一、表面贴装元器件的特点
表面贴装元器件基本上都是片状结构,也称为贴片元器件或片状元器件。这里所说的片状是广义的概念,包括薄片矩形、圆柱形、扁平异形等。表面贴装元器件最重要的特点是小型化和标准化。
(1)有些表面贴装元器件的电极没有引线、有些只有非常短小的引线,相邻电极之间的距离比双列直插式集成电路的间距小得多,在集成度相同的情况下,表面贴装元器件的体积比传统的元器件小得多。
(2)表面贴装元器件直接贴装在印制板表面,其电极焊接在与元器件同一面的焊盘上。印制板上的通孔只起到电路连通的作用,通孔周围没有焊盘,可大幅度提高印制板的布线密度。
(3)表面贴装元器件的外形尺寸、结构、形状都有一定的标准,这对表面装配技术、装配设备的发展都具有非常重要的意义。
二、表面贴装元器件的种类
如图6.4-2所示,表面贴装元器件从功能上可分为无源贴装元件(Surface Mounted Components,SMC)和有源贴装器件(Surface Mounted Devices,SMD)。
图6.4-2 表面贴装元器件
1.无源贴装元件(SMC)
SMC包括片状电阻器、电容器、电感器、滤波器、振荡器等。随着表面贴装技术的发展,几乎全部传统电子元件的每个品种都已经被表面贴装化了。
SMC的典型形状是一个长方体,有一部分SMC采用圆柱体的形状,还有一些元件由于矩形化比较困难,采用异形结构。
2.有源贴装器件(SMD)
SMD包括各种半导体器件,既有二极管、晶体管,也有集成电路。由于工艺水平的进步,SMD的性能指标往往比THT器件更优。
(1)SMD分立器件。两端SMD分立器件一般是二极管类器件,这类器件若有极性,则会在负极作白色或黑色标记;三端SMD分立器件一般是晶体管;四端到六端SMD分立器件内大多封装了两个晶体管或场效应管。
(2)SMD集成电路。集成电路的封装技术已经历了数代的变迁,从DIP、SOP、QFP、LCC、PGA、BGA到CSP再到MCM,适用频率越来越高、耐温性能越来越好,引脚数量越来越多、引脚间距越来越小、重量越来越轻、可靠性越来越高,使用起来也越来越方便。
三、表面贴装元器件的焊接
表面贴装元器件的焊接方法与插装式元器件差别较大。由于表面贴装元器件较小,元器件和焊盘在印制板的同一侧,在焊接过程中很容易移位,焊接时应小心仔细,以防出现焊接不良或损坏被焊件的情况。(www.xing528.com)
1.表面贴装元器件的手工锡焊
(1)清洁和固定印制板。在焊接前应对印制板进行检查,确保其清洁,不影响上锡。手工焊接时,最好能利用工具将印制板固定以方便焊接,避免手指接触污染焊盘影响上锡。
(2)固定表面贴装元器件。根据贴片元器件的引脚多少,其固定方法可以分为单引脚固定法和多引脚固定法。
对于引脚数目较少(2~5个)的贴片元器件,如电阻器、电容器、二极管、三极管等,一般采用单引脚固定法,即先在印制板上对元器件的一个焊盘上锡,然后一手拿镊子夹持元器件放到安装位置并轻抵住印制板,另一只手拿电烙铁靠近已镀锡焊盘熔化焊锡将该引脚焊好。焊好一个焊盘后元件不会再移动,此时镊子可以松开。
对于引脚多且多面分布的贴片集成电路,如果单引脚难以将集成电路固定好,就需要多引脚固定。一般可以采用对脚固定法,即焊接固定一个引脚后,再对该引脚对面的引脚进行焊接固定,从而固定好集成电路。需要注意的是,引脚多且密集的贴片集成电路,精准对齐引脚和焊盘非常重要,应仔细检查核对。
(3)焊接其余引脚。元器件固定好后,就可以对剩下的引脚进行焊接了。对于引脚少的元器件,可一手拿焊锡丝,另一只手拿电烙铁,依次点焊即可。对于引脚多且密集的集成电路,除了点焊焊接外,还可以采取拖焊焊接,即在一侧的引脚上足锡,用电烙铁将焊锡熔化后往该侧剩余的引脚上抹去,从而快速完成焊接。值得注意的是,不论点焊还是拖焊,都很容易造成相邻引脚的桥接,必须对其进行修正。
(4)清除多余焊锡。可以用吸锡带将多余的焊锡清除。将吸锡带紧贴焊盘,用干净的烙铁头放在吸锡带上,待焊锡融化后,慢慢地从焊盘的一端向另一端轻压拖拉吸锡带,焊锡即被吸入吸锡带中。吸锡结束后,应将烙铁头与吸上锡的吸锡带同时撤离焊盘,此时如果吸锡带粘在焊盘上,千万不要用力拉吸锡带,应重新用电烙铁加热后再轻拉吸锡带使其脱离焊盘。
如果没有吸锡带,可以用电线中的细铜丝来自制吸锡带。
(5)清洗印制板。由于使用助焊剂的缘故,印制板上焊接管脚的周围会有一些助焊剂残留,要利用酒精等清洗剂对这些残余物进行清理。
2.表面贴装元器件的自动锡焊
(1)波峰焊。
1)制作丝网、漏印黏合剂。按照各贴片元器件在印制板上的位置制作一个漏印黏合剂用的丝网,将制作的丝网覆盖在印制板上,漏印黏合剂在元器件的中心,或用点胶机将黏合剂点到印制板贴装元器件位置的中心。漏印黏合剂时,要防止印制板的焊盘沾上黏合剂。
2)贴装固化。把表面贴装元器件贴装到印制板上。表面贴装元器件要准确定位于各自的焊盘位置,然后加热或用固化剂固化,使表面贴装元器件固定在印制板上。
3)波峰焊。用波峰焊机对印制板上的元器件进行焊接,焊接完成后,要对印制板进行清洗,去掉残余的焊剂,检查元器件及印制板。
(2)再流焊。
1)制作丝网。按照各贴片元器件在印制板上的位置制作一个漏印焊膏用的丝网,丝网制作好后,把丝网覆盖在印制板上,把焊膏从丝网上均匀地漏印在印制板上。
2)贴装固化。把表面贴装元器件贴装到印制板上,贴装元器件准确浸入焊膏上,用固化装置固化。
3)再流焊。用再流焊机进行焊接。再流焊接过程中,焊料熔化再次流动,充分润湿元器件引脚和印制板焊盘,最终形成焊点,焊接完成后,要对印制板进行清洗,去掉残余的焊剂,检查元器件及印制板。
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