【正文】 第五章 焊接工藝 長江師范學(xué)院物理學(xué)與電子工程學(xué)院 Lecturer : 楊恒 Email : Tel : 15086622232 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY ? 焊接基礎(chǔ)知識 ? 焊接工具與材料 ? 手工焊接工藝 ? 浸焊與波峰焊 ? 表面安裝技術(shù) ? 無鉛焊接技術(shù) ? 接觸焊技術(shù) 第五章 焊接工藝 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY 表面安裝技術(shù) 第五章 焊接工藝 表面安裝技術(shù) 表面貼裝技術(shù) SMT（ Surface Mount Technology）有以下特點(diǎn)： ? 1）貼裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的 1/10左右，一般采用 SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小 40%60%，重量減輕 60%80%。 ? 2）可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。 ? 3）高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 ? 4）易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá) 30%50%。 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 表面組裝元器件主要分為片式無源元件和有源器件兩大類。它們的主要特點(diǎn)是：微型化、無引線（扁平或短引線），適合在 PCB上進(jìn)行表面組裝。同時，一些機(jī)電元件，如開關(guān)、繼電器、濾波器、延遲線、熱敏和壓敏電阻，也都實現(xiàn)了片式化。 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 1．表面組裝元器件的特點(diǎn)與優(yōu)勢 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 2．表面組裝元器件分類 從結(jié)構(gòu)形狀說，包括薄片矩形、圓柱形、扁平形等；從功能上分類為無源器件、有源器件和機(jī)電器件三類，見表 52。 表面貼裝元器件 表面安裝技術(shù) 表 52 面組裝元器件按功能分類 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 3．片式無源元件（ SMC） 片式無源元件 SMC包括片狀電阻器、電容器、濾波器和陶瓷振蕩器等。 （ 1）電阻器 表面組裝電阻器最初為矩形片狀， 20世紀(jì) 80年代初出現(xiàn)了圓柱形。隨著表面組裝器件（ 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)、阻容混合網(wǎng)絡(luò)、混合集成電路等短小、扁平引腳的復(fù)合元器件。 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 表面安裝技術(shù) 1） 矩形片式電阻器 。 片式電阻根據(jù)制造工藝不同可分為兩種類型，一類是厚膜型（ RN型），另一類是薄膜型（ RK型），其電阻溫度系數(shù)分 F、 G、 H、 K、 M五級。厚膜型是在扁平的高純度Al2O3基板上網(wǎng)印電阻膜層，燒結(jié)后經(jīng)光刻而成，精度高、溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好，但阻值范圍較窄，適用精密和高頻領(lǐng)域。薄膜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，但價格較貴。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 基本結(jié)構(gòu)如圖 53所示。電極一般采用三層電極結(jié)構(gòu)：內(nèi)層電極、中間電極和外層電極。內(nèi)層為鈀銀（ Pd Ag）合金（ 0． 5mil），它與陶瓷基板有良好的結(jié)合力。中間為鎳層（ 0． 5mil），它是防止在焊接期間銀層的浸析。最外層為端焊頭，不同的國家采用不同的材料，日本通常采用 SnPb合金，厚度為 1mil，美國則采用 Ag或 PdAg合金。 3．片式無源元件（ SMC） 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 a）電阻器結(jié)構(gòu) b）電阻器外型 圖 53 表貼電阻器基本結(jié)構(gòu) 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 2） 圓柱形片式電阻器 。 圓柱形片式電阻器的結(jié)構(gòu)形狀和制造方法基本上與帶引腳電阻器相同，只是去掉了原來電阻器的軸向引腳，做成無引腳形式，因而也稱為金屬電極無引腳面接合 MELF（ Metal Electrode Leadless Face）。 MELF主要有碳膜 ERD型、高性能金屬膜 ERO型及跨接用的 0Ω 電阻器 3種，它是由傳統(tǒng)的插裝電阻器改型而來。電極不用插裝焊接用的引線，而是要使電極金屬化和涂覆焊料，以用于表面貼裝。 MELF吸取了現(xiàn)代制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因而其成本稍低于矩形片式電阻器。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 與矩形片式電阻器相比， MELF電阻器無方向性和正反面性，包裝使用方便，裝配密度高，固定到 PCB上有較高的抗彎曲能力，特別是噪聲電平和 3次諧波失真都比較低，常用與高檔音響電器產(chǎn)品中。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 3） 標(biāo)識方法 。 片狀電阻器的阻值和一般電阻器一樣，標(biāo)稱法就是在電阻體上，用三位數(shù)字來標(biāo)明其阻值。它的第一位和第二位為有數(shù)字，第三位表示在有效數(shù)字后面所加 “ 0”的個數(shù)，這一位不會出現(xiàn)字母。例如： “ 472”表示 “ 4700”， “ 151”表示 “ 150Ω ”。如果是小數(shù)，則用 “ r”表示小數(shù)點(diǎn)，并占用一位有效數(shù)字，其余兩位是有效數(shù)字。例如： “ 2r4”表示 “ ”， “ r15”表示 “ ”。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 （ 2）電容器 電容器的基本結(jié)構(gòu)十分簡單，它是由兩塊平行金屬極板以及極板之間的絕緣電介質(zhì)組成。絕緣電介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度（ V/mil，伏特 /密耳， 1密耳 =）和厚度決定了電容器的最高直流耐壓。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 1） 瓷介質(zhì)電容器 。 片式瓷介電容器有矩形和圓柱性兩種。圓柱形是單層結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)量很少；矩形則少數(shù)為單層結(jié)構(gòu)，大多數(shù)為多層疊層結(jié)構(gòu)，又稱 MLC，有時也稱獨(dú)石電容器。 表面貼裝元器件 3．片式無源元件（ SMC） 表面安裝技術(shù) ? ① 矩形瓷介質(zhì)電容器。 單層盤形電容器為當(dāng)今多層單片陶瓷電容器的基礎(chǔ)，因為它改善了組裝效率。在多層陶瓷電容器上，電極位于內(nèi)部且與陶瓷介質(zhì)交錯放置。同時，兩個電極在兩端處裸露并連在電容器的端片上。 a）電容器結(jié)構(gòu) b）陶瓷電容器外形 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 ? ② 圓柱形瓷介質(zhì)電容器。 圓柱形瓷介質(zhì)電容器的主體是一個被覆蓋有金屬內(nèi)表面電極和外表面電極的陶瓷管。瓷管的外表面再涂覆一層樹脂，在樹脂上打印有關(guān)標(biāo)記，這樣就構(gòu)成了圓柱形瓷介質(zhì)電容器。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 2） 片式鉭電解電容器 。 鉭電解電容器具有最大的單位體積容量，因而容量超過 的表面組裝元器件通常要使用鉭電容器。鉭電解電容器的電解質(zhì)響應(yīng)速度快，由于價格上的優(yōu)勢，適合在消費(fèi)類電子設(shè)備中應(yīng)用。片式鉭電解電容器有矩形和圓柱形兩大類。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 ? ① 矩形鉭電解電容器。 固體鉭電解電容器的結(jié)構(gòu)如圖 55所示 圖 56為鉭電解電容實物。矩形鉭電容外殼為有色塑料封裝，一端印有深色標(biāo)記線，為正極。在封面上有電容的容值及耐壓值，一般有醒目的標(biāo)志，以防用錯。 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 圖 55 鉭電解電容結(jié)構(gòu)示意圖 圖 56 鉭電解電容 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 ? ② 圓柱形鉭電解電容器。 圓柱形鉭電解電容器由陽極、固體半導(dǎo)體陰極組成，采用環(huán)氧樹脂封裝。 鉭電解電容器主要用于鋁電解電容器性能參數(shù)難以滿足要求的場合，如要求電容器體積小、上下限溫度范圍寬、頻率特性及阻抗特性好、產(chǎn)品穩(wěn)定性高的軍用和民用整機(jī)電路。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 3） 鋁電解電容器 。 如圖 57a所示。將正、負(fù)極按其中心軸卷繞，便構(gòu)成了鋁電解電容器的芯子，然后將芯子放大鋁外殼封裝，便構(gòu)成了鋁電解電容器。為了保持電解質(zhì)溶液不泄漏、不干涸，在鋁外殼的口部用橡膠塞進(jìn)行密封，如圖 57b所示。 表面安裝技術(shù) 表面貼裝元器件 圖 57 鋁電解電容器的構(gòu)造 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 表面貼裝鋁電解電容器實物如圖 58所示，在鋁電解電容器外殼上的深色標(biāo)記代表負(fù)極，容量值及耐壓值在外殼上也有標(biāo)注。鋁電解電容器適合在直流或脈動電路中作整流、濾波和音頻旁路使用。 圖 58 表貼鋁電解電容器 4） 標(biāo)識方法 。 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，見表 53。 表面安裝技術(shù) 3．片式無源元件（ SMC） 表面貼裝元器件 表面貼裝元器件 表面安裝技術(shù) 表 53 片式電容容值系數(shù) 表面貼裝元器件 3．片式無源元件（ SMC） 表面安裝技術(shù) （ 3）電感器 片式電感器亦稱表面貼裝電感器，它與其他片式元器件（ SMC及 SMD）一樣，是適用于表面貼裝技術(shù)（ SMT）的新一代無引線或短引線微型電子元件。其引出端的焊接面在同一平面上。 表面貼裝元器件 3．片式無源元件（ SMC） 表面安裝技術(shù) 從制造工藝來分，片式電感器主要有 4種類型，即繞線型、疊層型、編織型和薄膜片式電感器。常用的是繞線式和疊層式兩種類型。前者是傳統(tǒng)繞線電感器小型化的產(chǎn)物；后者則采用多層印刷技術(shù)和疊層生產(chǎn)工藝制作，體積比繞線型片式電感器還要小，是電感元件領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品。