CB自動(dòng)組裝優(yōu)勢(shì)及可實(shí)施性要求

PCB自動(dòng)組裝優(yōu)勢(shì)及可實(shí)施性要求電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心張艷鵬2017.08目錄一、PCB組裝方式二、PCB自動(dòng)組裝優(yōu)勢(shì)三、PCB自動(dòng)組裝可實(shí)施性條件2022/12/8電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心2手工焊接一把烙鐵打天下設(shè)備焊接自動(dòng)組裝（SMT）2022/12/8電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心3一、PCB組裝方式定義：利用自動(dòng)組裝設(shè)備將片式化、微型化的無(wú)引線或短引線表面組裝元件/器件直接貼、焊到印制線路板表面或其他基板的表面規(guī)定位置上的一種電子裝聯(lián)技術(shù)。2022/12/8電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心419921993199419951996年增長(zhǎng)率THT49.547.34337.431.0-11.0SMT27.128.731.434.636.88.0PCB自動(dòng)組裝的具體含義1、SMC優(yōu)勢(shì)3、設(shè)備優(yōu)勢(shì)2、SMT優(yōu)勢(shì)4、時(shí)間、質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)二、PCB自動(dòng)組裝優(yōu)勢(shì)組裝密度高、體積小，重量輕：SMC/SMD尺寸只有通孔插裝器件的1/3-1/10,同一功能PCB板使用SMC，尺寸降低40-60%，質(zhì)量降低60-80%2022/12/8電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心6組裝形式組裝密度（只/cm2）通孔組裝2~4表面組裝單面表面組裝3~6單面混合組裝4~8雙面混合組裝5~9雙面表面組裝6~12

1、SMC優(yōu)勢(shì)可靠性高，抗振性能強(qiáng)：SMC一般無(wú)引腳或引腳尺寸較小，進(jìn)而元器件質(zhì)量較小，所以具有較好的耐沖擊和抗振能力，與THT相比，SMC的焊點(diǎn)失效可降低1個(gè)數(shù)量級(jí)提升性能：SMC由于具有更短的傳輸路徑而能夠提供更好的互連，具有更小的寄生感抗和容抗，高頻性能好降低成本：SMC能夠降低裸板成本，簡(jiǎn)化裝聯(lián)過(guò)程，與THT相關(guān)的設(shè)備（不同引線形式對(duì)應(yīng)不同的插裝機(jī)）相比具有較少投入，粗略估算成本可降低30%提高效率：SMC適合大規(guī)模自動(dòng)生產(chǎn)，可以將生產(chǎn)效率提高到更高水平2022/12/8電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心7

1、SMC優(yōu)勢(shì)可焊接BGA等隱藏焊點(diǎn)封裝器件，手工焊無(wú)法完成可實(shí)現(xiàn)0402及以下尺寸封裝器件組裝，手工很難甚至根本無(wú)法完成焊點(diǎn)一致性好，手工焊因人員操作差異而不能保證調(diào)節(jié)曲線，控制晶粒生長(zhǎng)，得到更加可靠的焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)大板手工焊接容易翹曲（局部受熱）敷銅較多PCB板手工焊接易冷焊，回流焊接可很好的進(jìn)行熱量補(bǔ)償對(duì)PCB和元器件的應(yīng)力損傷最?。ù山殡娙荩┏幊虝r(shí)間外，單板生產(chǎn)時(shí)間小于10min整個(gè)過(guò)程PCB清潔度高電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心2022/12/88

2、SMT優(yōu)勢(shì)2022/12/8電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心9P/CLCC-Plastic/CeramicleadlesschipcarrierBGA-BallgridarrayQFN-QuadflatNo-leadCCGA-Ceramiccolumngridarray

隱藏焊點(diǎn)封裝元器件可焊接BGA等隱藏焊點(diǎn)封裝器件，手工焊無(wú)法完成可實(shí)現(xiàn)0402及以下尺寸封裝器件組裝，手工很難甚至根本無(wú)法完成焊點(diǎn)一致性好，手工焊因人員操作差異而不能保證調(diào)節(jié)曲線，控制晶粒生長(zhǎng)，得到更加可靠的焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)大板手工焊接容易翹曲（局部受熱）敷銅較多PCB板手工焊接易冷焊，回流焊接可很好的進(jìn)行熱量補(bǔ)償對(duì)PCB和元器件的應(yīng)力損傷最小（瓷介電容）除編程時(shí)間外，單板生產(chǎn)時(shí)間小于10min整個(gè)過(guò)程PCB清潔度高電裝工藝與裝聯(lián)技術(shù)中心2022/12/810

2、SMT優(yōu)勢(shì)2022/12/7電裝工工藝與與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)中心心11時(shí)間（年）197519791995199720022004外形代碼英制1206080506030402020101005公制321620121605100506030402外形尺寸（mm）3.2*1.6*1.22.0*1.2*1.21.6*0.8*0.81.0*0.5*0.50.6*0.3*0.30.4*0.2*0.13Chip元件封封裝可焊接接BGA等隱藏藏焊點(diǎn)點(diǎn)封裝裝器件件，手手工焊焊無(wú)法法完成成可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)0402及以下下尺寸寸封裝裝器件件組裝裝，手手工很很難甚甚至根根本無(wú)無(wú)法完完成焊點(diǎn)一一致性性好，，手工工焊因因人員員操作作差異異而不不能保保證調(diào)節(jié)曲曲線，，控制制晶粒粒生長(zhǎng)長(zhǎng)，得得到更更加可可靠的的焊點(diǎn)點(diǎn)結(jié)構(gòu)構(gòu)大板手手工焊焊接容容易翹翹曲（（局部部受熱熱）敷銅較較多PCB板手工工焊接接易冷冷焊，，回流流焊接接可很很好的的進(jìn)行行熱量量補(bǔ)償償對(duì)PCB和元器器件的的應(yīng)力力損傷傷最小?。ù纱山殡婋娙荩┏幊坛虝r(shí)間間外，，單板板生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)間間小于于10min整個(gè)過(guò)過(guò)程PCB板清潔潔度高高電裝工工藝與與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)中心心2022/12/7122、SMT優(yōu)勢(shì)2022/12/7電裝裝工工藝藝與與裝裝聯(lián)聯(lián)技技術(shù)術(shù)中中心心133、設(shè)設(shè)備備優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)-絲網(wǎng)網(wǎng)印印刷刷機(jī)機(jī)0.50.22body0.420.08印刷刷精精度度：：±25μm標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要要求求：：錯(cuò)位位＜0.2mm，細(xì)細(xì)密密引引腳腳間間距距器器件件錯(cuò)錯(cuò)位位要要小小于于0.1mm————QJ3173-2003未印印上上部部位位應(yīng)應(yīng)小小于于焊焊盤盤面面積積的的25%————IPC/SJ2022/12/7電裝裝工工藝藝與與裝裝聯(lián)聯(lián)技技術(shù)術(shù)中中心心143、設(shè)設(shè)備備優(yōu)優(yōu)勢(shì)勢(shì)-絲網(wǎng)網(wǎng)印印刷刷機(jī)機(jī)印刷刷合合格格印刷刷不不合合格格元器器件件識(shí)識(shí)別別：：貼片片機(jī)機(jī)在在運(yùn)運(yùn)行行過(guò)過(guò)程程中中會(huì)會(huì)對(duì)對(duì)元元器器件件進(jìn)進(jìn)行行識(shí)識(shí)別別，，剔剔除除不不合合格格元元器器件件，，保保證證產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量貼裝裝速速度度：：速度度快快2022/12/7電裝工藝藝與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)中中心153、設(shè)備優(yōu)優(yōu)勢(shì)-貼片機(jī)

2012年

2016年

2022年貼裝物料（貼裝速度/CPH）150000（0.024秒/點(diǎn)）160000（0.0225秒/點(diǎn)）240000（0.015秒/點(diǎn)）芯片封裝器件的貼裝（貼裝速度/CPH）3600（1秒/點(diǎn)）3800（0.95秒/點(diǎn)）4000（0.9秒/點(diǎn)）2022/12/7電裝工藝藝與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)中中心16元器件分類

2012年2016年2022年芯片±40±20±20QFN單列配置±30±30±30交錯(cuò)式配置±30±30±30QFP±30±30±30

FBGA（WL-CSP）±30±30±20FLGA±30±30±30

*JEITA電子組裝技術(shù)委員會(huì)《2013年組裝技術(shù)路線圖》3、設(shè)備優(yōu)優(yōu)勢(shì)-貼片機(jī)貼片精度度：每根引腳腳至少有有75%在焊盤上上—QJ3173-2003JUKIKE2080：50μmSiplaceD1：50μm回流焊爐爐：8/10溫區(qū)溫區(qū)獨(dú)立立控制、、曲線精精細(xì)預(yù)熱區(qū)保溫區(qū)（（活化區(qū)區(qū)）回流區(qū)冷卻區(qū)自對(duì)位效效應(yīng)補(bǔ)償貼片片偏差2022/12/7電裝工藝藝與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)中中心173、設(shè)備優(yōu)優(yōu)勢(shì)時(shí)間質(zhì)量電裝工藝藝與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)中中心2022/12/7184、時(shí)間、、質(zhì)量?jī)?yōu)優(yōu)勢(shì)手工焊接接VS手工貼片片VS設(shè)備焊接接電裝工藝藝與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)中中心2022/12/719時(shí)間是我我們大家家的電裝工藝藝與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)中中心2022/12/720手工焊焊接：：6.0h/塊手工貼貼片：：2.7h/塊自動(dòng)組組裝：：4min/塊時(shí)間是是我們們大家家的手工焊焊接VS設(shè)備焊焊接電裝工工藝與與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)中心心2022/12/721時(shí)間是是我們們大家家的縮短生生產(chǎn)時(shí)時(shí)間延長(zhǎng)調(diào)調(diào)試時(shí)時(shí)間保證產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量電裝工工藝與與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)中心心2022/12/722650/29時(shí)間是是我們們大家家的2022/12/7電裝工工藝與與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)中心心23質(zhì)量是是我們們大家家的航天XX1項(xiàng)目8塊一次次調(diào)試試通過(guò)過(guò)航天XX-16成像控控制板板8塊一次次調(diào)試通通過(guò)航天XX-16焦面板板16塊一次次調(diào)試試通過(guò)過(guò)地面2000G/X326項(xiàng)目26+12塊一次次調(diào)試試通過(guò)過(guò)……航空X05項(xiàng)目100塊一次次調(diào)試試通過(guò)過(guò)；航空XXPT項(xiàng)目3種90塊一次次調(diào)試試通過(guò)過(guò)焊點(diǎn)一一致性性好熱容量量大PCB板不易易出現(xiàn)現(xiàn)冷焊焊元器件件熱沖沖擊小小·····問(wèn)題排排查：：設(shè)備焊焊接，，定位位準(zhǔn)確確手工焊焊接，，定位位較難難同一批批次，，不同同人員員同一人人員，，不同同時(shí)段段同一人人員，，不同同心情情電裝工工藝與與裝聯(lián)聯(lián)技術(shù)術(shù)中心心2022/12/724質(zhì)量是我們們大家的三、PCB自動(dòng)組裝可可實(shí)施性要要求元器件1PCB板2軟件需求3鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)4巧婦難為無(wú)無(wú)“米”之之炊“成袋的米米”盤料（電裝裝配置有點(diǎn)點(diǎn)料機(jī)）托盤料利于元器件件周轉(zhuǎn)保存存可切實(shí)做到到防靜電關(guān)鍵器件說(shuō)說(shuō)明（BGA等）261、自動(dòng)組裝裝可實(shí)施要要求——元器件顧慮：元器器件缺失Chip元件：0.5%的拋料率元器件篩選選，保證可可靠性備料時(shí)需考考慮這部分分損耗芯片類：影影像識(shí)別不不合格的器器件自動(dòng)放放回托盤，，不會(huì)造成成器件損失失引腳變形、、缺失消除可靠性性隱患272、自動(dòng)組裝裝可實(shí)施要要求——PCB板Mark點(diǎn)元器件布局局PCB形狀尺寸撓性PCBPCB數(shù)目Mark點(diǎn)：設(shè)備工工作時(shí)，根根據(jù)識(shí)別的的基準(zhǔn)點(diǎn)位位置，自動(dòng)動(dòng)動(dòng)態(tài)的補(bǔ)補(bǔ)償整個(gè)板板子上所有有元器件的的坐標(biāo)位置置和角度。。推薦圓形和和正方形，，偶爾也有有十字形Y1Y0△Y0XYX1X0△XMark分類作用地位單板mark單塊板上定位所有電路特性的位置必不可少拼板mark拼板上輔助定位所有電路特定的位置輔助定位局部mark定位單個(gè)元件的基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記，以提高貼裝精度（QFP、CSP、BGA等必須有局部mark）必不可少282、自動(dòng)組裝裝可實(shí)施要要求——PCB板Mark點(diǎn)元器件布局局PCB形狀尺寸撓性PCBPCB數(shù)目元器件布局局：距離邊緣至至少有5mm的間距由于結(jié)構(gòu)或或布局限制制必須設(shè)計(jì)計(jì)在離邊緣緣較近的位位置，則需需設(shè)計(jì)夾持持邊夾持邊與板板間通過(guò)郵郵票孔或V型槽連接接大質(zhì)量/核心元器器件盡量布局局在同一一面292、自動(dòng)組組裝可實(shí)實(shí)施要求求——PCB板Mark點(diǎn)元器件布布局PCB形狀尺寸寸撓性PCBPCB數(shù)目形狀要求求：至少有一一組平行行邊不規(guī)則形形狀的PCB板可設(shè)計(jì)計(jì)夾持邊邊，PCB與夾持邊邊之間通通過(guò)郵票票孔連接接還可制作作貼片工工裝完成成保證PCB沿軌道運(yùn)運(yùn)動(dòng)不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)302、自動(dòng)組組裝可實(shí)實(shí)施要求求——PCB板Mark點(diǎn)元器件布布局PCB形狀尺寸寸撓性PCBPCB數(shù)目尺寸要求求：PCB尺寸≤60mm的，需做做拼板處處理拼板過(guò)程程中，厚厚度較薄薄的PCB需做加強(qiáng)強(qiáng)筋處理理PCB最大尺寸寸為460*460mmW≥60mmL1≥5mmL2≥5mmL1≥5mmW＜60mm312、自動(dòng)組組裝可實(shí)實(shí)施要求求——PCB板Mark點(diǎn)元器件布局PCB形狀尺寸撓性PCBPCB數(shù)目撓性板貼裝：：需制作剛性載載板剛性板上繪制制輪廓線或預(yù)預(yù)留定位凸臺(tái)臺(tái)撓性板設(shè)置定定位孔撓性板亦應(yīng)設(shè)設(shè)置mark點(diǎn)322、自動(dòng)組裝可可實(shí)施要求——PCB板Mark點(diǎn)元器件布局PCB形狀尺寸撓性PCBPCB數(shù)目等效時(shí)間：?jiǎn)螁螇KPCB板手工裝聯(lián)16h的情況下，與與設(shè)備焊接所所用時(shí)間（編編程、上料等等）相當(dāng)。單次生生產(chǎn)超超過(guò)3塊的，，均可可采用用自動(dòng)動(dòng)組裝裝。某些電電路板板（含含有BGA、QFN等隱藏藏焊點(diǎn)點(diǎn)元器器件）），印印膏后后在規(guī)規(guī)定的的時(shí)間間內(nèi)不不能完完成手手工擺擺件，，因此此單塊塊也需需采用用自動(dòng)動(dòng)組裝裝333、自動(dòng)動(dòng)組裝裝可實(shí)實(shí)施要要求——軟件需需求坐標(biāo)文文件Gerber文件PCB文件坐標(biāo)文文件參考標(biāo)標(biāo)志符符、元元件形形狀、、元件件、元元件角角度、、元器器件坐坐標(biāo)值值(X、Y)········343、自動(dòng)動(dòng)組裝裝可實(shí)實(shí)施要要求——軟件需需求坐標(biāo)文文件Gerber文件PCB文件坐標(biāo)文文件生生成方方法CadenceSetup-DesignParameterEditor-Design-在MoveOrign中輸入入坐標(biāo)標(biāo)原點(diǎn)點(diǎn)（一一般為為PCB板左下下角））Tools-Reports-AvailableReports-雙擊ComponentReport-ReportADEdit-Origin-set(選擇坐坐標(biāo)原原點(diǎn)，，一般般為PCB板左下下角)File-Assemblyoutputs-Generatespickandplacefiles-Text和Imperial-點(diǎn)擊OK353、自動(dòng)動(dòng)組裝裝可實(shí)實(shí)施要要求——軟件需需求坐標(biāo)文文件Gerber文件PCB文件在線模模擬組組裝減少元元器件件損失失（實(shí)實(shí)物試試打））及早發(fā)發(fā)現(xiàn)元元器件件封裝裝不符符及早發(fā)發(fā)現(xiàn)器器件相相互干干涉問(wèn)問(wèn)題提高裝裝聯(lián)效效率和和可靠靠性363、自動(dòng)動(dòng)組裝裝可實(shí)實(shí)施要要求——軟件需需求坐標(biāo)文文件Gerber文件PCB文件根據(jù)需需求生生成坐坐標(biāo)文文件自主生生成Gerber文件可制造造性問(wèn)問(wèn)題借借助PCB文件解解決無(wú)絲印印、位位號(hào)標(biāo)標(biāo)識(shí)不不全等等仍需需提提供供藍(lán)藍(lán)圖圖以防防電電子子版版文文件件與與紙紙質(zhì)質(zhì)文文件件不不對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)373、自自動(dòng)動(dòng)組組裝裝可可實(shí)實(shí)施施要要求求———鋼網(wǎng)網(wǎng)要要求求開孔孔要要求求厚機(jī)械尺寸寸要求開孔要求求：寬厚比>1.5面積比>0.66383、自動(dòng)組組裝可實(shí)實(shí)施要求求——鋼網(wǎng)要求