1-2-SMT概述如何提高無鉛產品組裝質量ppt課件

1、1-2 SMT概述：如何提高無鉛產品組裝質量顧靄云 2021年4月.SMT概述：如何提高無鉛產品組裝質量一. 提倡DFM，使設計規(guī)范化二. 工藝規(guī)范化三. 如何提高印刷焊膏質量四. 如何提高自動貼裝機的貼裝質量和貼裝效率五. 如何提高無鉛焊接質量 運用焊接實際，正確設置再流焊溫度曲線，提高無鉛焊接質量.一. 提倡DFM，使設計規(guī)范化1、對客戶：原始設備制造商OEM的要求按照DFM設計審核對PCB加工廠商提出加工要求，確保PCB加工質量2、對SMT加工廠：電子制造效力EMS的要求根據本企業(yè)消費線的設備條件，寫出本企業(yè)SMT設備對PCB設計的要求規(guī)范，并交給客戶客戶OEM應按照SMT加工廠EMS“

2、SMT設備對PCB設計的要求進展設計.SMT設備對PCB設計的要求1. PCB外形、尺寸設計2PCB定位孔和夾持邊的設置3. 基準標志(Mark)設計4拼板設計5選擇元器件封裝及包裝方式根據送料器配置6. PCB設計的輸出文件.二. 工藝規(guī)范化制定本企業(yè)的SMT通用工藝學習并掌握通用工藝嚴厲按照通用工藝操作.外表組裝SMT通用工藝工藝條件、工藝流程、操作程序、平安技術操作方法、工藝參數(shù)、檢驗規(guī)范和檢驗方法等。通用工藝又稱典型工藝。是根據工藝內容的通用性、成熟性和先進性并結合本單位的設備條件和產品特點而提出的工藝課題，是按照詳細工藝內容編寫的。通用工藝的內容：通用工藝是指點工人操作的最根本的技術

3、文件 .學習“通用工藝的目的掌握正確的工藝方法提高產質量量提高消費效率使工藝規(guī)范化 以獲得長期穩(wěn)定、可靠、高效的制造技術.SMT通用工藝包括:施加焊膏施加貼片膠貼裝元器件再流焊波峰焊手工焊與返修清洗底部填充 檢驗和測試電子組裝件三防涂覆工藝.三. 如何提高印刷焊膏質量1. 工藝目的2. 施加焊膏要求3. 印刷焊膏的原理4. 影響印刷質量的主要要素5. 提高印刷質量的措施.焊膏印刷是保證SMT質量的關鍵工序。據資料統(tǒng)計，在PCB設計正確、元器件和印制板質量有保證的前提下，外表組裝質量問題中有70%的質量問題出在印刷工藝。.1. 工藝目的把適量的焊膏均勻地施加在PCB的焊盤上,以保證貼片元器件與P

4、CB相對應的焊盤到達良好的電氣銜接并具有足夠的機械強度。.2. 施加焊膏要求(a) 焊膏量均勻一致性好。焊膏圖形明晰,相鄰圖形之間盡量不粘連。焊膏圖形與焊盤圖形要盡量不要錯位。(b) 在普通情況下，焊盤上單位面積的焊膏量應為0.8mg/mm2左右。對窄間距元器件，應為0.5mg/mm2左右。(c) 印刷在基板上的焊膏與希望分量值相比，允許有一定的偏向，焊膏覆蓋焊盤的面積，應在75%以上。(d) 焊膏印刷后應無嚴重塌落，邊緣整齊，錯位不大于0.2mm，對窄間距元器件焊盤，錯位不大于0.1mm。(e) 基板不允許被焊膏污染。 SJ/T10670規(guī)范 免清洗要求 無鉛要求. 焊膏缺陷.3. 印刷焊膏

5、的原理焊膏和貼片膠都是觸變流體，具有粘性。當刮刀以一定速度和角度向前挪動時，對焊膏產生一定的壓力，推進焊膏在刮板前滾動，產生將焊膏注入網孔或漏孔所需的壓力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板與網板交接處產生切變，切變力使焊膏的粘性下降，使焊膏順利地注入網孔或漏孔。.4. 影響印刷質量的主要要素(a) 首先是模板質量模板印刷是接觸印刷，因此模板厚度與開口尺寸確定了焊膏的印刷量。焊膏量過多會產生橋接，焊膏量過少會產生焊錫缺乏或虛焊。模板開口外形以及開口能否光滑也會影響脫模質量。(b) 其次是焊膏質量焊膏的黏度、印刷性滾動性、轉移性、觸變性、常溫下的運用壽命等都會影響印刷質量。(c) 印刷工藝參數(shù)刮刀速度

6、、刮刀壓力、刮刀與網板的角度以及焊膏的黏度之間都存在一定的制約關系，因此只需正確控制這些參數(shù)，才干保證焊膏的印刷質量。.(d) 設備精度方面在印刷高密度窄間距產品時，印刷機的印刷精度和反復印刷精度也會起一定的作用。 (e) 環(huán)境溫度、濕度、以及環(huán)境衛(wèi)生環(huán)境溫度過高會降低焊膏黏度，濕度過大時焊膏會吸收空氣中的水分，濕度過小時會加速焊膏中溶劑的揮發(fā)，環(huán)境中灰塵混入焊膏中會使焊點產生針孔。普通要求環(huán)境溫度233，相對濕度4570%. 從以上分析中可以看出，影響印刷質量的要素非常多，而且印刷焊膏是一種動態(tài)工藝。 焊膏的量隨時間而變化，假設不能及時添加焊膏的量，會呵斥焊膏漏印量少，圖形不豐滿。 焊膏的黏

7、度和質量隨時間、環(huán)境溫度、濕度、環(huán)境衛(wèi)生而變化； 模板底面的清潔程度及開口內壁的形狀不斷變化； .5. 提高印刷質量的措施 (1)加工合格的模板 (2)選擇適宜工藝要求的焊膏并正確運用焊膏 (3)印刷工藝控制.(1)加工合格的模板 模板厚度與開口尺寸根本要求: IPC7525規(guī)范 T W L 寬厚比: 開口寬度(W)/模板厚度(T)1.5 (無鉛 1.6) 面積比: 開口面積(WL)/孔壁面積2(L+W)T 0.66 (無鉛 0.71).蝕刻鋼板：過度蝕刻或蝕刻缺乏過度蝕刻開口變大蝕刻缺乏開口變小.孔壁粗糙影響焊膏釋放窄間距時可采用激光+電拋光工藝.(2)焊膏的選擇方法不同的產品要選擇不同的焊

8、膏。a根據產品本身的價值和用途，高可靠產品選擇高質量的焊膏。b根據PCB和元器件存放時間和外表氧化程度選擇焊膏的活性。普通采用RMA級；高可靠性產品選擇R級；PCB 、元器件存放時間長，外表嚴重氧化，應采用RA級，焊后清洗。c根據組裝工藝、印制板、元器件的詳細情況選擇合金組分。普通鍍鉛錫印制板采用63Sn/37Pb；鈀金或鈀銀厚膜端頭和引腳可焊性較差的元器件、要求焊點質量高的印制板采用62Sn/36Pb /2Ag；水金板普通不要選擇含銀的焊膏；(金與焊料中的錫構成金錫間共價化合物AuSn4，焊料中金的含量超越3%會使焊點變脆，用于焊接的金層厚度1m)。無鉛工藝普通選擇Sn-Ag-Cu合金焊料。

9、.d根據產品對清潔度的要求來選擇能否采用免清洗。免清洗工藝要選用不含鹵素或其它弱腐蝕性化合物的焊膏；高可靠、航天、軍工、儀器儀表以及涉及生命平安的醫(yī)用器材要采用水清洗或溶劑清洗的焊膏，焊后必需清洗干凈。eBGA和CSP普通都需求采用高質量的免清洗焊膏；f焊接熱敏元件時，應選用含鉍的低熔點焊膏。.常用合金粉末的類型和顆粒尺寸分為六種粒度等級原四種目前已推出順應高密度的20m微粉顆粒合金粉末 類型80%以上粉末顆粒尺寸（m） 0.005%的粉末尺寸（m） 質量 1%的粉末尺寸（m） 10%的微粉顆粒尺寸（m）115075180150202754590752034525534520438204538

10、2052515322515615525155注：“” 表示此項為可選項目，經供需雙方同意，此要求 可不作考核。g根據PCB的組裝密度有無窄間距來選擇合金粉末顆粒度.如何選擇合金粉末顆粒度根據組裝密度有無窄間距來選擇合金粉末顆粒度普通焊料顆粒最大直徑約為模板最小開口尺寸的1/5；窄間距時普通選擇2545m。 SMD引腳間距和焊料顆粒的關系.(3)印刷工藝控制 圖形對準經過人工對任務臺或對模板作X、Y、的精細調整，使PCB的焊盤圖形與模板漏孔圖形完全重合。 刮刀與網板的角度角度越小，向下的壓力越大，容易將焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板底面，呵斥焊膏圖形粘連。普通為4560。目前自動和半自動

11、印刷機大多采用60。.焊膏的投入量滾動直徑 焊膏的滾動直徑h 915mm較適宜h 過小不利于焊膏漏印印刷的填充性h 過大，過多的焊膏長時間暴露在空氣中不斷滾動，對焊膏質量不利。 焊膏的投入量應根據刮刀的長度參與。根據PCB組裝密度每快PCB的焊膏用量，估計出印刷100快還是150快添加一次焊膏。 刮刀運動方向h 焊膏高度滾動直徑.刮刀壓力刮刀壓力也是影響印刷質量的重要要素。刮刀壓力實踐是指刮刀下降的深度，壓力太小，能夠會發(fā)生兩種情況：第種情況是由于刮刀壓力小，刮刀在前進過程中產生的向下的Y分力也小，會呵斥漏印量缺乏；第種情況是由于刮刀壓力小，刮刀沒有緊貼模板外表，印刷時由于刮刀與PCB之間存在

12、微小的間隙，因此相當于添加了印刷厚度。另外壓力過小會使模板外表留有一層焊膏，容易呵斥圖形粘連等印刷缺陷。因此理想的刮刀壓力應該恰好將焊膏從模板外表刮干凈。.金屬刮刀的壓力應比橡膠刮刀的壓力大一些，普通大1.21.5倍。橡膠刮刀的壓力過大，印刷時刮刀會壓入開口中，呵斥印刷量減少，特別是大尺寸的開口。因此加工模板時，可將大開口中間加一條小筋(架橋)。留意： 緊固金屬刮刀時，緊固程度要適當。用力過大由于應力會呵斥刮刀變形，影響刮刀壽命。.金屬刮刀橡膠刮刀.印刷速度由于刮刀速度與焊膏的粘稠度呈反比關系，有窄間距，高密度圖形時，速度要慢一些。速度過快，刮刀經過模板開口的時間太短，焊膏不能充分滲入開口中，

13、容易呵斥焊膏圖形不豐滿或漏印的印刷缺陷。在刮刀角度一定的情況下，印刷速度和刮刀壓力存在一定的關系，降速度相當于添加壓力，適當降低壓力可起到提高印刷速度的效果。. 網板模板與PCB分別速度有窄間距、高密度圖形時，網板分別速度要慢一些。為了提高窄間距、高密度印刷質量，日立公司推出“加速度控制方法隨印刷任務臺下降行程，對下降速度進展變速控制。.模板與PCB分別速度分別速度添加時，模板與PCB間變成負壓，焊膏與焊盤的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和開口壁上，呵斥少印和粘連。分別速度減慢時，PCB與模板間的負壓變小，焊膏的凝聚力大，而使焊膏很容易脫離模板開口壁，印刷形狀良好。模板分別PCB的速度2mm

14、/s以下為宜。卷入殘留焊膏大氣壓負壓模板分別粘著力凝聚力. 清洗方式和清洗頻率經常清洗模板底面也是保證印刷質量的要素。應根據焊膏、模板資料、厚度及開口大小等情況確定清洗方式和清洗頻率。1濕1干或2濕1干等，印20塊清洗一次或印1塊清洗一次等模板污染主要是由于焊膏從開口邊緣溢出呵斥的。假設不及時清洗，會污染PCB外表，模板開口周圍的殘留焊膏會變硬，嚴重時還會堵塞開口。手工清洗時，順開口長度方向效果較好。.建立檢驗制度必需嚴厲首件檢驗。有BGA、CSP、高密度時每一塊PCB都要檢驗。 普通密度時可以抽檢。印刷焊膏取樣規(guī)那么批次范圍取樣數(shù)量不合格品的允許數(shù)量150013050132005013201

15、1000080210001350001253.印刷缺陷舉例少印粘連塌邊錯位. 不良品的斷定和調整方法. .四.如何提高自動貼裝機的貼裝質量和貼裝效率1 貼裝元器件的工藝要求2 自動貼裝機貼裝原理3 如何提高自動貼裝機的貼裝質量4 如何提高自動貼裝機的貼裝效率.1. 貼裝元器件的工藝要求a 各裝配位號元器件的類型、型號、標稱值和極性等特征標志要符合產品的裝配圖和明細表要求。b 貼裝好的元器件要完好無損。C 貼裝元器件焊端或引腳不小于1/2厚度要浸入焊膏。對于普通元器件貼片時的焊膏擠出量長度應小于0.2mm，對于窄間距元器件貼片時的焊膏擠出量長度應小于0.1mm。d 元器件的端頭或引腳均和焊盤圖形

16、對齊、居中。 由于再流焊時有自定位效應，因此元器件貼裝位置允許有一定的偏向。. 保證貼裝質量的三要素：a 元件正確b 位置準確c 壓力貼片高度適宜。.a 元件正確要求各裝配位號元器件的類型、型號、標稱值和極性等特征標志要符合產品的裝配圖和明細表要求，不能貼錯位置；.b 位置準確元器件的端頭或引腳均和焊盤圖形要盡量對齊、居中，還要確保元件焊端接觸焊膏圖形。 兩個端頭的Chip元件自定位效應的作用比較大，貼裝時元件寬度方向有3/4以上搭接在焊盤上,長度方向兩個端頭只需搭接到相應的焊盤上并接觸焊膏圖形，再流焊時就可以自定位，但假設其中一個端頭沒有搭接到焊盤上或沒有接觸焊膏圖形，再流焊時就會產生移位或

17、吊橋； 正確 不正確 . 對于SOP、SOJ、QFP、PLCC等器件的自定位作用比較小，貼裝偏移是不能經過再流焊糾正的。假設貼裝位置超出允許偏向范圍，必需進展人工撥正后再進入再流焊爐焊接。否那么再流焊后必需返修，會呵斥工時、資料浪費，甚至會影響產品可靠性。消費過程中發(fā)現(xiàn)貼裝位置超出允許偏向范圍時應及時修正貼裝坐標。 手工貼裝或手工撥正時要求貼裝位置準確，引腳與焊盤對齊，居中，切勿貼放不準，在焊膏上拖動找正，以免焊膏圖形粘連，呵斥橋接。 引腳寬度方向：P引腳寬度的3/4 引腳長度方向：引腳的跟部和趾部在焊盤上PP.BGA貼裝要求BGA的焊球與相對應的焊盤一一對齊；焊球的中心與焊盤中心的最大偏移量

18、小于1/2焊球直徑。DD1/2焊球直徑.c 壓力貼片高度貼片壓力Z軸高度要恰當適宜 貼片壓力過小，元器件焊端或引腳浮在焊膏外表，焊膏粘不住元器件，在傳送和再流焊時容易產生位置挪動，另外由于Z軸高度過高，貼片時元件從高處扔下，會呵斥貼片位置偏移 ； 貼片壓力過大，焊膏擠出量過多，容易呵斥焊膏粘連，再流焊時容易產生橋接，同時也會由于滑動呵斥貼片位置偏移，嚴重時還會損壞元器件。.貼片壓力吸嘴高度.2. 自動貼裝機貼裝原理2.1 PCB基準校準原理2.2 元器件貼片位置對中方式與對中原理.2.1 PCB基準校準原理自動貼裝機貼裝時，元器件的貼裝坐標是以PCB的某一個頂角普通為左下角或右下角為源點計算的

19、。而PCB加工時多少存在一定的加工誤差，因此在高精度貼裝時必需對PCB進展基準校準?；鶞市什捎没鶞蕵酥綧ark和貼裝機的光學對中系統(tǒng)進展。 .基準標志什么是基準標志？基準標志是一個特定的標志，屬于電路圖形的一部分。用來識別和修正電路圖形偏移量，以此保證準確的貼裝。基準標志的類型有兩種類型：PCB基準標志和部分基準標志 a) PCB基準標志：用來修正PCB之間的電路圖形偏移量。 b) 部分基準標志：用來修正大的SMD的焊盤圖形偏移量。一個基準標志：丈量直線運動方向XY的偏移量。 兩個基準標志：丈量直線運動方向XY和旋轉角度T的偏移量。.a PCB MarK的作用和PCB基準校準原理 PCB M

20、arK是用來修正PCB加工誤差的。貼片前要給PCB Mark照一個規(guī)范圖像存入圖像庫中，并將PCB MarK的坐標錄入貼片程序中。貼片時每上一塊PCB，首先照PCB Mark，與圖像庫中的規(guī)范圖像比較：一是比較每塊PCB Mark圖像能否正確，假設圖像不正確，貼裝機那么以為PCB的型號錯誤，會報警不任務；二是比較每塊PCB Mark的中心坐標與規(guī)范圖像的坐標能否一致，假設有偏移，貼片時貼裝時機自動根據偏移量見圖5中X、Y修正每個貼裝元器件的貼裝位置。以保證準確地貼裝元器件。 利用PCB Mar修正PCB加工誤差表示圖.b 部分Mark的作用多引腳窄間距的器件，貼裝精度要求非常高，靠PCB Ma

21、r不能滿足定位要求，需求采用24個部分Mark單獨定位，以保證單個器件的貼裝精度。.2.2 元器件貼片位置對中方式與對中原理元器件貼片位置對中方式有機械對中、激光對中、全視覺對中、激光與視覺混合對中。(1) 機械對中原理靠機械對中爪對中(2) 激光對中原理靠光學投影對中(3) 視覺對中原理靠CCD攝象，圖像比較對中. 元器件貼片位置視覺對中原理 貼片前要給每種元器件照一個規(guī)范圖像存入圖像庫中，貼片時每拾取一個元器件都要進展照相并與該元器件在圖像庫中的規(guī)范圖像比較：一是比較圖像能否正確，假設圖像不正確，貼裝機那么以為該元器件的型號錯誤，會根據程序設置丟棄元器件假設干次后報警停機；二是將引腳變形和共面性不合格的器件識別出來并送至程序指定的拋料位置；三是比較該元器件拾取后的中心坐標X、Y、轉角T與規(guī)范圖像能否一致，假設有偏移，貼片時貼裝時機自動根據偏移量修正該元器件的貼裝位置。 元器件貼片位置光學對中原理表示圖.3. 如何提高自動貼裝機的貼裝質量(1) 編程(