SMT工藝實習(xí)－－FM微型貼片收音機(jī)的制作第一頁，共三十六頁。什么是SMT?

SMT(SurfaceMountingTechnology),即表面貼裝技術(shù),是電子組裝中最普遍應(yīng)用的一種新興技術(shù).經(jīng)過20世紀(jì)80年代的迅速發(fā)展,已經(jīng)進(jìn)入成熟期.SMT已經(jīng)成為一個涉及面廣、內(nèi)容豐富、跨多學(xué)科的綜合性高新技術(shù).最近幾年,SMT又進(jìn)入一個新的發(fā)展高潮,已經(jīng)成為電子組裝技術(shù)的主流.第二頁，共三十六頁。SMT概述

SMT是無需對印制板鉆插裝孔,直接將片式元器件或適合與表面組裝的微型元件器件貼、焊到印制板基板表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù).由于各種片式元器件的幾何尺寸和占空間體積比插裝元器件小得多,這種組裝形式具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、耐振動、抗沖擊、高頻特性和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點.在同一塊板上采用雙面貼裝時密度是插件組裝的1/5左右,從而使印制板面積節(jié)約了60%-70%,重量減輕80%以上.SMT是電子裝聯(lián)技術(shù)的發(fā)展方向,已成為世界電子整機(jī)組裝技術(shù)的主流.我國SMT的應(yīng)用起步于80年代初期,最初從美、日等國成套引進(jìn)了SMT生產(chǎn)線用于彩電調(diào)諧器生產(chǎn),隨后用于錄像機(jī)、攝像機(jī)及袖珍式高檔多波段收音機(jī)、隨身聽等生產(chǎn)中.近幾年在計算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天電子產(chǎn)品中也逐漸得到應(yīng)用.第三頁，共三十六頁。

SMT總的發(fā)展趨勢是:元器件越來越小、組裝難度越來越大.為了進(jìn)一步適應(yīng)電子設(shè)備向短、小、輕、薄方向發(fā)展,出現(xiàn)了0201(0.6mm*0.3mm)的CHIP元件、BGA（BallGridArray—球柵陣列結(jié)構(gòu)的PCB）、CSP(ChipScalePackage—芯片級封裝）、復(fù)合化片式元件等新型封裝元器件.由于BGA等元器件技術(shù)的發(fā)展,引起了SMT設(shè)備、焊接材料、貼裝和焊接工藝的變化,推動電子組裝技術(shù)向更高階段發(fā)展.SMT發(fā)展速度之快,的確令人驚訝,可以說,每年、每月、每天都有變化.SMT發(fā)展動態(tài)第四頁，共三十六頁。1.1SMT簡介技術(shù)縮寫年代代表元器件安裝基板安裝方法焊接技術(shù)通空安裝THT20世紀(jì)60~70年代晶體管,軸向引線元件單、雙面PCB手工/半手工插裝手工浸焊70~80年代單、雙列直插IC，軸向引線元器件編帶單面及多層PCB自動插裝波峰焊浸焊手工焊表面安裝SMT20世紀(jì)80年代開始SMC

、SMD片式封裝VSI、VLSI高質(zhì)量SMB自動貼片機(jī)波峰焊回流焊1.THT與SMT

表1.1.1是THT與SMT區(qū)別表1.1.1大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路（VeryLargeScaleIntegration）第五頁，共三十六頁。圖1.1.1是THT與SMT的安裝尺寸比較第六頁，共三十六頁。2.SMT主要特點高密集性

ＳＭＣ、ＳＭＤ的體積只有傳統(tǒng)元器件的1/3～1/10左右,可以裝在PCB的兩面,有效利用了印制版的面積,減輕了電路板的重量.高可靠性ＳＭＣ和ＳＭＤ無引線或引線很短,重量輕,因而抗振動能力強(qiáng),焊點失效率可比THT降低一個數(shù)量級,大大提高了產(chǎn)品可靠性.高性能ＳＭＴ密集安裝減少了電磁干擾和射頻干擾,尤其在高頻電路中減少了分布參數(shù)的影響,提高了信號傳輸速度,改善了高頻特性,使產(chǎn)品性能提高.高效率ＳＭＴ更適合自動化大規(guī)模生產(chǎn).采用計算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ＣＩＭＳ）可使整個生產(chǎn)過程高度自動化,將生產(chǎn)效率提高到新的水平.低成本ＳＭＴ使ＰＣＢ面積減小,成本降低;無引線和短引線使ＳＭＤ、ＳＭＣ成本降低;安裝中省去引線成型、打彎、剪線的工序;頻率特性提高,減小調(diào)試費用;焊點可靠性提高,減小調(diào)試維修成本.可以下降30%以上.第七頁，共三十六頁。SMT有兩種基本焊接方式.(1)波峰焊:圖1.1.23.SMT工藝及設(shè)備簡介此種方式適合大批量生產(chǎn).對貼片要求高,生產(chǎn)過程自動化程度要求也很高第八頁，共三十六頁。這種方法較為靈活,視配置設(shè)備的自動化程度,既可用于中小型批量生產(chǎn),又可用于批量型生產(chǎn).

混合安裝方法,則需根據(jù)產(chǎn)品實際將上述兩種方法交替使用.(2)回流焊:圖1.1.3回流焊機(jī)第九頁，共三十六頁。1.2SMT元器件及設(shè)備1.表面貼裝元器件SMC/SMD(surfacemountingcomponent/device)

SMT元器件由于安裝方式不同,與THT元器件主要區(qū)別在外型封裝.另一方面由于SMT重點在減少體積,故SMT元器件以小功率元器件為主.又因為大部分SMT元器件為片式,故通常又稱片狀元器件或表貼元器件,一般簡稱SMD.

第十頁，共三十六頁。（SMC）/SMD元器件的特點：特征：無引線或短引線—小型化①片狀元件小、輕、薄。安裝密度高、體積和重量為普通元件的60%；②高頻特性好，減小了引線分布電容，降低了寄生電容和電感，增強(qiáng)了電磁干擾和射頻干擾能力；③易于實現(xiàn)自動化，組裝時無需鉆孔、剪線、打彎等工序，降低了成本，易于大規(guī)模生產(chǎn)。第十一頁，共三十六頁。片狀元件包裝形式：①散裝（或稱袋裝）:用字母B表示，可供手工貼裝、維修和大數(shù)量漏斗貼裝使用；②盒式包裝：用C表示，將片狀元件按一定方向排列在塑料盒中，適合夾具式貼片機(jī)使用；③編帶包裝：用T或U表示，將貼片元件按一定方向逐只裝入紙編帶或塑料編帶孔內(nèi)并封裝，再卷繞在帶盤上，適合全自動貼片機(jī)使用。第十二頁，共三十六頁。表面貼裝元器件識別：(1)片狀阻容元件表貼元件包括表貼電阻、電位器、電容、開關(guān)、連接器等.使用最廣泛的是片狀電阻和電容.目前我國市場上片狀電阻電容以公制代碼表示外形尺寸.

①片狀電阻表1.2.1是常用片狀電阻尺寸等主要參數(shù)第十三頁，共三十六頁。

代碼參數(shù)1608*06032012*08053216*12063225*12105025*20106332*2512外型長×寬1.6×0.82.0×1.253.2×1.63.2×2.55.0×2.56.3×3.2功率(W)1/161/101/81/41/21電壓(V)100200200200200注:1.*英制代號2.片狀電阻厚度為0.4-0.6mm3.最新片狀元件為1005(0402),而0603(0201),目前應(yīng)用較少.4.電阻值采用數(shù)碼法直接標(biāo)在元件上,阻值小于10Ω用R代替小數(shù)點,例如8R2表示8.2Ω第十四頁，共三十六頁。②片狀電容片狀電容主要是陶瓷疊片獨石結(jié)構(gòu),外型代碼與片狀電阻含義相同,主要有:1005/*0402,1608/*0603,2012/*0805,3216/*1206,3225/*1210等.片狀電容元件厚度為0.9-4.0mm.片狀陶瓷電容依所用陶瓷不同分三種,其代號及特性分別為:NPO:Ⅰ類陶瓷,性能穩(wěn)定,損耗小,用于高頻高穩(wěn)定場合X7R:Ⅱ類陶瓷,性能較穩(wěn)定,用于要求較高的中低頻場合Y5V:Ⅲ尖低頻陶瓷,比容大,穩(wěn)定性差,用于容量、損耗要求不高的場合③表貼器件表面貼裝器件包括表面貼裝分立器件(二極管、三極管、晶閘管等)和集成電路兩大類.表面貼裝分立器件除部分采用無引線圓柱外型,常見外型封裝有SOT型和TO型.圖1.2.2是幾種常用外型封裝.此外還有SC-70(2.0×1.25)、SO-8(5.0×4.4)封裝第十五頁，共三十六頁。

SMD集成電路常用雙列平封裝SOP（見圖1.2.1）,四列扁平封裝QFP（見圖1.2.2）,球柵陣列封裝BGA（見圖1.2.3）.前兩種封裝屬于有引線封裝,后一種封裝屬于無引線封裝.第十六頁，共三十六頁。第十七頁，共三十六頁。2.印制板SMB(surfacemountingboard)(1)SMB的特殊要求:①外觀要求光澤平整,不能有翹曲或高低不平②熱脹系數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)高,耐熱性好③銅箔粘合牢固,抗彎強(qiáng)度高④基板介電常數(shù)小,絕緣電阻高(2)焊盤設(shè)計:片裝元器件焊盤形狀對焊點強(qiáng)度和可靠性關(guān)系重大,以片狀電阻元件位例(圖1.2.4)第十八頁，共三十六頁。(1)SMT典型焊點SMT焊接質(zhì)量要求同THT基本相同,要求焊點的焊料連接面呈半弓形凹面,焊接與焊件交接處平滑,接觸角盡可能小,無裂紋、針孔、夾渣、表面有光澤且光滑.由于SMT元器件尺寸小,安裝精確度和密度高,焊接質(zhì)量要求更高.另外還有一些特有缺陷,如立片(曼哈頓現(xiàn)象).圖1.2.10和圖1.2.11分別是兩種典型焊點.3.SMT焊接質(zhì)量第十九頁，共三十六頁。(2)SMT常見焊點缺陷幾種常見SMT焊接缺陷見圖1.2.12,采用再流焊工藝時,焊盤設(shè)計和焊膏印制對控制焊接質(zhì)量起關(guān)鍵作用,例如立片主要是兩個焊盤上焊膏不均,一邊焊膏太少甚至漏印而造成.第二十頁，共三十六頁。4.貼片技術(shù)組裝流程圖元器件檢測SMB檢測外殼與結(jié)構(gòu)件檢測絲印焊膏貼片回流焊接檢驗，補(bǔ)焊THT元件裝焊部件裝配檢測，調(diào)試總裝，交驗第二十一頁，共三十六頁。5.SMT工藝步驟①絲印焊膏：首先將鋼板透過蝕刻或雷射切割成PCB焊盤排布圖形，將其固定于絲印臺上，再將PCB放在鋼板與絲印臺中間，調(diào)整絲印臺，使得PCB的焊盤與鋼板上的漏孔重合，用刮刀(squeegee)將焊膏經(jīng)鋼板上的漏孔印至PCB的焊盤上。焊膏為表面貼裝元件與PCB相互連接導(dǎo)通的接合材料。焊膏絲印臺見下圖。第二十二頁，共三十六頁。②貼片：貼片是整個SMT過程的主要工作，其過程是使用真空吸筆或鑷子拾取表面貼裝元件，將表面貼裝元件準(zhǔn)確的置放在已印好焊膏的PCB的焊盤上。由于表面貼裝元件之設(shè)計日趨精密，其接腳的間距也隨之變小，因此貼片技術(shù)層次的困難度也與日俱增。真空吸筆見下圖。第二十三頁，共三十六頁。③回流焊接：回流焊接是將貼片后的PCB，經(jīng)過回流焊機(jī)先行預(yù)熱以活化助焊劑，再提升其溫度至260℃使焊膏熔化，元件腳與PCB的焊盤相連結(jié)，再經(jīng)過降溫冷卻，使焊錫固化，即完成表面貼裝元件與PCB的接合。小型回流焊機(jī)

焊接好樣板

絲印焊膏后的樣板

第二十四頁，共三十六頁。回流焊機(jī)焊接曲線:第二十五頁，共三十六頁。④檢驗，維修。拆焊：焊接完成后，通過檢驗，發(fā)現(xiàn)某些元件需要更換，那么首先需要將其從PCB上拆除，此時要用熱風(fēng)拆焊臺。熱風(fēng)拆焊臺吹出熱風(fēng)的溫度與強(qiáng)度可通過各自旋鈕調(diào)節(jié)。熱風(fēng)拆焊臺見下圖：⑤安裝THT元器件。⑥調(diào)試及總裝。

第二十六頁，共三十六頁。1.3實習(xí)產(chǎn)品介紹---FM微型（電調(diào)諧）收音機(jī)

1.產(chǎn)品特點采用電調(diào)諧單片F(xiàn)M收音機(jī)集成電路，調(diào)諧方便準(zhǔn)確。接收頻率87---108MHz較高接收靈敏度外形小巧，便于隨身攜帶工作電源范圍大，1.8—3.5V，充電電池(1.2V)和一次性電池（1.5V）均可工作。內(nèi)設(shè)靜噪電路，抑制調(diào)諧過程中的噪聲。第二十七頁，共三十六頁。

2.工作原理電路的核心是單片收音機(jī)集成電路SC1088.它采用特殊的低中頻（70KHz）技術(shù)，外圍電路省去了中頻變壓器和陶瓷濾波器，使電路簡單可靠，調(diào)試方便。SC1088采用SOT16腳封裝，表2.1是引腳功能，圖2.2是電路原理圖。第二十八頁，共三十六頁。表2.1FM收音機(jī)集成電路SC1088引腳功能

引腳功能引腳功能引腳功能引腳功能1靜噪輸出5本振調(diào)諧回路9IF輸入13限幅器失調(diào)電壓電容2音頻輸出6IF反饋10IF限幅放大器的電容器14接地3AF環(huán)路濾波71dB放大器的低通電容器11射頻信號輸入15全通濾波電容收索輸入4VCC8IF輸出12射頻信號輸入16電調(diào)諧AFC輸出第二十九頁，共三十六頁。第三十頁，共三十六頁。①FM信號輸入如圖所示，調(diào)頻信號由耳機(jī)線饋入經(jīng)電容器33p、82p和電感線圈78nH的輸入電路進(jìn)入IC的11、12腳混頻電路。此處的FM信號沒有調(diào)諧的調(diào)頻信號，即所有調(diào)頻電臺信號均可進(jìn)入。第三十一頁，共三十六頁。②本振調(diào)諧電路本振電路中關(guān)鍵元器件是變?nèi)荻O管（見下圖），它是利用PN結(jié)的結(jié)電容與偏壓有關(guān)的特性制成的“可變電容”。如圖2.3a所示，變?nèi)荻O管加反向電壓Ud，其結(jié)電容Cd與Ud的特性,如圖2.3b所示，是非線性關(guān)系。這種電壓控制的可變電容廣泛用于電調(diào)諧、掃頻等電路。

第三十二頁，共三十六頁。本振調(diào)諧電路中，控制變?nèi)荻O管V1的電壓由IC第16腳給出。當(dāng)按下掃描開關(guān)S1時，IC內(nèi)部的RS觸發(fā)器打開恒流源，由16腳向電容683充電，683兩端電壓不斷上升，V1電容量不斷變化，由V1、電容681、L4構(gòu)成的本振電路的頻率不斷變化而進(jìn)行調(diào)諧。當(dāng)收到電臺信號后，信號檢測電路使IC內(nèi)的RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，恒流源停止對電容683充電，同時在AFC電路作用下，鎖住所接收的廣播節(jié)目頻率，從而可以穩(wěn)定接收電臺廣播，直到再次按下S1開始新的搜索。當(dāng)按下Reset開關(guān)S2時，電容683放電，本振頻率回到最低端。第三十三頁，共三十六頁。③中頻放大、限幅與鑒頻電路的中頻放大，限幅及鑒頻電路的有源器件及電阻均在IC內(nèi)。FM廣播信號和本振電路信號在IC內(nèi)混頻器中混頻產(chǎn)生70KHz的