表面裝貼工藝技術(shù)2

1、表面組裝工藝技術(shù)第二章SMT工藝流程與組裝生產(chǎn)線 2.1 SMT組裝方式與組裝工藝流程 SMT的組裝方式及其工藝流程主要取決于表面組裝組件(SMA)的類型、使用的元器件種類和組裝設(shè)備條件。大體上可將SMA分成單面混裝、雙面混裝和全表面組裝3種類型共6種組裝方式。 工藝流程與組裝生產(chǎn)線工藝流程與組裝生產(chǎn)線序號(hào) 組裝方式組件結(jié)構(gòu) 電路基板 元器件 特 征 1單面混裝先貼法 組件1單面PCB 表面組裝元器件及通孔插裝元器件 先貼后插，工藝簡單，組裝密度低 2后貼法 組件2單面PCB同上 先插后貼，工藝較復(fù)雜，組3雙面混裝SMD和THC都在A面組件3雙面PCB同上裝密度高 4THC在A面A、B兩面都有

2、SMD組件4雙面PCB同上先插后貼，工包較復(fù)雜，組裝密度高5表面組裝單面表面組裝 組件5單面PCB或陶瓷基板表面組裝元器件 THC和SMCSMD組裝在PCB同一側(cè)工藝簡單，適用于小型、薄型化的電路6雙面表面組裝 組件6雙面PCB或陶瓷基板同上組裝高密度組裝，薄型化 表21單面混合組裝2.1.1單面混合組裝 單面混合組裝是指將兩種封裝形式的元器件放置在PCB板的兩面，但是只有一面用來焊接的組裝方式。 SMCSMD與通孔插裝元件(THC)分布在PCB不同的一面上混裝，但其焊接面僅為單面。這一類組裝方式均采用單面PCB和波峰焊接(現(xiàn)一般采用雙波峰焊)工藝，具體的操作有以下兩種組裝方式（具體流程見圖2

3、1）。單面混合組裝來料檢測組裝開始B面涂粘接劑貼SMC粘接劑固化翻版A面插THC波峰焊清洗最終檢測A面插THC翻版B面涂粘接劑貼SMC粘接劑固化翻版圖21 單面組裝的流程圖單面混合組裝 (1)先貼法。第一種組裝方式稱為先貼法，即在PCB的B面(焊接面)先貼裝SMCSMD，而后在A面插裝THC. (2)后貼法。第二種組裝方式稱為后貼法，是先在PCB的A面插裝THC，后在B面貼裝SMD。工藝流程與組裝生產(chǎn)線2雙面混合組裝 雙面混合組裝，SMCSMD和THC可混合分布在PCB的同一面，同時(shí), SMCSMD也可分布在PCB的雙面。雙面混合組裝采用雙面PCB、雙波峰焊接或再流焊接。在這一類組裝方式中也有

4、先貼還是后貼SMCSMD的區(qū)別，一般根據(jù)SMCSMD的類型和PCB的大小合理選擇，通常采用先貼法較多。工藝流程與組裝生產(chǎn)線 雙面組裝常用兩種組裝方式。 (1)SMCSMD和THC同側(cè)方式 (2)SMCSMD和THC不同側(cè)方式。 這類組裝方式由于在PCB的單面或雙面貼裝SMCSMD，而又把難以表面組裝化的有引線元件插入組裝，因此組裝密度相當(dāng)高。 雙面混和組裝 波峰焊插通孔元件清洗圖21混合安裝工藝多用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的組裝印刷錫膏貼裝元件再流焊翻轉(zhuǎn)點(diǎn)貼片膠貼裝元件加熱固化翻轉(zhuǎn)先作A面：再作B面：插通孔元件后再過波峰焊：跳轉(zhuǎn)工藝流程與組裝生產(chǎn)線3全表面組裝 第三類是全表面組裝，在PCB上只有SMC

5、SMD而無THC。由于目前元器件還未完全實(shí)現(xiàn)SMT化，實(shí)際應(yīng)用中這種組裝形式不多。這一類組裝方式一般是在細(xì)線圖形的PCB或陶瓷基板上，采用細(xì)間距器件和再流焊接工藝進(jìn)行組裝。工藝流程與組裝生產(chǎn)線全表面組裝也有兩種組裝方式。 （1）單面表面組裝方式。表21所列的第五種方式，采用單面PCB在單面組裝SMCSMD。 (2)雙面表面組裝方式。表21所列的第六種方式，采用雙面PCB在兩面組裝SMCSMD，組裝密度更高。雙面SMT組裝通常先作B面再作A面印刷錫膏貼裝元件再流焊翻轉(zhuǎn)貼裝元件印刷錫膏再流焊翻轉(zhuǎn)清洗圖22 雙面純SMT再流焊工藝組件：A面布有大型IC器件 B面以片式元件為主特點(diǎn)：充分利用 PCB空

6、間，實(shí)現(xiàn)安裝面積最小化， 工藝控制復(fù)雜，要求嚴(yán)格。常用于密集型 或超小型電子產(chǎn)品，如 手機(jī)。跳轉(zhuǎn)工藝流程與組裝生產(chǎn)線2.2 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì) 不同的SMA組裝過程所采用的流程及其設(shè)備是有差異的，但是基本的構(gòu)成單元又是相同的（圖21，22）。典型的SMA組裝流程包含的主要環(huán)節(jié)有： 與基本流程相應(yīng)的SMT生產(chǎn)線基本構(gòu)成為：點(diǎn)膠機(jī)、焊膏印刷機(jī)、SMCSMD貼片機(jī)、再流焊接設(shè)備、檢測設(shè)備等組裝和檢測設(shè)備組成，圖23是一種適用于雙面表面組裝的SMT生產(chǎn)線組成示意圖。 來料檢測粘結(jié)劑涂敷焊膏涂敷貼片焊接清洗工藝流程與組裝生產(chǎn)線圖23 SMT組裝生產(chǎn)線的構(gòu)成示意圖總體設(shè)計(jì).總體設(shè)計(jì) 1.SMT生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的

7、基本原則： 組裝生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)必須結(jié)合所生產(chǎn)組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)規(guī)模，同時(shí)要具有一定的適應(yīng)性和先進(jìn)性。 總體設(shè)計(jì)2.SMT生產(chǎn)線設(shè)計(jì)一般步驟： 在需要的組裝產(chǎn)品未確定的情況下，生產(chǎn)線設(shè)計(jì)應(yīng)考慮產(chǎn)品形狀、單位時(shí)間生產(chǎn)量、換代周期、投入強(qiáng)度等。 在已知組裝產(chǎn)品對(duì)象的情況下，建立SMT生產(chǎn)線前應(yīng)該先進(jìn)行SMT總體設(shè)計(jì)，確定需組裝元器件種類和數(shù)量、組裝方式及工藝和總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，然后再進(jìn)行生產(chǎn)線設(shè)計(jì)。而且最好在PCB電路設(shè)計(jì)初步完成后，才進(jìn)行SMT生產(chǎn)線設(shè)計(jì)；這樣可使所設(shè)計(jì)生產(chǎn)線投入產(chǎn)出比達(dá)到最佳狀態(tài)?？傮w設(shè)計(jì)3. 生產(chǎn)線設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： A.元器件(含基板)選擇 元器件(含基板)選擇是決定組裝方式及工藝復(fù)

8、雜性和生產(chǎn)線及設(shè)備投資的第一因素。元器件選擇過程中必須建立元器件數(shù)據(jù)庫和元器件工藝要求，并注意以下幾點(diǎn) ： (1)要保證元器件品種齊套，應(yīng)有后備供應(yīng)商。 (2)元器件的質(zhì)量和尺寸精度應(yīng)有保證。 (3) SMCSMD對(duì)組裝工藝的要求。 (4)確定元器件的類型和數(shù)量、元器件最小引腳間距、最小尺寸等，并注意其與組裝工藝的關(guān)系。 總體設(shè)計(jì)B.組裝方式及工藝流程的確定 在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中，組裝方式是決定生產(chǎn)工藝復(fù)雜性、生產(chǎn)線規(guī)模和投資強(qiáng)度的確定性因素 。 組裝方式確定之后，即可初步設(shè)計(jì)出工藝流程，并制定出相應(yīng)的關(guān)鍵工序及其工藝參數(shù)和要求，如貼片精度要求，焊接工藝要求等，便于設(shè)備選型之用。設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視“按

9、需設(shè)計(jì)”這一設(shè)計(jì)原則。生產(chǎn)線自動(dòng)化程度2.2.2 生產(chǎn)線自動(dòng)化程度 現(xiàn)代先進(jìn)的SMT生產(chǎn)線屬于柔性自動(dòng)化(Flexible Automation)生產(chǎn)方式，其特征是采用機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制和視覺系統(tǒng)，能從一種產(chǎn)品的生產(chǎn)很快地轉(zhuǎn)換為另一種產(chǎn)品的生產(chǎn)，能適合于多品種、中/小批量生產(chǎn)等。其自動(dòng)化程度主要取決于貼片機(jī)、運(yùn)輸系統(tǒng)和線控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。表22表示了按生產(chǎn)效率劃分的SMT生產(chǎn)線的類型。 一般根據(jù)年產(chǎn)量、生產(chǎn)線效率系數(shù)和計(jì)劃投資額，來確定SMT生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度。 生產(chǎn)線分類表22 SMT生產(chǎn)線主要類型 自動(dòng)化程度產(chǎn)量手動(dòng)半自動(dòng)低速中速高精度高速備注一般1000/h+0.1mm(500-2000)片

10、/h 不定+0.2mm(3000-8000)片/h+0.2mm(3000-6000)片/h+0.1mm8000片/h+0.2mm研究實(shí)驗(yàn)小批量少品種多品種產(chǎn)量中/大批量少品種多品種 器件要求變量變種器件要求價(jià)格/萬美元2-35-88-1210-2020-4060-100最小配置注： 優(yōu)選： 可選生產(chǎn)線自動(dòng)化程度1高速SMT生產(chǎn)線 高速SMT生產(chǎn)線一般由貼片速度大于8000片/h的高速貼片機(jī)組成，主要用于彩電調(diào)諧器、計(jì)算機(jī)板卡等大批量單一產(chǎn)品的組裝生產(chǎn)。目前也出現(xiàn)了數(shù)萬片/h的高速高精度貼片機(jī)，主要應(yīng)用于產(chǎn)量大的組裝產(chǎn)品，如通信產(chǎn)品等。 生產(chǎn)線自動(dòng)化程度2中速高精度SMT生產(chǎn)線 細(xì)間距器件的發(fā)展

11、很快，在計(jì)算機(jī)、通信、錄像機(jī)、儀器儀表等產(chǎn)品中已被廣泛應(yīng)用。組裝該類產(chǎn)品較適宜采用中速高精度SMT生產(chǎn)線，它不僅適用于多品種中小批量生產(chǎn)，而且多臺(tái)聯(lián)機(jī)也適用于大批量生產(chǎn)，能滿足生產(chǎn)擴(kuò)展需要。在投資強(qiáng)度足夠的情況下，應(yīng)優(yōu)選中速高精度SMT生產(chǎn)線，而不選普通中速線。一般認(rèn)為中速貼片機(jī)的貼片速度為(30008000)片/h。 生產(chǎn)線自動(dòng)化程度3低速半自動(dòng)SMT生產(chǎn)線 低速半自動(dòng)SMT生產(chǎn)線一般只用于研究開發(fā)和實(shí)驗(yàn)。因其產(chǎn)量規(guī)模、精度和適應(yīng)性難以滿足發(fā)展所需，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)不宜選用。低速貼片機(jī)的貼片速度一般小于3000片h。生產(chǎn)線自動(dòng)化程度4手動(dòng)生產(chǎn) 手動(dòng)生產(chǎn)成本較低、應(yīng)用靈活，可用于幫助了解熟悉SMT

12、技術(shù)，也可用于研究開發(fā)或小批量多品種生產(chǎn)，并可用作返修工具。為此，這種形式的生產(chǎn)也有一定的應(yīng)用面。設(shè)備選型2.2.3 設(shè)備選型 SMT生產(chǎn)線的建立主要工作是設(shè)備選型。 建立生產(chǎn)線的目的是要以最快的速度生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、富有競爭力的產(chǎn)品，要以效率最高、投資最小、回收年限最短為目標(biāo)。由于貼片機(jī)是生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，其價(jià)格占全線投資的比重較大，因此一般以貼片機(jī)的選型為重點(diǎn) 。設(shè)備選型設(shè)備選型的原則：1性能、功能及可靠性 A.設(shè)備選型首先要看設(shè)備性能是否滿足技術(shù)要求； B.選擇設(shè)備生產(chǎn)廠家，保證設(shè)備的可靠性； C.根據(jù)組件要求和投入資金選擇設(shè)備功能。設(shè)備選型2可擴(kuò)展性和靈活性 設(shè)備組線擴(kuò)展性和靈活性主要指功能

13、的擴(kuò)展、指標(biāo)提高、生產(chǎn)能力的擴(kuò)大，以及良好的組線接口等。設(shè)備選型3可操作性和可維護(hù)性 設(shè)備要便于操作，對(duì)于國內(nèi)用戶，計(jì)算機(jī)控制軟件應(yīng)該采用中文界面；對(duì)中高精度貼片機(jī)，一定要有自動(dòng)生成貼片程序功能。設(shè)備要便于維護(hù)、調(diào)試和維修，應(yīng)把維修服務(wù)作為設(shè)備選型的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。設(shè)備選型2.2.4 生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中的其它問題 1生產(chǎn)線裝配完成后的驗(yàn)收 目前國內(nèi)對(duì)SMT生產(chǎn)線和設(shè)備尚無成熟的驗(yàn)收方法與統(tǒng)一的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。常用的驗(yàn)收方式有3種：性能指標(biāo)驗(yàn)收、標(biāo)準(zhǔn)樣板驗(yàn)收和產(chǎn)品驗(yàn)收。 設(shè)備選型2技術(shù)隊(duì)伍 SMT是復(fù)雜的綜合系統(tǒng)工程。SMT生產(chǎn)線的建立和使用必須依靠掌握SMT的技術(shù)隊(duì)伍。要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)合格產(chǎn)品，光有設(shè)備是不行的

14、，為此，建立SMT生產(chǎn)線時(shí)，就要考慮培養(yǎng)技術(shù)骨干和管理骨干隊(duì)伍。工藝流程與組裝生產(chǎn)線2.3 工藝設(shè)計(jì)和組裝設(shè)計(jì)文件 生產(chǎn)線設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行組件的生產(chǎn)，必須有相關(guān)的設(shè)計(jì)文件支持。要保證生產(chǎn)線高效、穩(wěn)定的生產(chǎn)出滿足要求的組件，最基本的設(shè)計(jì)文件包括技術(shù)文件和工藝文件。技術(shù)文件用于指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)；而工藝文件則由于指導(dǎo)產(chǎn)品的制造。一般的工藝文件在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中完成，包含了工藝設(shè)計(jì)和組裝設(shè)計(jì)。工藝流程與組裝生產(chǎn)線2.3.1工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)文件包括：材料清單、工藝流程圖、工藝要求 和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)文件。具體內(nèi)容有： 1工藝流程圖和工藝要求 工藝流程圖和工藝要求包含： (1)生產(chǎn)效率與節(jié)拍； (2)SMT設(shè)備主

15、要工藝參數(shù)； (3)檢查維修點(diǎn)； (4)網(wǎng)板或漏板等外協(xié)加工要求等。工藝流程與組裝生產(chǎn)線2SMT生產(chǎn)線設(shè)計(jì)文件 SMT生產(chǎn)線設(shè)計(jì)文件包含： (1)生產(chǎn)線布置、場地與動(dòng)力； (2)設(shè)備選型的技術(shù)指標(biāo)清單等。 3SMT工藝材料清單 SMT工藝材料清單包含組裝工藝中需要的焊膏、粘接劑、清洗劑等 各種工藝材料的清單。 工藝流程與組裝生產(chǎn)線232組裝設(shè)計(jì) 組裝設(shè)計(jì)文件用于指導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)中具體操作步驟和方法，包含以下內(nèi)容：1印制網(wǎng)板或漏板圖形文件 印制網(wǎng)板或漏板圖形文件包含板圖和相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和精度參數(shù)等。2貼片機(jī)組裝文件貼片機(jī)組裝文件包括： (1)元器件描述 (2)元器件數(shù)據(jù)庫 (3)貼片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)置 (4)拾放程序報(bào)告 (5)貼片數(shù)據(jù)報(bào)告 (6)元件號(hào)報(bào)告 (7)板號(hào)報(bào)告 (8)吸嘴數(shù)據(jù)報(bào)告 (9)送料器報(bào)告工藝流程與組裝生產(chǎn)線3焊接設(shè)備文件焊接設(shè)備文件包含：(1)