DOC《电路组装技术》

电路组装技术 东莞新进电子有限公司 电路组装技术概述 电子元件是构成电子装备的细胞o随著电子元器件的发展和更新换代o电子电路装联技术出向著更高一级技术阶段发展o从而导致新一代电子装备的诞生.

概括起来o电子电路装联技术的发展分为五个阶段o或称五代o现在已进入第五代发展时期o如表1-1所示. 表1-1 电子元器件和电子电路装联技术的发展 项目 第一代 (1950- ) 第二代 (1960- ) 第三代 (1970-) 第四代 (1980-) 第五代 (1985-) 代表产品 真空管收音机 品体管 彩色电视机 录像机 整体型录像机 有源元件 真空管 轴向引线元件 集成电路 大规模集成电路 超大概模集电路 无源元件 带长管脚的大型电压元器件 半自动插装 径向引线元件 表面贴装元器件p异形元件 复合表面贴装元件 三维结构 装联技术 手工焊接 浸焊 自动插装 自动表面贴装 机器人CAD/CAM多层混合贴装 单面酚醛纸板 浸焊 熔焊 再流焊 微电子焊接 电路板 金属底盘 双面异通孔柔性 两面组装o陶瓷基板p金属蕊基板p高密度多层(通孔) 陶瓷多层金属初 总之o电子电路装联技术的发展受元器件所支配o一种新型元器件的诞生o总是要导致装联技术的一场革命.展望21世纪o随著硅微技术的发展o电路装联技术将向 高密度集成 方向大踏步前进o从而使电子装备大缩小体积o减轻重量o降低功耗.提高可靠性o使21世纪的 灵巧电子装备 p 机器人 等智能电子系统成为现实. 表面组装技术概述 表面组装技术o国外叫 Surface Mount Technology,简称SMTo国内有多种译名o根缱有幸当曜缉o我们将SMT叫表面组装技术. 表面组装技术定义 表面组装技术是一种无需在印制板上钻插装孔o直接将表面组装元器件贴p焊到印制电路板表面规定位置上的电路装联技术. 具体的说o表面组装技术就是一定的工具将表面组装元器件引脚对准预先涂覆了了粘剂接剂和焊膏的焊盘图形上o把表面组装元件贴装元器件贴装到未钻安装孔的PCB表面上o然后经过波峰焊或再流焊使表面组装元器件和电路之间建立可可靠的机械和电气连接o元器件各焊点在电路路基板一侧o如图2.所示s 表面组装技术 东莞新进电子有限公司 二p表面组装技术的组成 1.1 表面组装技术的组成如图2.2所示. 封装设计s结构尺寸p端子形式p耐焊性等r 表面组装元器件 制造技术s 包装s编带式p棒式p托盘p散装等 表电路基板枝术 单(多)层PCBp陶瓷基板o瓷釉金属基板等 组装设计 电设计p热设计p元器件布局和电路布线设计p焊盘图形设计 组装方式和工艺流程 组装材料 组装工艺技术 组装技术 组装设术 表面组装工艺概要 三p表面组装工艺技术的组成 图2-3列出表面组装工艺技术的组成. 涂敷材料 粘接剂p焊料p焊膏 组装材料 工艺材料 焊剂p清洗剂p热转换介质 涂敷技术 点涂p针转印p印(丝网印刷p模板印) 贴装技术 顺序式p在线式p同时代 焊接方法 双波峰p喷射波峰等 流动焊接 粘接剂涂敷 点涂p针转印 粘接剂固化 紫外p红外p激光等 焊接技术 组装技术 焊接方法 焊膏法p预置焊料法 表 再流焊接 焊膏涂敷 印刷 面 加热方法 气相p红外p激光等 组 清洗技术 溶剂清洗p水清洗 装 检测技术 非接触式检测p接触式测试 工 返修技术 执空气对流p传导加热 艺 涂敷设备 点涂器p印刷机p针式转印机 技 贴装机 顺序式贴装机p同时式贴装机p以线式贴装系统 术 焊接设备 双波峰焊接设备p喷射式波峰焊接设备p各种再流焊接设备 组装设备 清洗设备 溶剂清洗机p水清洗机 测试设备 各种外观检测设备p在线测试仪p功能测试仪 返修设备 热空气对流返修工具和设备p传导加热返修设备和工具 东莞新进电子有限公司 表面组装技术 四p表面组装和通孔插装的比较 从PCBp元器件和组件形态等方面进行比较o都可以发现SMT和THT存在有许多差异o但从组装工艺角度分析oSMT和THT的根本区别是 插 和 贴 的区别o这两种截然不同的电路组装技术o用了外形结构完全不同的两种类型的电子元器件.电子电路装联技术的发展主要受元器件类型所支配o一块PCB或陶瓷基板电路组件的功能主要来源于电子元器件和互连导体组成的电路组件.通孔插装技术是在PCB的背面从安装插入元器件o而在电器面(正面)进行焊接o元器件主体和焊接接头分别在电路板两侧o面SMT是在基板的同一侧进行元器件贴装和焊接o元器件主体和焊接接头同在电路板一侧.工艺上的这个特征反映了这两类元器件及其包装形式的差异并决定了工艺p工艺装备的结构和性能都存在很大差别. 五p表面组装方式 组装了SMC/SMD的电路基板叫做表面组装组件(简称SMA), 他集中体现了SMT的特征.在不同的应用场合o对SMA的高密度p高功能和高可靠性有不同的要求o只有采用不同的方式进行组装才能满足之些要求.根缱由璞付SMA的形态结构p功能要求p组装特点和所用电路基板类型(单面和双面板)o将表面组装分为三类六种组装方式o如表2-1所示o更全面的分类将在高级教材中介绍. 东莞新进电子有限公司 表面组装技术 六p表面组装工艺流程 表面组装方式确定后o就可以根枰途咛逄跫(或可能)选择合理的工艺流程o不同的组装方式有不同的工艺流程.同一种组装方式出可以有不同的工艺流程o这主要取决于所用元器件的类型和电子装备对电路组件的要求以及生产的实际条件.不同组装方式的典型流程有十几种o在实际生产中具体应用的工艺流程则更多o这里就不一一列举了o图2-4仅列出单面表面组装工艺流程o这是最简单的全表面组装典型工艺流程. 图2-4 单面板全表面组装典型工艺流程 七p什么是表面组装元器件 表面组装元器件是60年代开发o70年代后期在国际市场上流行的新型电子元器件o国际上简称为表面组装元器件Surface Mount Components(简称SMC)或Surface Mount Devices(简称SMD).最初的表面组装元器件是用于厚膜 混合集成电路的外贴元器件o主要是无引线矩形片式电阻器和陶器独石电容器o国外把这些元件叫做 Chip Components ,国内曾叫做 片式元件 .后来(80年代初)又出现了圆柱形p立方体和异形结构的无引线元器件o它们已超越了 片状 p 片式 和 无引线 等说法都不能确切的反映表面组装元器件.其具体定义是s表面组装元器件是外形为矩形片状p圆柱形p立方体或异形o其焊端或引脚制作在同一平面内并适合于表面组装工艺的电子元器件.目前电子元器件的发展日新月异o正向0603或更小化微型化发展o日东公司推出的贴片机(CP40L/LVpCP45FV)均能适应其发展.图3-1示出表面元器件的类型. SDL-03-07-04-00 表面组装技术 东莞新进电子有限公司 类别 封装形式 种类 无源表面组装元件 矩形片式 厚膜和薄膜电阻器p独石陶瓷电容器p单层陶瓷电容器p热敏电阻等 圆柱形 碳膜电阻器p金属膜电阻器pMELF陶瓷电容器p热敏电容器 异形 半固定电阻器p电位器p钽电解电容器p微调电容器p线绕电感器等 有源表面组装器件 陶瓷组件(扁平封装) 无引线陶瓷蕊片载体(LCCC)p有引线陶瓷蕊片载体 塑料组件(扁平封装) 小型模塑二极管(SOD)p小型模塑晶体管(SOT)/小型模塑集成电路(SOIC)p有引线塑封蕊片载体(PLCC)p小型J型组件(SOJ)/四方扁平封装(QFP)/BGA和CSP. 机电表面组装元件 异型 连接器p变压器p延迟器p振荡器p薄型微电机等 二p表面组装元器件的引线结构 按照元器件的端子结构o表面组装元器件可分为有引线和无引线两种类型.无引线的以无源元件居多o有引线的都是特殊短引线结构o以有源器件和机电元件为主.表3.2列出了引线结构类型和特征. 翼形和 J 形引线是已经使用的两种主要引线结构形式o翼形引 于SOIC, J 形引脚用于PLCC.对接引脚是工业界通过剪切DIP(双列直插封装)得到的. 翼形引线的主要优点是能适应薄p小间距组件的发展趋势o并能使用各种焊接艺进行焊接.这种引线结构比 J 形引线有较低的封装外形.其主要缺点是o对于没有角垫的细间距组件来说o在货运和使用过程中易使引脚受到损坏. J 形引线比翼形引线有较大的空间利用系数r虽然对焊接工艺的适应性不及翼形引线o但引线较硬o在货运和使用过程中不易损坏. 人们对对接引线存在异议o日本的一些公司对这种引线组件感兴趣o但是一般认为o对接引线的剪切强度只有 J 形引线和翼形引线的65%o并且对贴装和焊接等因素更为敏感.所以o对接引线的推广应用尚需经历一段时间. 球栅阵列封装是适全表面组装工艺的面阵列封装o它是装蕊片封装的引出端呈阵列式分布在器件体底面上o引出端呈球形o是适合于高引线数器件的封装o现在主要有BGA(球栅阵列)和CSP(蕊片规模封装). 三.表面组装元器件的封装技术 上面介绍的无源表面组装元件一般呈片式p贺柱形和异表o片式和圆柱形阻容元件基本上是无引线封装o异形元件采用特殊封装o无源表面组装元件都采用了扁平短引线封装形式.基本上有两种类型的封装r大多数采用模压塑料封装o成本较低r另一种是用陶瓷片作载体的封装o叫陶瓷封装.除了这两种封装类型外o还有金属外壳封装o但成........