第一章SMT表面组装技术表面组装技术的概念 表面组装技术指采用自动化组装设备将片式化微型无引线或短引线表面组装元器件（SMC/SMD，统称片状元器件）直接贴装、焊接到印制电路板（PCB）表面或其他基板表面规定位置的一种电子装联技术。SMT（Surface Mounting Technology），表面组装技术SMA (Surface Mount Assembly)，表面组装组件表面组装技术的特点SMT技术与传统T HT（Through Hole Technology）技术的区别组装方法根本区别在于“贴”和“插”元器件类型 印制电路板焊接方法自动化程度、面积SMT生产系统组成基本组成：印刷机+贴片机+焊接设备表面组装方式与组装工艺流程 影响表面组装方式的因素及组装方式分类表面组装方式SMT设备条件 具体产品要求 表面组装方式按印制板焊接面数和元器件安装方式SMT组装方式可分为单面混合组装、双面混合组装和全表面组装三种。单面混合组装方式表面组装工艺流程不同组装方式对应不同的组装工艺流程，同一组装方式也可以有不同的工艺流程： 主要取决于所用元器件类型、SMA组装质量要求、组装设备、生产线实际条件等。课后作业1、简述SMT区别于传统THT技术的特点。2、判断电路板组装类型并给出相应的组装工艺流程。作业答案：判断电路板组装方式并设计组装工艺流程第一步：判断组装方式：双面混合组装符合要求的组装流程有多个：举例如下组装工艺流程1：来料检测PCB A面涂覆焊膏贴装元器件焊膏烘干再流焊接插装THC 引线折弯翻板B面涂覆粘结剂贴装元器件粘结剂固化翻板波峰焊接清洗最终检测组装工艺流程2：来料检测PCB A面涂覆焊膏贴装SMIC/SMC焊膏烘干A面再流焊接翻板B面涂覆粘结剂贴装元器件粘结剂固化翻板插装THCB面波峰焊接清洗最终检测只翻一次板的工艺组装工艺流程3：来料检测PCB B面涂覆粘结剂贴装元器件粘结剂固化翻板PCB A面涂覆焊膏贴装元器件焊膏烘干A面再流焊接插装THCB面波峰焊接清洗最终检测工艺设计基本原则：1、依据具体电路板形式进行设计2、依据具体设备条件进行设计3、再流焊与波峰焊同时兼有时，一般先进行再流焊4、波峰焊与再流焊不能同时或无间歇连续进行5、为防止大的SMIC脱落，可增加涂覆粘结剂，但粘结剂仅起到增强元器件固定牢固度的作用第二章、表面组装元器件 表面组装元器件种类表面组装元器件主要包括： 【表面组装元件】 【表面组装器件】【表面组装连接件】从种类来分：可分片式电阻器、片式电容、片式电感、片式机电元件。SMC （Surface Mounted Component）表面组装电阻器可分矩形片式电阻和圆柱形片式电阻。按制造工艺可分薄膜型和厚膜型两类，片式电阻按阻值类型分类：片式固定电阻、片式电位器、片式排阻矩形片式电阻结构及电极作用矩形片式电阻器端电极也有三层结构内层电极：通常为银-钯合金，与电阻膜接触电阻小，与陶瓷基板结合力强中间电极：镀镍层-缓冲热冲击，提高耐热性，防止银离子向电阻膜层迁移。外层电极：助焊层或可焊层保证电极良好可焊性。表面组装电容器表面组装电容器又称片式电容器，分为瓷介电容和电解电容两种。片式瓷介电容器因陶瓷配方不同而具有不同电性能：1）型陶瓷CC41介电常数100，稳定性较好3）型陶瓷具有很高的介电常数，稳定性差，易损耗电解电容器正负极和标记判断铝电解电容钽电解电容一端印有深色标记线为正极，表面印有电容值及耐压值等。表面组装器件表面组装半导体器件SMD（Surface Mounted Device）主要分为表面组装分立器件（晶体二极管、三极管、场效应管及其组成的简单复合电路）和表面组装集成电路两大类。表面组装晶体管小外型晶体管（Small Outline Transistor，SOT） SOT-23封装有三个“L形”端子，端子材质为42号铁镍合金。表面组装集成电路表面组装集成电路因封装形式不同分为：SO（SOJ、SOP和SOL）、PLCC、LCCC、QFP、BGA、CSP等。 a）SOJ封装 b）SOP封装四边扁平QFP封装矩形四边有电极引脚的表面集成电路称为四方扁平封装QFP。QFP封装采用翼形电极引脚。（a）QFP外形 b）QFP塑封有引线芯片载体PLCC塑封有引线芯片载体（PLCC-Plastic Leaded Chip Carrier）引脚从芯片四边引出，成丁字形，采用塑料封装，引脚形式为J形。陶瓷无引线封装（CLCC）陶瓷无引线芯片载体（LCCC-Leadless Ceramic Chip Carrier）无引线，引出端是陶瓷外壳，四侧为镀金凹槽（城堡式）。球栅阵列封装（BGA）常用半导体器件的封装形式SMT元器件包装形式及应用范围元器件包装形式：散装、编带包装、管式包装和盘式包装编带包装适用于除大尺寸QFP、PLCC和LCCC芯片以外的其他元器件。编带的一边有定位孔，用于贴片机拾取元器件时引导编带前进并定位。塑料编带主要用于各种无引线元件、异形元件、晶体管以及少引线的SOP/QFP器件等。管式包装主要用来包装矩形片式电阻、电容以及某些异形和小型器件，主要用于SMT元器件品种很多且批量小的场合：SOP、SOJ和PLCC芯片及插座等，适合品种多、小批量的包装。盘式/托盘包装托盘包装是用矩形隔板使托盘按规定的空腔等分，再将器件逐一装入盘内，装好后盖上保护层薄膜。主要用来包装I/O数多、外形偏大的QFP、窄间距SOP和BGA等器件。第三章、表面组装印制电路板 印制电路板概念印制电路是一种附着于绝缘基材表面用于连接电子元器件的导电图形，印制电路成品板称为印制电路板（PCB，Printed Circuit Board）。 PCB主要功能：【元件固定、支撑】 【电气互连】按基材机械强度分：硬式（刚性）PCB和软式（挠性） PCB； 按电路层数分：单面PCB、双面PCB和多层PCB表面组装基板材料重要参数【热膨胀系数CTE】【玻璃化转变温度Tg】【材料分解温度Td】【分层时间T288】【平整度和耐热性】SMB设计原则【元器件布局规则】1、元器件分布均匀、同一电路单元元器件相对集中排列。2、有相互连线元器件相对靠近排列、以利于排列密度提高和保证走线距离最短。3、热敏感元器件布置时远离发热量大的元器件；4、相互有电磁干扰元器件应采取屏蔽或隔离措施。SMB设计基本原则【布线规则】印制线走向尽可能取直，就近避远；电路I/O导线应尽量避免相互平行；印制线折弯走线平滑自然，连接处就圆避直（锐）；印制线接地尽可能保留铜箔作公共地线，布置在边缘；SMB设计基本原则多层板印制线走线方向 多层板原则上要求按电源层、地线层和信号层分开，减少电源、地、信号之间的干扰。而且要求相邻两层印制板的印制线走向应尽量相互垂直或走斜线、曲线，而不平行走线，以利于减少基板层间耦合和干扰。SMB设计基本原则走线的开环规避 一般不允许出现一端浮空的布线（Dangling Line）,主要是为了避免产生“天线效应”：减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的影响。SMB设计基本原则信号线屏蔽保护 为了尽量减小重要信号的损失或串扰，如时钟信号，同步信号、高频信号等，应考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计：将所布印制线上下左右用地线进行隔离。第四五章、钎焊机理 钎焊的概念现代焊接技术可分为加压焊、熔焊和钎焊等；熔焊是指将母材和焊料均熔化的焊接方式。钎焊是指用比母材熔点低的金属材料作为钎料，用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法，电子组装中的焊接属钎焊范畴。钎焊分为硬钎焊和软钎焊两种。钎焊本质及润湿本质【焊接本质】固体金属表面被某种熔化合金润湿润湿本质：润湿力与表面张力的合力【扩散】焊料原子与金属原子之间的相互扩散，晶内扩散、晶界扩散和表面扩散。降低表面张力的方法以锡铅焊料为例,减小表面张力的方法： 1) 表面张力一般随温度升高而降低，可通过提高温度的方法来降低表面张力。 2) 改变焊料合金成分(锡铅焊料随铅含量增加表面张力降低)。 3) 增加活性剂,可去除焊料表面氧化层,并有效地减小焊料的表面张力。 4) 采用保护气体,降低表面张力。周围介质不同,焊料表面张力不同，采用在氮气氛围中进行焊接。 润湿角焊料和母材接触界面和焊料融化后焊料表面切线之间形成的夹角称为润湿角或接触角。 当=0时，称完全润湿；当090时，称焊料与母材间润湿；当18090时，焊料与母材不润湿； 当=180时，称完全不润湿；焊膏使用和储存注意事项【存取登记规范】【先进先出、用前提前复温】【开封前搅拌、尽量当天一次用完，过期不用】【停置一段时间再次搅拌或封盖续存】【印刷焊膏量逐次增加】【印刷后24小时内完成贴装，否则清洗重刷】【焊膏印刷温湿度严格控制】第六章、电子组装辅助材料电子组装辅助材料表面组装材料是指用于SMT行业的相关电子化工材料，主要包括：焊锡膏、贴片胶（粘结剂）、助焊剂和清洗剂等，其中除焊锡膏外，其余材料统称电子组装辅助材料。助焊剂是焊接过程中，促进焊接顺利进行的化学物质，其作用极其重要。波峰焊中，助焊剂和合金焊料分开使用，而在再流焊过程中，助焊剂则作为组分添加在焊膏中。助焊剂的作用 去除被焊母材表面的氧化物膜 防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化 有效降低熔融焊料表面张力，增加润湿性 有利于热量传递至焊接区助焊剂应具备的性能具有助焊剂基本性能熔点低于焊料，焊料熔化前助焊剂必须熔化润湿扩散速度高于焊料：扩展率不小于90%粘度和密度比焊料小焊接时不产生焊珠飞溅：不产生有毒气体焊后残渣易去除：不吸湿、不导电、不腐蚀焊后不沾手、不易拉尖：常温下储存稳定良好的热稳定性：一般不小于100免清洗与不清洗“免清洗”与“不清洗”是两个绝对不同的概念。“不清洗”：指在电子装联生产中采用传统松香助焊剂（RMA）或有机酸助焊剂，焊接后虽板面留有一定残留物，但不用清洗也能满足某些产品的质量要求，主要用于中低端电子产品。 贴片胶的使用注意事项u 储藏在5以下的冰箱内低温密封保存u 使用时取出后应复温至室温后打开容器u 使用后原包装容器中的贴片胶仍需低温密封保存u 用胶量适度u 管理规范、先进先出、保质期内使用。第七章、焊膏与粘结剂涂覆技术 涂覆技术简介焊膏印刷与粘接剂（贴片胶）涂敷技术是指通过某种方法将焊膏或粘接剂均匀分配到PCB板指定的精确坐标位置上的工艺技术。涂覆方法主要有两种：印刷法和点涂法。丝网印刷及模板印刷原理丝网印刷原理：刮刀提供压力焊膏粘性降低注入网孔或漏孔后丝网回弹脱离SMB表面低压力下焊膏流动性变差网板与SMB脱离。印刷（丝印及模板印刷）三要素：焊膏、网板和