SMT基礎(chǔ)培訓課件

SMT簡介制作：蔣生貴2018/05/18

什么是SMT?SMT就是表面組裝技術(shù)（SurfaceMountedTechnology的縮寫）,是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝。SMT與THT對比SurfacemountThrough-holeSMT的特點1、組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%~60%，重量減輕60%~80%。2、可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。3、高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。4.易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達30%~50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。SMT有關(guān)的技術(shù)組成電子元件、集成電路的設(shè)計制造技術(shù)電子產(chǎn)品的電路設(shè)計技術(shù)電路板的制造技術(shù)自動貼裝設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù)電路裝配制造工藝技術(shù)裝配制造中使用的輔助材料的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù) SMT生產(chǎn)環(huán)境的要求1.SMT車間的溫度:20度---28度,預(yù)警值:22度---26度2.SMT車間的濕度:70%,預(yù)警值:45%---60%3.防塵4.防靜電SMT工藝流程ScreenPrinterMountAOIReflowSMT線體組成SMT生產(chǎn)線的必備設(shè)備:1.印刷機2.貼片機3.回流焊其他輔助設(shè)備:上板機，全自動激光打碼機，SPI，挑板機，接駁臺，AOI，收板機等SMT生產(chǎn)流程圖倉庫備料

產(chǎn)線領(lǐng)料

上料物料核對NGOK印刷品質(zhì)檢查

貼片錫膏印刷清洗NGOKOKPCB投入SMT生產(chǎn)流程圖爐前檢驗高速機貼片回流焊接泛用機貼片OK手工處理NGOK工程師調(diào)機OKNGQC目檢AOI測試QA檢驗分板包裝

出貨OKOKOKQC目檢OK維修NGNGOK印刷印刷,作為SMT的源頭至關(guān)重要,直接關(guān)系到了生產(chǎn)效率和品質(zhì)的達成印刷崗位工作職責1.錫膏的使用和回收。2.鋼網(wǎng)的清洗及管理。3.錫膏,鋼網(wǎng)使用記錄4.PCB板裝框。使用工具1.鋼網(wǎng)清洗機2.錫膏攪拌機3.冰箱4.X_RAY測試儀5.錫膏厚度測試儀印刷崗位使用工具1.鋼網(wǎng)、鋼網(wǎng)擦拭紙2.錫膏3.錫膏攪拌刀4.靜電手套、靜電手環(huán)5.清洗溶劑6.記錄表單一般其外框是鑄鋁框架,中心是金屬模板,框架與模板之間依靠絲網(wǎng)相連接,呈”剛—柔---剛”目前我們對新來鋼網(wǎng)的檢驗項目鋼網(wǎng)的張力:使用張力計測量鋼網(wǎng)四個角和中心五個位置,張力應(yīng)大于30N/CM.鋼網(wǎng)的外觀檢查:框架,模板,窗口,MARK等項目.鋼網(wǎng)的實際印刷效果的檢查.鋼網(wǎng)(STENCILS)鋼網(wǎng)制作鋼版的製造方法有:化學蝕刻法鐳射加工法錫膏鋼版:用於PCB之焊點上印上錫膏張力是為了固定鋼版，不讓它有位移。張力≧35牛頓1.刮刀按制作形狀可分為菱形和拖尾巴兩種;從制作材料上可分為橡膠(聚胺酯)和金屬刮刀兩類.2.目前我們使用的全部是金屬刮刀,金屬刮刀具有以下優(yōu)點:從較大,較深的窗口到超細間距的印刷均具有優(yōu)異的一致性;刮刀壽命長,無需修正;印刷時沒有焊料的凹陷和高低起伏現(xiàn)象,大大減少不良.3.目前我們使用有三種長度的刮刀:300MM,350MM,400MM.在使用過程中應(yīng)該按照PCB板的長度選擇合適的刮刀.刮刀的兩邊擋板不能調(diào)的太低,容易損壞模板.4.刮刀用完后要進行清潔和檢查,在使用前也要對刮刀進行檢查.刮刀（Stencil）1.刮刀的速度刮刀的速度和錫膏的黏度有很大的關(guān)系,刮刀的速度越慢,錫膏的黏度越大;同樣,刮刀的速度越快,錫膏的黏度就越小.調(diào)節(jié)這個參數(shù)要參照錫膏的成分和PCB元件的密度以及最小元件尺寸等相關(guān)參數(shù).2.刮刀的壓力刮刀的壓力對印刷影響很大,壓力太大會導致錫膏印的很薄.目前我們一般都設(shè)定在8KG左右.理想的刮刀速度與壓力應(yīng)該是正好把錫膏從鋼板表面刮干凈,刮刀的速度與壓力也存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系,即降低刮刀速度等于提高刮刀的壓力,提高了刮刀速度等于降低刮刀的壓力.3.刮刀的寬度如果刮刀相對于PCB過寬,那么就需要更大的壓力,更多的錫膏參與其工作,因而會造成錫膏的浪費.一般刮刀的寬度為PCB長度(印刷方向)加上50MM左右為最佳,并要保證刮刀頭落在金屬模板上.刮刀的技術(shù)參數(shù)錫膏錫粉合金助焊劑Sn62:Pb36:Ag2Sn63:Pb37依照產(chǎn)品特性來決定選擇其它添加劑流變劑增稠劑活性劑溶劑松香錫膏的成份助焊劑的作用是使焊劑可鋼版印刷。除去焊劑的焊料粉與印刷電路板的焊盤、及元件電極等各表面之氧化物,清潔表面以幫助接合。助焊劑的用途代表性錫膏焊料的成份錫膏管控要求1.錫膏必須在常溫（22-28度，濕度40-66%)回溫4小時才可領(lǐng)用，超過24小時未領(lǐng)用必須放回冰箱。2.錫膏必須使用專用攪拌機攪拌3分鐘，時間太久太稀印刷坍塌造成連錫，太少不能攪拌均勻，3.錫膏保存條件為:0-10度，自生產(chǎn)日期為6個月4.錫膏添加到鋼網(wǎng)上使用期限為12小時，開蓋未使用期限為48小時。5.管理使用遵循FIFO(先進先出）的原則1:錫膏添加記錄表2:錫膏攪拌記錄表3:錫膏領(lǐng)用記錄表4:錫膏印刷記錄表5:錫膏管控標簽6:鋼網(wǎng)領(lǐng)用記錄表7:鋼網(wǎng)使用履歷表8:鋼網(wǎng)清洗記錄表使用工位文件名稱印刷機鋼罔手動清洗規(guī)范、、錫膏管制規(guī)范、、錫膏添加規(guī)范、、PCB印刷不良處理規(guī)范、、SMT印刷自檢規(guī)范、、鋼板制作及管理規(guī)范、、印刷機作業(yè)指導書相關(guān)文件相關(guān)表單印刷判定標準總則:印刷在焊盤上的焊膏量允許有一定的偏差，但焊膏覆蓋在每個焊盤上的面積應(yīng)大于焊盤面積的75%。貼片崗位貼片機工作原理

常見貼片機:松下，索尼，西蒙子，雅馬哈，三星，富士，JUKI等高速機：0.085~0.15sec/piece（42352-24000）泛用機：0.3~2.5sec/piece（12000-1440）貼片零件分類原則：高速機：R、L、C泛用機：QFP、BGA.CONN,USB，等供給形式有帶狀(tape)、管狀(tube)、盤狀(tray)、黏紙帶狀(adhesive)操作員崗位工作職責1.依照站位表上料,保證不裝錯料。2.工單上下線材料的清點3.機器拋料,換料的記錄4.日產(chǎn)機器的衛(wèi)生清潔5.每日效率的達成使用工具1.SMT元件2.Feeder(送料器）3.料位表（上料表）4.靜電手套、靜電手環(huán)5.接料帶6.剪刀7.各類表單相關(guān)文件使用工位表單名稱貼片機SMT2060泛用機作業(yè)指導書、、SMTFX-IR高速機作業(yè)指導書、、散料作業(yè)流程及管理辦法、、SMT換料流程及規(guī)范1:站位表（上料表）1:站位表（上料表）1:站位表（上料表）1:站位表（上料表）相關(guān)表單一、常用電子元件簡介CHIP元件尺寸英制規(guī)格長(mm)寬(mm)厚(mm)公制規(guī)格06031.600.800.45160808052.001.250.80201212063.201.600.80321604021.000.500.25100502010.600.30*0603例如:0402指長度為40mil,寬度為20mil,(mil為毫英寸，1mil=0.0254mm)0402即為:1mm*0.5mm常用電子元件的單位及換算1.Ω——電阻單位：基本單位：歐姆（ohm）常用單位：千歐——KΩ兆歐——MΩ換算關(guān)系：1MΩ=1000KΩ=1000,000Ω2.F——電容單位：基本單位：法拉（F）常用單位：皮法pF納法nF微法μF毫法mF換算關(guān)系：1F=1000mF=1000,000μF=1000,000,000nF=1000,000,000,000pF3.H——電感單位：基本單位：亨利（H）常用單位：納亨nH微亨μH毫亨mH換算關(guān)系：1H=1000mH=1000,000μH=1000,000,000nH元件的標準誤差代碼表符號誤差應(yīng)用范圍符號誤差應(yīng)用范圍A10PF或以下M±20%B±0.10PFNC±0.25PFOD±0.5PFP+100%,-0EQF±1.0%RG±2.0%S+50%,-20%HTIUJ±5%VK±10%XLYZ+80%，-20%W電阻電容標印值電阻值標印值電阻值2R25R61026823331045642.2Ω

5.6Ω

1KΩ

6800Ω

33KΩ

100KΩ

560KΩ

0R5010

1104713322235130.5PF1PF11PF470PF3300PF22000PF51000PF貼片式電阻、電容識別標記

1.SOPSmallOutlinePackage2.PLCCPlasticLeadedChipCarrier3.BGABallGridArray4.SOjSmallOutlineJ-leadpackage5.QFPQuadFlatPackage6.SOTSmallOutlineTransistor

常見的IC封裝方式有以下六種:BGA:(BallGridArrayPackage)球柵陣列封裝BGA(BallGridArray)球柵陣列:零件表面無腳，其腳成球狀矩陣排列于零件底部，BGA類元件的極性標示一般是通過本體上的小圓點與焊盤端上的標記相一致。QFP(QuadFlatPackage)四邊有腳,元件腳向外伸展SOP(SmallOutlinePackage)兩邊有腳,向外伸展SOT(SmallOutlineTransistor)小外形封裝晶體管SOJ(SmallOutlineJ-leadPackage)兩邊有腳,向內(nèi)彎曲。PLCC(PlasticLeadedChipCarrier)四邊有腳,向內(nèi)彎曲。

回流焊（REFLOW）目的:使錫膏融化,將SMD件固定在PCB之上流程:置件後首先進入錫爐的溫升區(qū),接著進預(yù)熱區(qū),實加熱區(qū),最後是冷卻區(qū)。製程全部時間大約為四至五分鐘。這個龐然大物即為回焊爐迴流焊的目的﹕使表面電子元器件與PCB正確可靠的焊接在一起。工藝原理﹕當焊料,元件與PCB的溫度達到焊料熔點溫度以上時,焊料熔化以填充元件與PCB間的間隙然後隨著冷卻,焊料凝固,形成焊點.工藝流程﹕因錫膏的特性﹐回流過程分為四個區(qū)間段﹕1.預(yù)熱區(qū):將焊錫膏,PCB以及元器件的溫度從室溫提升到預(yù)定的預(yù)熱溫度;預(yù)熱溫度一定低于焊料的熔點的溫度.此過程有一個重要的管控參數(shù)“升溫斜率”﹐溫度上升必需慢(大約每秒3°C),以限制沸騰和飛濺,防止形成小錫珠,另一些元件對內(nèi)部應(yīng)力比較敏感如果元件外部溫度上升太快,會造成斷裂。2.預(yù)焊區(qū)﹕讓焊錫膏中的助焊劑有充足的時間來清潔焊點,去除焊點表面的氧化膜.

3.焊接區(qū)﹕在焊接區(qū)焊料熔化並達到PCB與元器件腳良好的焊接在一起的目的.在焊接區(qū)溫度開始迅速上升,因元器件會有不同的速率吸熱故會產(chǎn)生溫差,所以要控制好溫度﹐消除這一溫差.若加熱溫度不足則由於無法確保充足的熔融焊錫與Pad的接觸時間,很難獲得良好的焊接品質(zhì),同時由於熔融焊錫內(nèi)部的助焊劑成份和氣體無法被排出,因而發(fā)生空焊(Open)與冷焊(Coldsoldering)。溫度太高或183℃以上時間拉太長,則該熔解的焊錫將被再氧化而導致焊接強度減弱﹐元件被烤壞等缺陷產(chǎn)生。4.冷卻區(qū)﹕焊接部位的冷卻不可緩慢,否則因元件與基板熱容量有別,將引起溫度分布不均,焊錫凝固時間的差異將導致元件位置挪移,熱膨脹率的差異也將使基板彎曲,進而有局部應(yīng)力集中,使該部位的接合度的減低。冷卻速度太慢,也會引起焊錫組織之粗大化,因而導致接合溫度的減低?？傊亓鳒囟惹€建立的原則是焊接區(qū)以前上升速率要盡可能的小,進入焊接區(qū)後半段後,升溫速率要迅速提高,焊接區(qū)最高溫度的時間控制要短,使PCB,及元器件少受熱沖擊.

AOI檢測目的:檢查PCBA過回焊爐后是否有缺陷

流程:PCBA進入AOI後有數(shù)臺CCD對其做零件辨識、缺件或極性錯誤等。

人工目檢是最方便、實用、適應(yīng)性最強的一種。因為從原理上說,設(shè)計好的電路板,只要其上的元件類型、位置、極性全部正確,并且焊接良好的話,其性能就應(yīng)該符合設(shè)計要求。但是由于SMT工藝的提高,及各種電路板結(jié)構(gòu)尺寸的需要,使電路板的組裝向著小元件、高密度、細間距方向發(fā)展。受自身生理因素的限制,人工目檢對這種電路板已很難進行準確、可靠、重復性高的檢測了。

由于ICT需要針對不同的電路板制作不同的模板,制作和調(diào)試的周期較長,故只適用于大批量生產(chǎn)。功能測試需要專門的設(shè)備及專門設(shè)計的測試流程,故對絕大多數(shù)電路板生產(chǎn)線并不適用。傳統(tǒng)目檢的缺陷編程簡單AOI通常是把貼片機編程完成后自動生成的TXT輔助文本文件轉(zhuǎn)換成所需格式的文件,從中AOI獲取位置號、元件系列號、X坐標、Y坐標、元件旋轉(zhuǎn)方向這5個參數(shù),然后系統(tǒng)會自動產(chǎn)生電路的布局圖,確定各元件的位置參數(shù)及所需檢測的參數(shù)。完成后,再根據(jù)工藝要求對各元件的檢測參數(shù)進行微調(diào)。操作容易由于AOI基本上都采用了高度智能的軟件,所以并不需要操作人員具有豐富的專業(yè)知識即可進行操作。故障覆蓋率高由于采用了高精密的光學儀器和高智能的測試軟件,通常的AOI設(shè)備可檢測多種生產(chǎn)缺陷,故障覆蓋率可達到80%。減少生產(chǎn)成本由于AOI可放置在回流爐前對PCB進行檢測,可及時發(fā)現(xiàn)由各種原因引起的缺陷,而不必等到PCB過了回流爐后才進行檢測,這就大大降低了生產(chǎn)成本。AOI的優(yōu)點工作職責1.將PCBA上的不良問題點找出來。2.不良品數(shù)量的報表統(tǒng)計3.其它參考檢查包裝工位工作職掌使用工具1.竹簽2.靜電手套、靜電手環(huán)3.放大鏡.4.不良品標簽5.標識卡相關(guān)文件使用工位表單名稱AOIAOI操作規(guī)范1.AOI測試日報表相關(guān)表單爐后不良判定標準靜