贴片元器件焊接

1、第12章贴片元器件,主要内容,1.贴片的发展历史 2.贴片元件的种类及结构 3.贴片工艺 4.贴片焊接的意义 5.贴片的焊接方法和焊接设备,贴片元器件的出现,随着科技的发展，电子产品微型化就要求电子元器件微型化，就逐步出现了贴片元器件。贴片元器件在电子产品中的比例不断增长，超过38%，所以我们有必要了解和掌握贴片技术的焊接方法,贴片元器件的优点,贴片元器件，体积小，占用PCB版面少，元器件之间布线距离短，高频性能好，缩小设备体积，尤其便于便携式手持设备,贴片元件的种类及结构,一贴片电阻： 就是片式固定电阻器，从Chip Fixed Resistor直接翻译过来的，俗称贴片电阻(SMD Resi

2、stor),是金属玻璃铀电阻器中的一种。是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。特点耐潮湿， 高温， 温度系数小,贴片电阻的特性,体积小，重量轻； 适应再流焊与波峰焊； 电性能稳定，可靠性高； 装配成本低，并与自动装贴设备匹配； 机械强度高、高频特性优越,贴片电阻封装与功率的关系,封装 额定功率 最大工作电压(V) 0201 0603 1/20W / 25 0402 1005 1/16W / 50 0603 1608 1/16W 1/10W 50 0805 2012 1/10W 1/8W 150 1206 3216 1/8W 1/4W 200 1210 3225 1/4

3、W 1/3W 200 1812 4832 1/2W / 200 2010 5025 1/2W 3/4W 200 2512 6432 1W / 200 注：电压=功率x电阻值(P=V2/R) 或最大工作电压两者中的较小值,贴片电阻的命名方法,1、5%精度的命名：RS-05K102JT 2、1精度的命名：RS-05K1002FT R 表示电阻 S 表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、 1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W,05 表示尺寸(英寸)：02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表

4、示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示2010、12表示2512。 K 表示温度系数为100PPM, 1025精度阻值表示法：前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是，10210001K。1002是1阻值表示法：前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本单位是，10021000010K。 J 表示精度为5、F表示精度为1。 T 表示编带包装,1 矩形片式电阻器,1)结构及外形尺寸 矩形片状电阻器有两种类型，即厚膜片状电阻器（RN)和薄膜片状电阻器(RK)。目前常用的是厚膜片状电阻器。矩形片状电阻器的结构如图所示。 矩形片状电阻器结构示意图,薄膜电阻是在

5、基板上喷射一层镍铬合金制成的，具有性能稳定，组织精度高的特点。 厚膜电阻是在高纯度的三氧化二铝基板上一层二氧化钌浆料，经过烧结光刻而成的。性能相当优良，在目前的实际应用中最为广泛,2 圆柱形电阻器 (1)外形 圆柱形电阻器金属电极无引脚端面元件，简称为MELF,下图为该电阻器的外观 从外形上看该电阻器为圆柱形密封的结构，两端压有金属帽电极，电阻器采用色码表示法标注于电阻器的圆柱体表面，目前圆柱形主要有碳膜(ERD)，高性能金属膜（ERO）和跨接用0 电阻器3种,2）圆柱形电阻的结构 基体：圆柱形一般都采用高铝瓷棒作为基体。基体表面要求 清洁，并要具有一定的粗糙度，以提高电阻膜和基体 间的结和力

6、。 电阻膜：电阻膜覆于基体的表面。 端电极：在被膜好的瓷棒基体两端压装上金属帽，作为电阻 器的电极。 螺纹槽：对装有金属帽的被膜瓷棒基体进行阻值分类后，需 要通过刻螺纹槽的方法来调整电阻器的阻值。 耐热漆：耐热漆涂于电阻体的表面，主要作用是绝缘、防潮 耐热冲击。 标识色环:圆柱形电阻器与引线电阻器的色环标注的方法相同 ，采用5环表示法,3小型固定电阻阵列 小型固定阵列电阻实际上就是将几个单独的电阻，按照一定的配置要求连接成一个组合与元件。按结构的不同可分为小型扁平封装型电阻阵列、芯片功率型电阻阵列、芯片载体型电阻阵列和芯片阵列型电阻网络4种。 （1）小型扁平封装型电阻阵列是将用厚膜或薄膜的方法

7、制 作在氧化铝基板上，经内部连接并与外引出端焊接后 ，模塑封装而制成的。具有耐湿性好，机械强度强特点,2）芯片功率电阻阵列 芯片功率电阻阵列一般是用氮化钽薄膜或厚膜复合电阻 元件，这种电阻阵列精度高，功率大，常用功率电路。 (3)芯片载体型电阻阵列 芯片载体型电阻阵列是将电阻芯片贴于载体基板上，基板的4个侧面都有焊脚，并且同过塑料或陶瓷封装而形成的。这种电阻阵列由于精度高，因此常用在复杂电路中。 见下图,4）芯片阵列电阻网路 芯片阵列电阻网络是将多个电阻元件按照阵列排列，制作在氧化铝陶瓷基片上，并在基板的两侧印刷烧结电极而制成的，外形如下图,二 贴片电容,作用： 应用于电源电路，实现旁路、去藕

8、、滤波和储能的作用； 应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用,贴片电容的分类,贴片式电容有贴片式陶瓷电容、贴片式钽电容、贴片式铝电解电容、有机薄膜片式电容器、云母片式电容器,贴片电容的特点,贴片式钽电容的特点是寿命长、耐高温、准确度高、滤高频改波性能极好，不过容量较小、价格也比铝电容贵，而且耐电压及电流能力相对较弱。它被应用于小容量的低频滤波电路中,1 多层片式瓷介电容器简称MLC,2）结构 多层片式瓷介电容器通常是无引线矩形结构。它是将白金、钯或银的浆料印刷在陶瓷膜片上，采用交替层叠的形式烧结成一个整体，根据电容量的需要，以并联的方式与两端面的电极连接,2 钽电解片式电容器

9、 钽电解片式电容器简称为钽电容。其外形如下图所示。这种电容器的单位体积容量最大，容量超过0.33uF的表面安装元件通常都采用钽电解片式电容器。这种电容器的电解质响应速度快，因此在需要高速运算处理的大规模集成电路中应用最为广泛,3铝电解片式电容器 （1）外形,3铝电解片式电容器 （1) 外形：铝电解片式电容器按照封装形式不同树脂和金属封装两大类。其外壳上深色标记代表负极，容量值和耐压值均标在外壳上。外形如下图所示,2）结构 铝电解片式电容器是将高纯度的铝箔经过电解腐蚀高倍率的附着面，然后在弱酸性溶液中进行阳极氧化，形成电解质薄膜（阳极箔）。用同样的方法，将低纯度的铝箔经过电解腐蚀高倍率的附着面，

10、作为阴极箔，然后将电解纸阳极箔和阴极箔之间卷绕成电容器芯子，经电解液浸透，最后用密封橡胶把芯子卷边封口并用耐热性环氧树脂或铝壳封装,4）有机薄膜片式电容器 有机薄膜片式电容器 聚酯(PET)、聚丙烯(PP)薄膜作为电解质的 一种电容器。外形如下图所示,5）云母片式电容器 云母片式电容器是采用云母作为电解质的一类电容器。是将银浆料印刷在云母片上，然后经过叠层、 热压形成电容体，最后在电容体的两端完成电容体的连接。由于这种电容器的耐热性好，损耗低且精度高，易制成小电容，特别适合于高频电路中使用,三 贴片电感器,贴片电感器的分类： 按照结构和制作工艺的不同，可以分为线绕片式电感器、多层型和卷绕型3类

11、。 1 线绕片式电感器,线绕片式电感器是目前使用最多的一种电感器，其结构是将特殊的细导线（线圈)缠绕在高性能、小尺寸的磁芯上（低电感时用陶瓷做磁芯，高电感时用氧化铁作为磁芯），再加上外电极，然后在外表面涂敷环氧树脂后用模塑壳体封装而成的。 2 多层片式电感器 多层片式电感器是由铁氧体浆料和导电高浆料交替印刷叠层后，高温烧结形成具有闭合磁路的整体，最后再用模塑壳体封装。具有可靠性高、抗干扰能力强等特点，其外形图如下所示,3卷绕型片式电感器 卷绕片式电感器柔性铁氧体的薄片上印刷导体浆料，然后卷成圆柱体，烧结成一个整体，最后加上端电极,总结：特点和应用： 1、表面贴装高功率电感。 2、具有小型化，高

12、品质，高能量储存和低电阻之特性。 3、主要应用在电脑显示板卡，笔记本电脑，脉冲记忆程序设计，以及DC-DC转换器上。 4、可提供卷轴包装适用于表面自动贴,特性： 1.平底表面适合表面贴装。 2、优异的端面强度良好之焊锡性。 3、具有较高Q值，低阻抗之特点。 4. 低漏磁，低直电阻，耐大电流之特点。 5. 可提供编带包装，便于自动化装配,四 贴片二极管,特点： 体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用 牢靠、适合量产、反应快，防震、节能、高解析度、耐震、可设计等优点,分辨贴片发光二极管极性方法,led的封装是透明的，透过外壳可以看到里面的接触电极的形状是不一样的，正极是大方块，负极是

13、小圆点。数字万用表有测点路通断的那一项，图标是一个二极管和小喇叭。当万用表红线接在led正极，黑线接在led负极上时，led会被点亮,贴片工艺,表面安装技术，简称SMT，作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域，SMT产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、生产效率高等优点。SMT在电路板装联工艺中已占据了领先地位,典型的表面贴装工艺分为三步,施加焊锡膏,贴装元器件,回流焊接,回流焊接,首先PCB进入140160的预热温区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件焊端和引脚，焊膏软化、塌落，覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；并使表贴元件得到充分的预

14、热，接着进入焊接区时，温度以每秒23国际标准升温速率迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡在PCB的焊盘、元器件焊端和引脚润湿、扩散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金属化合物，形成焊锡接点；最后PCB进入冷却区使焊点凝固,回流焊机,回流焊机也叫再流焊机，是伴随微型化电子产品的出现而发展起来的焊接技术，主要应用于各类表面组装元器件的焊接。预先在电路板的焊盘上涂上适量和适当形式的焊锡膏，再把SMT元器件贴放到相应的位置；焊锡膏具有一定粘性，使元器件固定；然后让贴装好元器件的电路板进入再流焊设备,手工焊接的意义,手工焊接虽然已难于胜任现代化的生产，但仍有广泛的应用，比如电路板的调试和维修，焊接质量的好

15、坏也直接影响到维修效果。它在电路板的生产制造过程中的地位是非常重要的、必不可少的,焊接工具介绍,电子元器件的焊接工具主要是电烙铁。 辅助工具有:尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、镊子和螺丝刀。 电烙铁： 分为外热式和内热式二种 外热式电烙铁（功率大） 内热式电烙铁（发热快,烙铁头的形状,焊接握电烙铁的方法,手工焊接握电烙铁的方法,有正握、反握及握笔式三种。焊接元器件及维修电路板时以握笔式较为方便,电烙铁的使用： 1.焊接印制电路板元件时般选用25W的外热式或2OW的内热式电烙铁 2.装配时必须用有三线的电源插头 3.烙铁头一般用紫铜制作 4.电烙铁在使用一段时间后，应及时将烙铁头取出，去掉氧化物再重新配

16、使用,焊接材料和助焊剂,焊接材料：主要是焊锡丝 助焊剂的种类：焊锡膏、焊油和松香 助焊剂的作用：帮助焊接,1.被焊件必须是具有可焊性。可焊性也就是可浸润性，它是指被焊接的金属材料与焊锡在适当的温度和助焊剂作用下形成良好结合的性能。在金属材料中、金、银、铜的可焊性较好，其中铜应用最广，铁、镍次之，铝的可焊性最差。 2.被焊金属表面应保持清洁。氧化物和粉尘、油污等会妨碍焊料浸润被焊金属表面。在焊接前可用机械或化学方法清除这些杂物,锡焊的条件,3.使用合适的助焊剂。使用时必须根据被焊件的材料性质、表面状况和焊接方法来选取。 4.具有适当的焊接温度。温度过低，则难于焊接，造成虚焊。温度过高会加速助焊剂

17、的分解，使焊料性能下降，还会导致印制板上的焊盘脱落。 5.具有合适的焊接时间。应根据被焊件的形状、大小和性质等来确定焊接时间。过长易损坏焊接部位及元器件，过短则达不到焊接要求,锡焊的要求,1.焊点机械强度要足够。因此要求焊点要有足够的机械强度。用把被焊元器件的引线端子打弯后再焊接的方法可增加机械强度。 .焊接可靠，保证导电性能。为使焊点有良好的导电性能，必须防止虚焊，虚焊是指焊料与被焊物表面没有形成合金结构，只是简单地依附在被焊金属的表面上，如下图所示,3.焊点上焊料应适当。过少机械强度不够、过多浪费焊料、并容易造成焊点短路。 4.焊点表面应有良好的光泽。主要跟使用温度和助焊剂有关。 5.焊点

18、要光滑、无毛刺和空隙。 6.焊点表面应清洁,锡焊的要求(续,贴片元件焊接方法,1、点胶，元件放平，否则脚少元件（比如贴片电阻）热涨冷缩，会把电阻的一头拉断，很难发现。 1）使用贴片红胶固定元件 2）把松香调稀固定元件，成本低 2、管脚少的元件点焊： 需要用比较尖的烙铁头对着每个引脚焊接。先焊一个脚。 3、管脚多的元件（比如芯片）拖焊： 1）目视将芯片的引脚和焊盘精确对准，目视难分辨时还可以放到放大镜下观察有没有对准。电烙铁上少量焊锡并定位芯片(不用考虑引脚粘连问题)，定为两个点即可(注意：不是相邻的两个引脚)。 2）将脱脂棉团成若干小团，大小比IC的体积略小。如果比芯片大了焊接的时候棉团会碍事,3）用毛刷将适量的松香水涂于引脚或线路板上，并将一个酒精棉球放于芯片上，使棉球与芯片的表面充分接触以利于芯片散热。 4）适当倾斜线路板。在芯片引脚未固定那边，用电烙铁拉动焊锡球沿芯片的引脚从上到下慢慢滚下，同时用镊子轻轻按酒精棉球，让芯片的核心保持散热；滚到头的时候将电烙铁提起，不让焊锡球粘到周围的焊盘上