SMT基础与工艺教材课件汇总完整版ppt全套课件最全教学教程整本书电子教案全书教案课件合集.pptx
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1、第 一 章 表 面 组 装 技 术第一章表面组装技术第一章表面组装技术1第 一 章 表 面 组 装 技 术2学习目标1了解表面组装技术产生的背景。2了解表面组装技术的发展历程。3掌握表面组装技术的主要特点。4了解表面组装技术的发展趋势。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术3一、SMT 的产生背景和特点二、SMT 的发展11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术4一、SMT 的产生背景和特点电子应用技术的快速发展,表现出智能化、多媒体化和网络化三个显著的特征。这种发展趋势和市场需求对电路组装技术提出了如下要求。(1)高密度化。(2)高速化。(3)
2、标准化。11SMT 的产生、特点与发展1表面组装技术的产生背景第 一 章 表 面 组 装 技 术52表面组装技术的主要特点相对于通孔插装技术(Through Hole Technology,THT),SMT 主要有以下特点:(1)可靠性高,抗振能力强,焊点缺陷率低。(2)高频特性好,减少了电磁和射频干扰。(3)组装密度高,电子产品体积小、质量轻。(4)成本低,易于实现自动化、提高生产效率。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术6二、SMT 的发展美国是世界上最早出现SMD 和SMT 的国家,在投资类电子产品和军事装备领域,其SMT 高组装密度和高可靠性能优势明显。日本
3、在20世纪70年代从美国引进了SMD 和SMT,并应用在消费类电子产品领域。11SMT 的产生、特点与发展1表面组装技术的发展历程第 一 章 表 面 组 装 技 术71表面组装技术的发展历程欧洲各国SMT 的起步较晚,但他们重视发展并有较好的工业基础,发展速度也很快,其发展水平和整机中SMC/SMD 的使用率仅次于日本和美国。20 世纪80 年代以来,新加坡、韩国等国家以及我国香港和台湾等地区不惜投入巨资,纷纷引进先进技术,使SMT 获得较快的发展。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术81表面组装技术的发展历程我国SMT 的应用起步于20 世纪80 年代初期,最初是
4、从美国、日本等国家成套引进SMT 生产线用于彩色电视机调谐器的生产,后又逐步应用于录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听等电子产品的生产中。近几年,在计算机、通信设备、航空航天电子产品中也逐渐得到应用。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术91表面组装技术的发展历程进入21 世纪以来,我国SMT 引进步伐大大加快。我国海关公布的贴片机引进数据起始于2000 年,当年公布的贴片机年引进量为1 370 台,之后平均每年的递增率高达50%以上。目前,我国已成为全球最大、最重要的SMT 市场。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术102表面组
5、装技术的发展趋势(1)SMT 元器件的发展元器件是SMT 的推动力,而SMT 的进步也推动着芯片封装技术不断提升。常见的芯片封装形式及外形见表。11SMT 的产生、特点与发展常见的芯片封装形式及外形第 一 章 表 面 组 装 技 术112表面组装技术的发展趋势11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术122表面组装技术的发展趋势(2)SMT 工艺材料和免清洗焊接技术的发展常用的SMT 工艺材料包括条形焊料、膏状焊料、助焊剂等。随着国家对环保要求以及人们环保意识的不断提高,绿色化生产已经成为生产中的新理念。无铅焊料将是目前乃至将来一段时间内的主流。11SMT 的产生、特点与
6、发展第 一 章 表 面 组 装 技 术132表面组装技术的发展趋势(3)表面印制电路板的发展印制电路板的创造者是奥地利人保罗 爱斯勒(Paul Eisler)。他于1936 年在收音机里采用了印制电路板。1943 年,美国人将该技术运用于军用收音机。1948 年,美国正式认可此发明可用于商业用途。自20 世纪50 年代中期起,印制电路板才开始被广泛运用。目前我国PCB 的产量约占世界总量的25%。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术142表面组装技术的发展趋势(4)SMT 设备的发展SMT 设备主要包括印刷机、贴片机、再流焊机等。印刷机经历了手动印刷机、半自动印刷机
7、和全自动印刷机的发展过程。贴片机正向着高速、高精度和多功能方向发展。再流焊机正向着更加精准的温度控制、更好的工艺曲线方向发展。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术152表面组装技术的发展趋势(5)SMT 生产线的发展SMT 生产线正向高效率方向发展,这就要求 SMT 的生产准备时间尽可能短,为达到这个目标就需要克服设计环节与生产环节联系相脱节的困难,而CIMS(计算机集成制造系统)的应用就可以完全解决这一问题。11SMT 的产生、特点与发展第 一 章 表 面 组 装 技 术16学习目标1熟悉表面组装技术的组成。2掌握SMT 工艺的主要内容和分类。12SMT 组成与工
8、艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术17一、SMT 的组成二、SMT 工艺内容与分类12SMT 组成与工艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术18一、SMT 的组成图所示为表面组装技术体系。表面组装元件(SMC)和表面组装器件(SMD)是SMT 的基础。基板是元器件互连的结构件,在保证电子组装的电气性能和可靠性方面起着重要作用。12SMT 组成与工艺内容1表面组装技术的组成表面组装技术体系第 一 章 表 面 组 装 技 术192SMT 与THT 的区别SMT 是从传统的THT 发展起来的,但又区别于传统的THT。从组装工艺技术的角度分析,SMT 和THT 的根本区别是“贴”和“插”。此外
9、,二者的差别还体现在基板、元器件、组件形态、焊点形态和组装工艺方法等方面。12SMT 组成与工艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术202SMT 与THT 的区别如前所述,表面组装技术和通孔插装技术相比,具有以下优点:(1)组装密度高,电子产品体积小、质量轻。贴片元器件的体积和质量只有传统插装元器件的10% 左右。(2)可靠性高,抗振能力强,焊点缺陷率低。(3)高频特性好,减少了电磁和射频干扰。(4)易于实现自动化,提高了生产效率。(5)成本可降低30%50%。12SMT 组成与工艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术21二、SMT 工艺内容与分类SMT工艺内容主要包括组装材料、组装工艺、
10、组装技术和组装设备四部分,见表。12SMT 组成与工艺内容1SMT 工艺内容SMT 工艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术222SMT 生产工艺SMT 生产工艺一般包括印刷、贴片、再流焊、检测四个环节。SMT 生产工艺按元器件的贴装方式,可以分为纯SMT 装联工艺和混合装联工艺;按电路板元器件分布,可以分为单面和双面工艺;按元器件粘接到电路板上的方法,可以分为锡膏工艺和红胶工艺;按照焊接方式,可以分为再流焊工艺和波峰焊工艺。12SMT 组成与工艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术232SMT 生产工艺(1)锡膏工艺先将适量的锡膏印刷到印制电路板的焊盘上,再将片式元器件贴放在印制电路板表
11、面规定的位置上,最后将贴装好元器件的印制电路板放在再流焊机的传送带上,从再流焊机入口到出口,大约需要5 min 就可以完成干燥、预热、熔化、冷却等全部焊接过程。图所示为再流焊工艺简图。12SMT 组成与工艺内容再流焊工艺简图第 一 章 表 面 组 装 技 术242SMT 生产工艺(2)红胶工艺先将微量的贴片胶(红胶)印刷或滴涂到印制电路板相应位置(贴片胶不能污染印制电路板焊盘和元器件端头),再将片式元器件贴放在印制电路板表面规定的位置上,并对印制电路板进行胶固化。图所示为单面红胶工艺流程图。12SMT 组成与工艺内容单面红胶工艺流程图第 一 章 表 面 组 装 技 术252SMT 生产工艺(3
12、)元器件的组装方式元器件的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组装组件(Surface Mount Assembly,简称SMA)类型、元器件种类和组装设备条件。SMT 的组装方式大体上可分为全表面组装、单面混装和双面混装三种类型共六种组装方式。对于不同类型的SMA,其组装方式有所不同。对于同一种类型的SMA,其组装方式也可以有所不同。12SMT 组成与工艺内容第 一 章 表 面 组 装 技 术26学习目标1熟悉SMT 生产线的基本组成。2掌握SMT 生产的一般工艺流程。3了解SMT 生产对环境及人员的要求。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术27一、SMT 生产线的基本组成二、
13、SMT 生产对环境及人员的要求13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术28一、SMT 生产线的基本组成再流焊也称为回流焊。再流焊技术主要用于焊接采用表面组装技术的电子元器件。再流焊工艺流程如图所示。13SMT 生产线1再流焊工艺再流焊工艺流程第 一 章 表 面 组 装 技 术291再流焊工艺(1)上板机上板机(见图)的主要作用是将放置在料框中的PCB 一块接一块地送到锡膏印刷机。13SMT 生产线上板机第 一 章 表 面 组 装 技 术301再流焊工艺(2)锡膏印刷机锡膏印刷机(见图)的功能是将锡膏或贴片胶正确地通过钢网漏印到印制电路板相应位置上。13SMT 生产线锡膏印刷机第 一
14、 章 表 面 组 装 技 术311再流焊工艺(3)贴片机贴片机(见图)的作用是把贴片元器件按照事先编制好的程序,通过供料器将元器件从包装中取出,并精确地贴装到印制电路板相应的位置上。13SMT 生产线贴片机第 一 章 表 面 组 装 技 术321再流焊工艺(4)再流焊机再流焊机(见图)主要用于各类表面组装元器件的焊接,其作用是通过重新熔化预先分配到印制电路板焊盘上的膏状软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制电路板焊盘之间的机械与电气连接。13SMT 生产线再流焊机第 一 章 表 面 组 装 技 术332波峰焊工艺波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触以达到焊接目的,其高温液态锡保持
15、一个斜面,并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象,所以称为“波峰焊”。图所示为波峰焊工艺简图。13SMT 生产线波峰焊工艺简图第 一 章 表 面 组 装 技 术342波峰焊工艺波峰焊机主要由传送带、助焊剂添加区、预热区和波峰锡炉组成,如图所示。13SMT 生产线波峰焊机第 一 章 表 面 组 装 技 术35二、SMT 生产对环境及人员的要求(1)电源电源电压和功率要符合设备要求,电压要稳定,要求单相交流 220 V(允许误差为10%,50/60 Hz)、三相交流 380 V(允许误差为10%,50/60 Hz),如果达不到要求,需配置稳压电源,电源的功率要大于功耗的一倍以上。13SMT
16、生产线1SMT 车间生产环境要求第 一 章 表 面 组 装 技 术361SMT 车间生产环境要求(2)温度印刷工作间环境温度以(233) 为最佳,一般设定为1728 。如果达不到,可适当放宽要求,但不能超过1535 。(3)湿度车间湿度对产品质量影响很大。湿度太高,元器件容易吸潮,对潮湿敏感元器件不利,同时锡膏暴露在潮湿的空气中也容易吸潮,造成焊接缺陷。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术371SMT 车间生产环境要求(4)空气洁净度工作车间如果灰尘很多,会对微小元器件,如规格为0201、01005 的元器件以及细间距(0.3 mm)元器件的贴装和焊接质量产生影响,同时会加大设
17、备磨损,甚至造成设备故障,增加设备维护和维修工作量。(5)排风良好再流焊和波峰焊设备都要求排风良好。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术381SMT 车间生产环境要求(6)防静电生产设备必须接地良好,应采用三相五线制并独立接地。生产场所的地面、工作台垫、座椅等均应符合防静电要求。(7)照明厂房内应有良好的照明条件,理想的照度为8001 200 lx,至少不能低于300 lx,其中“lx”为照度的单位。太暗会影响工作效率与品质,太亮会损害视力。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术392SMT 生产对操作人员专业能力及素质的要求SMT 生产车间组织架构如图所示。操作
18、人员是生产一线的直接责任人,操作人员的专业能力和素质直接影响生产线的效率和产品合格率。13SMT 生产线SMT 生产车间组织架构第 一 章 表 面 组 装 技 术402SMT 生产对操作人员专业能力及素质的要求操作人员的一般工作职责如下:(1)服从管理、听从指挥。遵守车间规章制度,按生产计划实施生产,保质保量完成任务。(2)服从技术人员的工艺指导,严格执行产品质量标准和工艺规程。(3)严格遵守生产工艺文件、安全操作规程、设备操作规程,不违章操作。(4)合理领用辅料,控制辅料的消耗。节约用电、用水,节能降耗,降低生产成本。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术412SMT 生产对操
19、作人员专业能力及素质的要求(5)配合做好生产准备工作,做好生产自检并协助其他操作人员进行自检,提高生产质量。(6)及时解决、上报生产过程中出现的问题。必须做到不合格半成品及时处理,不合格产品不下放。(7)每天认真检查、维护、保养好使用的生产工具和设备,合理使用生产工具和设备,提高生产安全率。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术422SMT 生产对操作人员专业能力及素质的要求(8)认真做好本职工作,保持机台卫生。(9)积极参加车间组织的培训,认真做好岗位间的协调工作。(10)完成上级领导安排的其他一切任务。13SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术43一、实训目的实训1
20、SMT 操作工职业感知1感知企业SMT 生产环境和条件。2感知企业对SMT 操作工职业素养的要求。3掌握SMT 生产线的基本组成和设备的基本功能。第 一 章 表 面 组 装 技 术44二、实训内容实训1SMT 操作工职业感知参观企业的SMT 生产车间,在真实环境中了解SMT 企业的生产环境和条件。根据参观情况,结合图所示SMT 生产线完成下述内容的填写。1参观SMT 生产车间SMT 生产线第 一 章 表 面 组 装 技 术452了解企业SMT 生产环境和条件在网上搜索相关知识,了解SMT 设备安全规范的相关知识,认识图所示SMT 车间常用防静电装备,并掌握表所列安全标志的含义。实训1SMT 操
21、作工职业感知防静电装备第 一 章 表 面 组 装 技 术462了解企业SMT 生产环境和条件实训1SMT 操作工职业感知常见安全标志第 一 章 表 面 组 装 技 术47三、测评记录实训1SMT 操作工职业感知按表所列项目进行测评,并做好记录。测评记录表第 一 章 表 面 组 装 技 术第二章表面组装元器件第二章表面组装元器件48第 一 章 表 面 组 装 技 术49学习目标1了解表面组装元器件的特点。2掌握表面组装元器件的分类。21表面组装元器件的特点和分类第 一 章 表 面 组 装 技 术50一、表面组装元器件的特点二、表面组装元器件的分类21表面组装元器件的特点和分类第 一 章 表 面
22、组 装 技 术51一、表面组装元器件的特点21表面组装元器件的特点和分类表面组装元器件已广泛应用于计算机、通信设备和音视频产品中,而微型电子产品的广泛使用,加快了SMC 和SMD 向微型化发展。目前,开关、继电器、滤波器等机电元器件也实现了片式化。表面组装元器件有以下几个显著特点。(1)表面组装元器件的电极焊端完全没有引脚或引脚非常短。(2)表面组装元器件提高了印制电路板的布线密度。第 一 章 表 面 组 装 技 术52一、表面组装元器件的特点21表面组装元器件的特点和分类(3)表面组装元器件组装时不需要引脚打弯、剪线,结构牢固,提高了电子产品的可靠性。(4)表面组装元器件的尺寸和形状已实现标
23、准化,便于大批量生产,可提高生产效率,降低产品的成本。第 一 章 表 面 组 装 技 术53二、表面组装元器件的分类21表面组装元器件的特点和分类表面组装元器件基本上以片状结构为主。从结构形状来说,表面组装元器件包括薄片矩形、圆柱形、扁平异形等。与传统插装元器件一样,SMT 元器件从功能上分为连接件、无源元件(SMC)、有源器件(SMD)和异形电子元件四类。详细分类见表。第 一 章 表 面 组 装 技 术54二、表面组装元器件的分类21表面组装元器件的特点和分类表面组装元器件的分类第 一 章 表 面 组 装 技 术55学习目标1了解片式SMC 的常见外形尺寸。2了解贴片电阻器、贴片电容器和贴片
24、电感器的类型和特点。3熟悉常用贴片电阻器、贴片电容器和贴片电感器的结构和应用。4掌握识别与检测贴片电阻器、贴片电容器和贴片电感器的方法。22表面组装元件SMC第 一 章 表 面 组 装 技 术56一、SMC 的外形尺寸二、贴片电阻器22表面组装元件SMC三、贴片电容器四、贴片电感器第 一 章 表 面 组 装 技 术57一、SMC 的外形尺寸22表面组装元件SMCSMC 的典型形状是一个矩形六面体(片式),也有一部分SMC 采用圆柱体的形状,这对于利用传统元器件的制造设备、减少固定资产投入很有利。但也有一些元件由于矩形化比较困难,只能做成其他形状,称为异形SMC。第 一 章 表 面 组 装 技
25、术58一、SMC 的外形尺寸22表面组装元件SMC如图所示为片式SMC 外形尺寸示意图,其中W 为宽度,L 为长度,t 为高度。片式SMC 外形尺寸第 一 章 表 面 组 装 技 术59一、SMC 的外形尺寸22表面组装元件SMC表所列为片式SMC 系列常见外形尺寸。片式SMC 系列常见外形尺寸第 一 章 表 面 组 装 技 术60二、贴片电阻器22表面组装元件SMC(1)按特性及电阻材料分类1)厚膜电阻器(RN 型)及电阻网络类。这是目前产量最高、用途最广的一类。2)薄膜电阻器(RK 型)及电阻网络类。3)大功率绕线式电阻器类。1贴片电阻器的类型和特点第 一 章 表 面 组 装 技 术611
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