第07章表面组装元器件精选PPT.ppt
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1、第07章表面组装元器件第1页,此课件共43页哦7.1 表面组装技术概述表面组装技术是将片式电子元器件用贴装机贴装在印制电路板表面,通过波峰焊、再流焊等方法焊装在基板上的一种新型的焊接技术。其特点是在印制电路板上可以不打孔,所有的焊接点都处于同一平面上。第2页,此课件共43页哦7.1.1 表面组装元器件的特点1 1提高了安装密度,有利于电子产品的小型化、薄型化提高了安装密度,有利于电子产品的小型化、薄型化提高了安装密度,有利于电子产品的小型化、薄型化提高了安装密度,有利于电子产品的小型化、薄型化和轻量化和轻量化和轻量化和轻量化片式元件的尺寸很小,重量很轻,无引线或引线很短,片式元件的尺寸很小,重
2、量很轻,无引线或引线很短,片式元件的尺寸很小,重量很轻,无引线或引线很短,片式元件的尺寸很小,重量很轻,无引线或引线很短,可节省引线所占的安装空间,组装时还可双面贴装,可节省引线所占的安装空间,组装时还可双面贴装,可节省引线所占的安装空间,组装时还可双面贴装,可节省引线所占的安装空间,组装时还可双面贴装,故印制电路板的表面可以得到充分利用,基板面积一故印制电路板的表面可以得到充分利用,基板面积一故印制电路板的表面可以得到充分利用,基板面积一故印制电路板的表面可以得到充分利用,基板面积一般可缩小般可缩小般可缩小般可缩小60%60%70%70%,装配密度可提高,装配密度可提高,装配密度可提高,装配
3、密度可提高5 5倍。由于片倍。由于片倍。由于片倍。由于片式元件本身很薄,组装时又是平贴在印制电路板上,式元件本身很薄,组装时又是平贴在印制电路板上,式元件本身很薄,组装时又是平贴在印制电路板上,式元件本身很薄,组装时又是平贴在印制电路板上,所以整块电路板可以做得很薄。以收音机为例,采用所以整块电路板可以做得很薄。以收音机为例,采用所以整块电路板可以做得很薄。以收音机为例,采用所以整块电路板可以做得很薄。以收音机为例,采用SMCSMC、SMDSMD的薄型收音机厚度仅有的薄型收音机厚度仅有5mm,与采用传统,与采用传统,与采用传统,与采用传统元件的收音机相比,重量约为后者的元件的收音机相比,重量约
4、为后者的元件的收音机相比,重量约为后者的元件的收音机相比,重量约为后者的1/21/2,体积仅为,体积仅为1/81/8。第3页,此课件共43页哦2有助于提高产品性能和可靠性由于SMC、SMD没有引线或引线很短,寄生电感和分布电容大大减小了,因而可获得好的频率特性和强的抗干扰能力。传统元件在组装时要把引线插入印制电路板上的插孔,在插入过程中细引线往往会受到损坏或弯曲。SMC、SMD无需插装,降低了失效率。它们所组成的电路板是面结合的,因此结实、抗振、抗冲击,使产品的可靠性大大提高了。第4页,此课件共43页哦3生产高度自动化,有助于提高经济效益用于SMT的自动化表面组装设备目前已商品化,这类用电脑控
5、制的自动组装设备可自动进给,自动对元件分选定位,大大缩短了装配时间,而且装配精确,产品合格率高。同时由于组装密度的提高,SMC、SMD组装后几乎不需要调整,节省了成本。SMC、SMD无引线,不仅省铜,而且基板面积也可缩小,节约了材料费用和能源消耗。这些都有助于降低产品的成本获得良好的综合经济效益。第5页,此课件共43页哦4元器件种类不齐全,技术要求高对于表面组装元器件目前尚无统一国家标准,使得品种不全,价格较高,给生产和使用带来一定困难。同时,元器件本身的生产和安装要求高,如吸湿后容易引起装配时元器件裂损,结构件热膨胀系数差异导致焊接开裂,组装密度大使得散热问题难以解决等等。这些均使得生产设备
6、复杂,涉及技术面宽,费用昂贵。第6页,此课件共43页哦7.1.2 表面组装元器件的发展表面组装元器件的发展第第第第1 1代代代代50506060年代长引线元件,电子管接线板铆接端子手工安年代长引线元件,电子管接线板铆接端子手工安年代长引线元件,电子管接线板铆接端子手工安年代长引线元件,电子管接线板铆接端子手工安装手工烙铁焊第装手工烙铁焊第装手工烙铁焊第装手工烙铁焊第2 2代代代代60607070年代年代年代年代THTTHT晶体管,轴线引线元件单双晶体管,轴线引线元件单双晶体管,轴线引线元件单双晶体管,轴线引线元件单双面面面面PCBPCB手工手工手工手工/半自动安装手工焊、浸焊半自动安装手工焊、
7、浸焊半自动安装手工焊、浸焊半自动安装手工焊、浸焊第第第第3 3代代代代70708080年代年代年代年代THTTHT单双列直插单双列直插单双列直插单双列直插ICIC,轴向引线元器件遍带单面,轴向引线元器件遍带单面,轴向引线元器件遍带单面,轴向引线元器件遍带单面及多层及多层及多层及多层PCBPCB自动插装波峰焊、浸焊、手工焊自动插装波峰焊、浸焊、手工焊自动插装波峰焊、浸焊、手工焊自动插装波峰焊、浸焊、手工焊第第第第4 4代代代代80809090年代年代年代年代SMTSMCSMTSMC、SMDSMD片式封装片式封装片式封装片式封装VSIVSI、VLSIVLSI高质量高质量高质量高质量SBMSBM自动
8、贴片机波峰焊、再流焊自动贴片机波峰焊、再流焊自动贴片机波峰焊、再流焊自动贴片机波峰焊、再流焊第第第第5 5代代代代9090年代及以后年代及以后年代及以后年代及以后MPTVLSICMPTVLSIC、ULSICULSIC陶瓷硅片自动安装倒装陶瓷硅片自动安装倒装陶瓷硅片自动安装倒装陶瓷硅片自动安装倒装焊、特种焊焊、特种焊焊、特种焊焊、特种焊目前,第目前,第目前,第目前,第5 5代安装技术正处于技术发展和局部领域应用阶段。代安装技术正处于技术发展和局部领域应用阶段。代安装技术正处于技术发展和局部领域应用阶段。代安装技术正处于技术发展和局部领域应用阶段。第7页,此课件共43页哦7.1.3 表面组装元器件
9、的分类表面组装元器件的分类1 1按照元件的功能分类按照元件的功能分类按照元件的功能分类按照元件的功能分类表面组装元件可分为无源元件、有源器件和片式机电元表面组装元件可分为无源元件、有源器件和片式机电元表面组装元件可分为无源元件、有源器件和片式机电元表面组装元件可分为无源元件、有源器件和片式机电元件件件件3 3大类。大类。大类。大类。片式无源元件包括电阻器、电容器、电感器和复合元片式无源元件包括电阻器、电容器、电感器和复合元片式无源元件包括电阻器、电容器、电感器和复合元片式无源元件包括电阻器、电容器、电感器和复合元件件件件(如电阻网络、滤波器、谐振器等如电阻网络、滤波器、谐振器等如电阻网络、滤波
10、器、谐振器等如电阻网络、滤波器、谐振器等)。片式有源元件包括二极管、晶体管、场效应管、晶片式有源元件包括二极管、晶体管、场效应管、晶体振荡器等分立器件和集成电路等。体振荡器等分立器件和集成电路等。片式机电元件则包括开关、继电器、连接器和片式微片式机电元件则包括开关、继电器、连接器和片式微片式机电元件则包括开关、继电器、连接器和片式微片式机电元件则包括开关、继电器、连接器和片式微电机等。电机等。电机等。电机等。第8页,此课件共43页哦2按照元件的结构形式分类按照元件的结构形式分类表面组装元件可分为矩形、圆柱形和异形表面组装元件可分为矩形、圆柱形和异形3 3类。类。类。类。矩形片式元件包括薄片矩形
11、元件矩形片式元件包括薄片矩形元件(如片式薄厚膜电阻器、如片式薄厚膜电阻器、如片式薄厚膜电阻器、如片式薄厚膜电阻器、热敏电阻器、独石电阻器、叠层电阻器等热敏电阻器、独石电阻器、叠层电阻器等热敏电阻器、独石电阻器、叠层电阻器等热敏电阻器、独石电阻器、叠层电阻器等)和扁平分装元和扁平分装元和扁平分装元和扁平分装元件件件件(如片式有机薄膜电容器、钽电解电容器、电阻网络如片式有机薄膜电容器、钽电解电容器、电阻网络如片式有机薄膜电容器、钽电解电容器、电阻网络如片式有机薄膜电容器、钽电解电容器、电阻网络复合元件等复合元件等复合元件等复合元件等)。圆柱形片式元件又称金属电极无引脚端而型圆柱形片式元件又称金属电
12、极无引脚端而型圆柱形片式元件又称金属电极无引脚端而型圆柱形片式元件又称金属电极无引脚端而型(Metal Electrode Face Bonding Type)(和简称不符和简称不符)元件,简元件,简元件,简元件,简称称称称MELFMELF型元件。它包括碳膜电阻器、金属膜电阻器、型元件。它包括碳膜电阻器、金属膜电阻器、型元件。它包括碳膜电阻器、金属膜电阻器、型元件。它包括碳膜电阻器、金属膜电阻器、热敏电阻器、瓷介电阻器、电解电容器和二极管等。热敏电阻器、瓷介电阻器、电解电容器和二极管等。热敏电阻器、瓷介电阻器、电解电容器和二极管等。热敏电阻器、瓷介电阻器、电解电容器和二极管等。第9页,此课件共
13、43页哦异形片式元件是指形状不规则的各种片式元件,如异形片式元件是指形状不规则的各种片式元件,如半固定电阻器、电位器、铝电解电容器、微调电容半固定电阻器、电位器、铝电解电容器、微调电容器、线绕电感器、晶体振荡器、滤波器、钮子开关、器、线绕电感器、晶体振荡器、滤波器、钮子开关、继电器和薄型微电机等。继电器和薄型微电机等。矩形片式元件适用于面焊,有利于电子产品的薄型化和矩形片式元件适用于面焊,有利于电子产品的薄型化和矩形片式元件适用于面焊,有利于电子产品的薄型化和矩形片式元件适用于面焊,有利于电子产品的薄型化和轻量化。轻量化。轻量化。轻量化。MELFMELF型元件可利用原有的生产传统元件的设型元件
14、可利用原有的生产传统元件的设型元件可利用原有的生产传统元件的设型元件可利用原有的生产传统元件的设备来制造,且可用铜、铁作为其电极材料,与采用银电备来制造,且可用铜、铁作为其电极材料,与采用银电备来制造,且可用铜、铁作为其电极材料,与采用银电备来制造,且可用铜、铁作为其电极材料,与采用银电极的矩形片式元件相比,生产成本相对较低,但所用的极的矩形片式元件相比,生产成本相对较低,但所用的极的矩形片式元件相比,生产成本相对较低,但所用的极的矩形片式元件相比,生产成本相对较低,但所用的自动组装机与矩形片式元件不同。在西欧和美国,矩形自动组装机与矩形片式元件不同。在西欧和美国,矩形自动组装机与矩形片式元件
15、不同。在西欧和美国,矩形自动组装机与矩形片式元件不同。在西欧和美国,矩形片式元件占市场绝对优势,在日本圆柱形片式元件则发片式元件占市场绝对优势,在日本圆柱形片式元件则发片式元件占市场绝对优势,在日本圆柱形片式元件则发片式元件占市场绝对优势,在日本圆柱形片式元件则发展很快,但仍以矩形片式元件为主。展很快,但仍以矩形片式元件为主。展很快,但仍以矩形片式元件为主。展很快,但仍以矩形片式元件为主。第10页,此课件共43页哦3按有无引线和引线结构分类按有无引线和引线结构分类表面组装元件按有无引线和引线结构可分为无引线和短表面组装元件按有无引线和引线结构可分为无引线和短表面组装元件按有无引线和引线结构可分
16、为无引线和短表面组装元件按有无引线和引线结构可分为无引线和短引线两类。无引线片式元件以无源元件为主,短引线片引线两类。无引线片式元件以无源元件为主,短引线片引线两类。无引线片式元件以无源元件为主,短引线片引线两类。无引线片式元件以无源元件为主,短引线片式元件则以有源器件、集成电路和片式机电元件为主。式元件则以有源器件、集成电路和片式机电元件为主。式元件则以有源器件、集成电路和片式机电元件为主。式元件则以有源器件、集成电路和片式机电元件为主。引线结构有翼形和钩形两种。它们各有特点,翼形容易引线结构有翼形和钩形两种。它们各有特点,翼形容易引线结构有翼形和钩形两种。它们各有特点,翼形容易引线结构有翼
17、形和钩形两种。它们各有特点,翼形容易检查和更换,但引线容易损坏,所占面积也较大;钩形检查和更换,但引线容易损坏,所占面积也较大;钩形检查和更换,但引线容易损坏,所占面积也较大;钩形检查和更换,但引线容易损坏,所占面积也较大;钩形引线容易清洗,能够插入插座或进行焊接,所占面积较引线容易清洗,能够插入插座或进行焊接,所占面积较引线容易清洗,能够插入插座或进行焊接,所占面积较引线容易清洗,能够插入插座或进行焊接,所占面积较小,而且用贴装机也较方便,但不易检查焊接情况。小,而且用贴装机也较方便,但不易检查焊接情况。小,而且用贴装机也较方便,但不易检查焊接情况。小,而且用贴装机也较方便,但不易检查焊接情
18、况。第11页,此课件共43页哦7.2 表面组装元件表面组装元件表面组装元件主要包括表面组装电阻、表面组装电容、表面组装电感。第12页,此课件共43页哦7.2.1 表面组装电阻表面组装电阻1矩形片式电阻器陶瓷基片陶瓷基片陶瓷基片陶瓷基片电阻膜电阻膜电阻膜电阻膜玻璃釉层玻璃釉层玻璃釉层玻璃釉层Ag-PbAg-Pb电极电极电极电极镀镀镀镀NiNi层层层层镀镀镀镀SnSn或或或或Sn-PbSn-Pb层层层层第13页,此课件共43页哦2MELF型电阻器型电阻器第14页,此课件共43页哦3电阻网络电阻网络1691816918芯片阵列型电阻网络电路示例芯片阵列型电阻网络电路示例585851414148169
19、1816918SOP型电阻网络电路型电阻网络电路第15页,此课件共43页哦4片式微调电位器片式微调电位器第16页,此课件共43页哦 7.2.2 表面组装电容表面组装电容片式电容器开始只有云母、陶瓷和钽电解电容器,后来铝电解电容器和有机薄膜电容器也相继实现了片状化。目前,产量最大的是片式独石陶瓷电容器。第17页,此课件共43页哦1片式陶瓷电容器片式陶瓷电容器1000pF以下的片式陶瓷电容器通常是单层的,1000pF以上则大都做成叠层的独石结构。和前述矩形片式电阻器一样,为防止电极材料在焊接时受到侵蚀,片式独石陶瓷电容器的外电极也是多层结构的。目前,片式独石陶瓷电容器正在向大容量化、高频化和高耐压
20、化的方向发展。第18页,此课件共43页哦2片式电解电容器片式电解电容器片式钽电解电容器具有最大单位体积容量,在表面组装元片式钽电解电容器具有最大单位体积容量,在表面组装元片式钽电解电容器具有最大单位体积容量,在表面组装元片式钽电解电容器具有最大单位体积容量,在表面组装元件中,超过件中,超过件中,超过件中,超过0.33F0.33F的电容一般都为钽电解电容器。钽电的电容一般都为钽电解电容器。钽电的电容一般都为钽电解电容器。钽电的电容一般都为钽电解电容器。钽电解电容器响应速度快,适用于数字电路高速处理的场合。解电容器响应速度快,适用于数字电路高速处理的场合。解电容器响应速度快,适用于数字电路高速处理
21、的场合。解电容器响应速度快,适用于数字电路高速处理的场合。对于铝电解电容器,由于存在电解液,给其片状化对于铝电解电容器,由于存在电解液,给其片状化带来很大困难,所以片式铝电解电容器的出现较其带来很大困难,所以片式铝电解电容器的出现较其他电容器稍晚。同时,电解电容器需要有可靠的密他电容器稍晚。同时,电解电容器需要有可靠的密封结构,以防在焊接过程中因受热而导致电解液泄封结构,以防在焊接过程中因受热而导致电解液泄漏,此外还需采用耐电解液腐蚀的材料,这些技术漏,此外还需采用耐电解液腐蚀的材料,这些技术难题现已解决,片式铝电解电容器进入实用化阶段。难题现已解决,片式铝电解电容器进入实用化阶段。其封装形式
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