chēng)的“軟封裝” ，它是將集成電路芯片直接粘在 PCB 板上，同時(shí) 將集成電路的引線直接焊到 PCB 的銅箔上，最后用黑塑膠包封。這種封裝形式成本最低，主 要用于民用電子產(chǎn)品，例如各種音樂(lè)門(mén)鈴所用的芯片都采用這種封裝形式。 除上述5種常用封裝形式外，還有 LCCC （無(wú)引線陶瓷芯片載體）及 LDCC （有引線陶 瓷芯片載體） 等封裝形式， 但由于這

24、種封裝形式成本太高， 安裝也不方便， 目前僅在要求高可 靠性的領(lǐng)域如軍工和航天產(chǎn)品上采用。 3 表面安裝材料和設(shè)備 3.1 表面安裝的印制電路板 表面安裝用的印制電路板，與普通的 PCB 在基板要求、設(shè)計(jì)規(guī)范和檢測(cè)方法方面都有很 大差異，表面安裝用的印制電路板簡(jiǎn)稱(chēng)為 SMB（surfacemountingprintedcircuitboard） 。 1 表面安裝用的印制電路板的特點(diǎn) （1）高密度布線 隨著表面安裝元件的引線間距由 1.27 t0.762 t0.635宀0.508宀0.38宀0.305 （mm ）不 斷縮小，SMB普遍要求在2.54mm 的網(wǎng)絡(luò)間過(guò)雙線（線寬減到 0.23mm t

25、 0.18mm ）甚至過(guò) 三線（線寬及線間距 0.20mm t0.12mm ），并且向過(guò)五根導(dǎo)線 （線寬及線間距減小到 0.15mm t 0.08mm ）的方向發(fā)展。 （ 2）小孔徑、高板厚孔徑比 在 SMB 上由于“通孔”已不再用于插裝元件（混裝的 THT 除外）而只起“過(guò)孔”作用， 因而孔徑也日益減小。一般 SMB上金屬化孔的直徑為 0.6mm0.3mm，發(fā)展方向?yàn)?0.3mm0.1mm。同時(shí)SMB特有的盲孔”與埋孔”直徑也小到0.3mm0.1mm 。 減小孔徑與 SMB 布線密度相適應(yīng)，孔徑越小制造難度越高。 由于板上的孔徑減小，而 SMB 板的厚度一般并不能減小，且由于用多層板，所以

26、SMB 的板厚孔徑比一般在 5 以上（ THT 一般在 3 以下），甚至高達(dá) 21 。 （ 3 ）多層數(shù) 為提高 SMT 的裝配密度， SMB 板的層數(shù)不斷增加， 在大型電子計(jì)算機(jī)中用的 SMB 板競(jìng) 多達(dá) 68 層。 4）高電氣性能 由于 SMT 元件多用于高頻電路和高速信號(hào)傳輸電路，電路的工作頻率由 100MHz 向 1GHz 甚至更高頻段發(fā)展，對(duì) SMB 的阻抗特性、表面絕緣性、介電常數(shù)、介電損耗等高頻特 性提出了更高要求。 （5）高平整光潔度和高穩(wěn)定性 在 SMB 板上，即使微小的翹曲，不僅影響元件自動(dòng)貼裝的定位精度，而且會(huì)使片狀元器 件及焊點(diǎn)產(chǎn)生缺陷而失效。 另外板表面的粗糙或凸凹不

27、平也會(huì)引起焊接不良， 基板本身的熱膨 脹系數(shù)如果超過(guò)一定限制也會(huì)使元器件及焊點(diǎn)受熱應(yīng)力而損壞， 因此 SMB 對(duì)基板的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過(guò)普通 PCB 。 （ 6 ）高質(zhì)量基板 SMB 的基板必須在尺寸穩(wěn)定性、高溫特性、絕緣介電特性及機(jī)械特性上滿(mǎn)足安裝質(zhì)量和 電氣性能的要求； 一般在制作 PCB 板常用的環(huán)氧玻璃布板僅能適應(yīng)制作安裝密度不高的 SMB ， 高密度多層板都采用聚四氟乙烯、聚酰亞胺、氧化鋁陶瓷等高性能基板。 8.3.2 表面安裝的其他材料 1黏合劑 常用的黏合劑有三類(lèi)： 按材料分有環(huán)氧樹(shù)脂、 丙烯酸樹(shù)脂及其他聚合物黏合劑； 按固化 方式分有熱固化、 光固化、 光熱雙固化及超聲波固化黏合劑

28、； 按使用方法分有絲網(wǎng)漏印、 壓力 注射、針式轉(zhuǎn)移所用的黏合劑。除對(duì)一般黏合劑要求外， SMT 使用的黏合劑要求要快速固化 （固化溫度v 150 C,時(shí)間w 20min =、觸變特性好（觸便性是膠體物質(zhì)的黏度隨外力作用而 改變的特性）、耐高溫（能承受焊接時(shí) 240 C270 C的溫度）、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性好（要求 體積電阻率10 13 Q m ） 2焊錫膏 焊錫膏由焊料合金粉末和助焊劑組成， 簡(jiǎn)稱(chēng)焊膏。 焊膏由專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)成品， 使用者應(yīng)掌 握選用方法。 (1) 焊膏的活性， 根據(jù) SMB 的表面清潔度確定， 一般可選中等活性， 必要時(shí)選高活性或無(wú)活性 級(jí)、超活性級(jí)。 (2)焊膏的黏度，根據(jù)涂

29、覆法選擇，一般液料分配器用100200Pa，絲印用100300Pa , 漏模板印刷用200600Pa。 ( 3 )焊料粒度選擇，圖形越精細(xì)，焊料粒度應(yīng)越高。 (4)電路采用雙面焊時(shí)，板兩面所用的焊膏熔點(diǎn)應(yīng)相差30 C40 C。 ( 5)電路中含有熱敏感元件時(shí)用選用低熔點(diǎn)焊膏。 3 助焊劑和清洗劑 SMT 對(duì)助焊劑的要求和選用原則，基本上與 THT 相同，只是更嚴(yán)格，更有針對(duì)性。 SMT 的高密度安裝使清洗劑的作用大為增加，至少在免清洗技術(shù)尚未完全成熟時(shí)，還離 不開(kāi)清洗劑。 目前常用的清洗劑有兩類(lèi)：CFC-13 (三氟三氯乙烷)和甲基氯仿，在實(shí)際使用時(shí)，還 需加入乙醇酯、丙稀酸酯等穩(wěn)定劑，以改善

30、清洗劑的性能。 清洗方式則除了浸注清洗和噴淋清洗外，還可用超聲波清洗、汽相清洗等方法。 3.3 表面安裝設(shè)備 表面安裝設(shè)備主要有三大類(lèi)：涂布設(shè)備、貼片設(shè)備和焊接設(shè)備。 1 涂布設(shè)備 涂布設(shè)備包括涂布粘合劑和焊膏，有以下三種方法： 1）針印法 針印法是利用針狀物浸入黏合劑中，在提起時(shí)針頭就掛上一定的黏合劑，將其放到 SMB 的預(yù)定位置， 使黏合劑點(diǎn)到板上。 當(dāng)針蘸入黏合劑中的深度一定且膠水的黏度一定時(shí)， 重力保 證了每次針頭攜帶的粘合劑的量相等， 如果按印制板上元件安裝的位置做成針板， 并用自動(dòng)系 統(tǒng)控制膠的黏度和針插入的深度，即可完成自動(dòng)針印工序。 （2 ）注射法 注射法如同用醫(yī)用注射器一樣的

31、方式將黏合劑或焊膏注到 SMB 上，通過(guò)選擇注射孔的大 小和形狀，調(diào)節(jié)注射壓力就可改變注射膠的形狀和數(shù)量。 （3 ）絲印法 用絲網(wǎng)漏印的方法涂布粘合劑或焊膏，是現(xiàn)在常用的一種方法。絲網(wǎng)是用80200目的 不銹鋼金屬網(wǎng)，通過(guò)涂感光膜形成感光漏孔，制成絲印網(wǎng)板。 絲印方法精確度高，涂布均勻，效率高，是目前 SMT 生產(chǎn)中主要的涂布方法。生產(chǎn)設(shè)備 有手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)式的各種型號(hào)規(guī)格商品絲印機(jī)。 2 貼片設(shè)備 貼片設(shè)備是 SMT 的關(guān)鍵設(shè)備，也是在設(shè)備投資中占比例最大的一項(xiàng)設(shè)備，一般稱(chēng)為貼片 機(jī)。 貼片機(jī)有小型、中型和大型之分。 一般小型機(jī)有20個(gè)以?xún)?nèi)的SMC SMD料架，采用手動(dòng) 或自動(dòng)送料，貼片

32、速度較低。中型機(jī)有 20 50 個(gè)材料架，一般為自動(dòng)送料，貼片速度為低速 或中速。大型機(jī)則有 50 個(gè)以上的材料架，貼片速度為中速或高速。 貼片機(jī)主要由材料儲(chǔ)運(yùn)裝置、工作臺(tái)、貼片頭和控制系統(tǒng)組成。 1 ）材料儲(chǔ)運(yùn)裝置 由于SNCSMD有散裝、編帶包裝、盤(pán)式和管式包裝等多種類(lèi)型，所以?xún)?chǔ)藏材料的支架 也各不相同。運(yùn)送裝置由電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，將材料按要求送到貼片頭拾取的位置上。 （2 ）工作臺(tái) 工作臺(tái)大都由兩臺(tái)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成 X -方向可快速移動(dòng)和準(zhǔn)確定位，工作臺(tái)的移動(dòng) 速度和定位精度制約了貼片機(jī)的主要指標(biāo)。 （3 ）貼片頭 貼片頭由真空吸附系統(tǒng)、貼裝角度旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和檢測(cè)定位系統(tǒng)構(gòu)成。 一般中型

33、以上貼片機(jī)的吸附裝置都是復(fù)合式，即用410個(gè)吸嘴組成一個(gè)貼片頭，吸嘴 的形狀根據(jù)元器件形狀選擇。 角度旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)根據(jù)貼片機(jī)的檔次可有0和90兩方向旋轉(zhuǎn)以及 0360任意角度的旋 轉(zhuǎn)，采用氣動(dòng)或步進(jìn)電機(jī)裝置驅(qū)動(dòng)。 檢測(cè)貼片頭拾取元器件是否正常， 采用測(cè)負(fù)壓或光電傳感器方法。 負(fù)壓測(cè)試簡(jiǎn)單可靠， 是 大部分貼片機(jī)采用的方法，兩種方式并用則是高檔機(jī)的模式。 定位系統(tǒng)也有機(jī)械和光學(xué)校正兩種， 用于不同檔次的機(jī)器。 最新的設(shè)備則帶有人工智能視 覺(jué)系統(tǒng)。 （4 ）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)一般由計(jì)算機(jī)及多路傳感系統(tǒng)構(gòu)成， 隨機(jī)器檔次的不同而異， 一般都配有專(zhuān)門(mén)的 程序，須根據(jù)不同的產(chǎn)品進(jìn)行編程。 （5）貼片機(jī)的技術(shù)

34、指標(biāo) 貼片機(jī)的技術(shù)指標(biāo)有多項(xiàng)，其中主要的有三項(xiàng)： PCB板的尺寸，反映貼片機(jī)可貼最大PCB尺寸，一般最大可達(dá) 508 X380mm 貼片精度， 有兩種表示方式， 一種直接給出貼裝精度和重復(fù)精度， 現(xiàn)在已可達(dá)到 0.05mm 貼裝精度和 0.02mm 的重復(fù)精度；另一種用可貼裝元器件最小尺寸表示，現(xiàn)在可達(dá)到貼裝片 式元件1.0mm X0.5mm或更小。 貼片速度，一般用貼裝一個(gè)片式元件所需時(shí)間來(lái)表示，目前高速機(jī)可做到 0.25S，最快 可達(dá) 0.1S 以下。 4 手工操作 SMT 簡(jiǎn)介 盡管在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化和智能化是必然趨勢(shì)，但在研究、 試制、 維修領(lǐng)域， 手工 操作方式還是無(wú)法取代的，

35、 不僅有經(jīng)濟(jì)效益的因素， 而且所有自動(dòng)化、 智能化方式的基礎(chǔ)仍然 是手工操作，因此電子技術(shù)人員有必要了解手工 SMT 的基本操作方法。 手工SMT所用的SMC SMD及SMB與自動(dòng)安裝沒(méi)有什么兩樣，以下三個(gè)方面是技術(shù)關(guān) 鍵： 1 涂布黏合劑和焊膏 最簡(jiǎn)單的涂布是人工用針狀物直接點(diǎn)膠或涂焊膏， 經(jīng)過(guò)訓(xùn)練， 技術(shù)高超的人同樣可以達(dá)到 機(jī)械涂布黏合劑的效果。 手動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)及手動(dòng)點(diǎn)滴機(jī)可滿(mǎn)足小批量生產(chǎn)的要求，我國(guó)已有這方面的專(zhuān)用設(shè)備生 產(chǎn)，可供使用單位選擇。 2貼片 貼片機(jī)是 SMT 設(shè)備中最昂貴的設(shè)備。手工 SMT 操作最簡(jiǎn)單的方法，是用鑷子借助于放 大鏡，仔細(xì)的將片式元器件放到設(shè)定的位置。由于片

36、式元器件的尺寸太小，特別是窄間距的 QFP 引線很細(xì)，用夾持的辦法很可能損傷元器件，采用一種帶有負(fù)壓吸嘴的手工貼片裝置是 最好的選擇， 這種裝置一般備有尺寸形狀不同的若干吸嘴以適應(yīng)不同形狀和尺寸的元器件， 置上自帶視像放大裝置。 還有一種半自動(dòng)貼片機(jī)也是投資少而適應(yīng)廣泛的貼片機(jī)， 它帶有攝像系統(tǒng)通過(guò)屏幕放大可 準(zhǔn)確的將元件對(duì)準(zhǔn)位置安裝，并帶有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可記憶手工貼片的位置，當(dāng)?shù)谝粔K SMB 經(jīng)過(guò) 手工放置元件后，它就可自動(dòng)放置第二塊 SMB 。 3焊接 最簡(jiǎn)單的焊接是手工烙鐵焊接， 最好采用恒溫或電子控溫的烙鐵， 焊接的技術(shù)要求和注意 事項(xiàng)同普通印制板的焊接相同， 但更強(qiáng)調(diào)焊接的時(shí)間和溫度。

37、短引線或無(wú)引線的元器件較普通 長(zhǎng)引線元器件的焊接技術(shù)難度大。 合適的電烙鐵加上正確的操作， 可以達(dá)到同自動(dòng)焊接相媲美 的效果。 有一臺(tái)小型再流焊機(jī)是比較理想的。 相對(duì)于貼片機(jī)而言，焊劑的投資不是很大，手工操作 SMT 對(duì)焊膏、黏合劑、焊劑及清洗 劑的要求一點(diǎn)不能降低。 4 FM 微型電調(diào)諧收音機(jī)簡(jiǎn)介 （1 ）產(chǎn)品特點(diǎn) 采用電調(diào)諧單片F(xiàn)M收音機(jī)集成電路，調(diào)諧方便準(zhǔn)確。 接收頻率為87108MH z。 有較高的接收靈敏度。 外形小巧，便于隨身攜帶。 電源范圍1.23.5V，充電電池（1.2V ）和一次性電池（1.5V ）均可工作。 內(nèi)設(shè)靜噪電路，有效抑制調(diào)諧過(guò)程中的噪聲。 2 ）工作原理 該收音機(jī)電路的核心是專(zhuān)用單片收音機(jī)集成電路SC1088。它采用特殊的低中頻（70KH z） 技術(shù)，在外圍電路省去了中頻變壓器和陶瓷濾波器，使電路簡(jiǎn)單可靠，調(diào)試方便。SC1088采 用S0T16腳封裝，下表是 SC1088的引腳功能