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表面贴装技术(SMT)在电子工艺实习中的实践

2011-08-23张建红张学敏王秀艳

科学之友 2011年8期
关键词:电路板元器件收音机

张建红,张学敏,王秀艳

(长春工程学院,吉林 长春 130061)

随着我国高等教育事业的发展,实践教学在高等教育中的意义和作用愈来愈为人们所重视。在学生创造力的培养过程中,特别是在以培养合格工程师为主要目的的工科院校中,实践教学的作用无可替代。电子工艺实习作为工科专业学生必修的基础实践课程,对提高学生的工程实践和分析问题、解决问题的能力,培养学生的创新意识和良好的心理素质,都具有非常重要的作用。

1 表面贴装技术(SMT)在电子工艺实习中的重要性

表面贴装技术(Surface Mouting Technology)是新一代电子组装技术。随着电子工业的迅猛发展,表面贴装技术已经渗透到各个领域,它将传统的分立式电子元器件压缩成体积很小的无引线或短引线片状器件,从而可以使电子产品组装密度更高,电子产品体积更小,可靠性更高,高频特性更好,低成本,高效率,耐振动,且易于实现自动化。因此,已成为现代电子信息产品制造业的核心技术,被誉为电子工业的一场新的组装革命。

为了让同学们更好的了解当前电子技术的最新成果,更快的适应新时代的发展,我校在2006年投入5万余元从清华大学引入了一套先进的适用于教学的SMT实习系统。SMT实习系统包括手动焊膏印刷机、再流焊设备、真空吸笔(或镊子)、挂图、实习套件以及各种附件。同学们通过学习既可以了解SMT的工业生产,同时还可以利用SMT设备完成电调谐FM微型收音机贴片元件的部分装配,来进一步学习工艺流程,让每个同学都能够亲手实践这一电子产品先进制造工艺,完成电子产品制作,从而达到工程训练的目的。对激发学生的兴趣、培养学生的创新思维和提高学生实践动手能力有很大的帮助。

2 SMT实习教学内容

结合电子工艺实习教学内容,目前我校学生表面贴装工艺实习项目为电调谐FM微型收音机的装配。

2.1 SMT实习流程

在SMT的整个实习过程中,第一环节是由实习指导教师讲授电子装配技术的简史和发展趋向,让学生对这一实践性极强的主流工艺技术(SMT)有所认识,开扩学生眼界,激发学生兴趣,同时通过SMT设备制造的电子产品与传统通孔式元器件安装的电子产品相比,让同学们真正认识到表面贴装工艺的发展,不仅为当今集成电路器件的微型化、高密度化开辟了应用天地,同时也改变了传统通孔插装技术的局限;第二环节是讲授收音机的工作原理;第三环节是给同学们讲解 SMT工艺流程,以及根据SMT工艺流程进行电调谐FM微型收音机的装配;第四环节是部分插装元件的焊接工作。

2.2 SMT工艺流程

SMT工艺流程中的关键步骤是印制焊膏、贴装元器件和再流焊。

2.2.1 印制焊膏

指让同学们把适量的焊膏均匀地涂在电路板上的焊盘上,以保证表面贴装元器件与电路板相对应的焊盘达到良好的电气连接。

焊膏使用时应注意以下几点:①焊膏理想的工作温度为(23±3)℃,相对湿度为40%~60%RH。②焊膏的储藏温度为1~7 ℃,使用前应置于室温4~6 h。③为了保持良好的印刷性,漏印前必须充分搅拌均匀,搅拌3~4 min后再使用。④焊膏印刷后应在24 h内贴装完毕,使用过的焊膏不能再放回原容器。

2.2.2 贴装元器件

指将表面贴装元器件准确地摆放到电路板对应的焊盘位置上。

贴装时应注意以下几点:①采用定工位流动贴片法,完成23个片状元件的贴装,每个工位装一个贴片元件,不能贴错位置。②元器件有字的一面向上,有极性或方向的元件要保证极性和方向不能贴错。③集成电路由于管腿多、间距小,贴装起来较难,如果没放正,易造成管腿之间的短路,应将集成电路上左下角小坑与图纸位置上的小圈相对应,垂直放下,一次放正。

2.2.3 再流焊

将电路板送入再流焊炉中,通过自动控制系统完成对元器件的加热焊接。焊接完成后让同学自行对电路板进行检查,如有焊接质量问题(断路、短路现象)应及时修补,然后再进行下一步制作工序。

2.3 实习产品制作过程(电调谐FM微型收音机)

利用SMT来完成电调谐FM微型收音机的制作,整个制作工艺流程见图1。

图1 电调谐FM微型收音机的装配工艺流程

3 SMT教学实践体会

自从2006年我校引进SMT实习系统以来,在我校电子工艺实习教学中有近60个班2 000余名学生进行了这项新工艺的实践,受到了学生的欢迎,并取得了较好的教学效果。学生通过实习不仅了解到当前电子技术的最新成果,同时也通过亲自动手实践SMT整个工艺流程,了解了SMT器件,熟悉了SMT工艺,培养了学生们的实践能力、创新思维能力、解决实际问题的能力。通过实际操作,理论知识水平也得到了提高。为后续课程的学习和今后的工作打下了坚实的基础。

1 朱朝霞、杨其华.在电子实习中引入 SMT的教学实践[J].电气电子教学学报,2005(3):83~85

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