工藝技術(shù)_smt組裝工藝流程與生產(chǎn)線培訓(xùn)教材

第7章SMT組裝工藝流程與生產(chǎn)線 本章要點 SMT的組裝方式及工藝流程SMT生產(chǎn)線的設(shè)計工藝設(shè)計和組裝設(shè)計文件SMT產(chǎn)品組裝中的靜電防護技術(shù) SMT的組裝方式 SMT的組裝方式及工藝流程主要取決于表面組裝組件SMA的類型 使用的元件種類和組裝設(shè)備條件 大體上可將SMA分為 1 單面混裝2 雙面混裝3 全表面組裝三種組裝類型共六種組裝方式 SMT的組裝方式 單面混合組裝 單面混合組裝 SMC SMD與通孔插裝元件 THC 分布在PCB不同一面上混裝 但其焊接面僅為單面 A B 組件結(jié)構(gòu)示意圖 SMT的組裝方式 單面混合組裝 單面混裝的兩種組裝方式 1 先貼法 即在PCB的B面 焊接面 先貼裝SMC SMD 而后在A面插裝 其工藝特征是先貼后插 2 后貼法 即先在PCB的A面插裝 而后在B面貼裝SMC SMD 其工藝特征是先插后貼 SMT的組裝方式 雙面混合組裝 雙面混合組裝 SMC SMD和插裝元器件可混合分布在PCB的同一面 同時 SMC SMD也可分布在PCB的雙面 可分為兩種組裝方式 1 SMC SMD和插裝元器件同側(cè)方式 圖 1 2 SMC SMD和插裝元器件不同側(cè)方式 圖 2 A A B B 圖 1 圖 2 SMT的組裝方式 全表面組裝 全表面組裝 在PCB上只有SMC SMD而無插裝元器件的組裝方式 有兩種組裝方式 1 單面表面組裝方式 2 雙面表面組裝方式 單面表面組裝 雙面表面組裝 A A B B SMT的組裝工藝流程 單面混合組裝 單面混合組裝工藝流程 來料檢測 組裝開始 B面涂膠黏劑 貼SMC 膠黏劑固化 翻板 A面插裝 波峰焊接 清洗 最終檢測 圖2 1 a SMC先貼法第一種方式 SMT的組裝工藝流程 單面混合組裝 來料檢測 組裝開始 A面插件 翻板 B面涂膠黏劑 貼SMC 膠黏劑固化 波峰焊接 清洗 最終檢測 圖2 1 b SMC后貼法第二種方式 單面混合組裝工藝流程 SMT的組裝工藝流程 雙面混合組裝 來料檢測 組裝開始 PCBA面涂膠黏劑 貼裝SMD 焊膏烘干膠黏劑固化 溶劑清洗 插裝 波峰焊接 清洗 最終檢測 涂膠黏劑 選用 再流焊接 插裝 波峰焊接 清洗 最終檢測 A流程 B流程 圖2 2雙面混合組裝工藝流程 SMD和插裝元件在同一側(cè) 第三種方式 SMT的組裝工藝流程 雙面混合組裝 來料檢測 組裝開始 A面涂膠黏劑 貼SMIC 熱棒或激光再流焊接 溶劑清洗 A面插裝 波峰焊接 清洗 最終檢測 圖2 3采用熱棒或激光再流焊接的雙面混合組裝工藝流程第三種組裝方式 SMT的組裝工藝流程 雙面混合組裝 來料檢測 組裝開始 A面涂膠黏劑 貼SMIC 再流焊接 插裝元件引線打彎 翻板 貼裝SMD 膠黏劑固化 最終檢測 焊膏烘干 PCBB面涂膠黏劑 翻板 雙波峰焊接 溶劑清洗 圖2 4雙面混合組裝SMIC和SMD分別在A面與B面第四種組裝方式 SMT的組裝工藝流程 雙表面混合組裝 來料檢測 組裝開始 B面涂膠黏劑 貼SMD 膠黏劑固化 翻板 A面涂敷焊膏 貼裝SMIC A面再流焊接 最終檢測 A面插裝 B面波峰焊 清洗 圖2 5雙面板混合組裝工藝流程A第四種組裝方式 SMT的組裝工藝流程 雙表面混合組裝 來料檢測 組裝開始 B面涂膠黏劑 涂膠黏劑 貼裝SMD 焊膏烘干膠黏劑固化 再流焊接 翻板 PCBA面涂敷焊膏 最終檢測 焊膏烘干 再流焊接 清洗 圖2 5雙面板混合組裝工藝流程B第四種組裝方式 貼裝SMIC 插裝器件 波峰焊接 SMT的組裝工藝流程 全表面組裝 來料檢測 組裝開始 涂敷焊膏 貼裝SMD 焊膏烘干膠黏劑固化 涂膠黏劑 選用 再流焊接 溶劑清洗 最終檢測 圖2 6單面組裝工藝流程第五種方式 SMT的組裝工藝流程 全表面組裝 來料檢測 組裝開始 A面涂敷焊膏 涂膠黏劑 選用 貼裝SMD 焊膏烘干膠黏劑固化 再流焊接 清洗 翻板 最終檢測 清洗 B面涂敷焊膏 貼裝SMD 焊膏烘干 再流焊接B面 圖2 7雙面表面組裝工藝流程 a 第六種方式 SMT的組裝工藝流程 全表面組裝 來料檢測 組裝開始 A面涂敷焊膏 涂膠黏劑 選用 貼裝SMD 焊膏烘干膠黏劑固化 A面再流焊接 清洗 翻板 最終檢測 清洗 B面涂膠黏劑 貼裝SMD 膠黏劑固化 B面雙波峰焊接 圖2 7雙面表面組裝工藝流程 b 第六種方式 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)設(shè)備 常見的生產(chǎn)設(shè)備 日立印刷機 JUKI貼片機 富士貼片機 勁拓回流焊機 ScreenPrinter Mount Reflow AOI SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 主要設(shè)備的位置與分工 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 印刷機 焊膏印刷機 位于SMT生產(chǎn)線的最前端 用來印刷焊膏或貼片膠 它將焊膏或貼片膠正確地漏印到印制板的焊盤或相應(yīng)位置上 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 印刷機 HITACHI全自動網(wǎng)板印刷機NP 04LP 采用WindowsNT交互式操作系統(tǒng) 操作便捷 高速 高精度 重復(fù)印刷性好定位精度達 15 m 適宜細(xì)間距QFP SOP等器件的連續(xù)印刷50 50mm 印刷尺寸 460 360mm 貼片機 自動貼片機相當(dāng)于機器人的機械手 能按照事先編制好的程序把元器件從包裝中取出來 并貼放到印制板相應(yīng)的位置上 SMT生產(chǎn)線的貼裝功能和生產(chǎn)能力主要取決于貼裝機的功能與速度 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 貼片機 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 貼片機 JUKIKE 2060RM貼片機 采用WindowsXP操作系統(tǒng) 繼承模塊化概念所具有的靈活性 通用性 可靠性與維護性 選配MNVC攝像機 多種FEEDER 適宜小型芯片 0201 薄型芯片 QFP CSP BGA等大型芯片的貼裝 貼裝速度12500CPH 激光 3400CPH 圖像 適宜細(xì)間距QFP SOP等器件的連續(xù)印刷 貼片精度 0 05mm 50 30mm 貼裝尺寸 330 250mm SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 貼片機 FUJI高速貼片機XP 143 貼裝速度 21800chip h1600IC h貼裝精度 0 05mm 小型晶片 0 04mm QFP零件 IC引腳最小貼裝間距 0 3mm元件貼裝范圍 從微型型晶片 0 4mm 0 2mm 到中型零件 20mm 25mm SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 回流焊機 回流焊機 位于SMT生產(chǎn)線中貼片機的后面 其作用是提供一種加熱環(huán)境 使預(yù)先分配到印制板焊盤上的焊錫膏熔化 使表面貼裝元器件與PCB焊盤通過焊錫膏合金可靠的給合在一起的焊接設(shè)備 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 回流焊機 勁拓8溫區(qū)無鉛熱風(fēng)回流焊爐NS 800 導(dǎo)軌調(diào)寬范圍 50mm 400mm溫度控制范圍 室溫 300 溫度控制精度 1 PCB板溫度分布偏 1 5 升溫時間 Approx 30minPCB運輸方式 鏈傳動 網(wǎng)傳動 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 波峰焊機 波峰焊機 是利用熔融焊料循環(huán)流動的波峰與裝有元器件的PCB焊接面相接觸 以一定速度相對運動時實現(xiàn)群焊 主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制電路板組裝工藝 以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝 工作原理示意圖 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 檢測設(shè)備 檢測設(shè)備其作用是對貼裝好的PCB進行裝配質(zhì)量和焊接質(zhì)量的檢測 所用設(shè)備有放大鏡 顯微鏡 自動光學(xué)檢測儀 AOI 在線測試儀 ICT X RAY檢測系統(tǒng) 功能測試儀等 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 返修與清洗設(shè)備 返修設(shè)備 其作用是對檢測出現(xiàn)故障的PCB進行返工修理 所用工具為烙鐵 返修工作站等 清洗設(shè)備 其作用是將貼裝好的PCB上面的影響電性能的物質(zhì)或?qū)θ梭w有害的焊接殘留物如助焊劑等除去 位置可以不固定 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線分類 1 表面組裝生產(chǎn)線按照自動化程度 可分為全自動生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線全自動生產(chǎn)線 整條生產(chǎn)線的設(shè)備都是全自動設(shè)備 通過自動上板機 接駁臺和下板機將所有生產(chǎn)設(shè)備連成一條自動線 半自動生產(chǎn)線 主要生產(chǎn)設(shè)備沒有連接起來或沒有完全連接起來 2 按照生產(chǎn)線的規(guī)模大小 可分為大型 中型和小型生產(chǎn)線大型生產(chǎn)線 具有較大的生產(chǎn)能力 一條大型生產(chǎn)線上的貼裝機由一臺多功能機和多臺高速機組成 中 小型SMT生產(chǎn)線 主要適合中 小型企業(yè)和研究所 滿足中 小批量的生產(chǎn)任務(wù) 貼裝機一般選用可采用一臺多功能機 如果有一定的生產(chǎn)量 可采用一臺多功能機和一至兩臺高速機 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線電源 電源電源電壓和功率要符合設(shè)備要求 電壓要穩(wěn)定 一般要求單相AC220 220士10 50 60Hz 三相AC380V 220士10 50 6OHz 如果達不到要求 須配置穩(wěn)壓電源 電源的功率要大于設(shè)備功耗的一倍以上 貼裝機的電源要求獨立接地 一般應(yīng)采用三相五線制的接線方法 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線氣源 氣源要根據(jù)設(shè)備的要求配置氣源的壓力 可以利用工廠的氣源 也可以單獨配置無油壓縮空氣機 一般要求壓力大于7kg cm2 要求清潔 干燥的凈化空氣 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線環(huán)境 1 排風(fēng)管道根據(jù)設(shè)備要求配置排風(fēng)機 對于全熱風(fēng)爐 一般要求排風(fēng)管道的最低流量值為500立方英尺 分鐘 14 15m3 min 2 清潔度 溫度 濕度工作間要保持清潔衛(wèi)生 無塵土 無腐蝕性氣體 環(huán)境溫度以23 3 為最佳 印刷工作間環(huán)境溫度以23 士3 為最佳 相對濕度為45 70 RH 初步建立生產(chǎn)中的ESD防護意識由于北方氣候干燥 風(fēng)沙較大 因此北方的SMT生產(chǎn)線需要采用有雙層玻璃的廠房 一般應(yīng)配備空調(diào) SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線環(huán)境 3 靜電防護要求 1 設(shè)立靜電安全工作臺 由工作臺 防靜電桌墊 腕帶接頭和接地線等組成 2 防靜電桌墊上應(yīng)有兩個以上的腕帶接頭 一個供操作人員用 一個供技術(shù)人員 檢驗人員用 3 靜電安全工作臺上不允許堆放塑料盒 橡皮 紙板 玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物 圖紙資料應(yīng)放入防靜電文件袋內(nèi) 4 佩帶防靜電腕帶 直接接觸靜電敏感器件的人員必須帶防靜電腕帶 腕帶與人體皮膚應(yīng)有良好接觸 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線環(huán)境 5 防靜電容器 生產(chǎn)場所的元件盛料袋 周轉(zhuǎn)箱 PCB上下料架等應(yīng)具備靜電防護作用 不允許使用金屬和普通容器 所有容器都必須接地 6 穿戴防靜電工作服 進入靜電工作區(qū)的人員和接觸SMD元器件的人員必須穿防靜電工作服 特別是在相對濕度小于50 的干燥環(huán)境中 如冬季 工作服面料應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 7 進入工作區(qū)的人員必須穿防靜電工作鞋 穿普通鞋的人員應(yīng)使用導(dǎo)電鞋束 防靜電鞋套或腳跟帶 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 生產(chǎn)線環(huán)境 8 生產(chǎn)線上用的傳送帶和傳動軸 應(yīng)裝有防靜電接地的電刷和支桿 9 對傳送帶表面可使用離子風(fēng)靜電消除器 10 生產(chǎn)場所使用的組裝夾具 檢測夾具 焊接工具 各種儀器等 都應(yīng)設(shè)良好的接地線 11 生產(chǎn)場所入口處應(yīng)安裝防靜電測試臺 每一個進入生產(chǎn)現(xiàn)場的人員均應(yīng)進行防靜電測試 合格后方能進入現(xiàn)場 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 總體設(shè)計 在進行SMT生產(chǎn)線的設(shè)計時 應(yīng)先進行SMT總體設(shè)計 以確定組裝元器件的總類和數(shù)量 組裝方式 組裝工藝 總體目標(biāo) 總體設(shè)計 無論是仿制SMT產(chǎn)品 傳統(tǒng)THT產(chǎn)品 還是SMT產(chǎn)品升級換代 在總體設(shè)計中 都應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)量規(guī)模 投資規(guī)模 生產(chǎn)設(shè)備 合理地選擇元件的類型 設(shè)計出產(chǎn)品的組裝方式和初步的工藝流程 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計 總體設(shè)計 總體設(shè)計 1 元器件 含基板 選擇2 組裝方式及工藝流程的確定3 生產(chǎn)線自動化程度的確定4 生產(chǎn)設(shè)備的確定5 技術(shù)隊伍 工藝設(shè)計和組裝設(shè)計文件 工藝設(shè)計