主板生產(chǎn)流程【技術(shù)材料】

1、劉順斌,2011-11-4,主板生產(chǎn)流程,品新學習主要內(nèi)容,1、主板各制程段 2、編碼原則 3、出貨檢驗 4、功能測試 5、SFIS系統(tǒng)流程 6、稽核巡檢,主板四大制程段,SMT制程段流程圖,QC抽檢,維修,PCB拆封,DIP制程,什么是SMT？ （Surface MountedTechnology）是表面組裝技術(shù)。是將體積很小的無（或短）引線片狀器件貼裝在印制板銅箔上，從而實現(xiàn)了電子產(chǎn)品的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產(chǎn)的自動化。 SMT技術(shù)應(yīng)用：史于上世紀七十年代，之前采用THT（通孔安裝）技術(shù)。 SMT技術(shù)組成：元器件/印制板PCB/材料，生產(chǎn)設(shè)備、工藝方法、產(chǎn)品設(shè)計等,SMT優(yōu)

2、點,1、組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕。 2、可靠性高、抗振能力強。 3、密集的安裝減少了電磁和射頻干擾；在高頻電路中減少了分布參數(shù)的影響，提高了整個產(chǎn)品性能。 4、易于實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。降低加工成本,溫濕度管控,物料,封裝PCB庫,小電容電阻等,備注：PCB、小電容電阻等放置于車間,A料,錫膏,備注：A料、錫膏等均置放于A料庫中,錫膏（ solder paster,錫膏廠牌升貿(mào)；型號PF606-P；產(chǎn)地大陸， 成份 Sn96.5%/Ag3%/Cu0.5%， 冰箱溫度為0-10 ， 回溫4H攪拌3-5分鐘方可用， 錫膏拆封24H內(nèi)需用完； 錫膏厚度管制為0.12-0.16mm,成份

3、：錫膏的成份可分為兩個大的部分,助焊劑和焊料粉(FLUX (2)保護焊盤不再氧化；(3)減少焊接中焊料的表面張力,足進焊料移動和分散 焊料粉又稱錫粉,主要由合金組成,目前分有鉛與無鉛。 有鉛：由錫鉛組成,一般比例為Sn63/Pb37,其熔點在183。 無鉛：由錫銀銅組成,一般比例為Sn95.4/Ag3.1/Cu1.5,其熔點在217,錫膏基本知識,印刷機,1、刮刀壓力為2.5-6KG， 脫模速度：0.3-0.7mm/s， 印刷速度：50-100mm/s。 2、鋼網(wǎng)厚度0.12mm， 鋼網(wǎng)張力標準36N以上， 測試點為四周和中心點， 鋼網(wǎng)每過5片PCB自動清洗一次，每半小時作業(yè)員清洗一次,刮刀,

4、錫膏印刷原理解析圖,刮刀壓力 2.5-6KG,印刷速度50-100mm/s,脫模速度0.3-07mm/s,鋼網(wǎng)厚度 0.12mm,貼片機,貼片機是SMT生產(chǎn)線中極其關(guān)鍵的設(shè)備之一。是機械-電氣-光學以及計算機控制技術(shù)的一項綜合技術(shù)。 它通過吸取-位移-定位-放置等功能，實現(xiàn)了將元件快速而準確地貼裝到PCB板所指定的焊盤位置,貼片機分類,貼片機基本構(gòu)造,構(gòu)成組件：機架、PCB傳送機構(gòu)、貼裝頭、供料系統(tǒng)、X/Y伺服定位系統(tǒng)、光學識別系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng),機架：機架是機器的基礎(chǔ)，是傳動、定位、傳送平臺的機械結(jié)構(gòu)。大部分型號貼片機及其各種送料器安裝在上面。因此機架應(yīng)有足夠機械強度和剛性。PCB傳

5、送機構(gòu)：作用是將需要貼片的PCB從導軌送到預定位置，貼裝完成后送至另一道工序,貼裝頭：它是整個貼裝的關(guān)鍵,其工作由拾取/釋放和移動/定位兩種模式組成,第一,貼裝頭通過過程序控制完成三維的往復運動.實現(xiàn)從供料器取料后移動到PCB的指定坐標位置上.第二,貼裝頭的端部有一個用真空泵控制的吸嘴,當轉(zhuǎn)換汽閥打開時,吸嘴的負壓把SMT元器件從供料器中吸上來;當轉(zhuǎn)換汽閥開關(guān)時,吸盤把元器件釋放到PCB上.貼裝頭通過上太兩種模式的組合,完成吸取置件的工作 貼片頭相關(guān)動作: a.提取元件 b.元件判定 c.元件旋轉(zhuǎn) d.元件定位 e.系統(tǒng)傳感,供料系統(tǒng),供料系統(tǒng)：工作原理根據(jù)不同零件的包裝方來選擇相同類型型的供

6、料器(Feeder),配合機器的供料裝置的供料裝置。作用是將元件按照一定的規(guī)律和順序提供給貼片以便準確方便的拾取。供料器通常有帶狀、管狀、盤狀和散料,X/Y伺服定位系統(tǒng)：支持貼裝頭進行二維或三維運動，即貼片頭安裝在X導軌上，X導軌沿Y方向運動從而實現(xiàn)在X-Y方向貼片的全過程，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，平移等動作,X/Y伺服定位系統(tǒng),光學識別系統(tǒng),光學識別系統(tǒng)：即CCD識別系統(tǒng)，原理為貼裝頭吸取元件后，CCD攝像機對元件成像。轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像型號。經(jīng)計算機分析出元件的幾何中心并與控制中心進行比較。計算出元件中心與吸嘴中心進行比較元件誤差，并及時反饋至控制系統(tǒng)進行修正，保證元件引腳與PCB焊盤重合,控制系統(tǒng),控制系

7、統(tǒng)貼片機能夠做到精確有序地貼裝,其核心機構(gòu)是微型計算機,它是通過高級語言軟件或硬件開機編制計算機程序，內(nèi)部有多片控制板組成, 控制貼片機的自動工作步驟,對每片狀元器件的 精確位置SIZE都要編程輸入計算機,高速機,松下CM602 高速機,料架,L表示物料放下一層 R表示物料放上一層,Feeder,泛用機,供料箱,泛用機供A料使用，A料包括IC、二極管、三極管、BGA、CPU腳座等,A材簡介,集成電路常見封裝形式：BGA(底部有球形腳 )，QFP(四邊有腳 ,腳朝外彎)，PLCC(四邊有腳,腳朝內(nèi)彎)，SOP(兩邊有腳,腳朝外彎) SOJ(兩邊有腳,腳朝內(nèi)彎) SOIC封裝集稱，外角少于28角,

8、A材管控,A材拆封管制時間為48H，過期需烘烤上線烘烤要求,回流焊,回流焊定義：亦稱再流焊 Reflow soldring ，通過重新熔化預先分配到印制板焊盤上的膏狀焊料，實現(xiàn)表面組裝元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊,HELLER 1913MK 型號回流焊,再流焊的原理：當 PCB 進入預熱區(qū)（干燥區(qū)）時，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，同時，焊膏中的助焊劑潤濕焊盤、元器件端頭和引腳，焊膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤，將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離； PCB 進入保溫區(qū)時，使 PCB 和元器件得到充分的預熱，以防 PCB 突然進入焊接高溫區(qū)而損壞 PCB 和元器件；當 PCB 進入焊接

9、區(qū)時，溫度迅速上升使焊膏達到熔化狀態(tài)，液態(tài)焊錫對 PCB 的焊盤、元器件端頭和引腳潤濕、擴散、漫流或回流混合形成焊錫接點； PCB 進入冷卻區(qū)，使焊點凝固。此時完成了再流焊,原理解析,1 ) 按回流焊加熱區(qū)域 可分為兩大類：一類是對 PCB 整體加熱進行再流焊， 另一類是對 PCB 局部加熱進行再流焊。 2 ) 對 PCB 整體加熱回流焊可分為： 熱板回流焊、紅外回流焊、熱風回流焊、熱風加紅外回流焊、氣相回流焊。 3 ) 對 PCB 局部加熱回流焊可分為：激光回流焊、聚焦紅外回流焊、光束回流焊 、 熱氣流回流焊,回流焊分類,溫度分區(qū)圖（無鉛制程,預熱區(qū),恒溫區(qū),焊接區(qū),冷卻區(qū),溫度/,時間/S

10、,預熱區(qū),預熱區(qū)溫度取決因素：溶劑揮發(fā)溫度和松香軟化 預熱過快導致溶劑不宜揮發(fā)， PCB變形、IC芯片損壞等現(xiàn)象 預熱過慢錫膏黏度低易流動，造成錫珠、連錫等不良,預熱區(qū)通常指由室溫升至150左右的區(qū)域。此區(qū)域平穩(wěn)升溫，焊膏中的部分溶劑能夠及時揮發(fā)，元器件特別是IC器件緩緩升溫，以適應(yīng)以后的高溫。但表面由于元器件大小不一，其溫度有不均勻現(xiàn)象，在預熱區(qū)升溫的速率通?？刂圃?.5-3/sec。若升溫太快，由于熱應(yīng)力的作用，導致陶瓷電容的細微裂紋、PCB變形、IC芯片損壞，同時錫膏中溶劑揮發(fā)太快，導致錫珠的發(fā)生。爐子的預熱區(qū)一般占加熱長度的1/4-1/3,恒溫區(qū),目的：使PCB上的所有零件達到均溫，避

11、免熱補償不足在Peak區(qū)段時會有熱沖擊現(xiàn)象產(chǎn)生，此時錫膏接近溶點，且殘余溶劑揮發(fā)接近完 畢，活化劑持續(xù)作用去除氧化物，松香軟化并披覆于焊點上，具有防止二次氧化及熱保護的功能,恒溫區(qū)又稱保溫區(qū)或活性區(qū),恒溫區(qū)有鉛制程通常維持在130 170無鉛制程通常維持在150 180的區(qū)域，此時錫膏處于熔化前夕，焊膏中的揮發(fā)物進一步被去除，活化劑開始激活，并有效地去除焊接表面的氧化物，表面溫度受熱風對流的影響，不同大小、不同質(zhì)地的元器件溫度能保持均勻，板面溫度差T接近最小值，曲線形態(tài)接近水平狀，特別是防止墓碑缺陷的產(chǎn)生。通常恆溫區(qū)有鉛制程維持時間約60120s無鉛制程維持時間約80115s ，若時間過長也會

12、導致錫膏氧化問題，以致焊接后錫珠增多,焊接區(qū),此段溫度主要取決于熔錫的適合溫度，有鉛制程一般控制在21010 無鉛制程一般控制238250 ，由于加熱時間過長易造成組件損壞，但太短卻又熱補償不足，焊錫效果差，取兩者之平衡點，目前有鉛制程控制為210以上時間15 45sec無鉛制程控制為220 以上時間6090sec避免熱沖擊，溫升斜率取3/sec 以下,回流區(qū)的溫度最高，進入該區(qū)后迅速升溫，并超出錫膏熔點約30-40，即板面溫度瞬時達到215-225（此溫度又稱之為峰值溫度），時間約為5-10sec，在回流區(qū)焊膏很快熔化，并迅速潤濕焊盤，隨著溫度的進一步提高，焊料表面張力降低，焊料爬至組件引腳

13、的一定高度，形成一個“彎月面”。在理想的溫度下回流，PCB色質(zhì)保持原貌，焊點光亮。在回流區(qū)，錫膏熔化后產(chǎn)生的表面張力能適度校準由貼片過程中引起的元器件引腳偏移，但也會由于焊盤設(shè)計不正確引起多種焊接缺陷，如“墓碑”、“短路”等?；亓鲄^(qū)的升溫斜率控制在2.5-3/ sec，一般應(yīng)在25sec-30sec內(nèi)達到峰值溫度,冷卻區(qū),一般采用自然冷卻方式，以減少熱沖擊發(fā)生溫降斜率有鉛制程一般控制在3/sec以下，無鉛制程一般控制在24 /sec，機板運行到冷卻區(qū)后，焊點迅速降溫，焊料凝固。焊點迅速冷卻可使焊料晶格細化，結(jié)合強度提高，焊點光亮，表面連續(xù)呈彎月面狀。通常冷卻的方法是在回流爐出口處安裝風扇，強行

14、冷卻。新型的回流爐則設(shè)有冷卻區(qū)，并采用水冷或風冷,常見不良現(xiàn)象,回流焊與波峰焊相比,1) 不像波峰焊那樣，要把元器件直接 浸漬在熔融的焊料中，所以元器件受到的熱沖擊小。但由于再流焊加熱方法不同有時會施加給器件較大的熱沖擊。 2) 能控制焊料的施加量，避免了虛焊、橋接等焊接缺陷的產(chǎn)生，因此焊接質(zhì)量好，可靠性高。 3) 焊料中不會混入不純物，使用焊膏時，能正確地保證焊料的組份,測溫板,1、方式：打孔以紅膠固定 2、測試點：實心SOCKET（如940系列）依在板上貼裝方向測試SOCKET左上角，右下角，及SOCKET整體之中心點對應(yīng)3點。（圖1） 空心SOCKET（如775 1156 1366系列）

15、依在板上貼裝方向測試SOCKET左上角.右下角的對應(yīng)2點。（圖2） BGA中心點與表面。（圖3） IC組件腳與焊盤焊接處。（圖4,圖1,圖2,圖3,圖4,使用測溫板的意義,通過量測得出產(chǎn)品在回焊爐中的最佳參數(shù)收集并了解產(chǎn)品在回焊爐各溫區(qū)中變化狀況了解產(chǎn)品每天隨環(huán)境變化在同一回焊爐中的曲線變化從而得知產(chǎn)品制程是否穩(wěn)定 在新機種上線試產(chǎn)時預測產(chǎn)品質(zhì)量異常 量產(chǎn)機種每天定時監(jiān)控溫度變化,AOI,AOI原理：機器通過攝像頭自動掃描PCB，采集圖像，測試的焊點與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過顯示器或自動標志把缺陷顯示/標示出來,如圖德律 TR-7502DT型號AO

16、I 操作界面,特點,1）高速檢測系統(tǒng) 偵測密集PCB板上的元件。 2）快速便捷，編程系統(tǒng)圖形界面下進行運用帖裝數(shù)據(jù)自動進行數(shù)據(jù)檢測 運用元件數(shù)據(jù)庫進行檢測數(shù)據(jù)的快速編輯 。 3）高精度檢測，運用豐富的專用多功能檢測算法和二元或灰度水平光學成像處理技術(shù)進行檢測,可檢測的錯誤類型,印刷機：無錫、錫不足等 鐵片機：移位，漏料、歪斜、錯件 等 回流焊：少錫、多錫 、無錫、短路、連錫等,實施AOI兩類目標,1）最終品質(zhì)(End quality)對產(chǎn)品走下生產(chǎn)線時的最終狀態(tài)進行監(jiān)控。當生產(chǎn)問題非常清楚、產(chǎn)品混合度高、數(shù)量和速度為關(guān)鍵因素的時候，優(yōu)先采用這個目標。AOI通常放置在生產(chǎn)線最末端。在這個位置，設(shè)

17、備可以產(chǎn)生范圍廣泛的過程控制信息。 （2）過程跟蹤(Process tracking)使用檢查設(shè)備來監(jiān)視生產(chǎn)過程。典型地包括詳細的缺陷分類和元件貼放偏移信息。當產(chǎn)品可靠性很重要、低混合度的大批量制造、和元件供應(yīng)穩(wěn)定時，制造商優(yōu)先采用這個目標。這經(jīng)常要求把檢查設(shè)備放置到生產(chǎn)線上的幾個位置，在線地監(jiān)控具體生產(chǎn)狀況，并為生產(chǎn)工藝的調(diào)整提供必要的依據(jù),維修與抽檢,經(jīng)過AOI測試掃描出不良，即在SFIS系統(tǒng)中記錄該板不良階段原因等，維修OK后再解鎖 AOI檢驗完后按批號送檢到品質(zhì)，批次為120片，品質(zhì)按AQL 0.4進行檢驗，如果檢驗OK進系統(tǒng)按批次PASS進入下一環(huán)節(jié)生產(chǎn)，如果不良，SFIS系統(tǒng)判拒收

18、，返回爐后目檢,維修站位,DIP制程段流程圖,掃描投板,插件,波峰焊,A面目視/修理,打磨清潔,板底目視,清洗SFIS掃描,SMT制程段,TEST制程段,裝散熱片,裝CPU支架,何為DIP：即DIP封裝（dual inline-pin package）雙列直插式封裝技術(shù)采用雙列直插形式封裝 的集成電路芯片，絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100。 DIP封裝結(jié)構(gòu)形式：陶瓷雙列直插式，玻璃陶瓷封接式，塑料包封結(jié)構(gòu)式，陶瓷低熔玻璃封裝式等,波峰焊機是指將熔化的焊料 （鉛 錫 合金），經(jīng)電動泵噴流成焊料波峰,亦可通過向焊料池注入氮氣來形成，使預先裝有元器件的印制板通過焊

19、料波峰，實現(xiàn)元器件焊端或引腳與印制板焊盤之間機械與電氣連接的軟釬焊,波峰焊,勁拓MS-450II型號 波峰焊,波峰焊,波峰焊,抽風系統(tǒng),顯示器,工控機,噴霧系統(tǒng),預執(zhí)1,預執(zhí)2,預執(zhí)3,錫爐,44-45,75-85,100-120,255-265,波峰焊接,265,255,測溫板,測試點：板底/板面/南橋/北橋/CPU/電解電容表面 錫爐溫度為 預熱一為45-55度，預熱二位75-85度， 預熱三為100-120度，波峰焊錫溫度為255-265度，波峰焊接220度以上6-8s，板面，CPU腳座內(nèi)部，BGA內(nèi)部小于190度，電解電容表面溫度小于105度,錫爐使用相關(guān)事項,錫爐前抽風：8-12M/

20、秒，后抽風：6-8M/秒 過爐治具3天清洗一次 錫條：升貿(mào)，型號PF-629-B/PF-648-B 助焊劑：同方，型號TF-9000-5B 洗板水：同方，型號TF-2000-8 噴霧測試于每天開線前或換線作助焊劑噴霧測試,小錫爐,小錫爐事項,作業(yè)時不可將元件掉進錫爐中 小錫爐溫度為230-250 ，溫度太高會將原件本體燙傷。 維修機板與錫波接觸3-7S,TEST制程圖,電壓測量/ 貼OK貼紙,燒錄ID/ 貼OK貼紙,功能測試/貼OK貼紙,清潔插頭,目視裝箱,DIP制程段,半成品庫,TEST,TEST主要是三大工序：電壓測量、燒錄ID、功能測試 電壓測量： CPU電壓 1.45V0.05V 、

21、DIMM電壓1.90V0.05V 、 CHIP電壓1.5V0.05V,燒錄ID,利用燒錄程序?qū)遢d唯一的MAC ID燒錄到主板BIOS中，如右圖燒錄OK后顯示PASS 注意事項： (1)不可隨意修改 ID FLASH 程式參數(shù)，否則影響網(wǎng)絡(luò)功能. (2)待燒錄程式燒錄完畢才能關(guān)閉計算機. (3)針對NVIDIA 主板刷過BIOS后須重新燒入ID 一次. （4）SATA Port測試必須使用SATA HDD實際進行讀寫測試。每個硬盤的中必須存放且只能存放一個SATA測試文件。每個工站的SATA測試文件須統(tǒng)一,燒錄OK 如圖,燒錄ID,功能測試,自動測試程式測試項目： 1.COM Port Tes

22、t 測試COM Port 2.Paraller Port Test 測試LPT Port 3.SATA Port Test 測試SATA Read/Write. 4.LAN Test 測試Net Time Test ，MAC Address Check . 5.USB Port Test 測試USB Read/Write. 6. Power Management 電源管理。 7. Hardware Monitor 測試CPU/SYS FAN Speed , CPU Temp。 8.Audio Test 測試Speaker Out 左右聲道, 9.Video Test 測試VGA Function。 10.PCI Slots Test 測試 PCI Slots 及PCI-EX Slots。 11.1394 Test 測試1394 Read/Write Function。 12.Memory Test 測試內(nèi)存容量及內(nèi)存根數(shù)。 13.Spdif Test 測試光纖同軸聲音輸出功能,測試主要內(nèi)容：CMOSSetting、WINDOWS TEST、SLOT TEST、NETWORK TEST、優(yōu)化及主板放電動作,測試步驟,1、外設(shè)接好后開機查看BIOS版本日期，確認CPU/SYS溫度（2