项目3 SMT调频FM收音机组装.ppt

项目3SMT调频FM收音机组装,手工焊接各类贴片元器件的技能,学生电子产品手工制作能力,产品生产工艺规范,安全知识、环保与节约意识和,电子产品整机组装和调试能力,手工焊接工具和材料,基本职业道德和素质工作细心、规范操作、质量第一,任务目标,1.掌握表面组装技术（SMT）内容，贴片元器件种类、规格及包装。,2.掌握各种贴片元件的封装形式。,3.掌握SMT元器件的焊接工具、设备及方法。,4.掌握SMT产品焊点质量检验标准。,5.制作一台合格的收音机。,教学重点,贴片元器件种类、规格贴片元件的封装形式SMT元器件的焊接方法,教学难点,SMT产品焊点质量检验标准IPC标准,项目导入,收音机的类型从矿石收音机、电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机，到使用微电脑处理器的数字调谐收音机。收音机的体积也从笨重到微型，就是采用了SMT技术。表面组装技术（SMT）是无需对印制板钻插装孔，直接将片式元器件或适合于表面贴装的微型元器件贴、焊到印制板或其他基板表面规定位置上的装联技术。本项目的任务是组装SMT调频FM收音机,SMT：surfacemountingtechnologyTHT：throughholetechnology20世纪70年代问世，80年代成熟的表面安装技术(SurfaceMountingTechnology，简称SMT)，是实现电子产品微型化和集成化的关键。SMT，也称为表面安装技术或表面组装技术。,3.1表面组装技术（SMT）内容,THT与SMT对比,组装密度高、产品体积小、重量轻。一般体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。可靠性高，抗振能力强。高频特性好，减少了电磁和射频干扰。易于实现自动化，提高生产效率。,SMT优点：,SMT内容：,1、元器件/印制板SMC/SMDSMB2、工艺点胶印刷波峰焊/再流焊3、设备印刷/贴片/焊接/检测,3.2贴片元器件种类、规格及包装,电子元器件总的发展趋向：集成化、微型化、高性能、结构简单合理。电子元器件：有源器件(activedevice)、无源器件(passivedevice).区分有源器件和无源器件的关键在于该元件的端口特性是否依赖于外部策动源，是则为有源器件，非则为无源器件。无源器件：耗能元件(电阻器)、储能元件(电容、电感)、结构元件(接插件、开关)。有源器件：晶体管、IC模块等,1、SMT电阻,（1）CHIP封装长方形，两端有焊接端。通常下面白色，上面黑色。外形尺寸：以10mil为单位。如：1206:长宽=0.12In0.06In=3.2mm1.60mm标记识别方法：数码标记法。电阻体表面印有的数字代表阻值和误差。包装：散装和编带包装（2）MELF封装圆柱形，两端有金属帽电极。标记识别方法：色环标记法有三色、四色、五色环几种。读数规律与PTH色环电阻相同。包装：散装和编带包装,（3）小型固定电阻网络几个相同电阻器集成的复合元件。特点：体积小，重量轻，可靠性高，可焊性好等。结构：常用SOP封装。包装：一般采用塑料编带包装。说明：SMT电阻的包装形式：散装（bulk）采用塑料盒包装，每盒一万片。编带（tapeandreel）编带的包装规格见下图，每盘5000只。,（1）CHIP电容结构：片式电容通体一色，为土黄色。两端是金属可焊端。外形尺寸：0805、1206、1210、1812等几种。片式电容无极性。参数识别：DDMT单位：PF一般容量和误差标记在外包装上。如：101J=10101PF5%（2）钽电容单位体积容量大。有极性,有斜坡的一端是正极。电容值标在电容体上。通常采用代码标记。如：钽电容336K/16V=33f/16V,2、SMT电容,形状类似SMD钽电容。电感值以代码标注的形式印在元件上或标签上。读数规律：DDMT单位：H如：303K=30mH10%高频电感很小。无极性之分，无电压标定。,3、SMT电感,（1）MELF金属端接头封装负极标志，即靠近色环端是元件的负极。（2）SOT小外形封装SOT23、SOT89这两种外形，23，89代表元件的尺寸。极性判别指针式万用表的电阻档可测二极管的电阻值。正常情况下，正向反向电阻值相差很大。电阻较小的一次时与黑表笔相连的电极为正极负极。数字万用表的二极管档可测二极管PN结的结电压。正常情况下，正向结电压为0.7左右，反向结电压为”OL”。此时与红表笔相连的电极为正极，另一个电极为负极。,4、SMT二极管,5、SMT三极管,封装形式：常见的封装形式有SOT23、SOT89和D形封装几种。其中SOT-23、SOT-89最常用，型号没有印在元件表面上，为区别是三极管还是二极管，必须检查元件带上的标签。SOT-23SOT-89,6、SMT集成电路,（1）SOIC（smalloutlineIntegratedcircuit）小外型集成电路。有两种不同的引脚形式：SOL和SOJ。（2）SOL两边“鸥翼”形引脚，焊接容易，工艺检测方便，但占用面积较大。（3）SOJ两边“J”形引脚，特点是节省PCB面。（4）QFP（PlasticQuadFlatPackage）方型扁平式封装技术，四边引脚的小外形IC，引脚“鸥翼”形。引线多，接触面积大，焊接强度较高。运输、贮存和安装中引线易折弯和损坏，影响引线的共面度。,（5）PLCC（Plasitcleadedchipcarrier）塑封有引线芯片载体四边有引脚，引线呈“J”形，具有一定的弹性这种封装焊在PCB上，检测焊点较困难。正方形的引线数有20-84,矩形的引线数有18-32。,（6）BGA（ballgridarray）球栅阵列封装引脚成球形阵列分布在底面，因此引脚数量较多且间距较大。通常BGA的安装高度低，引脚的共面性好，组装密度更高。焊后检查和维修比较困难，必须使用X射线检测。易吸潮，使用前应经过烘干处理。,3.3表贴元器件的手工焊接技术,表贴元器件从引脚形状上主要分为可焊端引脚、L型引脚、J型引脚及球型引脚，不同形状的引脚或器件采用的焊接材料、焊接方法和焊接手段都不一样。一般器件采用较细的焊接丝和低功率烙铁，而对于像BGA、CSP、倒装芯片等则要采用半自动化设备来完成。,工具及消耗品：,烙铁、镊子、楔口钳、尖嘴钳，螺丝刀、焊锡等。,组装焊接注意事项：,注意安全：,烙铁电源线是否存在漏电隐患！烙铁在焊接中温度较高，严禁烫伤他人和自己。也不要碰到其他任何可燃物，特别是导线！烙铁放置：烙铁头向外，导线向自己。,焊接练习,焊接注意事项：1）金属表面必须清洁干净。2）当将焊锡加热到一预热的导线和线路板表面时，加到该焊接点的热量必须足够熔化焊锡。3）烙铁头不能过热，选25w左右的电烙铁为宜。4）焊接某点时，时间勿要过长，否则将损坏铜箔；时间也不能过短，造成虚焊。操作速度要适当，焊得牢固，大约5秒左右。5）为确保连接的永久性，不能使用酸性的焊药和焊膏，应用松香或松脂焊剂。,CHIP和MELF封装元件焊接,SOP封装元件焊接,堆焊锡,QFP封装元件焊接,3.4SMT产品焊点质量检验标准,什么是IPC？美国IPC成立于1957年，曾先后取名为:印制电路协会TheInstituteofPrintedCircuits电子电路互连与封装协会TheInstituteofInterconnectingandPackagingElectronicCircuits电子制造业协会AssociationConnectingElectronicsIndustries,SMT焊接质量要求,SMT焊接质量要求同THT基本相同，要求焊点的焊料的连接面呈半弓形凹面，焊料与焊件交界处平滑，接触角尽可能小，无裂纹、针孔、夹渣，表面有光泽且光滑。由于SMT元器件尺寸小，安装精确度和密度高，焊接质量要求更高。,片式（CHIP）元器件焊点合格与不合格对比,SOP封装集成电路焊点合格与不合格对比,IPC-A-610,IPC-A-610即AcceptableofElectronicAssemblies电子组件的可接受条件作为生产现场电子组装件外观质量的目视检验规范,已成为电子制造企业界使用最广泛的工艺标准。IPC-A-610是有关描述PCB或电子组件的各种高于产品最低接受要求的装连结构特点的图片说明性文件，它同时描述了各种不受控（不合格）的结构形态以辅助生产现场管理人员及时发现和纠正问题。,电子产品的分级:,1级-通用类电子产品包括消费类电子产品、部分计算机及其外围设备，那些对外观要求不高而以其使用功能要求为主的产品。例如民用产品（电视机，电冰箱）等。2级-专用服务类电子产品包括通讯设备，复杂商业机器，测量仪器等高性能、长使用寿命要求的仪器。这类产品需要持久的寿命，但不要求必须保持不间断工作，外观上也允许有缺陷。3级-高性能电子产品包括持续运行或严格按指令运行的设备和产品。这类产品在使用中不能出现中断，例如救生设或飞行控制系统。符合该级别要求的组件产品适用于高保证要求，高服务要求，或者最终产品使用环境条件异常苛刻。,对各级别产品均分有四级验收条件：1.目标条件2.可接受条件3.缺陷条件4.过程警告条件5.未涉及的条件,SMD焊接缺陷:SMD焊接缺陷主要包括焊点开路、焊点桥接、锡裂、焊盘翘起、引脚弯曲、极性错误、焊点紊乱、拉尖、元件错误、胶水污染、焊锡过多、焊锡球、元件侧立、位置偏移过大、不润湿/半润湿、针孔/吹孔、不共面等情况。,1焊点开路,2焊点桥接,3焊盘翘起,拆焊修整通常是为了去除失去功能、损坏引线或排列错误的元器件，重新更换新的元器件而进行的。为了完成返修就要采用安全而有效的方法和合适的工具。所谓安全是指返修过程中，不会损坏返修部分的器件和相邻的器件，同时对操作人员也不会有损害，所以在返修操作之前必须对操作人员进行技术和安全培训。,3.5SMT元器件的拆焊修整（针对本项目收音机套件）,常用返修工具1、各种形式的烙铁头镊型烙铁头镊型烙铁具有很好灵活性，用一对镊型烙铁头就可拆除多种元器扁铲式烙铁头扁铲式烙铁头用来平整焊盘、清除残留焊锡方形烙铁头主要拆除四边型元件，如QFP，PLCC隧道式烙铁头主要用来拆除两边引脚的芯片，如SOJ、SOL、TSOP,2、热风枪热风枪主要由气泵、线性电路板、气流稳定器、外壳、手柄组件组成。热风枪可大幅度调节空气量及温度，可拆除QFP、SOP及PLCC等芯片，可用于取焊大的元件（IC）或功率较大、散热较快的元件。真空吸引器及热风罩放置于想拔取的IC上；使用热风枪升高周围温度；当温度升高到一定程度，焊锡便自动融化，IC元件即被真空吸取器吸附上来。,各种元件的拆焊方法：1小元件的拆卸和焊接对电阻、电容等小元件，一般使用热风枪进行拆卸和焊接（焊接时也可使用电烙铁），在拆卸和焊接时一定要掌握好风力、风速和风向。操作不当，不仅会将小元件吹跑，而且容易将周围无关的小元件也吹动位置或吹跑。,各种元件的拆焊方法：2SOP型封装集成电路的拆焊这种封装的芯片引脚分两边排列且数目不多（28脚以下），所以拆卸和焊接都比较方便，但它与两脚的电阻、电容等小元件相比，其拆焊的难度却又要大些。拆卸方法：可用热风枪，也可使用电烙铁进行拆卸。对于脚位数目较多且脚位间距较大的IC，用电烙铁不方便，一般使用热风枪进行拆卸。将风力调到适当档位，风嘴沿IC两边焊脚上移动加热，当焊锡熔化时，就可用镊子取下IC了。,各种元件的拆焊方法：3QFP芯片的拆焊QFP形式的芯片比较常见，这种封装形式的集成电路引脚在外面，补焊、拆卸、焊接时相对BGA封装芯片比较容易些。拆卸操作：开启热风枪并调节热风枪的气流与温度，一般温度调节在300400之间，而气流方面根据喷嘴来定，如果是单喷嘴，气流档位设置在13档，其他喷嘴，气流可设置在46档，使用单喷嘴，温度档不可设置太高。记下待拆卸IC的位置和方向，并在IC引脚上涂上适当的助焊剂。手持热风枪手柄，使喷嘴对准IC各脚焊点来回移动加热，喷嘴不可触及集成电路引脚，一般距离IC引脚上方6左右,FM收音机产品采用电调谐单片集成电路SC1088。收音机电路的中频频率设计为70kHz，接收信号频率范围为87108MHz。数字调谐调频收音机有一个电调谐SCAN搜索按钮和一个RESET复位按钮。电路接通电源后，按一下搜索按钮，电路自动地由频率低端向高端搜索电台，一旦搜索到电台信号，调谐自动停止。如果接着按一下SCAN按钮，电路继续往高频端搜索电台。当调谐到FM接收频率最高端时，只需按一下RESET按钮，本振频率即回到最低端，搜索调谐又重新开始。,3.6组装FM收音机实训,1.基本概念调幅：如控制的是载波的振幅，称为调幅AM；调频：如控制的是载波的频率，称为调频FM；调相：如控制的是载波的相位，称为调相。检波：调幅的解调过程称为检波；鉴频：调频的解调过程称为鉴频；鉴相：调相的解调过程称为鉴相。,【项目知识准备】,2.收音机原理,2.收音机原理,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SOT16脚封装。(1)FM信号输入如图所示调频信号由耳机线馈入经C14、C13、C15和L1的输入电路进入IC的11、12脚混频电路。此处的FM信号没有调谐的调频信号，即所有调频电台信号均可进入。(2)本振调谐电路本振电路中关键元器件是变容二极管，它是利用PN结的结电容与偏压有关的特性制成的“可变电容”。,(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广播信号和本振电路信号在IC内混频器中混频产生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为静噪电容，3脚的C11为AF(音频)环路滤波电容，6脚的C6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为中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，所需功率很小，本机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，不收听时要关断电源。,【项目实施流程】,手工焊接收音机过程,实训使用材料和所用的工具:,1、材料：电子元器件、焊锡、松香、导线等2、工具：电烙铁、镀锡器、万用表、斜口钳、螺丝刀、镊子等。,Step1产品套件、工具和材料准备,烙铁头的处理：烙铁头的好坏直接影响焊接质量，焊接前要使烙铁头光泽，这样焊出来的焊点美观且质量可靠。,Step2元器件的识别与检测（1）检查产品外壳及结构组件按材料清单检查元器件品种规格及数量。检查产品外壳有无缺陷或有无外观破损。（2）检查印制电路板。（3）检查贴片元器件和通孔元器件数量和规格是否符合元件清单要求。（4）用万用表检测THT元器件的质量，如电位器的阻值调节特性、LED、线圈、电解电容、插座、开关的好坏。,（5）集成电路IC的检测检测集成电路要借助于专门设备，同时时可以查看其IC资料来分析。SC1088采用SOP16脚封装。,Step3收音机贴片元件手工焊接,1、根据电路板中元件的安装孔距对元件引脚进行整形。2、对SMT元器件焊点进行检查，元件焊端面预加焊锡，然后按照C1/R1、C2/R2、C3/V3、C4/V4、C5/R3、C6/SC1088、C7、C8/R4、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16的顺序进行焊接。焊接完后结合焊点质量要求。3、检查手工焊接好的元器件的数量及位置。4、检查SMT元器件焊接质量及修整。如检查发现部分元器件焊错或焊反，用相关的设备取下元器件后，再进行补焊修整。,Step4收音机通孔元器件手工装焊,对THT元器件按照Rp、Xs、S1、S2、J1、J2、V1、R5、C17、C19、L1L4、C18、V2、J3、J4的顺序安装焊接。然后用尖嘴钳给已焊好的THT元器件剪脚。,Step5清洗PCB板,用海绵蘸取酒精、汽油或天那水溶液在PCB板上