SM第章SM生產(chǎn)線與產(chǎn)品質(zhì)量管理

第9章SMT生產(chǎn)線與產(chǎn)品質(zhì)量管理根據(jù)機械工業(yè)出版社同名教材何麗梅主編9.1.1組裝方式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，如表9-1所列。不同類型的SMA其組裝方式有所不同，同一種類型的SMA其組裝方式也可以有所不同。根據(jù)組裝產(chǎn)品的具體要求和組裝設(shè)備的條件選擇合適的組裝方式，是高效、低成本組裝生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是SMT工藝設(shè)計的主要內(nèi)容。表面組裝組件的安裝方式

1.單面混合組裝第一類是單面混合組裝，即SMC／SMD與通孔插裝元件(THC)分布在PCB不同的兩個面上混裝，但其焊接面僅為單面。這一類組裝方式均采用單面PCB和波峰焊接工藝，具體有兩種組裝方式。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SMC／SMD，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SMC／SMD。

2.雙面混合組裝第二類是雙面混合組裝，SMC／SMD和THC可混合分布在PCB的同一面，同時，SMC／SMD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先貼還是后貼SMC／SMD的區(qū)別，一般根據(jù)SMC／SMD的類型和PCB的大小合理選擇，通常采用先貼法較多。該類組裝常用兩種組裝方式。①SMC／SMO和THC同側(cè)方式。SMC／SMD和THC同在PCB的同一側(cè)。②SMC／SMD和THC不同側(cè)方式。把表面組裝集成芯片(SMIC)和THC放在PCB的A面，而把SMC和小外形晶體管(SOT)放在B面。這類組裝方式由于在PCB的單面或雙面貼裝SMC／SMD，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?；旌辖M裝工藝流程

3.全表面組裝第三類是全表面組裝，在PCB上只有SMC／SMD而無THC。由于目前元器件還未完全實現(xiàn)SMT化，實際應(yīng)用中這種組裝形式不多。這一類組裝方式一般是在細線圖形的PCB或陶瓷基板上，采用細間距器件和再流焊接工藝進行組裝。它也有兩種組裝方式。(1)單面表面組裝方式。(2)雙面表面組裝方式。雙面均采用焊錫膏－再流焊工藝流程9.3.1靜電及其危害當(dāng)兩個物體互相摩擦?xí)r，一種物體中一部分電子會轉(zhuǎn)移到另一個物體上，于是這個物體失去了電子，并帶上“正電荷”，另一個物體得到電子并帶上“負電荷”。電荷不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。防靜電的基本概念是防止產(chǎn)生靜電荷或已經(jīng)存在靜電荷的地方如何迅速而可靠地消除。為了弄清哪些地方可能會產(chǎn)生靜電，首先應(yīng)知道靜電產(chǎn)生的原因。1.靜電的的產(chǎn)生1）接觸摩摩擦起電。。除了不同同物質(zhì)之間間的接觸摩摩擦?xí)a(chǎn)生生靜電外，，在相同物物質(zhì)之間也也會發(fā)生，，有時干燥燥的環(huán)境中中當(dāng)人快速速在桌面上上拿起一本本書，書的的表面也會會產(chǎn)生靜電電。幾乎常常見的非金金屬和金屬屬之間的接接觸分離均均產(chǎn)生靜電電，這也是是最常見的的產(chǎn)生靜電電的原因之之一。靜電電能量除了了取決于物物質(zhì)本身外外，還與材材料表面的的清潔程度度、環(huán)境條條件、接觸觸壓力、光光潔程度、、表面大小小、摩擦分分離速度等等有關(guān)。2）剝離起起電。當(dāng)相相互密切結(jié)結(jié)合的物體體剝離時，，會引起電電荷的分離離，出現(xiàn)分分離物體雙雙方帶電的的現(xiàn)象，稱稱為剝離起起電。剝離離帶電根據(jù)據(jù)不同的接接觸面積、、接觸面積積的黏著力力和剝離速速度而產(chǎn)生生不同的靜靜電量。3）斷裂帶帶電。材料料因機械破破裂使帶電電粒子分開開，斷裂兩兩半后的材材料各帶上上等量的異異性電荷。。4）高速運運動中的物物體帶電。。物體的高高速運動，，其物體表表面會因與與空氣的摩摩擦而帶電電。最典型型的案例是是高速貼片片機貼片過過程中因元元器件的快快速運動而而產(chǎn)生靜電電，其靜電電壓約在600V左左右，特別別是貼片機機的工作環(huán)環(huán)境通常濕濕度相對較較低，器件件因高速運運動而產(chǎn)生生的靜電；；對于CMOS器件件來說，有有時是一個個不小的威威脅。與運運動有關(guān)的的還有如清清洗過程中中，有些溶溶劑在高壓壓噴淋過程程中也會產(chǎn)產(chǎn)生靜電。。2.靜電放放電(ESD)對電電子工業(yè)的的危害電子產(chǎn)品在在生產(chǎn)、包包裝運輸及及裝聯(lián)成整整機的加工工、調(diào)試、、檢測過程程中，難免免受到外界界或自身的的接觸摩擦擦而形成很很高的表面面電位。根根據(jù)靜電的的力學(xué)和放放電效應(yīng)，，其靜電損損壞大體上上分為兩類類，這就是是由靜電引引起的浮塵塵埃的吸附附以及由靜靜電放電引引起的敏感感元器件的的擊穿。1）靜電吸吸附。在半半導(dǎo)體和半半導(dǎo)體器件件制造過程程廣泛采用用SiO2及高分子物物質(zhì)的材料料，由于它它們的高絕絕緣性，在在生產(chǎn)過程程中易積聚聚很高的靜靜電，并易易吸附空氣氣中的帶電電微粒導(dǎo)致致半導(dǎo)體介介面擊穿、、失效。為為了防止危危害，半導(dǎo)導(dǎo)體和半導(dǎo)導(dǎo)體器件的的制造必須須在潔凈室室內(nèi)進行。。同時潔凈凈室的墻壁壁、天花板板、地板和和操作人員員及一切工工具、器具具均應(yīng)采取取防靜電措措施。2）靜電擊擊穿。超大大規(guī)模集成成電路集成成度高、輸輸入阻抗高高，這類器器件受靜電電的損害越越來越明顯顯。特別是是金屬氧化化物半導(dǎo)體體（MOS）器件，，受靜電擊擊穿的幾率率更高。靜靜電放電對對靜電敏感感器件的損損害主要表表現(xiàn)：①硬擊穿穿。一次性性造成整個個器件的失失效和損壞壞；②軟擊穿穿。造成器器件的局部部損傷，降降低了器件件的技術(shù)性性能，而留留下不易被被人們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的隱患以以致設(shè)備不不能正常工工作。軟擊擊穿帶來的的危害有時時比硬擊穿穿更危險。9.3.2靜靜電防護護原理與方法法1.靜電防防護原理對SSD進進行靜電防防護的基本本原則有兩兩個：一是是對可能產(chǎn)產(chǎn)生靜電的的地方要防防止靜電的的積聚，即即采取一定定的措施，，減少高壓壓靜電放電電帶來的危危害，使之之邊產(chǎn)生邊邊“泄放””；二是是迅速、安安全、有效效地消除已已經(jīng)產(chǎn)生的的靜電荷，，即對已存存在的靜電電荷積聚采采取措施，，使之迅速速地消散掉掉，即時““泄放”。。因此，電子子產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)中的靜電電防護的核核心是“靜靜電消除””。當(dāng)然這這里的消除除并非指““一點不存存在”，而而是控制在在最小限度度之內(nèi)。2.靜電防防護方法1)靜電防防護中所使使用的材料料。對于靜靜電防護，，原則上不不使用金屬屬導(dǎo)體，因因?qū)w漏放放電流大，，會造成器器件的損壞壞，而是采采用表面電電阻l×l05Ω以下的所所謂靜電導(dǎo)導(dǎo)體，以及及表面電阻阻為1×105～1×l08Ω的靜電亞亞導(dǎo)體。例例如在橡膠膠中混入導(dǎo)導(dǎo)電碳黑后后，其表面面電阻可控控制在1××106Ω以下，即即為常用的的靜電防護護材料。2)泄漏與與接地。對對可能產(chǎn)生生或已經(jīng)產(chǎn)產(chǎn)生靜電的的部位，應(yīng)應(yīng)提供通道道，使靜電電即時泄放放，即通常常所說的接接地。一般般防靜電工工程中，均均需獨立建建立“地線線”工程，，并保證““地線”與與大地之間間的電阻小小于10ΩΩ。靜電防護材材料接地的的方法是：：將靜電防防護材料如如防靜電桌桌面臺墊、、地墊，通通過1MΩΩ的電阻連連接到通向向地線的導(dǎo)導(dǎo)體上，詳詳情見SJ／T10630——1995電子元器器件制造防防靜電技術(shù)術(shù)要求。IPC-A-6100標(biāo)準(zhǔn)中中推薦的防防靜電工作作臺接地方方法如圖9-8所示示。通過串接1MΩ電阻阻的接法是是確保對地地泄放電流流小于5mA，稱為為軟接地，，而對設(shè)備備外殼和靜靜電屏蔽罩罩通常是直直接接地，，則稱為硬硬接地。IPC-A-6100標(biāo)準(zhǔn)中中推薦的防防靜電工作作臺接地方方法3.導(dǎo)體帶帶靜電的消消除導(dǎo)體上的靜靜電可以用用接地的方方法使其泄泄漏到大地地，工程上上一般要求求在1s內(nèi)內(nèi)將靜電泄泄漏，使靜靜電電壓降降至100V以下的的安全區(qū)；；這樣可以以防止因泄泄漏時間過過短，泄漏漏電流過大大對SSD造成損壞壞。在靜電電防護系統(tǒng)統(tǒng)中通常使使用1MΩΩ的限流電電阻，將泄泄放電流控控制在5mA以下，，這也是同同時考慮操操作者的安安全而設(shè)計計的。4.非導(dǎo)導(dǎo)體帶靜靜電的消消除1)使用用離子風(fēng)風(fēng)機。離離子風(fēng)機機可以產(chǎn)產(chǎn)生正、、負離子子以中和和靜電源源的靜電電。用于于那些無無法通過過接地來來泄放靜靜電的場場所，如如空間，，貼片機機頭附近近，使用用離子風(fēng)風(fēng)機排除除靜電具具有良好好的防靜靜電效果果。2)使用用靜電消消除劑。。靜電消消除劑是是各種表表面活性性劑，通通過洗擦擦的方法法，可以以去掉一一些物體體表面的的靜電，，如儀表表表面。。3)控制制環(huán)境濕濕度。濕濕度的增增加可以以使非導(dǎo)導(dǎo)體材料料的表面面電導(dǎo)率率增加，，故物體體不易積積聚靜電電。在工工藝條件件許可時時，可以以安裝增增濕機來來調(diào)節(jié)環(huán)環(huán)境的濕濕度，這這種方法法效果明明顯而且且價格低低廉。4)采用用靜電屏屏蔽。靜靜電屏蔽蔽是針對對易散發(fā)發(fā)靜電的的設(shè)備、、部件、、儀器而而采取的的屏蔽措措施。通通過屏蔽蔽罩或屏屏蔽籠將將靜電源源與外界界隔離，，并將屏屏蔽罩或或屏蔽籠籠有效地地接地。。放靜電包裝裝袋防靜電液5.工藝控控制法目的是在生生產(chǎn)過程中中盡量少產(chǎn)產(chǎn)生靜電荷荷，為此應(yīng)應(yīng)從工藝流流程、材料料選用、設(shè)設(shè)備安裝和和操作管理理等方面采采取措施，，控制靜電電的產(chǎn)生和和積聚。當(dāng)當(dāng)然具體操操作應(yīng)針對對性的采取取措施。在上述的各各項措施中中，工藝控控制法是積積極的措施施，其他措措施有時應(yīng)應(yīng)綜合考慮慮，以便達達到有效防防靜電的目目的。9.3.3常用靜靜電防護器器材1.人體靜靜電防護系系統(tǒng)人體靜電防防護系統(tǒng)，，包括防靜靜電的腕帶帶、工作服服、鞋襪、、帽、手套套等，這種種整體的防防護系統(tǒng)兼兼具靜電泄泄漏與屏蔽蔽功能。①直接接接觸靜電敏敏感器件的的人員均應(yīng)應(yīng)戴防靜電電腕帶，腕腕帶應(yīng)與人人體皮膚有有良好接觸觸，腕帶必必須對人體體無刺激、、無過敏影影響，腕帶帶系統(tǒng)對地地電阻值應(yīng)應(yīng)在106～108Ω范圍內(nèi)內(nèi)。②防靜電電桌墊上應(yīng)應(yīng)不少于兩兩個腕帶接接頭，一個個供操作人人員使用，，另一個供供技術(shù)人員員，檢驗人人員或其它它人員使用用。③進入防防靜電工作作區(qū)或接觸觸SSD的的人員應(yīng)穿穿防靜電工工作服，防防靜電工作作服面料應(yīng)應(yīng)符合GBl2014規(guī)定。。在相對濕濕度大于50％的環(huán)環(huán)境中，防防靜電工作作服允許選選用純棉制制品。④進入防防靜電工作作區(qū)或接觸觸SSD的的人員應(yīng)穿穿防靜電工工作鞋，防防靜電工作作鞋應(yīng)符合合GB4385的有有關(guān)規(guī)定；；一般情況況下允許穿穿普通鞋，，但應(yīng)同時時使用導(dǎo)電電鞋束或腳腳腕帶。腳腕帶防靜電工作作服、手套套、鞋防靜電腕帶帶2.防靜電電地坪防靜電地坪坪是為了有有效的將人人體靜電通通過地面盡盡快地泄放放到大地，，特別是因因移動操作作而不宜使使用腕帶的的人體靜電電。同時也也能泄放設(shè)設(shè)備、工裝裝上的靜電電。地面防防靜電性能能參數(shù)的確確定是既要要保證在較較短的時間間內(nèi)將靜電電電壓降至至100V以下，又又要保證人人員的安全全，系統(tǒng)電電阻應(yīng)控制制在105～108Ω之間。防靜電地板板、工作臺臺、臺墊常用于防靜靜電地坪的的材料有下下列幾種：：①防靜電電橡膠地面面：施工簡簡單、抗靜靜電性能優(yōu)優(yōu)良，但易易磨損。②PVC防靜靜電塑塑料地地板：：防靜靜電效效果好好，持持久強強度高高，使使用廣廣泛。。③防防靜電電地毯毯：防防靜電電效果果好，，使用用方便便，但但成本本高。。④防防靜電電活動動地板板：防防靜電電效果果好，，美觀觀、成成本極極高。。⑤允允許使使用經(jīng)經(jīng)特殊殊處理理過的的水磨磨石地地面，，如事事先敷敷設(shè)地地線網(wǎng)網(wǎng)、滲滲碳或或在地地面噴噴涂抗抗靜電電劑等等。防防靜電電水磨磨石地地面壽壽命長長，成成本低低，適適用于于新廠廠房。。3.防防靜電電操作作系統(tǒng)統(tǒng)防靜電電操作作系統(tǒng)統(tǒng)是指指各工工序經(jīng)經(jīng)常會會與元元器件件、組組件成成品發(fā)發(fā)生接接觸、、分離離或摩摩擦作作用的的工作作臺面面、生生產(chǎn)線線體、、工具具、包包裝袋袋、儲儲運車車以及及清洗洗液等等。由由于構(gòu)構(gòu)成上上述介介紹的的操作作系統(tǒng)統(tǒng)所用用的材材料均均是高高絕緣緣的橡橡膠、、塑料料、織織物、、木材材制作作，極極易在在生產(chǎn)產(chǎn)過程程中產(chǎn)產(chǎn)生靜靜電，，因此此都應(yīng)應(yīng)進行行防靜靜電處處理，，即操操作系系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)具備備防靜靜電功功能。。防靜靜電電操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)包包括括：：①防防靜靜電電臺臺墊墊。。操操作作臺臺面面均均設(shè)設(shè)有有防防靜靜電電臺臺墊墊，，表表面面電電阻阻在在105～109Ω之之間間，，并并通通過過1MΩΩ電電阻阻與與地地相相接接，，周周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)箱箱、、盒盒等等一一切切容容器器應(yīng)應(yīng)為為防防靜靜電電材材料料制制作作，，并并貼貼有有標(biāo)標(biāo)志志。。②防靜靜電包裝裝袋。一一切包裝裝電路板板或器件件的塑料料袋均應(yīng)應(yīng)為防靜靜電袋。。表面電電阻為105～109Ω，在將將電路板板放入或或拿出袋袋中時，，人手應(yīng)應(yīng)戴防靜靜電手腕腕。③防靜靜電物流流車。用用于運送送器件、、組件的的專用物物流車，，應(yīng)具備備防靜電電功能，，特別是是物流車車的橡膠膠輪，應(yīng)應(yīng)采用防防靜電橡橡膠輪，，表面電電阻為105～109Ω。④防靜靜電工具具。防靜靜電工具具，特別別是電烙烙鐵、吸吸錫槍等等應(yīng)具有有防靜電電功能，，通常電電烙鐵應(yīng)應(yīng)低電壓壓操作(24V／36V)，，烙鐵頭頭應(yīng)良好好接地。。9.3.4電電子產(chǎn)產(chǎn)品作業(yè)業(yè)過程中中的靜電電防護1.生生產(chǎn)線內(nèi)內(nèi)的防靜靜電設(shè)施施生產(chǎn)線內(nèi)內(nèi)的防靜靜電區(qū)域域禁止直直接使用用木質(zhì)地地板或鋪鋪設(shè)毛、、麻、化化纖地毯毯及普通通地板革革。應(yīng)選選用由靜靜電導(dǎo)體體材料構(gòu)構(gòu)成的地地面，如如防靜電電活動地地板或在在普通地地面上鋪鋪設(shè)防靜靜電地墊墊，并有有效接地地。防靜電區(qū)區(qū)域內(nèi)的的天花板板材料應(yīng)應(yīng)選用抗抗靜電型型材料制制品，一一般情況況下允許許使用石石膏板制制品，禁禁止使用用普通塑塑料制品品。墻壁壁面料應(yīng)應(yīng)使用抗抗靜電型型墻紙，，一般情情況下允允許使用用石膏涂涂料或石石灰涂料料墻面，，禁止使使用普通通墻紙及及塑料墻墻紙。生產(chǎn)線內(nèi)的防防靜電設(shè)施應(yīng)應(yīng)有獨立地線線，并與防雷雷線分開；地地線可靠，并并有完整的靜靜電泄漏系統(tǒng)統(tǒng)，車間內(nèi)保保持恒溫，恒恒濕的環(huán)境，，一般溫度控控制在（25±2）℃，，濕度為65%±5%（（RH）；入入門處配有離離子風(fēng)，防靜靜電工作區(qū)應(yīng)應(yīng)標(biāo)明區(qū)域界界限，并在明明顯處懸掛警警示標(biāo)志，警警示標(biāo)志應(yīng)符符合GJB1649規(guī)定定，工作區(qū)入入口處應(yīng)配置置離子化空氣氣風(fēng)浴設(shè)備。。防靜電警示示標(biāo)志如圖12-6所示示。下圖是GJB1649規(guī)規(guī)定的防靜電電標(biāo)志，圖中中標(biāo)記a是對對ESD敏感感的符號，呈呈三角形，里里面畫有一只只被拉一道痕痕的手，用來來表示該物體體對ESD引引起的傷害十十分敏感。標(biāo)標(biāo)記b是對ESD防護的的符號，它和和標(biāo)記a的區(qū)區(qū)別是在三角角形外面圍著著一個弧圈，，三角形內(nèi)手手上的一道痕痕沒有了，用用來表示該物物體經(jīng)過專門門設(shè)計，具有有靜電防護能能力。防靜電標(biāo)志可可以貼在設(shè)備備、器件、組組件及包裝上上，以提示人人們在對這些些東西進行操操作的時候，，可能會遇到到靜電放電或或靜電過載的的危險。通過過標(biāo)記a和標(biāo)標(biāo)記b可以識識別哪些是ESD敏感物物，哪些具有有ESD防護護能力，在操操作的時候一一定要分別對對待。需要提提醒的是沒有有貼標(biāo)記的器器件，不一定定說明它對ESD不敏感感。在對組件件的ESD敏敏感性存有懷懷疑時，必須須將其當(dāng)作ESD敏感器器件處置，直直到能夠確定定其屬性為止止。2.生產(chǎn)過程程的防靜電①車間外的的接地系統(tǒng)每每一年檢測一一次，電阻要要求在2Ω以以下，改線時時需要重新測測試。地毯／／板、桌墊接接地系統(tǒng)每6個月測試一一次，要求接接地電阻為零零。若檢測機機器與地線之之間的電阻時時,要求電阻阻為1MΩ，，并做好檢測測記錄。②車間內(nèi)的的溫度、濕度度每天測兩次次，并做有效效記錄，以確確保生產(chǎn)區(qū)恒恒溫、恒濕。。③任何人員員（操作人員員、參觀人員員）進入生產(chǎn)產(chǎn)車間之前必必須穿好防靜靜電工作服、、防靜電鞋。。對于直接接接觸PCB的的操作人員，，要戴防靜電電腕帶并要求求戴腕帶的操操作人員，每每天上、下午午上班前各測測試一次，以以保證腕帶與與人體的良好好接觸。同時時，每天安排排工藝人員監(jiān)監(jiān)督檢查。必必要時對員工工進行防靜電電方面的知識識培訓(xùn)和現(xiàn)場場管理。④貼裝過程程中，需要手手拿PCB時時，規(guī)定只能能拿在PCB邊緣無電子子元器件處，，而不能直接接接觸電子元元器件管腳或或?qū)щ姉l。貼貼裝后的PCB必須裝在在防靜電塑料料袋中，然后后放在防靜電電周轉(zhuǎn)箱中，，方可運到安安裝區(qū)。安裝裝時，要求一一次拿一塊，，不允許一次次拿多塊PCB。⑤返返工工操操作作，，必必須須將將要要修修理理的的PCB放放在在防防靜靜電電盒盒中