表面贴装技术生产实习教学改革

高家利，汪 科，张 帆

(重庆理工大学 工程训练与经管实验中心，重庆 400054)

表面贴装技术生产实习教学改革

高家利，汪 科，张 帆

(重庆理工大学 工程训练与经管实验中心，重庆 400054)

分析了目前国内高校采取的SMT实习教学模式的利弊，结合学校的实际情况，介绍了教学工厂型SMT实习教学模式的内容和流程。选用具有实用价值的可插卡可收音音响作为SMT实习作品，开展了相关的实践教学，取得了良好的教学效果。

SMT表面贴装技术；教学模式；回流焊；应用

表面贴装技术SMT(Surface Mount Technology，SMT)，是目前电子组装行业最流行的一种技术和工艺[1]。我国的SMT产业近年来发展迅猛，年产值已达到50亿元人民币，且目前仍有比较大的发展空间[2-4]。为了让学生能尽快融入这个行业，在工科高校开展SMT生产实习教学是非常必要的。

1 SMT实习教学模式的选择

SMT实习教学需要建立一条完整的生产线，主要设备包括自动或手动焊膏印刷机、贴片机、回流焊机、检测设备和THT插装流水线等[5]。为了提高效率，许多工厂流水线采用“2+1”，甚至“3+1”模式，即一条线配备两台或三台贴片机。贴片机设备目前主要由国外进口，费用昂贵，并且需要占用比较大的场地。另外生产所需耗材比较多，例如，焊膏、焊料和PCB板等。鉴于此，目前国内高校采取的SMT实习教学模式主要有“SMT仿真实习模式”“校企结合教学模式”和“教学工厂型教学模式”等[6]。

1.1 SMT仿真实习模式

由于经费和实习场地的限制，目前国内大部分高校采用都是SMT仿真实习模式。用手工贴装代替SMT生产线中的自动贴片机的工作，实习流程如图1所示[7]。首先利用模板手工漏印焊膏，找到元件位置，用尖嘴镊子或真空吸笔等工具将元件贴装在PCB板上，然后送入小型回流焊炉进行焊接，最后进行目检修复。这种实习模式选择的实习产品一般比较简单，所需实习耗材费用低，基本能够让学生了解整个SMT的生产工艺流程。其主要的缺点是与实际的工厂自动化生产情况脱节，学生无法掌握。最核心的贴片机编程和物料管理等技术。

图1 仿真实习工艺流程图

1.2 校企结合教学模式

校企结合教学模式可以有效利用企业的技术优势和资金优势。一般由学校投入场地和设备，引进企业的技术和生产订单，让学生参与真实的生产环节，边学习边生产。这样，学生掌握了技术，学校节约了实习耗材和培养经费[8-9]。这种模式的缺点是以企业为主导，企业的主要目前是生产，必然会影响学生实习计划的实施。

1.3 教学工厂型教学模式

教学工厂型教学模式需要高校投入资金和场地，参考企业的自动化生产车间建立实习教学工厂。重庆理工大学利用“中央财政支持地方高校发展项目”的资金，在考察了沿海地区先进企业的自动化生产线后，投入200万元资金，建设了一个占地约200 m2的小型生产实习教学工厂。教学工厂的主要设备有：80工位的THT插装流水线、波峰焊机、自动焊膏印刷机、三星SM421型自动贴片机、回流焊机和检测设备。由于是学校自己建立的实习工厂，学生的实习计划能够完整执行，实习环境真实，实习效果好，实习过程中产生的费用主要由学校承担。

2 SMT生产实习内容

我校SMT生产实习由理论知识学习和上线操作实习两部分构成，实习时间为两周。在实习产品的选择上，经过市场调研，选用了武汉中夏公司的ZX2062T型音响。该产品是一款可插卡(支持USB、TF卡和SD卡)、可收音的音响。实习结束后，该产品有比较大的实用功能，深受学生喜爱。产品包括82个各类电子元器件，大部分为贴片元件，性能稳定，结构相对简单，适合用于SMT实习教学。

2.1 SMT实习理论教学内容

由于学生实习前只进行了手工焊接练习，组装过简单的由分立元件构成的电子产品，对SMT的基本知识和自动化生产工艺和流程知之甚少，所以理论实习首先讲解贴片元件的种类、封装和检测，焊锡膏的性质和使用注意事项，贴片机的编程和物料管理，回流焊的基础知识和基本操作，产品的检测方法等。

贴片元件种类主要有阻容类和IC类。2Pin阻容类元件封装规格一般有1812、1206、0805、0603和0402等。IC类贴片封装有SOP、BGA和SQJ等。实习所用音响主要采用0805封装的阻容类元件和SOP封装的IC芯片。对阻容类元件，学生必须掌握元件的识别和简单的检测；对IC芯片，必须掌握管脚顺序等。

焊锡膏由助焊剂和焊料粉组成，要根据设备和工艺条件选择合适的焊锡膏。学生必须掌握焊锡膏的存储条件和使用方法。焊锡膏一般在0℃～10℃密封保存，使用时根据实习所需焊锡膏的量，选择合适的包装规格，为避免焊锡膏失效，执行先进先用原则。

SMT生产线的核心设备是自动化贴片机，学生在理论课上必须学会贴片机的编程技术。首先学习了解贴片机的工作原理，再结合实习产品上的PCB电路板和元件清单，进行第一步的离线编程，这部分实习主要在机房完成。离线编程完结后，还需要在线调试，将程序导入贴片机，找原点制作Mark标记，校正坐标，优化程序，这部分放在线上实习时完成。

回流焊的基本知识包括温区的分布及功能，结合实习产品，设置温度曲线。PCB从回流焊机出来后，要检查焊接是否充分，焊点是否光滑，有无桥连、立碑、锡球、虚焊和假焊等问题。

2.2 线上操作实习内容

线上操作实习流程如图2所示。给印刷机选择合适的焊锡膏，将提前制作好的钢网固定好，PCB电路板上机定位固定印刷，将印刷好的电路板送入自动化贴片机。贴片机导入学生编制调试好的程序，将产品所需的元件分类上料，贴装好的PCB电路板送入回流焊机，设置好温度曲线，焊接好的电路板用放大镜放大检查焊点。检查完成后，手工焊接剩余少量的通孔元件，对照产品装配图，安装好除主板外的其余各部分，通电测试后，组装完成整个实习产品。

图2 自动贴片工艺流程图

线上操作实习过程中要注意以下细节。电路板必须准确定位在焊膏印刷机上，定位不准会导致焊膏不能正确涂敷在焊盘上，污染焊接面，必须用无水酒精清洗后重新印刷，实习用音响的PCB电路板如图3所示。焊膏的用量要适中，刮刀的角度要调整到位，料多、料少或料不均，回流后会出现桥连、虚焊和立碑等情况出现。操作SMT贴片机必须由一个人完成，教师可以在一旁指导，同时处理贴片机报警等突发情况，注意防止发生安全事故。由于经费限制，生产线没有安装自动检测设备，PCB回流焊接后，使用放大镜目检。主要检查元件有无缺料、错位，正负极有无贴反，有无漏焊、虚焊和立碑。如果出现上述问题，送入手工操作台进行相应的维修处理。

图3 实习产品中的PCB电路板

3 结束语

本校开展的实习工厂型SMT生产实习教学，已培训了1 500多名学生，学生实习热情高，实习效果良好。学生能够掌握到一线实习操作经验和现场管理技术。学生需要亲自走完生产线的每一个工艺环节，才能完成实习作品，过程中了解掌握了生产线上每个工作岗位的基本技能和要求。这类实习的缺点是实习费用比较高，实习作品比较单一，实习岗位分类不够明确。在以后的教学研究中，需要进一步明确SMT生产线上各岗位职责，不但会操作还要会管理。进一步强化学生的工程意识，为企业培养更多“即插即用”型实用人才。

[1] 何璞，杨启洪，谢再晋，等. 表面贴装技术在电子工艺实习中的应用[J].实验科学与技术，2010,8(1)：26-27,90.

[2] 潘志方，元泽怀. 地方高校SMT实验室建设方案研究[J]. 实验科学与技术,2007, 5(3):122-124.

[3]王天曦，李鸿儒，杨兴华，等. SMT 在电子工艺实习中的应用[J]. 实验技术与管理,2001, 18(4):87-89.

[4] 戴建华，冒莉. “教学工厂”型实训基地建设的实践与研究[J] .无锡商业职业技术学院学报，2011,11(6):66-67,79.

[5] 刘友举，谢再晋，李丽秀. 电子工艺实习室表面贴装技术无铅钎焊工艺的探索[J] .焊接技术，2011,40(8) :32-34.

[6] 李景丽 ,王建国. 高职SMT表面组装技术实习模式探讨[J] .黄河水利职业技术学院学报，2009,21(1) :59-60.

[7]陈志红，刘素芳. 高职电子技能实训引入SMT 的教学实践研究[J] . 长沙通信职业技术学院学报，2012,11(3) :102-105.

[8]汪建立. 高职院校SMT在电子工艺实习中的应用[J].鄂州大学学报，2012,19(5) :10-11.

[9]刘琳，苏寒松，谢亚利. 表面贴装技术在电子工艺教学实践中的应用[J]实验室科学，2011,9(3) :85-87.

Research and Application of SMT Production Practice Teaching Mode

GAO Jiali，WANG Ke，ZHANG Fan

(Engineering Training and Economical Management Experiment Center, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054，China)

This paper introduces the SMT practice teaching models used by our country universities, and analyzed the advantages and disadvantages of the teaching models. According to our university’s practical situation, we introduce the content and process of “teaching factory” practice teaching model. The useful sound player is adopted as the SMT practice production. Several experiences are concluded, which achieves good teaching results.

surface mount technology；teaching mode；reflow soldering; application

2014-09-01；

重庆理工大学高等教育研究改革基金资助项目(2012038)。

高家利(1981-)，男，硕士，工程师，主要从事电子工艺教学和管理工作。

G424.4

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.03.032