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电子工艺基础知识目标n工程师工作：电路设计，工程设计，产品组 装，产品调试，产品文件。即完成原理图产品样机的过程 产品具备高的性能/价格比重点训练n焊接训练nSMT工艺n印制板制作 锡焊机理锡焊机理 锡焊锡焊n通常焊接技术分为熔焊、压焊和钎焊三大类。图1.1 是现代焊接的主要类型。锡焊属于钎焊中的软钎焊。（钎料熔点低于 450C）。习惯把钎料称为焊料，采用铅锡焊料进行焊接称为铅锡焊，简称锡焊。n锡焊，简略地说，就是将铅锡焊料熔人焊件的缝隙使其连接的一种焊接方法 n特征是：焊料熔点低于焊件。焊接时将焊件与焊料共同加热到焊接温度，焊料熔化而焊件不熔化。连接的形式是由熔化的焊料润湿焊件的焊接面产生冶金、化学反应形成结合层而实现的。锡焊机理锡焊机理n1.扩散 n金属之间的扩散不是任何情况下都会发生，而是有条件的。两个基本条件是：距离，两块金属必须接近到足够小的距离。温度，只有在一定温度下金属分子才具有动能，使得扩散得以进行，理论上说，到“绝对零度”时便没有扩散的可能。实际上在常温下扩散进行是非常缓慢的。锡焊机理锡焊机理n2.润湿n 润湿是发生在固体表面和液体之间的一种物理现象。如果液体能在固体表面漫流开，我们就说这种液体能润湿该固体表面 n 例 水能润湿玻璃而水银不能，水不能润湿荷叶。n液体和固体交界处形成一定的角度，这个角称润湿角，角从 0到 180,角越小，润湿越充分n一般质量合格的铅锡焊料和铜之间润湿角可达 20，实际应用中一般以 45为焊接质量的检验标准 锡焊机理n3.结合层n焊料润湿焊件的过程中，符合金属扩散的条件，所以焊料和焊件的界面有扩散现象发生。这种扩散的结果，使得焊料和焊件界面上形成一种新的金属合金层，我们称之为结合层n结合层的成分既不同于焊料又不同于焊件，而是一种既有化学作用（生成金属化合物，例如Cu6Sn5、Cu3Sn、Cu31Sn8等），又有冶金作用（形成合金固溶体）的特殊层。n理想的结合层厚度是1.2 3.5m，强度最高，导电性能好。结合层小于1.2m，实际上是一种半附着性结合，强度很低；而大于6m 则使组织粗化，产生脆性，降低强度。五步法n1准备施焊 准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的是烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。n2加热焊件 将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。n3熔化焊料 当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。n4移开焊锡当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。n5移开烙铁 当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致 45 的方向。五步法（示范）规定任务：印制电路板装焊 nRl R8 卧式安装要求见图 1(a)nR9一 R16 立式安装，见图1(b)nAa,Bb Fh 装焊 n8 根多股导线，8 根单股导线，单股线弯成直角与多股线焊接。n其中：Aa,Bb Dd 按图2(a）n焊接；Ee,Ff Hh 按图2(b）焊接；图1 图2 印制板装配图（见图 3)图 3SMT工艺n先进技术带来的方便n高科技融入电子实习中n高科技简单化n神秘技术表面化 SMT与THTnSMT：surface mounting technologynTHT：through hole technologyn电子系统的微型化和集成化是当代技术革命的重要标志，也是未来发展的重要方向。n安装技术是实现电子系统微型化和集成化的关键。n表面安装技术（Surfaee Mounting Technology 简称 SMT)，从元器件到安装方式，从 PCB 设计到连接方法都以全新面貌出现，它使电子产品体积缩小，重量变轻，功能增强，可靠性提高，推动信息产业高速发展。n SMT 已经在很多领域取代了传统的通孔安装(Through Hole Technology 简称 THT)，并且这种趋势还在发展，预计未来 90 以上产品将采用 SMT。n通过SMT实习，了解SMT的特点，熟悉他的基本工艺过程，掌握最起码的操作技艺。SMT?SMT?（2）THT（Through Hole Technology）与SMT 微型化的关键 短引线/无引线元器件2、表面安装技术 SMT(Surface Mounting Technology)安装/组装/贴装贴装/封装/黏著/着装/实装 （1）SMT的回顾 起源 美国军界 小型化/微型化的需求 发展 民品 成熟 IT 数字化 移动产品 办公 通讯 学习 娱乐 例：手机 19942003 重量700g 120g 68g 手表式n体积 重量 价格 功能n 手持电脑手机 音像 娱乐 n实例 收音机（2）SMT优点 n组装密度高、产品体积小、重量轻。一般体积缩小40%60%，重量减轻60%80%n可靠性高，抗振能力强。n高频特性好，减少了电磁和射频干扰高频特性好，减少了电磁和射频干扰。n易于实现自动化，提高生产效率。3、SMT的发展（1）SMT在持续发展n先进国家 80n我国 50nSMT别无选择的趋势n发展驱动力 市场作用 SMT元器件 小型化元件 IT是朝阳产业，电子制造业是IT的核心人类对产品小型化，多功能的追求无止境。例笔记本电脑 SMT 与时俱进(2)、SMT发展前景 （3 3）SMTSMT内容（内容（1)1)元器件元器件 /印制板印制板 SMC/SMD SMBSMC/SMD SMBSMT SMT 工艺工艺 点胶点胶 印刷印刷 波峰焊波峰焊/再流焊再流焊 设备设备 印刷印刷/贴片贴片/焊接焊接/检测检测 SMT组成（2）SMT组成（3）SMT检测（AOI X）工艺与设备贴片点胶 印刷 焊接 波峰焊/再流焊返修清洗印制板 SMB基础元器件 SMC/SMD SMD 封装、安装性能材料 粘结、焊接、清洗等SMTSMT设计设计 整体设计整体设计/DFX/EMC/DFX/EMC/三防三防生产线 防护与环保SMTSMT管理管理 企业资源企业资源/质量质量/设备设备 /工艺工艺 二、SMT元器件 印制板 1、元器件(SMC)/SMD（surface mount component/device）特征特征：无引线小型化火柴火柴/蚂蚁蚂蚁/SMC/SMC（1）片式元件的变迁2012（0805）1608（0603)1005（0402）0603（0201）0402（?）两种称呼公/英 封装代号：L-W 例 1608（公制）L=1.6mm（60mil)W=0.8mm（30mil）（0603）英制 尺寸极限 1/8普通电阻0603电阻实际样品比较 常用封装（1）SOP（Small Outline Package）小外形封装QFP（Quad Flat Package）方形扁平封装PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）塑 封引线芯片载体SOP QFP PLCC常用封装（2）COB（Chip On Board）板载芯片bonding BGA（ball grid array）球栅阵列IC大小对比（同样功能电路）AD转换电路最新封装尺寸ADAD转换电转换电路路DIPDIP封封装尺寸装尺寸2、SMB（board）（1）表面贴装对PCB的要求 比THT 高一个数量级以上高一个数量级以上 外观要求高 热膨胀系数小，导热系数高 耐热性要求 铜箔强度高 抗弯曲强度的粘合：电性能要求：介电常数，绝缘性能 耐清洗SMT工艺1、印制扳组装形式2、SMT工艺简介 1、印制板的组装形式印制板的组装形式2、SMT工艺简介 n（1）、波峰焊方式焊盘胶翻转锡波n(2)、再流焊方式 典型工艺n可贴装各种SMD焊盘焊膏SMT设备 主设备：印刷/点胶 贴片 焊接辅助设备：输入输出 输送 检测 返修1、印刷/点胶设备 印刷机2、贴片设备n手工手工/半自动半自动/全自动全自动n贴片头贴片头/供料器供料器 PCB移动移动 高速机高速机 chip 多功能机多功能机 device3、焊接设备（1）波峰焊机装板涂助焊剂预热焊接热风刀冷却卸板无铅工艺的要求无铅工艺的要求波峰焊原理 PCB移动方向双波峰式 （2）再流焊机a 空气主要技术参数 加热方式 管式/板式 红外/热风 温区 3-9 温度控制 5 2再流焊机b 氮气4.返工（修）设备（Rework)5、SMT生产线（示意图）n主机辅机n生产规模产品安装流程：祝同学们都能取得好成绩！