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smt表面貼裝技術(shù)
表面安裝技術(shù)，英文稱之為“Surface Mount Technology”,簡(jiǎn)稱SMT，它是將表面貼裝元器件貼、焊到印制電路板表面規(guī)定位置上的電路裝聯(lián)技術(shù)，所用的負(fù)責(zé)制電路板無無原則鉆孔。具體地說，就是首先在印制板電路盤上涂布焊錫膏，再將表面貼裝元器件準(zhǔn)確地放到涂有焊錫膏的焊盤上，通過加熱印制電路板直至焊錫膏熔化，冷卻后便實(shí)現(xiàn)了元器與印制板之間的互聯(lián)。20世紀(jì)80年代，SMT生產(chǎn)技術(shù)日趨完善，用于表面安裝技術(shù)的元器件大量生產(chǎn)，價(jià)格大幅度下降，各種技術(shù)性能好，價(jià)格低的設(shè)備紛紛面世，用SMT組裝的電子產(chǎn)品具有體積小，性能好、功能全、價(jià)位低的優(yōu)勢(shì)，故SMT作為新一代電子裝聯(lián)技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于航空、航天、通信、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療電子、汽車、辦公自動(dòng)化、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域的電子產(chǎn)品裝聯(lián)中。到了20世紀(jì)90年代，SMT關(guān)產(chǎn)業(yè)更是發(fā)生了驚人的變化，片式阻容元件自20世紀(jì)70年代工業(yè)人生產(chǎn)以來，尺寸從最初的3.2mm×1.6mm×1.2mm已以展到現(xiàn)在的0.6mm×0.3mm×0.3mm，體積從最初的6.014mm3,其體積縮到原來的0.88%.片式元器的發(fā)展還可以從IC外形封裝尺寸的演變過程看，IC端子中心距已從最初的1. 27mm快速過渡到0.65mm、0.5mm和0.4mm。如今IC封裝形式又以嶄新的面貌出現(xiàn)在人們面前，繼PLCC(Plastic Leadless Chip Carrier)和QFP(Quad Flat Package)之后出現(xiàn)了BGA、(Ball Grid Array)、CSP(Chip Scale Package)等，令人目不暇接。與元件相匹配的印制電路板從早期的雙面板發(fā)展為多層板，最多可達(dá)50多，板面上線寬已從0.2~0.3mm，縮小到0.15mm甚至到0.05mm。
用于SMT大生產(chǎn)的主要設(shè)備-----貼片機(jī)也從早期的低速(1s/片)、機(jī)械對(duì)中，發(fā)展為高速(0.06s/片)、光學(xué)對(duì)中，并向多功能，柔性連接模塊化發(fā)展，再流焊爐也由最初的熱板式加熱發(fā)展為氮?dú)鉄犸L(fēng)紅外式加熱，能適應(yīng)通孔元件再流且?guī)Ь植繌?qiáng)制冷卻的再流焊爐也已實(shí)現(xiàn)用化，再流焊的不良焊點(diǎn)率已下降到百分之十發(fā)下，幾乎接近無缺陷焊接。
SMT技術(shù)作為新一代裝聯(lián)技術(shù)，僅有40年的歷史，但卻顯示出其強(qiáng)大的生命力，它以非凡的速度，走完了從誕生，完善直到成熟的路程，邁入了大范圍工業(yè)應(yīng)用的旺盛期。
SMT技術(shù)的特點(diǎn)
(1)組裝密度高
SMT片式元器件比傳統(tǒng)穿孔元器所占面積和重量都大為減小，一般來說，采用SMT可使電子產(chǎn)品體積縮小60%，重量減輕75%。通孔安裝技術(shù)元器件，它們按2. 54mm網(wǎng)格安裝元件，而SMT組裝元件網(wǎng)格從1.27mm發(fā)展到目前0.63mm網(wǎng)格，個(gè)別達(dá)0.5mm網(wǎng)格的安裝元件，密度更高。例如一個(gè)64端子的DIP集成塊，它的組裝面積為25mm×75mm，而同樣端子采用引線間距為0.63mm的方形扁平封裝集成塊(QFP)它的組裝面積僅為12mm×12mm。
(2)可靠性高
由于片式元器件小而輕，抗振動(dòng)能力強(qiáng)，自動(dòng)化生產(chǎn)程度高，故貼裝可靠性高，一 般不良焊點(diǎn)率小于百分之十，比通孔插裝元件波峰接技術(shù)低一個(gè)數(shù)量級(jí)，用SMT組裝的電子產(chǎn)品平均無故障時(shí)間(MTBF)為2.5×105h,目前幾乎有90%的電子產(chǎn)品采用SMT工藝。
(3)高頻特性好
由于片式元器件貼裝牢固，器件通常為無引線或短引線，降低了寄生電容的影響，提高了電路的高頻特性。采用片式元器件設(shè)計(jì)的電路最高率達(dá)3GHZ。而采用通孔元件僅僅為500mhZ。采用SMT也可縮短傳輸延遲時(shí)間，可用于時(shí)鐘頻率為16MHZ以上的電路。若使用多芯模塊MCM技術(shù)，計(jì)算機(jī)工作站的端時(shí)鐘可達(dá)100MHZ，由寄生電抗引起的附加功耗可降低2-3倍。
(4) 降低成本
1、印制使用面積減小，面積為采用通孔面積的1/12，若采用CSP安裝，則面積還可大幅度下降。
2、頻率特性提高，減少了電路調(diào)試費(fèi)用
3、片式元器體積小，重量輕，減少了包裝，運(yùn)輸和儲(chǔ)存費(fèi)用。
4、片式元器件發(fā)展快，成本迅速下降，一個(gè)片式電阻已同通孔電阻價(jià)格相當(dāng)，約0.3美分，合2分人民幣。
(5)便于自動(dòng)化生產(chǎn)
目前穿孔安裝印制板要實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，還需擴(kuò)大40%原印制板面積，這樣才能使自動(dòng)插件的插裝頭將元件插入，若沒有足夠的空間間隙，將碰壞零件。而自動(dòng)貼片機(jī)采用真空吸嘴吸放元件，真空吸嘴小于元件外形，可提高安裝密度，事實(shí)上小元件及細(xì)間距器件均采用自動(dòng)貼片機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，也實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)化。
當(dāng)然，SMT大生產(chǎn)中也存一些問題。
!、元器件上的標(biāo)稱數(shù)值看不清楚，維修工作困難。
2、維修調(diào)換器件困難，并需專用工具。
3、元器件與印制板之間熱 膨脹系數(shù)(CTE)一致性差。
4、初始投資大，生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及技術(shù)面寬，費(fèi)用昂貴。
隨著專用拆裝及新型的低膨脹系數(shù)印制板的出現(xiàn)，它們已不再成為阻礙SMT深入發(fā)展的障礙。
元器件安裝技術(shù)與時(shí)代劃分
電子產(chǎn)品安裝技術(shù)是現(xiàn)代發(fā)展最快的制造技術(shù)，從安裝工藝特點(diǎn)可將迄伉今為止安裝技術(shù)的發(fā)展分為五代，如表6-1所示。
表6—1安裝技術(shù)時(shí)代劃分
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年代 |
技術(shù)縮寫 |
代表元器件 |
安裝基板 |
安裝方法 |
焊接技術(shù) |
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20世紀(jì)50~60年代 |
長(zhǎng)引線元件、電子管 |
接線板鉚接端子 |
手工安裝 |
手工烙鐵焊 | |
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20世紀(jì)60~70年代 |
THT
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晶體管、軸向引線元件 |
單、雙面PCB |
手工/半自動(dòng)插裝 |
手工焊，浸焊 |
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20世紀(jì)70~80年代 |
單、雙列直插IC軸向引線元器件元件 |
單面及多面PCB |
自動(dòng)插裝 |
波峰焊，浸焊，手工焊 | |
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20世紀(jì)80~90年代 |
SMT |
SMC、SMD片式封裝VSI、VLSI |
高質(zhì)量SMB |
自動(dòng)貼片機(jī) |
波峰焊、再流焊 |
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20世紀(jì)90年代 |
MPT |
VLSIC，ULSIC |
陶瓷硅片 |
自動(dòng)安裝 |
倒裝焊，特種焊 |
由表6-1可以看出，第二代與第三代安裝技術(shù)，代表元器件特征明顯，而安裝方法并沒有根本改變，都是以長(zhǎng)元器穿過印制板上通孔的安裝方式，一般稱為通安裝THT( through hole mounting technology)。第四代技術(shù)則發(fā)生根本性變革，從元器到安裝方式，從PCB設(shè)計(jì)到連接方法都以全新面貌出現(xiàn)，它使電子產(chǎn)品體積縮小，重量變輕，功能增強(qiáng)、可靠性提高、推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。SMT已經(jīng)在很多領(lǐng)域取了THT，并且這種趨勢(shì)還在發(fā)展，預(yù)計(jì)未來90%以上產(chǎn)品采用SMT。第五代安裝技術(shù)，從技術(shù)式藝講，仍屬于“安裝”范疇，但與通常所說的安裝相差甚遠(yuǎn)，使用一般工具，設(shè)備和工藝是無法完成的，目前還處于技術(shù)發(fā)展和局部領(lǐng)域應(yīng)用的階段，但它代表了當(dāng)前電子系統(tǒng)安裝技術(shù)發(fā)展的方向。
表面安裝技術(shù)的組成
表面安裝技術(shù)通常包括：表面安裝元器件，表面安裝電路板及圖形設(shè)計(jì)、表面安裝專用輔料(焊錫膏及貼片膠)、表面安裝設(shè)備，表面安裝焊接技術(shù)(包括雙波峰焊、氣相焊)表面安裝測(cè)試技術(shù)，清洗技術(shù)以及表面組成大生產(chǎn)管理等多方面內(nèi)容。這些內(nèi)容可以歸納為三個(gè)方面：一是設(shè)備，人們稱它為SMT的硬件；二是裝聯(lián)工藝，人們稱它為SMT的軟件；三是電子元器件，它即是SMT的基礎(chǔ)，又是SMT發(fā)展的動(dòng)力，它推動(dòng)著SMT專用設(shè)備和裝聯(lián)工藝不斷更新和深化。
SMC、SMD的貼裝方法
SMC、SMD貼是SMT產(chǎn)品生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。SMC、SMD貼裝一般采用貼裝機(jī)(亦稱貼片機(jī)) 自動(dòng)進(jìn)行，可采用工作借助輔助工具時(shí)行。手工貼裝只有在非生產(chǎn)線自動(dòng)組裝的單件研制或試驗(yàn)，返修過程中的元器更換等特殊情況下采用，而且一般也只能適用于元器件端子類型簡(jiǎn)單，組裝密度不高，同一PCB上SMC、SMD數(shù)量較少等有限場(chǎng)合。
隨著SMC、SMD的不斷微型化和端子細(xì)間距化，以及柵格陣列芯片，倒裝芯片等焊點(diǎn)不可直觀芯片的發(fā)展，不借助于專用設(shè)備的SMC、SMD手工貼裝已很困難，實(shí)際上，目前的SMC、SMD手工貼裝也已演化為借助返修裝置專用和工具的半自動(dòng)化貼裝。
自動(dòng)貼裝是SMC、SMD貼裝的主要手段，貼裝機(jī)是SMT產(chǎn)品組裝生產(chǎn)中的核心設(shè)備，也是SMT的關(guān)鍵設(shè)備，是決定SMT產(chǎn)品線裝的自動(dòng)化程度，組裝清度和生產(chǎn)效率的重要因素。
SMT表面安裝技術(shù)系列之２表面安裝元器件（電阻）
表面安裝元器件稱無端子元器件，問世于20世紀(jì)60年代，習(xí)慣上人們把表面安裝無源元器件，如片式電阻、電容、電感稱之為SMC(Surface Mounted Component)，而將有源器件，如小外形晶體SOT及四方扁平組件(QFT)稱之為SMD(Surface Mounted De-Vices)。無論是SMC還是SMD，在功能上都與傳統(tǒng)的通孔安裝元件相同，最初是為了減小體積而制造，最點(diǎn)出現(xiàn)在電子表中，使電子表微型化成為可能。然而，它們一經(jīng)問世，就表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，體積明顯減小，高頻特性提高、耐振動(dòng)、安裝緊湊等優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)通孔元器件所無法比擬的，從而極大地刺激了電子產(chǎn)品向多功能、高性能、微型化、低成本的方向發(fā)展。例如，片式器件組裝的手提攝 像機(jī)，掌上電腦和手機(jī)等，不僅功能齊全，而且低，現(xiàn)已在人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛使用。同時(shí)，這些微型電子產(chǎn)品又促進(jìn)了SMC和SMD向微型發(fā)展。片式電阻電容已由早期的3.2mm×1.6mm縮小到0.2mm×0.3mm,IC的端子中心距已由1.27mm減小到0.3mm，且隨著裸芯片技術(shù)的發(fā)展，BGA和CSP類高端子數(shù)器件已廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)中。此外，一些機(jī)電元件，如開關(guān)、繼電器、延遲線、熱敏和壓敏電阻，也都實(shí)現(xiàn)了片式化。如今，表面安裝元器件品種繁多、功能各異，然而器件的片式化發(fā)展卻不平衡，阻容器件，三極管，IC發(fā)展快，異型器件，插座，振蕩器發(fā)展遲緩，并且片式化的元器件，又未能標(biāo)準(zhǔn)化，不同國(guó)家以至不同廠家均有不同的差異，因此，在設(shè)計(jì)選用元器件時(shí)，一定要弄清楚元器的型號(hào)、廠家及性能等，以避免出現(xiàn)互換性差的缺陷。
當(dāng)然，表面安裝元器件也存在著不足之處，例如，元器件與PCB表面非常貼近，與基板間隙小，給清洗造成困難，元器體積小，電阻、電容一般不設(shè)標(biāo)記，一旦弄亂就不易搞清楚，特別是元器件與PCB之間熱膨脹系數(shù)的差異也是SMT產(chǎn)品中應(yīng)注意的問題。
表面安裝電阻
表面安裝電阻最初為矩形片狀，20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)了圓柱形，隨著表面安裝器件(SMD)和機(jī)電元件等向集成化，多功能化方向發(fā)展，又出現(xiàn)了電阻網(wǎng)絡(luò)(Resistor Net-works)、電容網(wǎng)絡(luò)(Capacitor Networks)、阻溶混合網(wǎng)絡(luò)、混合集成電路(Hybrid IC)等短小，扁平端子的復(fù)合器件，它與分立元器件相比，具有小型化，無端子(或扁平、短小端子)、尺寸標(biāo)準(zhǔn)化、特別適合在印制電路板上進(jìn)行表面安裝等特點(diǎn)。
(1)矩形片式電阻
1、結(jié)構(gòu) 矩形片式電阻由于制造工藝不同有兩種類型， 一類是膜型(RN型)，另一類是薄膜型(RK型)。厚膜型是在扁平的高純度Al2O3基板上印一層二氧化釕基漿料，燒結(jié)后經(jīng)光刻而成；薄膜型電阻 是在基體上噴射一層鎳鉻合金而成，性能穩(wěn)定，阻值精度高，但價(jià)錢較貴，由于在電阻層上涂覆特殊的玻璃釉涂層，故電阻在高溫，高濕下性能非常穩(wěn)定。
片式電阻有三層端焊，俗稱三層端電極，最內(nèi)層為銀鈀合金，它與陶瓷基 有良好的結(jié)合力，中間為鎳層，它是防止在焊接期間銀層的浸析，最外層為端焊，不同的國(guó)家采用不同的材料，日本通常采用Sn-Pb合金，厚度為1mil，美國(guó)則采用Ag-Pd合金。
2、性能 國(guó)產(chǎn)RI11型片式電阻的技術(shù)特性如表6-2所示
表6-2 RI11型片式電阻的技術(shù)特征
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型號(hào)
特性參數(shù) |
RI11-1/16 |
RI11-1/10 |
RI11-1/8 |
|
使用環(huán)境溫度/℃
|
－55~+125
| ||
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額定環(huán)境溫度/℃ |
70 | ||
|
額定功耗/W |
0.063 |
0.10 |
0.125 |
|
最高使用電壓/V |
100 |
150 |
200 |
|
最高過載電壓/V |
200 |
300 |
400 |
|
標(biāo)稱阻值范圍/MΩ |
1.0~10 | ||
|
阻值允許偏差 |
F(±1%)，G(±2%)，J(±5%)，K(±10%)
| ||
|
電阻溫度系統(tǒng)/(10-6/℃) |
－100~+600(<1kΩ)；－500~+100(>1001kΩ) | ||
3、額定功率與外形尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表6-3所示
表6-3 不同的外形尺寸對(duì)應(yīng)的額定功率
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參數(shù)名稱 |
參數(shù)大小
| ||
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功率 |
1/16 |
1/8 |
1/4 |
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型號(hào) |
0805 |
1206 |
1210 |
4、精度及分類 在片式電阻中，RN型電阻精度高、電阻 溫度系數(shù)小，穩(wěn)定性好，但阻值范圍比較窄，適用于精度和高頻領(lǐng)域；RK型電阻則是電路中應(yīng)用得到最廣泛的。
根據(jù)IEC3標(biāo)準(zhǔn)“電阻器和電容器的優(yōu)選值及其公差”的規(guī)定，電阻值允許偏差為±10%，稱為E12系列，電阻值允許偏差為±5%，稱E24系列，電阻值允許偏差為±1%，稱為E96系列。
5、外形尺寸 片式電阻 、電容常以它們的外形尺寸的長(zhǎng)寬命名，來標(biāo)志它們的大小，以in(lin =0.0254M)ey SI制(mm)為單位，如外形尺寸為0.12in×0,06in，記為1206，SI制記為3.2mm×1.6mm。片式電阻外形尺寸見表6-4。
表6-4 片式電阻外形尺寸
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尺寸號(hào) |
長(zhǎng)(L)/mm |
寬(W)/mm |
高(H)/mm |
端頭寬度(T)/mm |
|
RC0201 |
0.6±0.03 |
0.3±0.03 |
0.3±0.03 |
0.15-0.18 |
|
RC0402 |
1.0±0.03 |
0.5±0.03 |
0.3±0.03 |
0.3±0.03 |
|
RC0603 |
1.56±0.03 |
0.8±0.03 |
0.4±0.03 |
0.3±0.03 |
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RC0805 |
1.8-2.2 |
1.0-1.4 |
0.3-0.7 |
0.3-0.6 |
|
RC01206 |
3.0-3.4 |
1.4-1.8 |
0.4-0.7 |
0.4-0.7 |
|
RC1210 |
3.0-3.4 |
2.3-2.7 |
0.4-0.7 |
0.4-0.7 |
6、標(biāo)記識(shí)別方法
a、元件上的標(biāo)注。當(dāng)片式電阻阻精度為5%時(shí)，采用3個(gè)數(shù)字表示?？缃泳€記為000，阻值小于10Ω，在兩個(gè)數(shù)字之間補(bǔ)加“R”表示，阻值在10 Ω以上的，則最后一數(shù)值表示增加的零的個(gè)數(shù)。例如4.7Ω記為4R7；0Ω(跨接線)記為000記為101；1MΩ。當(dāng)片式電阻值精度為1%時(shí)，則采用4個(gè)數(shù)字表示，前面3個(gè)數(shù)字為有效數(shù)字，第四位表示增加的零的個(gè)數(shù)；阻值小于10Ω的，仍在第二位補(bǔ)加“R”，阻值為100Ω，則在第四位補(bǔ)“0”。例如4.7Ω記為4R70,100Ω記為1000,1MΩ記為1004,10Ω記為10R0。
b、料盤上的標(biāo)注，華達(dá)電子片狀阻器標(biāo)識(shí)含義：如RC05K103JT其中，RC為產(chǎn)品代號(hào)，表示片狀電阻器
05表示型號(hào)，02(0402),03(0603),05(0805),06(1206)
K表示電阻溫度系數(shù)，F(xiàn)：±25；G：±50；H：±100；K：±250；M：±500
103表示阻值
J表示電阻值誤差，F(xiàn)：±1%；G：±25%；J：±5%；0：跨接電阻
T表示包裝，T編帶包裝；B：塑料盒散包裝
(2)圓柱形固定電阻
圓柱形固定電阻，即金屬電極無端子面元件(Metal Electrode Face Bonding Type)簡(jiǎn)稱MELF電阻。MELF 主要有碳膜ERD型，高性能金屬膜ERO用跨接用的0Ω電阻三種。它與片式電阻相比，無方向性和正反面性，包裝使用方便，裝配密度高，固定到印制板上有較高的抗彎能力，特別是噪聲電平和三次諧波失真都比較低，常用于高檔音響電器產(chǎn)品中。
1、結(jié)構(gòu) MELF電阻是在高鋁陶瓷基體上覆上金屬膜或碳膜，兩端壓上金屬帽電有，采用刻螺紋槽的方法調(diào)整電阻值，表面涂上耐熱漆密封，最后根據(jù)電阻值涂上色碼標(biāo)志。
2、性能 MELF的主要技術(shù)特性和額定值見表6-5。
表6－5 MELF的主要技術(shù)特性和額定值
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型號(hào) 項(xiàng)目 |
碳膜 |
金屬膜 | ||||
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ERD－21TL |
RED－10TLO（CC-12）（0Ω） |
RED－25TL（RD41B2E） |
ERO-21L |
ERQ-10L(RN41C2B) |
ERO-25L（RN41C2E） | |
|
使用環(huán)境溫度/℃ |
-55～+155 |
-55～+150
| ||||
|
額定功耗/W |
0.125 |
最高額定電流2A |
0.25 |
0.125 |
0.125 |
0.25 |
|
最高使用電壓/V |
150 |
300 |
150 |
150 |
150 | |
|
最高過載電壓/V |
200 |
600 |
200 |
300 |
500 | |
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標(biāo)稱阻值范圍/Ω |
1～1M |
≤50mΩ
|
1～2.2M |
100～200k |
21～301k |
1～1M |
|
阻值允許偏差/％ |
（J±5） |
（J±5） |
（F±1） |
（F±1） |
（F±1） | |
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電阻溫度系數(shù)/（10-6/℃） |
-1300/350 |
-1300/350 |
±10 |
±100 |
±100 | |
|
質(zhì)量/（g/1000個(gè)） |
10 |
17 |
66 |
10 |
17 |
66 |
3、標(biāo)志識(shí)別 MELF的阻值以色球標(biāo)志法表示。
(3)片式電位器
表面安裝電位器，又稱片式電位器(Chip Potentiometer)。它包括片狀、
圓、柱狀、扁平矩形結(jié)構(gòu)等各類電位器，它在電路中起調(diào)節(jié)分電路電壓和分路電阻的作用，故分別稱之為分壓式電位器和可變電阻器。
①結(jié)構(gòu) 片式電位器有四種不同的外形結(jié)構(gòu)，分別為敞開式結(jié)構(gòu)，防塵式結(jié)構(gòu)，微調(diào)式結(jié)構(gòu)和全密封式結(jié)構(gòu)。
?、谛阅?br> a標(biāo)稱阻值范圍：100Ω-1MΩ
b阻值允許范圍：±25%
c電阻規(guī)律：線性
d接觸電阻變化：3%或3Ω
e分辯率：無限
f電阻溫度系數(shù)：250×10－6./℃
g最大電流：100mA
h使用溫度范圍：－55－＋100℃
I額定功耗系列：0.05W，0.1W，0.125W，0.2W，0.25W，0.5W
③外形尺寸 片狀電位器型號(hào)有3型、4型和6型、其外形尺寸見表6－6。
表6－6片狀電位器外形尺寸
|
型號(hào) |
尺寸/mm×mm×mm |
型號(hào) |
尺寸/mm×mm×mm | ||
|
3型 |
3×3.2×2 |
3×3×1.6 |
4型 |
4.5×5×2.5 |
4×4.5×2.2 |
|
4型 |
3.8×4.5×2.4 |
4×4.5×1.8 |
6型 |
6×6×4 |
φ6×4.5 |
SMT表面安裝技術(shù)系列之３表面安裝電容器
表面安裝電容器已發(fā)展為多品種、多系列、按外形、結(jié)構(gòu)和用途來分類，可達(dá)數(shù)百種，在實(shí)際應(yīng)用中，表面安裝電容器中大有80%是多層片狀瓷介電容器，其次是表面安裝鋁電解電容器，表面安裝有機(jī)薄膜和云母電容器則很少。
?。?）多層片狀瓷介電容器
瓷介電容器少數(shù)為單層結(jié)構(gòu)，大多數(shù)為多層疊狀結(jié)構(gòu)，又稱MIC（Multilayer Caramic Capacity）。
①結(jié)構(gòu)
MLC通常是無引線矩形結(jié)構(gòu)，外層電極同片式電阻相同，也是三層結(jié)構(gòu)，即Ag－Ni、Cd-Sn、Pb。片式陶瓷電容有三種不同的電解質(zhì)，分別命名為C0G/NPO，X7R和Z，它們有不同的容量范圍及溫度穩(wěn)定性。其溫度和電解特性較，以C0G/NPO為介質(zhì)的電容，其溫度和電解特性較好，由于片式電容的端電極，金屬電極，介質(zhì)三者的熱膨脹系數(shù)不同，因此在焊接過程中升溫速度不能過快，特別是波峰焊時(shí)預(yù)熱溫度應(yīng)足夠高，否則易造成片式電容的損球，客觀上片式電容損壞率明顯高于片式電阻損壞率。
?、谛阅?br> MLC根據(jù)用途分為I類陶瓷（國(guó)內(nèi)型號(hào)為CC41）和II類陶瓷（國(guó)內(nèi)型號(hào)為CT41）兩種，I類是溫度補(bǔ)償型溫度效應(yīng)的電路。II類是高介電常數(shù)類電容器，其特點(diǎn)是體積小、容量大、適用于旁路、濾波或在對(duì)損耗，容量穩(wěn)定性要求不太高的鑒頻電路中，表6－7列出了介質(zhì)與國(guó)內(nèi)外型的對(duì)照關(guān)系。
表6－7介質(zhì)與國(guó)內(nèi)外型號(hào)的對(duì)照
| 介質(zhì)名稱 | COG/NPO | X7R | Z5V |
| 國(guó)產(chǎn)陶瓷分類型號(hào) | CC41 | CT41－2X1 | CT41－2E6 |
| 美國(guó) | I類陶瓷 | II類陶瓷 | |
| 日本 | CH系列 | B系列 | F系列 |
?、弁庑纬叽?br> 片式電容的外形尺寸見表6－8
表6－8片式電容的外形尺寸| 電容型號(hào) | 尺寸 | |||
| L/mm | W/mm | H/mm | T/mm | |
| CC0805 | 1.8-2.2 | 1.0-1.4 | 1.3 | 0.3-0.6 |
| CC01206 | 3.0-3.4 | 1.4-1.8 | 1.5 | 0.4-0.7 |
| CC01210 | 3.0-3.4 | 2.3-2.7 | 1.7 | 0.4-0.7 |
| CC01812 | 4.2-4.8 | 3.0-3.4 | 1.7 | 0.4-0.7 |
| CC01825 | 4.2-4.8 | 6.0-6.8 | 1.7 | 0.4-0.7 |
④標(biāo)注識(shí)別方法
a、元件表面標(biāo)注值表示法。有些廠家在片式電容表面印有英文字母及數(shù)字，它們均代表特定的數(shù)值，只要查到表格就可以估算出電容的容值，現(xiàn)將這種表格 介紹如下（見表6－9）。
| 字母 | A | B | C | D | E | F | G | H | J | K | L |
| 容量系數(shù) | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.7 |
| 字母 | M | N | P | Q | R | S | T | U | V | W | X |
| 容量系數(shù) | 3.0 | 3.3 | 3.6 | 3.9 | 4.3 | 4.7 | 5.1 | 5.6 | 6.2 | 6.8 | 7.5 |
| 字母 | Y | Z | a | b | c | d | e | f | m | n | t |
| 容量系數(shù) | 8.2 | 9.1 | 2.5 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 |
b、外包裝表示法。一般標(biāo)識(shí)于電容外包裝上。
?。?）鉭電解電容器
鉭電解電解器，簡(jiǎn)稱鉭電容，單位體積容量大，在容量超過0.33F時(shí)，在都用鉭電解電容器，由于其電解質(zhì)響應(yīng)速度快，因此在需要高速運(yùn)算處理的大規(guī)模集成電路中應(yīng)用廣泛。
1、結(jié)構(gòu)
片式鉭電解電容采用高純度的鉭粉末與膠黏劑混合，埋入鉭端子后，在1800－2000的真空爐中燒結(jié)成多孔性的燒結(jié)體作為陽(yáng)坡，用硝酸酸錳熱解反應(yīng)，在燒結(jié)體表面形成固體電解質(zhì)的二氧化錳用為陰極，經(jīng)石墨層、導(dǎo)電涂料層涂敷后同，進(jìn)行陰、陽(yáng)極引出線的的邊接，然后用模型封裝成型。
片式鉭電解電容器有三種不同類型：裸片型、模塑封裝型和端帽型。
裸征型即無封裝型，成本低，但對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性差，開關(guān)不規(guī)則，不宜自動(dòng)安裝。
模塑封的裝型即常見的矩形鉭電解電容，成本較高，陰極和陽(yáng)極與框架端子的連接導(dǎo)致熱應(yīng)力過大，對(duì)機(jī)械強(qiáng)度影響較大，廣泛應(yīng)于通訊類電子產(chǎn)品中。
端帽型也稱樹脂封裝型，主體為樹脂封裝，兩端有金屬電極，體積小，高頻、特性好，機(jī)械強(qiáng)度高，常用于投資類電子產(chǎn)品中。
2、性能
片式鉭電解電容的主要性能見表6－10
| 特征 | 標(biāo)準(zhǔn) | |
| 容量/μF | 0.1-270 | |
| 容量誤差 | K(±10%),M(±20%) | |
| 額定直流電壓/v | 4,6.3,10 .16, 20,25.35.50 | |
| 損耗角正切/ | ||
| 室溫漏電流 | ||
| 端面鍍層的結(jié)合強(qiáng)度 | 測(cè)試后無可見損傷，電容量的減少應(yīng)不超過10% | |
| 可焊性 | 覆蓋率不少于80%的，焊接后無可見損傷 | |
| 耐焊性 | ℃ | 265±5 |
| S | 5±1 | |
| % | ≥75 | |
| △C/C(%) | ≤5 | |
?、蹣?biāo)志
矩形鉭電解電容外殼為有色塑料封裝，一端印有深色標(biāo)志線，為正極，在封面上有電容量的數(shù)值及耐壓值，一般有醒目的標(biāo)志，以防用錯(cuò)。
?。?）鋁電解電容器
鋁電解電容器主要應(yīng)用于各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，價(jià)格低廉，按外形和封裝材料訴不同，可分為矩形鋁電解電容器（樹脂封裝）和圓柱形電解電容器（金屬封裝）兩類。
1、結(jié)構(gòu)
將高純度的鋁箔（含鋁99.9%－99.99%）電解腐蝕成高倍率的附著面，然后在硼酸，磷酸待弱酸性的溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，形成電介質(zhì)薄膜，作為陽(yáng)極箔，將低純度的鋁箔（含鋁99.5%－99.8%）電解腐蝕成高倍率的附著面，作為陰極，電解紙將陽(yáng)極箔和陰極箔隔離后繞成電容器芯子，經(jīng)電解液浸透，根據(jù)電解電容器的工作電壓及電導(dǎo)率的差異，分成不同的規(guī)格，然后用密封桷膠鉚接封口，最后用金屬鋁殼或耐熱性環(huán)氧樹脂封裝。由于鋁電解電容器中采用非固體介質(zhì)作為電有材料，因此在再流焊工藝中，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接溫度。
2、性能
圓柱形鋁封電解電容器性能見表6－11。
表6－11 圓柱形鋁電解電容器的主要性能
| 項(xiàng)目 | 性能 | |||||
| 工作溫度/℃ | -40～+105 | |||||
| 工作直流電壓/V | 4～50 | |||||
| 電容量/μF | 0.1～120 | |||||
| 電容量允許偏差/% | ±20（120Hz，20） | |||||
| 漏電流/μA | 0.01CU或3μA（試驗(yàn)溫度20℃，試驗(yàn)時(shí)間25min） | |||||
| tan | U/V | 4 | 6.3 | 16 | 25 | 50 |
| tan | 0.35 | 0.26 | 0.16 | 0.14 | 0.12 | |
3、識(shí)別標(biāo)志
鋁電解容器外殼上的深色標(biāo)志代表負(fù)極，容量及地壓值在外殼上也有標(biāo)注。
SMT表面安裝技術(shù)系列之４表面安裝電感器
20世紀(jì)80年代日本，美國(guó)和西歐等國(guó)家研制出了種類繁多的片式電感器，其中相當(dāng)多的產(chǎn)品已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、并批量生產(chǎn)。片式電感器同插裝式電感一樣，在電路中起扼流、退耦、濾波、調(diào)諧、延遲、補(bǔ)償?shù)茸饔谩?br>片式電感器的種類較多，按形形狀可分為矩形圓柱形；按磁路可分為開路和閉路形；按電感量可分為固定的和可調(diào)的；按結(jié)構(gòu)的制造工藝可分為繞線型、多層的卷繞型。
（１） 性能
繞線型電感器量范圍寬、值高、工藝簡(jiǎn)單，因此在片式電器感器中使用最多，但體積較大、熱性較差。
（２） 外形
繞線型片式電感器的品種很多，各異，表６－１２列出了國(guó)外一些公司生產(chǎn)的繞線片式電感器的型號(hào)、主要的性能參數(shù)。
表6-12列出了國(guó)外一些公司生產(chǎn)的繞線片式電感器的型號(hào)、主要的性能參數(shù)。
表6－11國(guó)外廠商制造的繞線型片式電感的外形尺寸及主要性能
| 廠 家 | 型 號(hào) | 尺寸/mm×mm×mm | L/h | Q | 磁路結(jié)構(gòu) |
| TOKO | 43CSCROL | 4.5×3.5×3.0 | 1~410 | 50 | —— |
| Murata | LQNSN | 5.0×4.0×3.15 | 10~330 | 50 | —— |
| TDK | NL322522 | 3.2×2.5×2.2 | 0.12~100 | 20~50 | 開磁路 |
| TDK | NL453232 | 4.5×3.2×3.2 | 0.12~100 | 20~50 | 開磁路 |
| TDK | NFL453232 | 4.5×3.2×3.2 | 1.0~1000 | 20~50 | 閉磁路 |
| Siemens | —— | 4.8×4.0×3.5 | 0.1~470 | 50 | 閉磁路 |
| Coiecraft | —— | 2.5×2.0×1.9 | 0.1~1 | 3~50 | 開磁路 |
| Pieonics | —— | 4.0×3.2×3.2 | 0.01~1000 | 20~50 | 閉磁路 |
（3） 識(shí)別標(biāo)志
國(guó)產(chǎn)華達(dá)電子繞線型片式電感器的標(biāo)識(shí)含義如下。
以ＨＤＷ２０１２ＵＧＲ１０ＫＧＴ為例
其中：
ＨＤＷ表示產(chǎn)品代碼
２０１２表示規(guī)格
ＵＣ表示蕊子類型，ＵＦ陶瓷蕊；ＵＦ鐵氧體蕊
Ｒ１０表示電感量，Ｒ１０；０１?。龋唬玻危?，０３３；０。３３Ｈ
F表示公差，Ｊ；５％；Ｋ；１０％；Ｍ；２０％
G表示端頭，Ｇ；金端頭；Ｓ；錫端頭
Ｔ表示包裝方法，Ｂ散包裝；Ｔ編包裝
SMT表面安裝技術(shù)系列之５表面安裝半導(dǎo)體器件
表面安裝半導(dǎo)體器件，它是在原有雙列直（ＤＩＰ）器體的基礎(chǔ)上發(fā)展來的，是通裝技術(shù)（ＴＨＴ）向ＳＭＴ發(fā)展的重要標(biāo)志，也是ＳＭＴ發(fā)展和重要?jiǎng)恿?，著ＬＳＩ和ＶＬＳＩ技術(shù)的發(fā)展，Ｉ／Ｏ數(shù)增，各種先進(jìn)ＩＣ封裝技術(shù)先后出現(xiàn)。在ＤＩＰ之后出現(xiàn)的封裝有；小外形封裝（Small Oufline Package,簡(jiǎn)稱ＳＯＰ）、封有端子蕊片載體（Ｐl(wèi)astic Leadless Chip Carrier,簡(jiǎn)稱ＰＬＣＣ）、多端子的方形平封裝（Guad Fiat Package,簡(jiǎn)稱ＧＦＴ）、無端子陶瓷蕊片載體（Leadlaess Ceramic Chip Carrier,簡(jiǎn)稱ＬＣＣＣ）、柵陣列（Ball Grid Array,簡(jiǎn)稱ＢＧＡ）、ＣＳＰ（Ｃhip Scakage ）以及裸蕊片ＢＣ（Bare Chip）等，品種繁多。從ＳＭD形狀來分，其主要有下列三種形狀。
1、翼形端子（Gull-Wing）常見的器件器種有SOIP和QFP。具有翼形器件端子的器件焊接后具有吸收應(yīng)力的特點(diǎn)，因此與PCB匹配性好，這類器代件端子共面性差，特別是多端子細(xì)間距的QFP，端子極易損球，貼裝過程應(yīng)小心對(duì)待。
2、J形端子（J-Lead）。常見的器件品種有SOJ和PLCC。J形端子 剛性好且間距大，共面性好，但由于端子在元件本體之下，故有陰影效應(yīng)，焊接溫度不易調(diào)節(jié)。
3、球柵陣列（Ball Grid Array）.芯片I/O端子呈陣列式分布在器件底面上，并呈球狀，適應(yīng)于多端子數(shù)器件的封裝，常見的有BGA、CSP、BC待，這類器件焊接時(shí)也存在陰影效應(yīng)。此外，器件與PCB之間存在著差異性，應(yīng)充分考慮對(duì)待。
?。?）二極管
用于表面安裝的二極管有三種封裝形式
1、圓柱形的無端子二極管，其封裝結(jié)構(gòu)是將二極管芯片裝在具有內(nèi)部電極的細(xì)玻璃管中，玻璃管兩端裝上金屬帽分蘗節(jié)做正負(fù)電極，外形尺寸有1.5mm×3.5mm和 2.7×5.2mm兩種，通常用于齊納二極管、高速二極管和通用二極管，采用塑料編帶包裝。
2、片狀二極管 為塑封裝矩形薄片，外形尺寸為3.8mm×1.5mm×1.1mm，可用在VHF頻段到S頻段，采用塑料編帶包裝。
3、SOT-23封裝形式的片狀二極管，多用于封裝復(fù)合型二極管。也用于速于二極管和高壓二極管。
?。?）小外形封裝晶體管
晶體管的封裝形式主要有SOT-23、SOT-89、SOT-143、TO-252等。
1、SOT-23
①結(jié)構(gòu)。
SOT-23封裝有三條“翼形”端子，端子材質(zhì)為42號(hào)合金，強(qiáng)度好，但中焊性差。SOT-23在大氣中的的功耗為150 mW，在陶瓷基板上的功耗為300mW.常見的有小功率晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和帶電阻網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合晶體管。
?、谧R(shí)別標(biāo)志。
SOT-23表面均印有標(biāo)志，通過相關(guān)半導(dǎo)體件器手冊(cè)可以查出對(duì)應(yīng)的極性、型號(hào)與性能參數(shù)，現(xiàn)列出部分標(biāo)志與型號(hào)，見6-13。
表6-13 厚膜電路及通訊機(jī)等小型電子設(shè)備配套塑封管
| 型號(hào) | 極性 | 外形 | 打印標(biāo)記 | 型號(hào) | 極性 | 外形 | 打印標(biāo)記 |
| 9011STP | NPN | SOT-23 | L | 8550SP | PNP | BT-40 | S85 |
| 9012ST | PNP | SOT-23 | Y | 2SA608SP | PNP | BT-40 | S608 |
| 9013ST | NPN | SOT-23 | X | 2SC2458 | NPN | BT-40 | S2458 |
| 8050SP | NPN | BT-40 | S80 | 2SA1048 | PNP | BT-40 | S1048 |
③外形尺寸
片式電容的外形尺寸見表6－8
表6－8片式電容的外形尺寸
|
電容型號(hào)
|
尺寸 | |||
|
L/mm |
W/mm |
H/mm |
T/mm | |
|
CC0805 |
1.8-2.2 |
1.0-1.4 |
1.3 |
0.3-0.6 |
|
CC01206 |
3.0-3.4 |
1.4-1.8 |
1.5 |
0.4-0.7 |
|
CC01210 |
3.0-3.4 |
2.3-2.7 |
1.7 |
0.4-0.7 |
|
CC01812 |
4.2-4.8 |
3.0-3.4 |
1.7 |
0.4-0.7 |
|
CC01825 |
4.2-4.8 |
6.0-6.8 |
1.7 |
0.4-0.7 |
1、SOT-89 SOT-89具有三條薄的短端子分布在晶體管的一端，晶體管芯片粘貼在較大的銅片上，以增加散熱能力。SOT-89在大氣中的功耗為500mw，在陶瓷板上的功耗大1W，這類封裝常見于硅功率表面安裝晶體管。
包裝同SOT-23，但由于它外形較大，所以在帶子上的位置較寬松。
2、SOT-143 SOT-143有4條“翼形”短端子，端子中寬大一點(diǎn)的是集電極。它的散熱性能與SOT-23基本相同，這類封裝常見雙柵場(chǎng)效應(yīng)及高頻晶體管。
SOT-143的包裝及在編帶上的位置同SOT-23
?、跿O-252 TO-252的功耗子在2~5之間，各種功率晶體管都可以采用這種封裝。
?。?）小外形封裝集成電咱SOP
小外形封裝集成電路SOP，也稱作SOIC，由雙列直插式封裝DIP演變而來。這類封裝有兩種不同的端子形成：一種具有“翼形”端子，另一種具有“J”型端子，封裝又稱為SOJ。SOP封裝常見于線性電路、邏輯電路、隨機(jī)存儲(chǔ)器、其性能和外形尺寸參見相關(guān)器件手冊(cè)。
?。?）有端子塑封芯片載體（PLCC）
PLCC也是由DIP演變而來的，當(dāng)端子超過40只時(shí)便采用此類封裝，也采用“J”結(jié)構(gòu)。這類封裝常見于邏輯電路、微處理器陣列、標(biāo)準(zhǔn)單元、其性能和外形尺寸參見相關(guān)器件手冊(cè)。
每種PLCC表面都有標(biāo)試探性定位點(diǎn)，以供貼片時(shí)判定方向。
?。?）方形扁平封墳（QFP）
QFP是適應(yīng)IC內(nèi)容增多、I/O數(shù)量增多而出現(xiàn)封裝形式，由日本隊(duì)人首先發(fā)明，目前已被廣泛使用，并由日本工業(yè)協(xié)會(huì)EIAJ-IC-74-4制定出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而美國(guó)開發(fā)的QFP器件封裝，則在四周各一出的角，起到對(duì)器件端子的防護(hù)作用，一般外形比端子長(zhǎng)3mil。QEP常見封裝為門陣列的ASIC器件。
QFP是一種塑封多端子器件，四邊有“翼形”端子。QFP的外形有方形和矩形兩種，日本電子工業(yè)協(xié)會(huì)用EIAJ-IC-74-4對(duì)QFP封裝體外形尺寸進(jìn)行了規(guī)定，使用5mm和7mm的整倍數(shù)，到40mm為止。QFP的端子是用合金制的，隨著端子數(shù)增多，端子厚度，寬度減小，“J”端子封裝就很困難，QFP所用器件仍采用翼形端子，端子中心距有1.0mm，0.8mm,0.65mm,0.5mm直0.3mm等多種。
?。?）陶瓷芯片載體
陶瓷芯片載體封裝的芯片是全密封的，具有很好的環(huán)境保護(hù)作用，一般用于軍品中，陶瓷芯片載體分為無端子和有端子兩種結(jié)構(gòu)，前者稱為L(zhǎng)CCC，后者稱為L(zhǎng)DEC，但因LDEC生產(chǎn)工藝繁瑣，不適應(yīng)大批量生產(chǎn)，現(xiàn)已很少使用，下面主介紹LCCC。
LCCC的外殼采用90%-96%的氧化鋁或氧化鈹瓷片，經(jīng)印制布線后疊片加壓，在保護(hù)氣體中高溫?zé)Y(jié)而成，然后粘貼半導(dǎo)體芯片，完成芯片與外殼端子的連接，再加上頂蓋進(jìn)行密封封裝，無端子陶瓷芯片載體的電極中心距有1.0mm和1.27mm兩種。
LCCC引出端子的特點(diǎn)是在陶瓷外殼側(cè)面有尖似城堡狀的金屬化凹槽和外殼底面鍍金電極相連，提供了較短的信號(hào)通路，電感和電容損耗較低，可用于高頻工作狀態(tài)，這種封裝常用于微處理器單元、門陣列的存儲(chǔ)器。
（7）BGA（Ball Grid Array）
20世紀(jì)80年代中后期至90年代，周邊端子型的IC（以QFP為代表）得到很大發(fā)展和廣泛應(yīng)用，但由于組裝工藝的限制，QFP的尺寸（40mm2）端子數(shù)目（360根）和端子間距（0.3mm）已達(dá)到了極根，為了適應(yīng)I/O數(shù)的快速增長(zhǎng)，由美國(guó)Motorola和日本Citigen Watch公司共同開發(fā)了新的封裝形式——門陣列式球形（Ball Grid Array封裝，簡(jiǎn)稱BGA）于90年代初投入實(shí)際使用。
BGA的端子成球形陣分布在封裝的底面，因此它可以有較多端子數(shù)量且端間距較大。具有相同外形尺寸，但端子數(shù)存在差異性的BGA和QFP。見 表6-14。
表6-14 封裝形式與組裝密度的比較
|
封裝形式 |
外形尺寸/mm×mm |
引腳間距 /mm |
I/O數(shù) |
封裝形式 |
外形尺寸/mm×mm |
引腳間距 /mm |
I/O數(shù) |
|
QFP |
32×32 |
0.635 |
184 |
BGA |
31×31 |
1.27 |
576 |
|
BGA |
31×31 |
1.5 |
400 |
BGA |
31×31 |
1.0 |
900 |
通常BGA的安裝高底低，端子間距大，端子共面性好，這些都極大改善了組裝的工藝性，由于它的端子更短，組裝密度更高，因此電氣性能更優(yōu)勢(shì)，特別適合在高頻電路中使用。
此外，BGA的散熱性良好，BGA在工作時(shí)芯片的溫度更接近環(huán)境溫度。
BGA封裝在具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在下列問題。
1、BGA焊后檢查和維修比較困難，必須使用X射線透視X射線分層檢測(cè)，才能確保焊連接的可靠性，設(shè)備費(fèi)用大。
2、易吸濕，使用前應(yīng)烘干處理
?。?）CSP（Chip Scale Package）
CSP是BGA進(jìn)一步微型化的產(chǎn)物，問世于20世紀(jì)90年代中期，它的含義是封裝尺寸與裸芯片（Bare Chip）相同或封裝尺寸比裸芯片稍大（通常封半月尺寸與裸芯片之比為1.2：1），CSP外部端子間距大于0.5mm，并能適應(yīng)再流焊組裝。
CSP有如下優(yōu)點(diǎn)
1、CSP是一種有品質(zhì)保證的器件，即它在出廠時(shí)半導(dǎo)體制造廠家均經(jīng)過性能測(cè)試，確保器件質(zhì)量是可靠的（又稱之為KGD器件）
2、封裝尺寸比BGA小。
3、它比QFP提供了更短的互連，因此電性能更好，即阻抗低、干擾小、噪聲低、屏蔽效果好，更適應(yīng)在高頻領(lǐng)域應(yīng)用。
4、具有高導(dǎo)熱性
同BGA一樣，CSP也存在著焊接后焊點(diǎn)質(zhì)量測(cè)試問題和熱膨脹系數(shù)匹配問題，此外，制造過程中基板的超細(xì)過孔制造困難，也給推廣應(yīng)用帶來一定問題。
表面安裝的工藝流程
SMT工藝有兩類最基本的工藝流程式，一類是錫膏再流焊工藝，另一類是貼片波峰焊工藝。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)所用元器件和生產(chǎn)裝備的類型以及產(chǎn)品的需求，選擇單獨(dú)進(jìn)行或者重復(fù)、混合使用，應(yīng)根據(jù)所用元器件和生產(chǎn)裝備的類型以及產(chǎn)品的需求，選擇單獨(dú)進(jìn)行或者重復(fù)，混合使用，以滿足不同產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。
1、錫膏再流焊工藝 ，該工藝流程式的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快捷、有利于產(chǎn)品體積的減小。
2、貼片波峰焊工藝 ，該工藝流程的特點(diǎn)是利用雙面板空間，電子產(chǎn)品的體積可以進(jìn)一步減小，且仍使用通孔元件，價(jià)格低廉，但設(shè)備要求增多，波峰焊過程中缺陷較多，難以實(shí)現(xiàn)高密度組裝。
若將上述兩種工藝流程式混合與重復(fù)，則可以演變成多種工藝流程供電子產(chǎn)品組裝之用，如混合安裝。
③、混合安裝 ，該工藝流程特點(diǎn)是充分利用PCB雙面空間，是實(shí)現(xiàn)安裝面積最小化的方法之一，并仍保留通孔元件廉的優(yōu)點(diǎn)，多用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的組裝。
④雙面均采用錫膏再流焊工藝，該工藝流程的特點(diǎn)是采用雙面錫膏再流焊工藝，能充分利用PCB空間，并實(shí)現(xiàn)安裝面積最小化，工藝控制復(fù)雜，要求嚴(yán)格，常用于密集型或超小型電子產(chǎn)品，移動(dòng)電話是典型產(chǎn)品之一。
焊接工藝
焊接是表面安裝技術(shù)中的主要工藝技術(shù)。在一塊表面安裝組件（SMA）上少則有幾十多則有成千上萬個(gè)焊點(diǎn)，一個(gè)焊點(diǎn)不良就會(huì)導(dǎo)致整頓秩序個(gè)SMD產(chǎn)品失效，所以焊接質(zhì)量是SMA可靠性的關(guān)鍵，它直接影響電子設(shè)備的性能和經(jīng)濟(jì)效益，焊接質(zhì)量取決于所用的焊接方法、焊接材料，焊接工藝和焊接設(shè)備。
表面組裝有用軟釬焊技術(shù)，它將SMC/SMD焊接到PCB的焊盤圖形上，使元器件與PCB電路之間建立可靠的電氣和機(jī)械連接，從而實(shí)現(xiàn)具有一定可靠性的電路功能，這種焊接技術(shù)主要工藝特征是；用焊劑將要焊接的金屬表面洗凈（去除氧化物等）使之對(duì)焊接料具有良好的潤(rùn)濕性；供給熔焊料潤(rùn)金屬表面。
根據(jù)溶融焊料的供給方式，在SMT中采用的軟釬焊技術(shù)主要有波峰焊（Wave Solde\ring）和再流焊（Reflow Soldering）. 一般情況下，波峰焊用于混合組裝方式，再流焊用于全表面組裝方式，波峰焊是通孔插技術(shù)中使用的傳統(tǒng)焊接工藝技術(shù)，根據(jù)波峰的形狀不同有單波峰焊、雙波峰焊等形式之分，根據(jù)提供熱源的方式不同，再流焊有傳導(dǎo)，對(duì)流、紅外、激光、氣相等方式。
波峰焊與再流焊之間的基本區(qū)別在于熱源與釬料的供給方式不同。在波峰焊中，釬料波峰有兩個(gè)作用：一是供熱，二是提供釬料，在再流焊中，熱是由再流焊技術(shù)是印制電路板上進(jìn)行大批量焊接元器件的主要方式。就目前而言，再流焊技術(shù)與設(shè)備是SMT組裝廠商組裝SMC/SMD的主選技術(shù)與設(shè)備，但波峰焊仍不失為一種高效自動(dòng)化，商產(chǎn)量，可在生產(chǎn)線上串聯(lián)的焊接技術(shù)。因此，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，波峰技術(shù)與再流焊技術(shù)仍然電子組培裝的首選焊接設(shè)備。
焊接特點(diǎn)
由于SMC/SMD的微型化和SMA的高密度化，SMA上元器件之間和元器件與PCB之間的間隙很小，因此，表面組裝元器件的焊接與傳統(tǒng)引線插裝元器件的焊接相比，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
1、元器件本身受熱沖擊大
2、要求形成微細(xì)化的焊接連接。
3、由于表面組裝元器件的電極或引線的形狀，結(jié)構(gòu)及材料種類繁多，要求能對(duì)各種類型的電極或引線進(jìn)行焊接。
4、要求表面組培裝元器件與PCB上焊盤圖形的接合強(qiáng)度和可靠性高。
所以，SMT與THT相比，對(duì)焊接技術(shù)提出了更高的要求。然而，這并不是說獲得高可靠性的SMA是困難的，事實(shí)上，只要對(duì)SMA進(jìn)行正確設(shè)計(jì)和執(zhí)行嚴(yán)格的組裝工藝，其中包括嚴(yán)格的焊接工藝，SMA進(jìn)行正確設(shè)計(jì)和執(zhí)行嚴(yán)格的組裝工藝，其中包括嚴(yán)格的焊接技術(shù)、方法和設(shè)備，嚴(yán)格控制焊接工藝。
除了波峰焊接和再流焊接技術(shù)之外，為了確保SMA的可靠性，對(duì)于一些熱敏感性強(qiáng)的SMD常采用局部加熱方式進(jìn)行焊接。
SMT表面安裝技術(shù)系列之７表面安裝設(shè)備
貼片設(shè)備
為了滿足大生產(chǎn)需要，特別是隨著SMC/SMD的精細(xì)化，人們?cè)絹碓街匾暡首詣?dòng)化的機(jī)器——貼片機(jī)來實(shí)現(xiàn)高速精度的貼放元器件。
近30年來，貼片機(jī)已由早期的低速度（1~1.5S/片）和低精度（機(jī)械對(duì)中）發(fā)展到高速（0.08S/片）和高精度、（光學(xué)對(duì)中，貼片精度±60）高精度全自動(dòng)貼片機(jī)是由計(jì)算機(jī)、光學(xué)、精密機(jī)械、滾珠絲桿、直線導(dǎo)軌、線性電機(jī)、諧波驅(qū)動(dòng)器及真空系統(tǒng)和各種傳感器構(gòu)成的機(jī)電一體化的高科技術(shù)裝備。從某種意義上來說，貼片機(jī)技術(shù)已成為SMT的支柱和深入發(fā)展重要標(biāo)志，貼片機(jī)是整個(gè)SMT的生產(chǎn)中最關(guān)鍵，最復(fù)雜的設(shè)備，也是人們?cè)诔醮谓MT生產(chǎn)線時(shí)最難選擇的設(shè)備。
（1）貼片機(jī)的分類
目前世界上已有近幾十個(gè)貼片機(jī)生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)的貼片機(jī)達(dá)幾百種之多，貼片機(jī)的分類沒有固定的格式，習(xí)慣上有下列幾種。
1、按速度分類
中速貼片 3000片/h〈貼片速度〈9000片/h
高速貼片機(jī) 9000片/h〈40000片/h
超速貼片機(jī) 大于40000片/h
通常高速貼片機(jī)采用固定多頭（約6頭）或雙組貼片安裝在X、Y導(dǎo)軌上，X-Y伺服系統(tǒng)為閉環(huán)控帛，故有較高的定位精度，貼片器件的種類較廣泛，這類貼片機(jī)種類最多，生產(chǎn)廠家也多，能在多種場(chǎng)合下使用，并可以根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力大小組合拼裝使用，也可以單臺(tái)使用，而超高速貼片機(jī)則采用旋轉(zhuǎn)式多系統(tǒng)，根據(jù)多送煤旋轉(zhuǎn)方向又分為水平旋轉(zhuǎn)式與垂直旋轉(zhuǎn)式，前者多見于松下和三洋產(chǎn)品，后者多見于西門子等產(chǎn)品。
還有一種超高速貼片機(jī)，如Assembleon-FCM和FUJI-QP-132貼片機(jī)，它們均由16個(gè)貼片送煤組合而成，其貼片速度分別9.6萬片/h和12.7萬片/h。它們的特點(diǎn)是16個(gè)貼片頭可以同時(shí)貼裝，故整體貼體速度快，但對(duì)單個(gè)頭來說卻僅相當(dāng)于速機(jī)的速度，故貼片頭運(yùn)動(dòng)慣性小，貼片精度能得以保證。
2、按功能分類 由于近來來元器件片式化率越來越高，SMC/SMD品種越來越多，形狀不同，大小各異，此外還有大量的接插件，因此對(duì)貼片裝品種的能力要求越來越高。目前，一種貼片機(jī)還不能做到即能高速度貼裝又能處理異型，超大型元件，故專業(yè)貼片機(jī)又根據(jù)能貼裝元器件的品種分為兩大類，一類是高速/超高速貼片機(jī)，主要以貼片元件為主體，另一類能貼裝大型器件和異型器件，稱為多功能機(jī)。
目前這兩類貼片機(jī)的貼片分為兩大類：一類是高速/超高速貼片機(jī)，主要以貼片式元件為主體；另一類能貼裝大型器件和異型器件，稱為多功能機(jī)。
目前這兩類貼片機(jī)貼和片功能可互相兼容，即高速貼裝機(jī)不僅只貼片式元器件，而且能貼裝尺寸不太大的QFP和PLCCC（32mm×32mm），甚至能貼裝CSP，這樣做的好處是將速度、精度、尺寸三者兼容，若兩臺(tái)貼片機(jī)邊線工作時(shí)，能將所有元器件進(jìn)行適當(dāng)分配，以達(dá)到兩臺(tái)貼片機(jī)的總體貼裝時(shí)間互相平衡，這對(duì)提高總體貼裝速度是非常有意義的。
3、按貼裝方式分類，這種分類方法在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中不常用，僅用于理論分析，其分類方法有如下幾種。
a、順序式。使用通常見到的貼片機(jī)，它是按照順序?qū)⒃骷粋€(gè)一個(gè)貼到PCB上，因此又稱之為順序貼片機(jī)。
b、同時(shí)式。使用專用料斗（每個(gè)斗中放一種圓柱式元件），通過一個(gè)塑料管送到PCB對(duì)應(yīng)的焊盤上，每個(gè)焊盤都有一個(gè)元件的料倉(cāng)和塑料管，一個(gè)動(dòng)作就能將元件全部貼裝到PCB相應(yīng)的焊盤上。這種方法多見于高頻頭的生產(chǎn)中，它適應(yīng)大批量長(zhǎng)線產(chǎn)品，但僅適用于圓柱元件，它的缺點(diǎn)是，更換產(chǎn)品時(shí)，所有工裝夾全部要更換，費(fèi)用高，時(shí)間長(zhǎng)，目前這種方法已很少使用。
C同時(shí)在線式。這類貼片機(jī)由多個(gè)貼片送煤組合而成，最典型的是Assembleiom-FCM。工作時(shí)，16個(gè)頭依次同時(shí)對(duì)一塊PCB貼片，故稱之為同時(shí)在線式。
4、按自動(dòng)化程度分類，目前大部分貼片機(jī)是全自動(dòng)機(jī)電一體休的機(jī)遇，但也有一種是手動(dòng)式貼片機(jī)，這類貼片機(jī)的機(jī)送煤有一套簡(jiǎn)易的手動(dòng)支架，手動(dòng)貼片安裝在Y軸頭部，X、Y、定位可以靠人手的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來校正位置。有時(shí)還中用光學(xué)系統(tǒng)配套來幫助定位，這類手動(dòng)貼片主要用于新產(chǎn)品開發(fā)，具有價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)。
（2）典型貼片機(jī)
典型的貼片有松下MSR貼片機(jī)，西門子的HS-50；Assmbleon-FCM貼片體貼，多功能一體機(jī)等。
?。?）貼片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
貼片機(jī)從早期的機(jī)械對(duì)中，發(fā)燕尾服到現(xiàn)在的光學(xué)對(duì)中，具有超高速的貼片能力，然而技術(shù)總是向前發(fā)展的，貼片機(jī)還會(huì)向貼片速度更快、貼片精度更高、材料管理更方便的方向發(fā)展，其趨勢(shì)如下。
?、俨捎秒p軌道以實(shí)現(xiàn)一軌道上進(jìn)行PCB貼片，另一軌道送板（西門子的HS-50已出現(xiàn)）減少PCB輸送時(shí)間和貼片頭待機(jī)停留時(shí)間。
?、诓捎枚囝^組合技術(shù)（類似FCM機(jī)）飛行對(duì)中技術(shù)和Z軸軟著陸技術(shù)，以使貼片速度更快，元件放置更穩(wěn)，精度更高、真正做到PCB貼片后直接進(jìn)入再流焊爐中再流。
?、鄹倪M(jìn)送料器的供料方式，縮短元器件更換時(shí)間。目前大部分阻容元件已實(shí)現(xiàn)散裝供料，但減少管式包裝的換料時(shí)間尚有許多工作可做。
④采用模塊化概念，通過快速配置，整合設(shè)備可輕易在生產(chǎn)線間拼裝或轉(zhuǎn)移，真正實(shí)現(xiàn)線體柔性化和多功能化。
⑤開發(fā)更強(qiáng)大的軟件功能系統(tǒng)，包括各種形式的PCB文件，直接優(yōu)化生成貼片程序文件，減少人工編程時(shí)間，機(jī)器故障自診斷系統(tǒng)及大生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化操作。
焊接設(shè)備
?。?）波峰焊機(jī)波峰焊機(jī)
傳統(tǒng)插裝元件的波峰焊工藝基本流程式包括準(zhǔn)備、元器件插裝、波峰焊、清洗等。
波峰焊機(jī)通常由波峰發(fā)生器，印制電路板傳輸，助焊劑噴涂系統(tǒng)，印制電路板預(yù)熱，冷卻裝置與電氣控制系統(tǒng)等基本部分組成，其他可添加部分包括風(fēng)刀，油攪拌和惰性氣體氮等。
①波峰發(fā)生器 波峰發(fā)生器是波峰焊機(jī)的核心，是衡量一臺(tái)波峰焊系統(tǒng)性能優(yōu)劣的判據(jù)。而波峰動(dòng)力學(xué)又是波峰發(fā)生器技術(shù)水平的標(biāo)志。它融合流體力學(xué)、金屬表面理論、治金學(xué)和熱工學(xué)等學(xué)科為一體，隨著世界各國(guó)對(duì)波峰焊的高度重視與研究，釬料波峰動(dòng)力學(xué)逐漸成為一門獨(dú)立的邊緣學(xué)科。
?、谥竸﹪娡肯到y(tǒng) 在生產(chǎn)中，必須借助焊接表面上的氧化層。通常焊劑的密度在0.8~0.85g/cm3之間，固體量在1.5%~10%左右時(shí)，焊劑能夠方便均勻地涂布到PCB上。根據(jù)使用的焊劑類型，焊接需要的固態(tài)焊劑量在0.5~3g/m2之間，這相當(dāng)于潤(rùn)濕焊劑層的厚度為3~20m。SMA上必須均勻地涂布上一定量的焊劑，才能保證SMA的焊接質(zhì)量。
③預(yù)熱系統(tǒng) 波峰焊設(shè)備采用系統(tǒng)以升印制電路板組件和釬劑的溫度，這樣做有助于在印制電路板進(jìn)入釬料波峰時(shí)降低沖擊，同時(shí)也有助于活化釬劑，這兩大因素在實(shí)施大批量焊接時(shí)，是非常關(guān)鍵的，預(yù)熱處理能使印制電路板材料和元器件上的熱應(yīng)力作用降低至最小的程度。
?、茆F料波峰 涂覆助焊劑的印制電路板組件離開了預(yù)熱階段，通過傳輸帶穿過釬料波峰。釬料波峰是由來自于容器內(nèi)熔化了釬料上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)而形成的，波峰的長(zhǎng)度，高度和特寫的流體動(dòng)態(tài)特性，呆以通過擋板強(qiáng)迫限定來實(shí)施控制，隨著涂覆釬劑的印制電路板通過釬料波峰，就可以形成焊接點(diǎn)。
⑤傳輸系統(tǒng) 傳輸系統(tǒng)是一條安放在滾軸上的金屬傳送帶，它支撐著印制電路板移動(dòng)著通過波峰焊區(qū)域。在該類傳輸帶上，印制電路板組件一般通過機(jī)械手或其他機(jī)械機(jī)構(gòu)予以支撐。托架能夠進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同足尺寸類型的印制電路板的需求，或者按特殊規(guī)格尺寸進(jìn)行制造。
?、?a target="_blank">控制系統(tǒng) 隨著當(dāng)代控制技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為波峰焊控制技術(shù)進(jìn)入到計(jì)算機(jī)控制階段奠定了基礎(chǔ)。在波峰焊設(shè)備中采用了計(jì)算機(jī)控制，不僅降低了成本，縮短了研制和更新?lián)Q代周期，而且還可通過硬件軟化設(shè)計(jì)技術(shù)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得整機(jī)可靠性大的提高，操作維修方便，人機(jī)界面友好。
?。?）再流焊爐
典型的再流焊爐通常有5個(gè)溫區(qū)組成，第一和第四溫匹配置了面狀遠(yuǎn)紅外加熱器，從第一到第四個(gè)溫區(qū)各配置了熱風(fēng)加熱器。第二和第三溫區(qū)有加熱和保溫作用，主要是為了使SMA加熱更均勻，以保證SMA在充分良好的狀態(tài)下進(jìn)入焊接溫區(qū)。
?、偌訜崞?紅外加熱器的種類很多，大體可分兩大類：一類是直接輻射熱量，又稱為一次輻射體；另一類是陶瓷板，鋁板和不銹鋼式加熱器，加熱器鑄造在板內(nèi)，熱能首先通過傳導(dǎo)轉(zhuǎn)移到板面上來。管式加熱器，具有工作溫度高，輻射波長(zhǎng)短和熱響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)滴，但因加熱時(shí)有光的產(chǎn)生，故對(duì)焊接不同顏色的元器件有不同的反射效果，同時(shí)也不利于與強(qiáng)制冷熱風(fēng)配套。板式加熱衷器，熱響應(yīng)慢，效率稍低，但由于熱慣量大，通過穿孔有利于熱風(fēng)的加熱，對(duì)焊接元件中顏色敏感性小，陰影效應(yīng)較小，此外結(jié)構(gòu)上整體性強(qiáng)，利于裝卸和維修，在與熱電偶配套方面也比前者有明顯的優(yōu)越性。因此，目前銷售的再流爐中，加熱器幾乎全是鋁板或不銹鋼加熱器，有些制造廠還在其表面涂有紅外涂層，以增加約外發(fā)射能力。
②傳送系統(tǒng) 再流焊爐的傳送系統(tǒng)有三種。一是耐熱的四氟乙烯玻璃纖維布，它以0.2mm厚的四氟乙稀纖維布為傳送帶，運(yùn)行平衡，導(dǎo)熱性好。僅適用小型并且是熱板紅外型再流爐；二是不銹鋼網(wǎng)，它氫不銹鋼網(wǎng)張緊后成為傳送帶，剛性好，運(yùn)行平穩(wěn)，但不適用雙面PCB焊接，故使用受到限制；三是鏈條導(dǎo)軌，這是目前普遍采用的方法，鏈條的寬度可實(shí)現(xiàn)機(jī)調(diào)或電調(diào)，PCB放置在鏈積極分子導(dǎo)軌上，能實(shí)現(xiàn)SMA的雙面焊接。選購(gòu)時(shí)應(yīng)觀察鏈條導(dǎo)軌本身是否帶有加熱系統(tǒng)也是不能忽視的問題，因?yàn)閷?dǎo)軌也參與散熱，并且直接影響PCB上的溫度，通常應(yīng)選用帶有架熱器的產(chǎn)品。此外還應(yīng)考慮導(dǎo)軌本身材料的耐熱性，否則長(zhǎng)期在高溫下工作會(huì)引起生銹和變形。鏈條導(dǎo)軌的一致性也不呆忽視，差的精度有時(shí)會(huì)導(dǎo)致PCB在爐腔中脫落，故有的再流焊又裝上不銹網(wǎng)，即網(wǎng)鏈混裝式，可防止PCB脫落。
?、蹨乜叵到y(tǒng) 帶有爐溫測(cè)試功能的溫控系統(tǒng)，不管是用控溫表控制爐溫，還是用計(jì)算機(jī)控制爐溫，均應(yīng)做到控溫精度高。好的控溫儀表做到高精度的控制。
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論