电子产品工艺与质量管理教学课件ppt作者牛百齐第4章表面安装技术课件.ppt

第4章 表面安装技术 4.1 表面安装技术概述 4.1.1 表面安装技术的发展过程 从20世纪60年代到现在，表面安装技术的发展经历了3个阶段： 第1阶段（1960—1975）：主要技术目标是把小型化的片式元件应用在混合集成电路的生产制造中，同时SMT开始大量使用在石英电子表和电子计算器等产品中。 第2阶段（1976—1985）：促进电子产品迅速小型化，多功能化，开始广泛应用于摄像机、录像机、数码相机等产品中，同时用于表面安装的自动化设备大量研制开发出来，片式元器件的组装工艺也已经成熟，为SMT的高速发展打下了基础。 第3阶段（1985—至今）：主要目标是降低成本，大力发展生产设备，进一步改善电子产品的性能价格比。 4.1.2表面安装技术的特点 (1)高密集。SMC、SMD的体积只有传统元器件的1／3~1／10左右，可以装在PCB的两面，有效利用了印制电路板的面积，减轻了电路板的重量。 (2)高可靠。SMC和SMD无引脚或引脚很短，重量轻，因而抗振能力强，失效率比THT至少降低一个数量级，大大提高产品可靠性。 (3)高性能。SMT的密集安装减小了电磁干扰和射频干扰，尤其高频电路中减小了分布参数的影响，提高了信号传输速度，改善了高频特性，使整个产品性能提高。 (4)高效率。SMT更适合自动化大规模生产。 (5)低成本。SMT使PCB面积减小，成本降低；无引脚和短引脚使SMD、SMC成本降低；安装中省去引脚成型、打弯、剪线等工序；频率特性提高，减小调试费用；焊点可靠性提高，减小调试和维修成本。 4.2 表面安装元器件 4.2.1表面安装元器件的种类 表面安装元器件按形状可分为薄片矩形、圆柱形和扁平异形等； 按元器件的功能分无源器件(SMC)、有源元件(SMD)和机电元器件； 习惯上把无源表面安装元件如片式电阻、电容、电感等称之为SMC，而将有源表面安装元件，如小外形晶体管SOT及各种不同封装的表面贴装集成电路称为SMD。 4.2.2 表面安装元器件SMC 无源表面安装元器件（SMC）包括片式电阻器、片式电容器和片式电感器等，常见实物外型如图所示。 1.表面安装电阻器 1)片状表面安装电阻器 2)圆柱形表面安装电阻器(MELF) 2．表面安装电容器 3．表面安装电感器 4.2.3 表面安装元器件SMD 2．SMD二极管 SMD二极管有无引线柱形玻璃封装和片状塑料封装两种。无引线柱形玻璃封装二极管是将管芯封装在细玻璃管内，两端以金属帽为电极。 3．小外形塑封晶体管(SOT) 晶体管(三极管)采用带有翼形短引线的塑料封装，可分为SOT-23、SOT-89、SOT-l43、SOT-252几种尺寸结构，产品有小功率管、大功率管、场效应管和高频管几个系列； 4.SMD集成电路及其封装 （1）小外型封装（SOP） 由双列直插式封装DIP演变而来，引脚分布在器件的两边，其引脚数目在28个以下。具有两个不同的引脚形式：一种具有“翼形”引脚，一种具有“J”型引脚，常见于线性电路、逻辑电路、随机存储器。其外形如图所示。 （2）QFP封装 （3）LCCC封装 BGA封装 4.3 表面安装材料与设备 4.3.1表面安装材料 1．黏合剂 SMT的工艺过程涉及多种黏合剂材料，这些黏合剂主要是起将元器件粘结、固定或密封作用。常用的黏合剂有三类： 按材料分有环氧树脂、丙烯酸树脂及其他聚合物黏合剂；按固化方式分有热固化、光固化、光热双固化及超声波固化黏合剂；按使用方法分有丝网漏印、压力注射、针式转移所用的黏合剂。 2．焊锡膏 （1）焊膏的活性选择 （2）焊膏的黏度选择 （3）焊料粒度选择 焊料颗粒的形状决定了粉末的含氧量及焊膏的可印刷性。球状粉末优于椭圆状粉末，球面越小，氧化能力越低。图形越精细，选择焊料粒度应越高。 另外，电路采用双面焊时，板两面所用的焊膏熔点应相差30℃～40℃。电路中含有热敏元件时用选用低熔点焊膏 . 3．助焊剂和清洗剂 焊接效果的好坏，除了和焊接工艺、元器件和印制电路板的质量有关外，助焊剂的选择十分重要。目前，在SMT中采用的大多是以松香为基体的活性助焊剂，SMT对助焊剂的要求和选用原则，基本上与THT相同，只是更严格，更有针对性。 SMT的高密度安装使清洗剂的作用大为增加，目前常用的清洗剂有三氟三氯乙烷和甲基氯仿，在实际使用时，还需加入乙醇酯、丙稀酸酯等稳定剂，以改善清洗剂的性能。 4.3.2 表面安装设备 1．涂布设备 涂布设备主要是用来涂敷黏合剂和焊膏到印制电路板上，常用方法有针印法、注射法和丝印法。 （1）针印法 （2）注射法 注射法如同用医用注射器一样的方式将黏合剂或焊膏注到SMB上，通过选择注射孔的大小和形状，调节注射压力就可改变注射胶的形状和数量。 （3）丝印法 用丝网或漏版漏印工具把粘合剂印制到印制电路板