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1、 第第12章章贴片元器件片元器件主要内容主要内容1.贴片的片的发展展历史史2.贴片元件的种片元件的种类及及结构构3.贴片工片工艺4.贴片片焊接的意接的意义5.贴片的片的焊接方法和接方法和焊接接设备贴片元器件的出片元器件的出现 随着科技的随着科技的发展，展，电子子产品微型化就要品微型化就要求求电子元器件微型化，就逐步出子元器件微型化，就逐步出现了了贴片元片元器件。器件。贴片元器件在片元器件在电子子产品中的比例不断品中的比例不断增增长，超，超过38%，所以我，所以我们有必要了解和掌有必要了解和掌握握贴片技片技术的的焊接方法。接方法。贴片元器件的片元器件的优点点 贴片元器件，体片元器件，体积小，占用
2、小，占用PCB版面少，元器件之版面少，元器件之间布布线距离短，高距离短，高频性能好，性能好，缩小小设备体体积，尤其便于，尤其便于便携式手持便携式手持设备。贴片元件的种片元件的种类及及结构构一一贴片片电阻：阻：就是片式固定就是片式固定电阻器，从阻器，从Chip Fixed Resistor直接翻直接翻译过来的，俗称来的，俗称贴片片电阻阻(SMD Resistor),是金属玻璃是金属玻璃铀电阻器中的阻器中的一种。是将金属粉和玻璃一种。是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的网印刷法印在基板上制成的电阻器。特点耐阻器。特点耐潮湿，潮湿，高温，高温，温度系数小。温度系数小。
3、贴片片电阻的特性阻的特性体体积小，重量小，重量轻；适适应再流再流焊与波峰与波峰焊；电性能性能稳定，可靠性高；定，可靠性高；装配成本低，并与自装配成本低，并与自动装装贴设备匹配；匹配；机械机械强度高、高度高、高频特性特性优越。越。贴片片电阻封装与功率的关系阻封装与功率的关系 封装封装 额定功率定功率 最大工作最大工作电压(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 1/4W 1/3W 200 1
4、812 4832 1/2W/200 2010 5025 1/2W 3/4W 200 2512 6432 1W/200 注：注：电压=功率功率x电阻阻值(P=V2/R)或最大工作或最大工作电压两两者中的者中的较小小值贴片片电阻的命名方法阻的命名方法1、5%精度的命名：精度的命名：RS-05K102JT 2、1精度的命名：精度的命名：RS-05K1002FT R 表示表示电阻阻 S 表示功率表示功率0402是是1/16W、0603是是1/10W、0805是是1/8W、1206是是1/4W、1210是是1/3W、1812是是1/2W、2010是是3/4W、2512是是1W。05 表示尺寸表示尺寸(英
5、寸英寸)：02表示表示0402、03表示表示0603、05表示表示0805、06表示表示1206、1210表示表示1210、1812表示表示1812、10表示表示2010、12表示表示2512。K 表示温度系数表示温度系数为100PPM,1025精度阻精度阻值表示法：前两位表示有效数字，第表示法：前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本三位表示有多少个零，基本单位是位是，10210001K。1002是是1阻阻值表示法：前三位表示有效数字，表示法：前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本第四位表示有多少个零，基本单位是位是，10021000010K。J 表示精度表示精度为5、F表示精
6、度表示精度为1。T 表示表示编带包装包装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
7、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。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
8、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：
9、（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：二二 贴片片电容容作用：作用：应用于用于电源源电路，路，实现旁路、去旁路、去藕、藕、滤波和波和储能的作用；能的作用；应用于信号用于信号电路，主要完成耦合、路，主要完成耦合、振振荡/同步及同步及时间常数的作用。常数的作用。贴片片电容的分容的分类 贴片式片式电容有容有贴片式陶瓷片式陶瓷电容、容、贴片式片式钽电容、容、贴片式片式铝电解解电容、有机薄膜片式容、有机薄膜片式电容器、云母片式容器、云母片式电容器。容器。贴片电容的特点 贴片式片式钽电容的特点是寿命容的特
10、点是寿命长、耐高温、耐高温、准确度高、准确度高、滤高高频改波性能极好，不改波性能极好，不过容量容量较小、价格也比小、价格也比铝电容容贵，而且耐，而且耐电压及及电流能力相流能力相对较弱。它被弱。它被应用于小容量的低用于小容量的低频滤波波电路中。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，容量超过的表面安装元件通常都采用钽电解片式电容器
11、。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，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
12、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。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
13、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：总结：特点和应用：1、表面贴装高功率电感。、表面贴装高功率电感。2、具有小型化，高品质，高能量储存和低电阻之特性。、具有小型化，高品质，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、主要应用
14、在电脑显示板卡，笔记本电脑，脉冲记忆程序设计，以及程序设计，以及DC-DC转换器上。转换器上。4、可提供卷轴包装适用于表面自动贴、可提供卷轴包装适用于表面自动贴特性：特性：1.平底表面适合表面平底表面适合表面贴装。装。2、优异的端面异的端面强度良好之度良好之焊锡性。性。3、具有、具有较高高Q值，低阻抗之特点。，低阻抗之特点。4.低漏磁，低直低漏磁，低直电阻，耐大阻，耐大电流之特点。流之特点。5.可提供可提供编带包装，便于自包装，便于自动化装配化装配四四 贴片二极管片二极管特点：特点：体体积小、耗小、耗电量低、使用寿命量低、使用寿命长、高亮度、高亮度、环保、保、坚固耐用固耐用 牢靠、适合牢靠、适
15、合量量产、反、反应快，防震、快，防震、节能、高解析度、能、高解析度、耐震、可耐震、可设计等等优点。点。分辨分辨贴片片发光二极管极性方法光二极管极性方法led的封装是透明的，透的封装是透明的，透过外壳可以外壳可以看到里面的接触看到里面的接触电极的形状是不一极的形状是不一样的，的，正极是大方正极是大方块，负极是小极是小圆点。数字万点。数字万用表有用表有测点路通断的那一点路通断的那一项，图标是一是一个二极管和小喇叭。当万用表个二极管和小喇叭。当万用表红线接在接在led正极，黑正极，黑线接在接在led负极上极上时，led会被点亮。会被点亮。贴片工片工艺 表面安装技表面安装技术，简称称SMT，作，作为新
16、新一代一代电子装子装联技技术已已经渗透到各个渗透到各个领域，域，SMT产品具有品具有结构构紧凑、体凑、体积小、耐小、耐振振动、抗冲、抗冲击，高，高频特性好、生特性好、生产效率效率高等高等优点。点。SMT在在电路板装路板装联工工艺中中已占据了已占据了领先地位。先地位。典型的表面典型的表面贴装工装工艺分分为三步：三步：施加焊锡膏施加焊锡膏贴装元器件贴装元器件回流焊接回流焊接回流回流焊接接首先首先PCB进入入140160的的预热温区温区时，焊膏中的溶膏中的溶剂、气体蒸、气体蒸发掉，同掉，同时，焊膏中的助膏中的助焊剂润湿湿焊盘、元器件、元器件焊端和引脚，端和引脚，焊膏膏软化、塌化、塌落，覆盖了落，覆盖
17、了焊盘，将，将焊盘、元器件引脚与氧气隔、元器件引脚与氧气隔离；并使表离；并使表贴元件得到充分的元件得到充分的预热，接着，接着进入入焊接区接区时，温度以每秒，温度以每秒23国国际标准升温速率迅准升温速率迅速上升使速上升使焊膏达到熔化状膏达到熔化状态，液，液态焊锡在在PCB的的焊盘、元器件、元器件焊端和引脚端和引脚润湿、湿、扩散、漫流和回散、漫流和回流混合在流混合在焊接界面上生成金属化合物，形成接界面上生成金属化合物，形成焊锡接点；最后接点；最后PCB进入冷却区使入冷却区使焊点凝固。点凝固。回流回流焊机机回流回流焊机也叫再流机也叫再流焊机，是伴随微型化机，是伴随微型化电子子产品的出品的出现而而发展
18、起来的展起来的焊接技接技术，主，主要要应用于各用于各类表面表面组装元器件的装元器件的焊接。接。预先先在在电路板的路板的焊盘上涂上适量和适当形式的上涂上适量和适当形式的焊锡膏，再把膏，再把SMT元器件元器件贴放到相放到相应的位置；的位置；焊锡膏具有一定粘性，使元器件固定；然后膏具有一定粘性，使元器件固定；然后让贴装好元器件的装好元器件的电路板路板进入再流入再流焊设备。手工手工焊接的意接的意义 手工手工焊接接虽然已然已难于于胜任任现代化的代化的生生产，但仍有广泛的，但仍有广泛的应用，比如用，比如电路板路板的的调试和和维修，修，焊接接质量的好坏也直接量的好坏也直接影响到影响到维修效果。它在修效果。它
19、在电路板的生路板的生产制制造造过程中的地位是非常重要的、必不可程中的地位是非常重要的、必不可少的。少的。焊接工具介接工具介绍电子元器件的子元器件的焊接工具主要接工具主要是是电烙烙铁。辅助工具有助工具有:尖嘴尖嘴钳、斜口、斜口钳、剥、剥线钳、镊子和螺子和螺丝刀。刀。电烙烙铁：分分为外热式外热式和和内热式二种内热式二种 外热式电烙铁（功率大）外热式电烙铁（功率大）内热式电烙铁（发热快）内热式电烙铁（发热快）烙铁头的形状烙铁头的形状焊接握接握电烙烙铁的方法的方法 手工手工焊接握接握电烙烙铁的方法的方法,有正握、反握及握有正握、反握及握笔式三种。笔式三种。焊接元器件及接元器件及维修修电路板路板时以握笔
20、式以握笔式较为方便。方便。电烙铁的使用：电烙铁的使用：1.1.焊接印制电路板元件时般选用焊接印制电路板元件时般选用25W25W的外热式的外热式或或2OW2OW的内热式电烙铁的内热式电烙铁2.2.装配时必须用有三线的电源插头装配时必须用有三线的电源插头3.3.烙铁头一般用紫铜制作烙铁头一般用紫铜制作4.4.电烙铁在使用一段时间后，应及时将烙铁头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使用取出，去掉氧化物再重新配使用焊接材料和助接材料和助焊剂焊接材料：接材料：主要是主要是焊锡丝助助焊剂的种的种类：焊锡膏、膏、焊油和松油和松香香助助焊剂的作用：帮助的作用：帮助焊接接1.1.被焊
21、件必须是具有可焊性。可焊性也就是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，铝性较好，其中铜应用最广，铁、镍次之，铝的可焊性最差。的可焊性最差。2.2.被焊金属表面应保持清洁。氧化物和粉尘、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。接前
22、可用机械或化学方法清除这些杂物。锡焊的条件锡焊的条件3.3.使用合适的助焊剂。使用时必须根据被焊件使用合适的助焊剂。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。的材料性质、表面状况和焊接方法来选取。4.4.具有适当的焊接温度。温度过低，则难于焊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的分解，接，造成虚焊。温度过高会加速助焊剂的分解，使焊料性能下降，还会导致印制板上的焊盘脱使焊料性能下降，还会导致印制板上的焊盘脱落。落。5.5.具有合适的焊接时间。应根据被焊件的形状、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。过长易损坏焊大小
23、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。接部位及元器件，过短则达不到焊接要求。锡焊的要求锡焊的要求1.1.焊点机械强度要足够。因此要求焊点要有足够的机械强度。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。强度。.焊接可靠，保证导电性能。为使焊点有良好的导电性能，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
24、上，如下图所示构，只是简单地依附在被焊金属的表面上，如下图所示:3.3.焊点上焊料应适当。过少机械强度不够、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。过多浪费焊料、并容易造成焊点短路。4.4.焊点表面应有良好的光泽。主要跟使用焊点表面应有良好的光泽。主要跟使用温度和助焊剂有关。温度和助焊剂有关。5.5.焊点要光滑、无毛刺和空隙。焊点要光滑、无毛刺和空隙。6.6.焊点表面应清洁。焊点表面应清洁。锡焊的要求锡焊的要求(续续)贴片元件片元件焊接方法接方法1、点胶，元件放平，否、点胶，元件放平，否则脚少元件（比如脚少元件（比如贴片片电阻）阻）热涨冷冷缩，会把，会把电阻的一阻
25、的一头拉断，很拉断，很难发现。1）使用）使用贴片片红胶固定元件胶固定元件 2）把松香）把松香调稀固定元件，成本低稀固定元件，成本低 2、管脚少的元件点、管脚少的元件点焊：需要用比需要用比较尖的烙尖的烙铁头对着每个引脚着每个引脚焊接。先接。先焊一一个脚。个脚。3、管脚多的元件（比如芯片）拖、管脚多的元件（比如芯片）拖焊：1）目）目视将芯片的引脚和将芯片的引脚和焊盘精确精确对准，目准，目视难分辨分辨时还可以放到放大可以放到放大镜下下观察有没有察有没有对准。准。电烙烙铁上上少量少量焊锡并定位芯片并定位芯片(不用考不用考虑引脚粘引脚粘连问题)，定，定为两个点即可两个点即可(注意：不是相注意：不是相邻的
26、两个引脚的两个引脚)。2）将脱脂棉）将脱脂棉团成若干小成若干小团，大小比，大小比IC的体的体积略小。略小。如果比芯片大了如果比芯片大了焊接的接的时候棉候棉团会碍事。会碍事。3）用毛刷将适量的松香水涂于引脚或）用毛刷将适量的松香水涂于引脚或线路板上，并将路板上，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接触以利于芯片散热。4）适当）适当倾斜斜线路板。在芯片引脚未固定那路板。在芯片引脚未固定那边，用，用电烙烙铁拉拉动焊锡球沿芯片的引脚从上到下慢慢球沿芯片的引脚从上到下慢慢滚下，同下，同时用用镊子子轻轻按酒精棉球，按酒精棉球，让芯
27、片的核心保持散芯片的核心保持散热；滚到到头的的时候将候将电烙烙铁提起，不提起，不让焊锡球粘到周球粘到周围的的焊盘上。上。5）把）把线路板弄干路板弄干净。6）放到放大）放到放大镜下下观察有没有虚察有没有虚焊和粘和粘焊的，可以用的，可以用镊子子拨动引脚看有没有松引脚看有没有松动的。其的。其实熟熟练此方法后，此方法后，焊接效果不接效果不亚于机器！于机器！手工焊接贴片的步骤拆拆焊要点要点(1)严格控制加格控制加热的温度和的温度和时间 (2)拆拆焊时不要用力不要用力过猛猛(3)吸去拆吸去拆焊点上的点上的焊料料一般焊接点拆焊一般焊接点拆焊 印制电路板上元器件的拆焊印制电路板上元器件的拆焊.分点拆焊分点拆焊
28、.集中拆焊集中拆焊3.3.间断加热拆焊间断加热拆焊小元件的拆卸小元件的拆卸a.a.将线路固定，仔细观察欲拆卸的小元件的位将线路固定，仔细观察欲拆卸的小元件的位置。置。b.b.将小元件周围的杂质清理干净，加注少许松将小元件周围的杂质清理干净，加注少许松香水。香水。c.c.调节热风枪温度调节热风枪温度270,270,速风在速风在1 12 2档。档。d.d.距离小元件距离小元件2 23cm3cm，对小元件上均匀加热。，对小元件上均匀加热。e.e.待小元件周围焊锡熔化后用手指钳将小元件待小元件周围焊锡熔化后用手指钳将小元件取下。取下。贴片集成电路的拆卸贴片集成电路的拆卸a.a.将线路板固定，仔细观察欲
29、拆卸集成电路的位置和方将线路板固定，仔细观察欲拆卸集成电路的位置和方位，并做好记录，以便焊接时恢复。位，并做好记录，以便焊接时恢复。b.b.用小刷子将贴片集成电路周围的杂质清理干净，往贴用小刷子将贴片集成电路周围的杂质清理干净，往贴片集成电路周围加注少许松香水。片集成电路周围加注少许松香水。c.c.调好热风枪的温度和风速，温度开关一般至调好热风枪的温度和风速，温度开关一般至300300350,350,风速开关调节风速开关调节2 23 3档。档。d.d.使喷头和所拆集成电路保持垂直，并沿集成电路周围使喷头和所拆集成电路保持垂直，并沿集成电路周围管脚慢速旋转，均匀加热，待集成电路的管脚焊锡全管脚慢速旋转，均匀加热，待集成电路的管脚焊锡全部熔化后，用医用针头或手指钳将集成电路掀起或镊走，部熔化后，用医用针头或手指钳将集成电路掀起或镊走，且不可用力，否则，极易损坏集成电路的锡箔。且不可用力，否则，极易损坏集成电路的锡箔。安全注意事安全注意事项1.温度不能超温度不能超过300摄氏度。氏度。2.操作操作过程中不要拿着程中不要拿着电烙烙铁嬉嬉戏打打闹。3.不要甩不要甩电烙烙铁头上的上的锡，防止，防止伤及他及他人。人。思考1.焊接接时不上不上锡怎么怎么办？2.拆拆焊集成集成块的的时候怎么做才能把候怎么做才能把锡完完全弄干全弄干净？