元器件的安装

将电子元器件插装到印制板上，有手工插装和机械插装两种方法，手工插装简单易行，对设备要求低，将元器件的引脚插入对应的插孔即可，但生产效率低，误装率高。机械自动插装速度快，误装率低，一般都是自动流水线作业，设备成本较高，引线成型要求严格。

对于不同类型的元器件，其外形和引线排列形式不同，安装形式也各有差异。下面介绍几种常见的安装形式。

1． 贴板式安装

贴板式安装是将元器件紧贴印刷板面安装，元器件离印刷板的间隙在1mm左右，其安装形式如图6－14所示。贴板安装引线短，稳定性好，插装简单，但不利于散热，不适合高发热元器件的安装。

2． 悬空式安装

悬空式安装适用于发热元器件、怕热元器件的安装，其安装形式如图6－15所示。它是将元器件壳体与印刷板面间隔一定距离进行安装，通常安装间隙在3～8mm左右。为保持元器件的高度一致，可以在引线上套上套管。

图6－14 贴板式安装形式

图6－15 悬空式安装形式

3． 嵌入式安装

嵌入式安装是将元器件部分壳体埋入印刷电路板的嵌入孔内，一些需要防震保护的元器件可以采用这种方式，用来增强元器件的抗震性，降低安装高度。

4． 垂直式安装

在印刷板的高密度安装区域中多采用垂直安装形式，其安装形式如图6－16所示，将轴向双向引线的元器件壳体竖直安装，质量大且引线细的元器件不宜用此形式。

在垂直安装时，短引线的引脚焊接时，大量的热量被传递，为了避免高温损坏元器件，可以采用衬垫等阻隔热量的传递。

5． 安装固定支架

图6－16 垂直安装形式

用固定支架将元器件固定在印刷电路板上，小型继电器、变压器、扼流圈等重量较大的元器件采用此种方式安装，可以增强元器件在电路板上的牢固性。

6． 弯折安装形式

在安装高度有限制时，可将元器件引线垂直电路板插孔后，壳体朝水平方向弯曲来降低安装高度。某些质量较大的元器件，为了防止元器件歪斜、引线受力过大而折断，弯折后应绑扎或胶粘固定，以增强元器件的稳固性。

7． 集成电路的安装

集成电路的引线数目较多，印制板焊盘尺寸成型后，直接对照电路板的插孔插入即可，在插装时，集成电路的引脚排列方向应与印制电路板一致，均匀用力将集成块安插到位，引脚逐个焊接，且不能出现歪斜、扭曲、漏插等现象。在实训中，一般采用插座形式安装，不直接将集成电路安装在印制板上。

8． 表面安装元器件的贴装

表面安装元器件一般采用SMT方法。SMT称为表面安装技术(或表面贴装技术)，它实际上是包括表面安装元件(SMC)、表面安装器件(SMD)、表面安装印刷电路板(SMB)、普通混装印制电路板(PCB)点粘合剂、涂焊锡膏、元器件安装设备、焊接以及测试等技术在内的一整套完整的工艺技术的统称。SMT涉及材料、化工、机械、电子等多学科领域，是一种综合性高新技术。

SMT是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺，它具有以下几个特点:

(1)组装密度高、产品体积小、重量轻。SMC、SMD的体积和重量只有传统插装元件的1/3～1/10左右，可以装在PCB的两面，有效的利用了印制板的面积，减轻了电路板的重量，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%～60%，质量减少60%～80%。

(2)可靠性高、抗震能力强。SMC、SMD无引线或引线很短，质量小，因而抗震能力很强，焊点失效率比THT至少降低一个数量级，大大提高了产品的可靠性。

(3)高频特性好。SMT减小了电磁和射频干扰，尤其在高频电路中降低了分布参数的影响，提高了信号传输速度，改善了高频特性，促使整个产品性能提高。

(4)易于实现自动化，提高了生产效率。节省了材料、能源、设备、人力、时间等，降低成本达30%以上。

表面焊接技术是表面安装工艺的核心，是决定可靠性的关键工艺。发展方向是免清洗焊接技术和智能焊接工艺，另外在焊接材料上也在开展新的研究，发展了以适应窄间距安装(FPT)的新型焊料、导电粘接剂等。

SMT的工艺流程有以下四种，图6－17、6－18分别为双面组装工艺和双面混装工艺:

图6－17 双面组装工艺流程

(1)单面组装工艺: 来料检测→丝印焊膏(点贴片胶)→贴片→烘干(固化)→回流焊接→清洗;

(2)单面混装工艺: 来料检测→PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)→贴片→烘干(固化)→回流焊接→清洗→插件→波峰焊→清洗;

(3)双面组装工艺:

a． 来料检测→PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)→贴片→烘干(固化)→A面回流焊接→清洗→翻板→PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)→贴片→烘干→回流焊接→清洗。此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。

b． 来料检测→PCB的A面丝印焊膏(点贴片胶)→贴片→烘干(固化)→A面回流焊接→清洗→翻板→PCB的B面点贴片胶→贴片→固化→B面波峰焊→清洗。此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC(28)引脚以下时，宜采用此工艺。

图6－18 双面混装工艺流程

(4)双面混装工艺:

a． 来料检测→PCB的B面点贴片胶→贴片→固化→翻板→PCB的A面插件→波峰焊→清洗。先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况。

b． 来料检测→PCB的A面插件(引脚打弯)→翻板→PCB的B面点贴片胶→贴片→固化→翻板→波峰焊→清洗。先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况。

c． 来料检测→PCB的B面点贴片胶→贴片→固化→翻板→PCB的A面丝印焊膏→贴片→A面回流焊接→插件→B面波峰焊→清洗。A面混装，B面贴装。先贴两面SMD，回流焊接，后插装，波峰焊。

d． 来料检测→PCB的A面丝印焊膏→贴片→烘干→回流焊接→插件，引脚打弯→翻板→PCB的B面点贴片胶→贴片→固化→翻板→波峰焊→清洗。A面混装，B面贴装。

e． 来料检测→PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶)→贴片→烘干(固化)→回流焊接→翻板→PCB的A面丝印焊膏→贴片→烘干→回流焊接(可采用局部焊接)→插件→波峰焊(如插装元件少，可使用手工焊接)→清洗。

SMT基本工艺构成要素:

丝印(或点胶)→贴装→(固化)→回流焊接→清洗

(1)丝印: 其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(丝网印刷机)，位于SMT生产线的最前端。

(2)点胶: 它是将胶水滴到PCB的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。

(3)贴装: 其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机，位于SMT生产线中丝印机的后面。

(4)固化: 其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。

(5)回流焊接: 其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。

(6)清洗: 其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。

尽管现代化生产中自动化、智能化是必然趋势，但在研究、试制、维修领域，手工方式还是无法取代的，不仅有经济效益的因素，而且所有自动化、智能化方式的基础仍然是手工操作。手工SMT的流程是先涂粘合剂或焊膏，再贴片，最后进行手工焊接。虽然都是手工完成，但是对焊膏、粘合剂、焊剂及清洗剂的要求一点也不能降低。