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SMT贴装技术实训指导书 -- smt基础  

2013-05-23 16:16:40|  分类: SMT技术文章 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实训目的
    通过SMT实习,了解SMT的特点,熟悉它的基本工艺过程,掌握最基本的操作技艺,学习整机的装配工艺;培养动手能力及严谨的工作作风

实训步骤
    1. 技术准备
    (1) 了解SMT基本知识:
    ·SMC及SMD的特点及安装要求 ·SMB设计及检验
    ·SMT工艺过程 ·再流焊工艺及设备
    (2) 实习产品简单工作原理
    (3) 实习产品结构及安装要求

    2. 安装前检查
    (1)SMB检查站
    ·图形完整,有无短、断缺陷 ·孔位及尺寸
    ·表面涂覆(阻焊层)
    (1) 外壳及结构件
    ·按材料表清查零件品种规格及数量(表贴元器件除外)
    ·检查外壳有无缺陷及外观损伤
    ·耳机
    (2) THT元件检查
    ·电位器阻值调节特性
    ·LED、线圈、电解电容、插座、开关的好坏
    ·判断变容二极管的好坏及极性

    3. 贴片及焊接
    (1) 丝印焊膏,并检查印刷情况
    (2) 按工序流程贴片
    顺序:C1/R1,C2/R2,C3/V3,C4/V4,C5/R3,C6/SC1088,C7,C8/R4,C9,C10,C11,C12,C13,C14,C15,C16。
    注意: (1)SMC和SMD不得用手拿。
    (2)用镊子夹持元件时不可夹到引线上。
    ① IC1088标记方向。
    ② 贴片电容表面没有标志,一定要保证准确贴到指定位置。
(3)检查贴片数量及位置。
(4)用再流焊机进行焊接。
(5)检查焊接质量及修补。

    4. 安装THT元器件
    (1) 安装并焊接电位器Rp,注意电位器要与印制板平齐。
    (2) 安装耳机插座。
    (3) 安装轻触开关S1、S2,焊接跨接线J1、J2(可用剪下的元件引线)。
    (4) 安装变容二极管V1(注意极性方向标记)、R5,C17,C19。
    (5) 安装电感线圈L1~L4(磁环L1,红色L2,8匝线圈L3,5匝线圈L4)。
    (6) 安装电解电容C18(100u)(要贴板安装)。
    (7) 安装发光二极管V2(注意高度和极性)
    (8) 焊接电源连线接线J3、J4,注意正负极连线的颜色。
    5.调试及总装

实训要求

    1、 了解SMT技术的特点和发展趋势。
    2、 熟悉SMT技术的基本工艺过程。
    3、 认识SMT元件。
    4、 根据技术指标测试SMT各种元件的主要参数。
    5、 掌握最基本的SMT操作技艺。
    6、 按照技术要求进行SMT元件的安装焊接。
    7、 制作一台用SMT元件组装的实际产品(数字调谐FM收音机)。 SMT基本知识和安装工艺

    电子系统的微型化和集成化是当代电子技术革命的重要标志,也是未来发展的重要方向。各种高性能、高可靠性、高集成度、微小型化、轻型化的电子产品,正在改变世界的面貌,影响人类文明的进程。
    安装技术是实现电子系统微型化和集成化的关键。20世纪70年代问世、80年代成熟的表面安装技术(Surface Mounting Technology简称SMT),使手机、笔记本电脑、快译通等高科技产品的体积缩小,重量变轻,功能增强,可靠性提高,推动了信息产业高速发展。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%以上的电子产品将采用SMT技术。

    2、SMT的焊接方式
    SMT有两种基本焊接方式。
    波峰焊:
    此种方式适合大批量生产,对贴片精度要求高,生产过程自动化程度要求高。
    再流焊:
    这种方法比较灵活,视配置设备的自动化程度,既可用于中小批量的生产,又可用于大批量生产。
    1.SMT技术的主要特点
    (1) 高密集 SMC、SMD的体积只有传统元器件的1/3~1/10左右,可以装在PCB的两面,有效利用了印制板的面积,减轻了电路板的重量。采用了SMT后可使电子产品的体积缩小40%~60%,重量减轻60%~80%。
    (2) 可靠性 SMC和SMD元件无引线,重量轻,因而抗振能力强,焊点失效率可比THT至少降低一个数量级,大大提高了产品可靠性。
    (3) 高性能 SMT密集安装减小了电磁干扰和射频干扰,尤其在高频电路中减小了分布参数的影响,提高了信号传输速度,改善了高频特性,使整个产品的性能提高。
    (4) 高效率 SMT更适合自动化大规模生产。采用计算机集成制造系统(CIMS)可使整个生产过程高度自动化,将生产效率提高到新的水平。
    (5) 低成本 SMT使PCB面积减小,成本降低;无引线和短引线使SMD、SMC成本降低;安装中省去引线成型、打弯、剪线的工序;频率特性好,减少了调试费用;焊点可靠性提高,减少维修成本。一般情况下采用SMT后可使产品总成本下降30%以上。

   3、 SMT元器件及设备
    SMT元器件与THT元器件主要区别在外形封装。由于SMT技术的重点在减小体积上,故SMT元器件以小功率元器件为主。又因为大部分SMT元器件为片式,故通常又称为片状元器件或表贴元器件,一般简称SMD。
    (1) 片状阻容元件
    表贴元件包括表贴电阻、电位器、电容、电感、开关、连接器等。使用最广泛的是片状电阻和电容。
片状电阻电容的类型、尺寸、温度特性、电阻电容值、允差等,目前还没有统一标准,各生产厂商表示的方法也不同。
    目前我国市场上片状电阻电容以公制代码表示其外型尺寸。
    电阻值采用数码法直接标在元件上,阻值小于10Ω用R代替小数点,例如8R2表示8.2Ω,0 R为跨接片,电流容量不超过2A。
    片状电容主要是陶瓷叠片独石结构,其外型代码与片状电阻含义相同,主要有:1005/*0402,1608/0603,2012/*0805,3216/*1206,3225/*1210,4532/*1812,5664/*2225等。
    片状电容元件的厚度为0.9~4.0mm。
    片状陶瓷电容依所用陶瓷的不同分为三种,其代号及特性分别为:
    NPO:Ⅰ类陶瓷,性能稳定,损耗小,用于高频高稳定场合。
    X7R:Ⅱ类陶瓷,性能较稳定,用于要求较高的中低频的场合。
    Y5V:Ⅲ类低频陶瓷,比容大,稳定性差,用于容量、损耗要求不高的场合。
    片状陶瓷电容的电容值也采用数码法表示,但不印在元件上。其它参数如偏差、耐压值等表示方法与普通电容相同。
    (2) 表贴半导体器件
    表面贴装半导体器件包括表面贴装分立器件(二极管、三极管、晶闸管等)和集成电路两大类。表面贴装分立器件除部分二极管采用无引线圆柱外型,常见外形封装有SOT型和TO型。此外还有SC-70(2.0×1.25)、S0-8(5.0×4.4)等封装。
    SMD集成电路常用双列扁平封装SOP、四列扁平封装QFP(Quad flatpackage)、球栅阵列封装BGA,前两种封装属于有引线封装,后一种封装属于无引线封装。
    (3)印制板SMB(surface mounting Board)
    SMB的特殊要求:
    ① 外观要求光滑平整,不能有翘曲或高低不平
    ② 热胀系数小,导热系数高,耐热性好。
    ③ 铜箔粘合牢固,抗弯强度大。
    ④ 基板介电常数小,绝缘电阻高。
    片状元器件的焊盘形状对焊点强度和可靠性关系重大,SMC和SMD在CAD软件中都有对应的焊盘图形,只要正确选择,可满足一般设计要求。
    (4)实习产品简介
    FM微型(电调谐)收音机
    1、产品特点
    ·采用电调谐单片FM收音机集成电路,调谐方便准确。
    · 接收频率为87~108MHZ
    ·有较高的接收灵敏度
    ·外形小巧,便于随身携带
    ·电源范围大1.8~3.5V,充电电池(1.2V)和一次性电池(1.5V)均可工作。
    ·内设静噪电路,有效抑制调谐过程中的噪声。
    2、工作原理
    电路的核心是单片收音机集成电路SC1088。它采用特殊的低中频(70KHZ)技术,外围电路省去了中频变压器和陶瓷滤波器,使电路简单可靠,调试方便。SC1088采用S0T16脚封装,表5-3是SC1088引脚功能,附图是收音机电路原理图。
    (1) FM信号输入
    调频信号由耳机线馈入,经C14、C15、C16和L1R的电路进入IC的11、12脚混频电路。此处的FM信号没有调谐的调频信号,即所有的调频信号均可进入。
    (2)本振调谐电路
    本振电路中关键的元器件是变容二极管,它利用PN结的结电容与偏压有关的特性制成“可变电容”。变容二极管加反向电压Ud,其结电容Cd与Ud的特性是非线性关系。这种电压控制的可变电容广泛用于电视机、收音机等电路。
    在本电路中,控制变容二极管V1的电压由IC的第16脚给出。当按下扫描开关S1时,IC内部的RS触发器打开恒流源,由16脚向电容C9充电,C9两端电压不断上升,V1电容量不断变化,由V1、C8、L4构成的本振电路的频率不断变化而进行调谐。当收到电台信号后,信号检测电路使IC内的RS触发器翻转,恒流源停止对C9充电,同时在AFC(automatic frequency control)电路的作用下,锁住所接收的广播节目频率,从而可以稳定接收电台广播,直到再次按下S1开始新的搜索。当按下Reset开关S2时,电容C9放电,本振频率回到最低端。                             
    (3) 中频放大、限幅与鉴频
    电路的中频放大,限幅及鉴频电路的有源器件及电阻均在IC内。FM广播信号和本振信号在IC内部的混频器中混频产生70KHZ的中频信号,经内部1dB放大器、中频限幅器、送到鉴频器检出音频信号,经内部环路滤波后由2脚输出音频信号。电路中1脚的C10为中频反馈电容,7脚的C7为低通电容,8脚与9脚之间的电容C17为中频耦合电容,10脚的C4为限幅器的低通电容,13脚的C12为限幅器失调电压电容,C13为滤波电容。
    (4) 耳机放大电路
    由于用耳机收听,收音机的所需功率很小,本即采用了简单的晶体管放大电路,2脚输出的音频信号经电位器RP调节电量后,由V3、V4组成复合管甲类放大。R1和C1组成音频输出负载,线圈L1和L2为射频与音频隔离线圈。这种电路耗电大小与有无广播信号以及音量大小关系不大,因此不收听时要关断电源。
    3、调试及总装
    调试步骤:
    (1) 所有元器件焊接完成后目视检查。
    ·元器件:型号、规格、数量及安装位置,方向是否与图纸符合。
    ·焊点检查,有无虚、漏、桥接、飞溅等缺陷。
    (2) 测总电流
    检查无误后将电源线焊到电池片上。
    电位器开关断开的状态下装入电池。
    插入耳机。
    用万用表200mA(数字表)或50mA档(指针表)跨接在开关两端测电流。
    正常电流应为7~30mA(与电源电压有关)并且LED正常点亮。以下是样机测试结果,可供参考。
    工作电压(V):1.8 2 2.5 3 3.2
    工作电流(mA):8 11 17 24 28
    注意:如果电流为零或超过35 mA应检查电路元件是否安装正确!
    (3) 搜索电台广播
    如果电流在正常范围,可按S1搜索电台广播。只要元器件质量完好,安装正确,焊接可靠,不用调任何部分即可收到电台广播。
    如果收不到广播应仔细检查电路,特别要检查有无错装、虚焊、漏焊等缺陷。
    (4) 调接收频段(俗称调覆盖)
    我国调频广播的频率范围为87~108MHZ,调试时可找一个当地频率最低的FM电台 (例如在丹东,丹东文艺台为89MHZ)适当改变L4的匝间距,使按过Reset键后第一次按scan键可收到这个电台。由于SC1088的集成度高,如果元器件一致性较好,一般收到低端电台后均可覆盖FM频段,故可不调高端而仅做检查即可(可用一个成品FM收音机对照检查)。
    (5) 调灵敏度
    本机灵敏度由电路及元器件决定,一般不用调整,调好覆盖后即可正常收听。无线电爱好者可在收听频段中间电台(例为97.4MHZ音乐台)时调整L4匝距,使灵敏度最高(耳机监听音量最大)。
    总装步骤:
    (1) 蜡封线圈
调试完成后将适量泡沫塑料填入线圈L4(注意不要改变线圈形状及匝距),滴入适量腊滴使线圈固定。
    (2) 固定SMB、装外壳
    ① 将外壳表面板平放到桌面上(注意不要划伤面板)。
    ② 将2个按键帽放入孔内。
    注意:SCAN键帽上有缺口,放键帽时要对准机壳上的凸起,RESET键帽上无缺口。
    ③ 将SMB对准位置放入壳内。
    a. 注意对准LED位置,若有偏差过大必须重焊。
    b. 注意三个孔与外壳螺柱的配合。
    c. 注意电源线的走向,不要妨碍机壳装配。
    ④ 装上中间的固定螺钉,注意螺钉旋入手法。
    ⑤ 安装电位器旋钮。
    ⑥ 安装后盖上的两个螺钉。
    ⑦ 装佩带卡子。
    总装后的检查:
    总装完毕,装入电池,插入耳机进行检查,要求:①电源开关手感良好
    ②音量正常可调。
    ③收听正常。
    ④表面无损伤。

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