SM生產(chǎn)線與產(chǎn)品質(zhì)量管理教材

第9章SMT生產(chǎn)線與產(chǎn)品質(zhì)量管理根據(jù)機(jī)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(jì)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(gè)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(shí)，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(shí)現(xiàn)SMT化，實(shí)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(xì)線圖形的PCB或陶瓷基板上，采用細(xì)間距器件和再流焊接工藝進(jìn)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(gè)物體互相摩擦?xí)r，一種物體中一部分電子會(huì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，于是這個(gè)物體失去了電子，并帶上“正電荷”，另一個(gè)物體得到電子并帶上“負(fù)電荷”。電荷不能創(chuàng)造，也不能消失，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(huì)產(chǎn)生靜電，首先應(yīng)知道靜電產(chǎn)生的原因。1.靜靜電電的的產(chǎn)產(chǎn)生生1））接接觸觸摩摩擦擦起起電電。。除除了了不不同同物物質(zhì)質(zhì)之之間間的的接接觸觸摩摩擦擦?xí)?huì)產(chǎn)產(chǎn)生生靜靜電電外外，，在在相相同同物物質(zhì)質(zhì)之之間間也也會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生，，有有時(shí)時(shí)干干燥燥的的環(huán)環(huán)境境中中當(dāng)當(dāng)人人快快速速在在桌桌面面上上拿拿起起一一本本書書，，書書的的表表面面也也會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生靜靜電電。。幾幾乎乎常常見見的的非非金金屬屬和和金金屬屬之之間間的的接接觸觸分分離離均均產(chǎn)產(chǎn)生生靜靜電電，，這這也也是是最最常常見見的的產(chǎn)產(chǎn)生生靜靜電電的的原原因因之之一一。。靜靜電電能能量量除除了了取取決決于于物物質(zhì)質(zhì)本本身身外外，，還還與與材材料料表表面面的的清清潔潔程程度度、、環(huán)環(huán)境境條條件件、、接接觸觸壓壓力力、、光光潔潔程程度度、、表表面面大大小小、、摩摩擦擦分分離離速速度度等等有有關(guān)關(guān)。。2）剝離離起電。。當(dāng)相互互密切結(jié)結(jié)合的物物體剝離離時(shí)，會(huì)會(huì)引起電電荷的分分離，出出現(xiàn)分離離物體雙雙方帶電電的現(xiàn)象象，稱為為剝離起起電。剝剝離帶電電根據(jù)不不同的接接觸面積積、接觸觸面積的的黏著力力和剝離離速度而而產(chǎn)生不不同的靜靜電量。。3）斷裂裂帶電。。材料因因機(jī)械破破裂使帶帶電粒子子分開，，斷裂兩兩半后的的材料各各帶上等等量的異異性電荷荷。4）高速速運(yùn)動(dòng)中中的物體體帶電。。物體的的高速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，其其物體表表面會(huì)因因與空氣氣的摩擦擦而帶電電。最典典型的案案例是高高速貼片片機(jī)貼片片過程中中因元器器件的快快速運(yùn)動(dòng)動(dòng)而產(chǎn)生生靜電，，其靜電電壓約在在600V左右右，特別別是貼片片機(jī)的工工作環(huán)境境通常濕濕度相對對較低，，器件因因高速運(yùn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)產(chǎn)生的靜靜電；對對于CMOS器器件來說說，有時(shí)時(shí)是一個(gè)個(gè)不小的的威脅。。與運(yùn)動(dòng)動(dòng)有關(guān)的的還有如如清洗過過程中，，有些溶溶劑在高高壓噴淋淋過程中中也會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生靜電電。2.靜電放電電(ESD)對電子工業(yè)業(yè)的危害電子產(chǎn)品在生生產(chǎn)、包裝運(yùn)運(yùn)輸及裝聯(lián)成成整機(jī)的加工工、調(diào)試、檢檢測過程中，，難免受到外外界或自身的的接觸摩擦而而形成很高的的表面電位。。根據(jù)靜電的的力學(xué)和放電電效應(yīng)，其靜靜電損壞大體體上分為兩類類，這就是由由靜電引起的的浮塵埃的吸吸附以及由靜靜電放電引起起的敏感元器器件的擊穿。。1）靜電吸附附。在半導(dǎo)體體和半導(dǎo)體器器件制造過程2）靜電擊穿穿。超大規(guī)模模集成電路集集成度高、輸輸入阻抗高，，這類器件受受靜電的損害害越來越明顯顯。特別是金金屬氧化物半半導(dǎo)體（MOS）器件，，受靜電擊穿穿的幾率更高高。靜電放電電對靜電敏感感器件的損害害主要表現(xiàn)：：①硬擊穿。。一次性造成成整個(gè)器件的的失效和損壞壞；②軟擊穿。。造成器件的的局部損傷，，降低了器件件的技術(shù)性能能，而留下不不易被人們發(fā)發(fā)現(xiàn)的隱患以以致設(shè)備不能能正常工作。。軟擊穿帶來來的危害有時(shí)時(shí)比硬擊穿更更危險(xiǎn)。9.3.2靜靜電防護(hù)護(hù)原理與方法法1.靜電防護(hù)護(hù)原理對SSD進(jìn)行行靜電防護(hù)的的基本原則有有兩個(gè)：一是是對可能產(chǎn)生生靜電的地方方要防止靜電電的積聚，即即采取一定的的措施，減少少高壓靜電放放電帶來的危危害，使之邊邊產(chǎn)生邊“泄泄放”；二二是迅速、安安全、有效地地消除已經(jīng)產(chǎn)產(chǎn)生的靜電荷荷，即對已存存在的靜電荷荷積聚采取措措施，使之迅迅速地消散掉掉，即時(shí)“泄泄放”。因此，電子產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)中的的靜電防護(hù)的的核心是“靜靜電消除”。。當(dāng)然這里的的消除并非指指“一點(diǎn)不存存在”，而是是控制在最小小限度之內(nèi)。。2.靜電防護(hù)護(hù)方法1)靜電防護(hù)護(hù)中所使用的的材料。對于于靜電防護(hù)，，原則上不使使用金屬導(dǎo)2)泄漏與接地。對可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位，應(yīng)提供通道，使靜電即時(shí)泄放，即通常所說的接地。一般防靜電工程中，均需獨(dú)立建立“地線”工程，并保證“地線”與大地之間的電阻小于10Ω。靜電防護(hù)材料料接地的方法法是：將靜電電防護(hù)材料如如防靜電桌面面臺(tái)墊、地墊墊，通過1MΩ的電阻連連接到通向地地線的導(dǎo)體上上，詳情見SJ／T10630—1995電子子元器件制造造防靜電技術(shù)術(shù)要求。IPC-A-6100標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)中推薦的防防靜電工作臺(tái)臺(tái)接地方法如如圖9-8所所示。通過串接1MΩ電阻的接接法是確保對對地泄放電流流小于5mA，稱為軟接接地，而對設(shè)設(shè)備外殼和靜靜電屏蔽罩通通常是直接接接地，則稱為為硬接地。IPC-A-6100標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中推薦的的防靜電工作作臺(tái)接地方法法3.導(dǎo)體帶靜靜電的消除導(dǎo)體上的靜電電可以用接地地的方法使其其泄漏到大地地，工程上一一般要求在1s內(nèi)將靜電電泄漏，使靜靜電電壓降至至100V以以下的安全區(qū)區(qū)；這樣可以以防止因泄漏漏時(shí)間過短，，泄漏電流過過大對SSD造成損壞。。在靜電防護(hù)護(hù)系統(tǒng)中通常常使用1MΩΩ的限流電阻阻，將泄放電電流控制在5mA以下，，這也是同時(shí)時(shí)考慮操作者者的安全而設(shè)設(shè)計(jì)的。4.非導(dǎo)體帶帶靜電的消除除1)使用離子子風(fēng)機(jī)。離子子風(fēng)機(jī)可以產(chǎn)產(chǎn)生正、負(fù)離離子以中和靜靜電源的靜電電。用于那些些無法通過接接地來泄放靜靜電的場所，，如空間，貼貼片機(jī)頭附近近，使用離子子風(fēng)機(jī)排除靜靜電具有良好好的防靜電效效果。2)使用靜電電消除劑。靜靜電消除劑是是各種表面活活性劑，通過過洗擦的方法法，可以去掉掉一些物體表表面的靜電，，如儀表表面面。3)控制環(huán)境境濕度。濕度度的增加可以以使非導(dǎo)體材材料的表面電電導(dǎo)率增加，，故物體不易易積聚靜電。。在工藝條件件許可時(shí)，可可以安裝增濕濕機(jī)來調(diào)節(jié)環(huán)環(huán)境的濕度，，這種方法效效果明顯而且且價(jià)格低廉。。4)采用靜電電屏蔽。靜電電屏蔽是針對對易散發(fā)靜電電的設(shè)備、部部件、儀器而而采取的屏蔽蔽措施。通過過屏蔽罩或屏屏蔽籠將靜電電源與外界隔隔離，并將屏屏蔽罩或屏蔽蔽籠有效地接接地。放靜電包裝袋袋防靜電液液5.工藝藝控制法法目的是在在生產(chǎn)過過程中盡盡量少產(chǎn)產(chǎn)生靜電電荷，為為此應(yīng)從從工藝流流程、材材料選用用、設(shè)備備安裝和和操作管管理等方方面采取取措施，，控制靜靜電的產(chǎn)產(chǎn)生和積積聚。當(dāng)當(dāng)然具體體操作應(yīng)應(yīng)針對性性的采取取措施。。在上述的的各項(xiàng)措措施中，，工藝控控制法是是積極的的措施，，其他措措施有時(shí)時(shí)應(yīng)綜合合考慮，，以便達(dá)達(dá)到有效效防靜電電的目的的。9.3.3常常用靜電電防護(hù)器器材1.人體體靜電防防護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)人體靜電電防護(hù)系系統(tǒng)，包包括防靜靜電的腕腕帶、工工作服、、鞋襪、、帽、手手套等，，這種整整體的防防護(hù)系統(tǒng)統(tǒng)兼具靜靜電泄漏漏與屏蔽蔽功能。。①直接接接觸靜靜電敏感感器件的的人員均均應(yīng)戴防防靜電腕腕帶，腕腕帶應(yīng)與與人體皮皮膚有良良好接觸觸，腕帶帶必須對對人體無無刺激、、無過敏敏影響，，腕帶系系統(tǒng)對地地電阻值值應(yīng)在106～～108Ω范圍圍內(nèi)。②防靜靜電桌墊墊上應(yīng)不不少于兩兩個(gè)腕帶帶接頭，，一個(gè)供供操作人人員使用用，另一一個(gè)供技技術(shù)人員員，檢驗(yàn)驗(yàn)人員或或其它人人員使用用。③進(jìn)入入防靜電電工作區(qū)區(qū)或接觸觸SSD的人員員應(yīng)穿防防靜電工工作服，，防靜電電工作服服面料應(yīng)應(yīng)符合GBl2014規(guī)定。。在相對對濕度大大于50％的環(huán)環(huán)境中，，防靜電電工作服服允許選選用純棉棉制品。。④進(jìn)入入防靜電電工作區(qū)區(qū)或接觸觸SSD的人員員應(yīng)穿防防靜電工工作鞋，，防靜電電工作鞋鞋應(yīng)符合合GB4385的有關(guān)關(guān)規(guī)定；；一般情情況下允允許穿普普通鞋，，但應(yīng)同同時(shí)使用用導(dǎo)電鞋鞋束或腳腳腕帶。。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(dòng)操作作而不宜使使用腕帶的的人體靜電電。同時(shí)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(shí)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(tái)臺(tái)、臺(tái)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防靜電塑塑料地板：：防靜電效效果好，持持久強(qiáng)度高高，使用廣廣泛。③防靜電電地毯：防防靜電效果果好，使用用方便，但但成本高。。④防靜電電活動(dòng)地板板：防靜電電效果好，，美觀、成成本極高。。⑤允許使使用經(jīng)特殊殊處理過的的水磨石地地面，如事事先敷設(shè)地地線網(wǎng)、滲滲碳或在地地面噴涂抗抗靜電劑等等。防靜電電水磨石地地面壽命長長，成本低低，適用于于新廠房。。3.防靜電電操作系統(tǒng)統(tǒng)防靜電操作作系統(tǒng)是指指各工序經(jīng)經(jīng)常會(huì)與元元器件、組組件成品發(fā)發(fā)生接觸、、分離或摩摩擦作用的的工作臺(tái)面面、生產(chǎn)線線體、工具具、包裝袋袋、儲(chǔ)運(yùn)車車以及清洗洗液等。由由于構(gòu)成上上述介紹的的操作系統(tǒng)統(tǒng)所用的材材料均是高高絕緣的橡橡膠、塑料料、織物、、木材制作作，極易在在生產(chǎn)過程程中產(chǎn)生靜靜電，因此此都應(yīng)進(jìn)行行防靜電處處理，即操操作系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)具備防靜靜電功能。。防靜電操作作系統(tǒng)包括括：①防靜電電臺(tái)墊。操操作臺(tái)面均均設(shè)有防靜靜電臺(tái)墊，，表面電阻阻在105～109Ω之間，并并通過1MΩ電阻與與地相接，，周轉(zhuǎn)箱、、盒等一切切容器應(yīng)為為防靜電材材料制作，，并貼有標(biāo)標(biāo)志。②防靜電電包裝袋。。一切包裝裝電路板或或器件的塑塑料袋均應(yīng)應(yīng)為防靜電電袋。表面面電阻為105～109Ω，在將電電路板放入入或拿出袋袋中時(shí)，人人手應(yīng)戴防防靜電手腕腕。③防靜電電物流車。。用于運(yùn)送送器件、組組件的專用用物流車，，應(yīng)具備防防靜電功能能，特別是是物流車的的橡膠輪，，應(yīng)采用防防靜電橡膠膠輪，表面面電阻為105～109Ω。④防靜電電工具。防防靜電工具具，特別是是電烙鐵、、吸錫槍等等應(yīng)具有防防靜電功能能，通常電電烙鐵應(yīng)低低電壓操作作(24V／36V)，烙鐵鐵頭應(yīng)良好好接地。9.3.4電子子產(chǎn)品作業(yè)業(yè)過程中的的靜電防護(hù)護(hù)1.生產(chǎn)產(chǎn)線內(nèi)的防防靜電設(shè)施施生產(chǎn)線內(nèi)的的防靜電區(qū)區(qū)域禁止直直接使用木木質(zhì)地板或或鋪設(shè)毛、、麻、化纖纖地毯及普普通地板革革。應(yīng)選用用由靜電導(dǎo)導(dǎo)體材料構(gòu)構(gòu)成的地面面，如防靜靜電活動(dòng)地地板或在普普通地面上上鋪設(shè)防靜靜電地墊，，并有效接接地。防靜電區(qū)域域內(nèi)的天花花板材料應(yīng)應(yīng)選用抗靜靜電型材料料制品，一一般情況下下允許使用用石膏板制制品，禁止止使用普通通塑料制品品。墻壁面面料應(yīng)使用用抗靜電型型墻紙，一一般情況下下允許使用用石膏涂料料或石灰涂涂料墻面，，禁止使用用普通墻紙紙及塑料墻墻紙。生產(chǎn)線內(nèi)的的防靜電設(shè)設(shè)施應(yīng)有獨(dú)獨(dú)立地線，，并與防雷雷線分開；；地線可靠靠，并有完完整的靜電電泄漏系統(tǒng)統(tǒng)，車間內(nèi)內(nèi)保持恒溫溫，恒濕的的環(huán)境，一一般溫度控控制在（25±2））℃，濕度度為65%±5%（（RH）；；入門處配配有離子風(fēng)風(fēng)，防靜電電工作區(qū)應(yīng)應(yīng)標(biāo)明區(qū)域域界限，并并在明顯處處懸掛警示示標(biāo)志，警警示標(biāo)志應(yīng)應(yīng)符合GJB1649規(guī)定，，工作區(qū)入入口處應(yīng)配配置離子化化空氣風(fēng)浴浴設(shè)備。防防靜電警示示標(biāo)志如圖圖12-6所示。下圖是是GJB1649規(guī)規(guī)定的的防靜靜電標(biāo)標(biāo)志，，圖中中標(biāo)記記a是是對ESD敏感感的符符號，，呈三三角形形，里里面畫畫有一一只被被拉一一道痕痕的手手，用用來表表示該該物體體對ESD引起起的傷傷害十十分敏敏感。。標(biāo)記記b是是對ESD防護(hù)護(hù)的符符號，，它和和標(biāo)記記a的的區(qū)別別是在在三角角形外外面圍圍著一一個(gè)弧弧圈，，三角角形內(nèi)內(nèi)手上上的一一道痕痕沒有有了，，用來來表示示該物物體經(jīng)經(jīng)過專專門設(shè)設(shè)計(jì)，，具有有靜電電防護(hù)護(hù)能力力。防靜電電標(biāo)志志可以以貼在在設(shè)備備、器器件、、組件件及包包裝上上，以以提示示人們們在對對這些些東西西進(jìn)行行操作作的時(shí)時(shí)候，，可能能會(huì)遇遇到靜靜電放放電或或靜電電過載載的危危險(xiǎn)。。通過過標(biāo)記記a和和標(biāo)記記b可可以識識別哪哪些是是ESD敏敏感物物，哪哪些具具有ESD防護(hù)護(hù)能力力，在在操作作的時(shí)時(shí)候一一定要要分別別對待待。需需要提提醒的的是沒沒有貼貼標(biāo)記記的器器件，，不一一定說說明它它對ESD不敏敏感。。在對對組件件的ESD敏感感性存存有懷懷疑時(shí)時(shí)，必必須將將其當(dāng)當(dāng)作ESD敏感感器件件處置置，直直到能能夠確確定其其屬性性為止止。2.生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程的的防防靜靜電電①車車間間外外的的接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)每每一一年年檢檢測測一一次次，，電電阻阻要要求求在在2ΩΩ以以下下，，改改線線時(shí)時(shí)需需要要重重新新測測試試。。地地毯毯／／板板、、桌桌墊墊接接地地系系統(tǒng)統(tǒng)每每6個(gè)個(gè)月月測測試試一一次次，，要要求求接接地地電電阻阻為為零零。。若若檢檢測測機(jī)機(jī)器器與與地地線線之之間間的的電電阻阻時(shí)時(shí),要要求求電電阻阻為為1MΩΩ，，并并做做好好檢檢測測記記錄錄。。②車車間間內(nèi)內(nèi)的的溫溫度度、、濕濕度度每每天天測測兩兩次次，，并并做做有有效效記記錄錄，，以以確確保保生生產(chǎn)產(chǎn)區(qū)區(qū)恒恒溫溫、、恒恒濕濕。。③任任何人人員（（操作作人員員、參參觀人人員））進(jìn)入入生產(chǎn)產(chǎn)車間間之前前必須須穿好好防靜靜電工工作服服、防防靜電電鞋。。對于于直接接接觸觸PCB的的操作作人員員，要要戴防防靜電電腕帶帶并要要求戴戴腕帶帶的操操作人人員，，每天天上、、下午午上班班前各各測試試一次次，以以保證證腕帶帶與人人體的的良好好接觸觸。同同時(shí)，，每天天安排排工藝藝人員員監(jiān)督督檢查查。必必要時(shí)時(shí)對員員工進(jìn)進(jìn)行防防靜電電方面面的知知識培培訓(xùn)和和現(xiàn)場場管理理。④貼貼裝過過程中中，需需要手手拿PCB時(shí)，，規(guī)定定只能能拿在在PCB邊邊緣無無電子子元器器件處處，而