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SMT料件知識

日期:2011年2月7日 14:10

        一、 PCB(Printed Circuit Board)即印刷電路板

 

        1. PCB組成成份:電腦板卡常用的是FR-4型號,由環氧樹脂和玻璃纖維復合而成。  

        2. PCB作用:

        2.1 提供元件組裝的基本支架。

        2.2 提供零件之間的電性連接(利用銅箔線)。

        2.3 提供組裝時安全、方便的工作環境。

        3. PCB分類:

        3.1 根據線路層的多少分為:雙面板、多層板。雙面板指PCB兩面有線路,而多層板除PCB 兩面有線路外,中間亦布有線路,目前常用的多層板為四層板,中間有一層電源和一層地。

        3.2 根據焊盤鍍層可分為:噴錫板、金板、噴錫板因生產工藝復雜,故價錢昂貴,但其上錫性能優于金板。

        4. PCB由線路、焊墊、絲印、絕緣漆、金手指、定位孔、導通孔、貫穿孔等構成。  

        4.1 線路:線路是提供信號傳輸的主要通道,隨著電子集成度越來越高,線路越來越精細,有些線路要求有屏閉作用,如有些在兩條線路之間有一條空線,有些線路做成彎彎曲曲的形狀,其目的是用來作屏閉作用。

        4.2 焊墊:焊墊是零件組裝的地方,經過過回焊爐錫膏熔解或過波峰焊后對零件進行固定。

        4.3絲印:也即白油,文字印刷標明零件的名稱、位置、方向。PCB上有產品型號、版本、CE字樣、FCC代碼、MADE IN CHINA(或MADE IN TAIWAN)、 UL碼(94V-0),廠商標志(LOGO圖樣)和生產批號。

        4.4 絕緣漆:絕緣漆作用是絕緣、阻焊、防止PCB板面被污染,今后的PCB以黃油和綠油偏多。

        4.5 金手指:與主板傳遞信號,要求鍍金良好。

        4.6 定位孔:固定印刷錫膏用。

        4.7 導通孔:又稱VIA孔,PCB上最小的孔,作導通用。

        4.8 貫通孔:插DIP件用。

        4.9 螺絲孔:固定螺絲用。

        5. MARK點:

        5.1作用:① 便于機器識別PCB;②PCB中心定點之參照;③校正不規則PCB。

        5.2要求:① 至少有兩點,但若僅兩點,這兩點不可以在同一水平線或垂直線上。 ② 周圍盡量不要有焊盤或導通孔等,避免機器誤識別。 ☉(周圍是指中心部分)。

 

        二、 SMT 件基本知識:

 

        SMT元器件的設計﹑開發﹑生產,為SMT的發展提供了物料保證。常將其分為SMT組件(SMC含表面安裝電阻﹑電容﹑電感)和SMT器件(SMD,包含表面安裝二極管﹑三極管﹑集成電路等)。我們常接觸的元器件有:

        1. 電阻器:

        1.1 電阻的類型及結構和特點:

        1.1.1 碳膜電阻:氣態碳氧化合物在高溫和真空中分解,碳沉積在瓷棒或瓷管上,形成一層結晶碳膜。改變碳膜的厚度和用刻槽方法變更碳膜的長度,可以得到不同的阻值,碳膜電阻成本較低。

        1.1.2 金屬膜電阻:在真空中加熱合金,合金蒸發,使瓷棒表面形成一層導電金屬膜,刻槽和改變金屬膜厚度可以控制阻值,與碳膜電阻相比體積小,噪聲低,穩定性好,但成本較高。

        1.1.3 碳質電阻:把碳黑、樹脂、粘土等混合物壓制后經熱處理制成,在電阻上用色環表示它的阻值,這種電阻成本低,阻值范圍寬,但性能差,極少采用。

        1.2 電阻的主要特性指標:表征電阻的主要技術參數有電阻值、額定功率、誤差范圍等。

        1.2.1 電阻的單位:歐姆(Ω)、千歐姆(KΩ)、兆歐姆(MΩ) 其中:1000Ω=1KΩ 、1000KΩ=1MΩ 。

        1.2.2 電阻常用符號"R"表示。

        1.2.3 電阻的表示方法:電阻的阻值及誤差,一般可用數字標記印在電阻器上或用色環表示,下面只介紹數字表示法: ① 誤差值為 5%的貼片電阻一般用三位數標印在電阻器上,其中前兩位表示有效數字,第三位表示倍數10n次方,例如:一顆電阻本體上印有473則表示電阻 值=47×103Ω=47KΩ,100Ω 的電阻本體上印字跡為101。有時還會遇到四位數表示的電阻如﹕ 1203……120000Ω (120KΩ) 4702……47000Ω (47KΩ)。 ② 精密電阻通常用四位數字表示,前三位為有效數字,第四位表示10n次方,例如:147Ω的精密電阻,其字跡為1470,但在0603型的電阻器上再打印4 位數字,不但印刷成本高,而且肉眼難于辨別,詳見附件E96系例的標示方法。 ③ 小于10Ω的阻值用字母R與二位數字表示: 5R6=5.6Ω 3R9=3.9Ω  R82=0.82Ω 。 ④ SMD電阻的規格有0805,0603,0402等,如0805表示0.08(長)×0.05(寬)英寸。⑤ 另外還有SMD型的排阻,通常用RP××表示,如:10K OHM 8P4R 表示8個腳由4個獨立電阻組成,阻值為10K OHM的排阻。R 還有一種SMD型排阻,有方向標示的,有一腳為公共端,其它腳PIN與公共端構成一個電阻。

        1.2.4 電阻的主要功能:限流和分壓注意:在元器件取用時,須確保其主要參數一致,方可代用,但必須經品保人員確認。

        2、電容器:

        2.1 電容器的種類、結構和特點:

        2.1.1 陶瓷電容:用陶瓷做介質,在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質薄膜體極板制板,其特點是體積小,耐熱性較好、損耗小,絕緣電阻高,但容量小,適用于高頻電路,鐵電陶瓷電容容量較大,但損耗和溫度系數較大,適用于低頻電路。

        2.1.2 鋁電解電容:它是由鋁圓筒做負極,里面裝有液體電解質,插入一片彎曲的鋁帶做正極制成,還需經右流電壓處理,處理使正極片上形成一層氧化膜做介質,其特點 是容量大,但漏電大,穩定性差,有正負極性,適于電源濾波和低頻電路中。使用時正負極不要接反。

        2.1.3 鉭鈮電解電容:它用金屬鉭或者鈮做正極,用稀流酸等配液做負極,用鉭或鈮表面生成的氧化膜做成介質制成,其特點是體積小、容量大、性能穩定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好,用在要求較高的設備中。

        2.1.4 陶瓷電容用C.CAP或Cer.CAP表示,簡寫C/C;電解電容用E.CAP表示簡寫E/C,鉭電容用T.CAP或TAN.CAP簡寫T/C;電解電容、鉭電容均為極性電容。

        2.2 電容器主要特性指標:表征電容器的主要參數有電容量、誤差范圍、工作電壓、溫度系數等等 2.2.1 電容的單位:法拉(F)、 微法拉(uF)、 皮法拉(pF)、納法(nF) 其中:1F=10 6 uF =109nF=10 12 pF 2.2.2 電容器常用"C"、"BC"、"MC"、"TC"表示。

        2.2.3 電容器的表示方法:數字表示法或色環表示法數字表示方法一般用三位數字,前兩位表示有效數字,第3位表示倍數10n次方,單位為pF 列如:473表示47000pF、103表示10000pF 即0.01uF 。

        2.2.4 電容的主要功能:產生振蕩、濾波、退耦、耦合。

        2.2.5 SMD電容的材料有"NPO","X7R","Y5V","Z5U"等,不同的材料做出不同容值范圍的電容。

        2.2.6 SMD電容的規格與電阻一樣有0402、0805、0603、1206等,其算法與電阻相同。

        2.2.7 SMD鉭電容表面有字跡表明其方向、容值,通常有一條橫線的那邊標志鉭電容的正極。

        2.2.8 鉭電容規格通常有:A:Size B:Size C:Size D:Size E:Size J:Size由A→J鉭電容體積由小→大。注意:(1) 因電容容值未絲印在組件表面,且同樣大小﹑厚度﹑顏色相同的組件,容值大小不一定相同,故對電容容值判定必須借助檢測儀表測量。 (2) 鉭質電解電容﹑鋁殼電解電容類型的電容,它們均有極性方向,其表面常絲印有容量大小和耐壓。 (3) 耐壓表示此電容允許的工作電壓,若超過此電壓,將影響其電性能,乃至擊穿而損壞。

        2.2.9 矩形貼片電阻、電容元件的外形尺寸代號: 矩形貼片電阻、電容元件,是SMC中最常用的,為了簡便起見常用四位數字代號來表示其外形尺寸,由于外形尺寸有英寸與公制兩種,有時會混淆而分辨不清。一 般日本公司產品都用公制,歐美公司產品都是英制,我國早期從日本引進SMT較多用公制代號,而近幾年又大多從歐美引進較多使用英制代號,所以目前兩種經常 使用。矩形貼片電阻、電容元件的外形代號取其長與寬的尺寸單位數值,公制為“mm”而英制為10mil數值,mil為千分之一英寸,1英寸=2.54cm 注意:同一種外形規格的貼片電阻,其厚度是一致的,而貼片電容就不同,同一 種外形規格有幾種厚度,厚度與電容量和工作、電壓有關。 公制尺寸 3.2mm x 1.6mm  2.0mm x1.25mm  1.6mm x 0.8mm 1.0mm x 0.5mm 公制代號 3216 2125 1608 1005, 英制尺寸 120mil x 60mil  80mil x50mil  60mil x 30mil  40mil x 20mil 英制代號 1206 0805 0603 0402。

        3、二極管:

        3.1 二極管在電子線路中用符號“D”表示: 分:普通二極管 功能:單向導通。 穩壓二極管 功能:穩壓。發光二極管 功能:發光。快速二極管,  二極管符號“+ _ ”定位時要與元件外形“+ _”對應,其本體上有黑色環形標志的為負極。(它是有極性的器件,原則上有色點或色環標示端為其負極。在貼裝時,須確保其色環(或色點)與PCB上絲印陰 影對應)。

        3.2 表面安裝三極管:三極管由兩個相結二極管復合而成,也是有極性的器件,貼裝時方向應與PCB絲印標識一致。表面安裝三極管為了表示區別型號,常在表面絲印數字或字母。貼裝和檢查時可據其判別其型號類別。

        3.3 表面安裝電感:電感在電子線路中用 表示,以字母”L”代表。其基本單位為亨利(亨),符號用H 表示。表面安裝電感平時常稱為磁珠,其外型與表面安裝電容類似,但色澤特深,可用”LCR”檢測儀表區分,并測量其電感量。

        4、 DRAM (Dynamic Raclom Accss Memory動態隨機存儲器) :

        4.1 種類:FP DRAM (快速掩模式 DRAM) EDO DRAM (Extend Data-Output) SDRAM (同步DRAM) SGRAM (同步圖形RAM。

        4.2 表征DRAM:規格:① 容量V53C16256HK-50表示16bit 256 K單元,即512K bye,故兩粒為1MB。算法(256K×16)÷8=512K=0.5Mbyte ,注:1M=1024K。 ② - 50表示存取時間為50ns,ns 為納秒,有些DRAM 用頻率(MHZ)表示速度。注:1秒=10 9 納秒。③ 廠牌及生產批號:* 使用在同一產品上的DRAM,必須種類相同、規格、廠牌相同并盡量要求生產批號也相同。不同廠牌、種類、規格的DRAM 要分批注明及移轉。

        4.3 常見DRAM的廠牌及標記:廠牌 標記 廠牌 標記 茂矽(mosl) LGS LGS ALLANCE MT Elite MT 世界先進 (Vang uard) Samsung SEC 西門子 (SIEMENS) SIEMENS NPNX NPN tm Tm。

        5、表面安裝集成電路:集成電路是用IC或U表示,它是有極性的器件,其判定方法為:正放IC,邊角有缺口(或凹坑或條或圓點等)標識邊的左下角第一引 腳為集成電路的第1引腳,再以逆時針方向依次計為第2﹑3﹑4…引腳。貼裝IC時,須確保第一引腳與PCB上相應絲印標識(斜口﹑圓點﹑圓圈或”1”)相 對應,且保證引腳在同一平面,無變形損傷。搬運﹑使用IC時,必須小心輕放,防止損傷引腳,且人手接觸IC需戴靜電帶(環)將人體靜電導走,以免損傷。

        6、芯片:

        6.1 芯片根據封裝形式有 PLCC、PQFP、BGA。

        6.2 芯片使用必須注意廠牌、品名、產地、生產日期、版本號。

        6.3 芯片第一腳方向,通常為一凹陷的圓點,或者用不同于其他三個角的特別標記。

        6.4 貼裝IC的一種新型封裝 —— BGA

        7、BGA簡介 BGA(Ball Grid Array)的縮寫,中文名“球狀柵格排列”。在電子產品中,由于封裝的更進一步小型化,多Pin化。對于PLCC、PQFP的包裝芯片型已很難適應新一代產品的要求,BGA的出現,可以解決這一難題。

        7.1 BGA的幾個優點:

        7.1.1 可增加腳數而加大腳距離。

        7.1.2 焊接不良率低,接合點距離縮短,提高了電器特性。

        7.1.3 占有PCB面積小。

        7.2 BGA的結構SOP、PLCC、PQFP在制作時,都采用金屬框架,在框架上粘貼芯片,然后再注塑封裝,最后從框架上成形沖下,而BGA不是這樣,它分三 部份:①主體基板;②芯片;③塑料包封。印刷基板 陶瓷基板 芯片 圓焊盤 對穿孔 焊錫珠。

        7.3 BGA的儲存及生產注意事項:

        7.3.1 單面貼裝SMD件工藝流程:烘PCB → 全檢PCB → 絲印錫膏→ 自行全檢→ 自檢(BGA 焊盤100%檢)→ 裝貼BGA → 檢查貼裝件→ 過Reflow焊接→ BGA 焊接檢查→ IPQC(抽檢)→ DIP件插裝及焊接→ 測試→ IPQC → PACK → 結束。

        7.3.2 雙面貼SMD件工藝流程:要求先做非BGA面件,再做BGA面件,以保證BGA的焊接質量。

        7.3.3 在生產中要注意的事項。 <1> 絲印的質量,所用的錫膏應是當天新開蓋的,絲印在BGA焊盤的錫膏必須平均,要全檢。 <2> 生產線不能有碰錫膏現象,特別是BGA焊盤的錫膏。如有碰傷要求重新印刷。 <3> 進行貼裝BGA前,要對BGA進行全檢,檢查有無其它小零件移至BGA焊盤中,檢查BGA錫膏是否良好,如有不良則糾正方可貼BGA。 <4> 貼裝好的BGA在上回形爐前應檢查,以白邊為準,看是否在白邊正中(供參考)。

        7.3.4 BGA的保存。 <1> BGA拆裝后8小時內應上線貼裝完,并過回流爐,或打開BGA包裝,發現濕度指 <2> 示在30%RH以上的要進行烘烤,不同品牌的產品分不同條件下的烘烤。暫時不用的BGA應在防潮箱內保存。

 

        三、SMD元件的包裝形式:

 

        1. 散裝(Bulk):把表面粘著元件零散地放在一起,如果有引線的話,彼此互相碰撞,就會損害到平整性了,若使用取置機時,可以利用振動盤。

        2. 管狀(Magaime or Tube)。

        3. 卷帶式(Tape and Reel)。

        4. 盤式。

 

        四、PCB及IC的方向判別零件方向是否正確是SMD件第一腳與PCB第一腳正對。PQFP PQFP PQFQ (有一凹圓點)(芯片體有一個凹角) (芯片體有一角特別標記)常見IC在PCB上的第一腳。

 

        五、如何讀懂BOM 要清楚生產用料必須學會看BOM,閱讀BOM主要注意幾方面:

 

         1.要清楚產品型號、版本,如VA-391 V3.2 BOM上標題為:產品型號:V A-391 芯片名稱 AGP型 VGA卡產品名稱:S3 Savage3D AGP 8M(1M*16)SD 顯存類型為SDRAM 表示1顆顯存為1M×16 顯存為8M Byte AGP型的卡,表示用S3公司的Savage3D型號的芯片

         2. 區分BOM中哪些是SMD件,哪些是DIP件,凡是BOM描述中有下列文字或字母之一都是SMT用料“SMD、0603、0805、1206、Chip、SMT、QFP、PLCC、BGA、SOJ”。

         3. 插裝件一般有“DIP”字樣,但電解電容一般為DIP型,BOM上通常省去“DIP”字樣,如:BOM上描述E.Cap或E/C 22μF 16V 20% 4×7mini。

         4. 有些零件要看外形才知屬SMD還是DIP件。舉例:a. 描述為chip CAP 0.01μF 50V +80%-20% SMD 0603 表示:該電容是晶片陶瓷電容,容值為0.01μF ,耐壓50V,誤差為+80%-20%,即容值允許范圍: 0.018μF ~0.008μF ,SMD 0603型的。b. 描述為chip Resister 10 OHM 1/10W 5% 0603 表示:該晶片電阻阻值為10Ω,功率為0.1瓦,誤差為±5% 0603規格。c. 描述為:Chipset Sis6326 H0 208-Pin PQFP 表示:該芯片為SIS公司名稱為6326版本為H0,208個腳,PQFP型。 d. 描述為:PCB for VA-391 V3.2 16×8.3cm,4-L SS Yellow 表示:該PCB為VA-391,版本為3.2,長×寬為16×8.3cm,4-L表示該PCB為4層板,SS(Single Side)表示單面上零件,如果為DS(double side)表示PCB雙面上零件,yellow表PCB的顏色為黃色。

        5. 看清楚描述是否有指定零件的廠牌及顏色等。

        6. 位置是指零件用在PCB板上的位置。

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