手机生产基础知识介绍

手机PCBA生产基础知识介绍系统一部工程组制作：start.ling版本：V1.0培训前言培训需求要求目的：1：.手机生产过程中的具体流程。2：介绍SMT生产过程及周期与当前主流生产设备及其对PCB设计和物料的要求。3：了解生产过程，掌握生产线对研发设计的要求，以便在设计过程中更多地考虑产品可生产性并了解对如何做到质量控制有个量化的标准。培训大纲介绍手机PCBA生产流程基本介绍1手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍2手机PCBA测试段生产流程与生产可行性需求介绍3总结讨论4一：手机PCBA生产流程基本介绍•目前手机的生产流程基本可分为两种方式•1:SMT段+PCBA测试(软件下载+RFBTFT测试+功能性测试)+整机组装+整机测试(MMI+RFFT)+整机包装出货•2:SMT段+PCBA测试(软件下载+RFBT)+整机组装+整机测试(MMI+RFFT)+PCBA包装出货•对于整机生产流程的性质确定是根据客户需求来确定的,第一种方式主要适用于购买PCBA来进行组装生产的客户;第二种生产方式适用于OpenBom购买方案的客户..•目前PCBA生产基本流程•对于目前DEWAV手机的生产主要在于PCBA的生产,而生产的主要流程也在于PCBA;PCBA生产流程大致基本相同;如下:SMT贴片段PCBA测试段PCBA包装出货软件下载+写SN+RFBTFT+全功能测试包含SMT生产相关工序二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍SMT的生产环境要求1、生产场地要求为无尘车间。2、车间的温度要求在20℃~26℃之间﹔湿度要求为50%~80%之间。手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍（章节）21:PCBA生产SMT基本工序介绍2:SMT排线示意图及工作流程3:SMT基本设备介绍4:SMT工艺制程介绍及基本问题分析二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍1:PCBA生产SMT基本工序介绍完整的SMT生产工序包含以下工序(1):供板......................主要为整条SMT线进行PCB的自动供应,全自动的将板送入锡膏印刷机中。保证SMT线源源不断的生产,此工序位于SMT线最前端,所用设备为供板机(2):PCB锡膏印刷…………主要将锡膏通过刮刀刮过开好孔的钢网,通过钢网的孔漏印到PCB金手指焊盘上为元器件的焊接做准备,所有设备为锡膏印刷机(3):贴片(器件贴装)……….主要是将表面安装器件(SMT器件)准确高精度的贴装到已经印刷好锡膏的主板PCB相对应的固定位号上(贴片程序已经通过坐标图,位号图,BOM做好);所用设备为贴片机(4):回流炉焊接…………….其作用是将锡膏熔化使器件通过锡的合金与PCB焊盘牢固的焊接在一起.所用设备为回流炉(5):AOI检测…………………全名为自动光学检测,主要是对已经焊接好的主板通过预编的程序进行全面的光学检测,早期发现和减少焊接缺陷,通过早期发现形成良好的过程控制,同时减少人工检测时间提高生产效率和质量,所用设备为AOI检测仪(6):目检………………………由于AOI存在盲区,需要通过人工目视将不良品检出防止流入后段(7):X-RAY检测………………一般此工序采取抽检形式,主要是防止批量性不可见的焊接问题;检测手法是通过X射线穿透PCBA然后被另外面的X射线感应器接收;由于焊点中存在大量可吸收X射线的铅,与PCB上面的其他物质(金,铜,铁,硅…)通过的X射线相比,将呈现出黑色深浅不一的图案.由此判断焊接效果,使用设备为X-RAY检测仪,可不用放在生产线上(8):检修………………主要对炉后主板维修及时将问题点反馈到产线PE,同时保证产品生产的连续性二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍送板机印刷机泛用贴片机高速贴片机回流炉下板机各个工厂的排线方式基本相同,只是配置不同数量的高速机与泛用机,有的部分工厂没有AOI和X-RAY,上图也未画出;一般考察SMT工厂最基本的SMT设备要求必须有AOI和X-RAY;便于质量控制2:SMT排线示意图及工作流程对于PCBASMT生产来说,进行SMT贴片必须准备以下资料•gerberfile（表层焊盘丝印）•位号图(又名主板装配图或丝印图)•BOM(主板装配料单)•拼板图（CAD档）•器件坐标图(x,y,z三轴坐标)•PCB光板和PCBA样板•物料备料(包含来料检验和生产物料上贴片机飞达)二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍送板目检印刷机贴片机回流炉AOI二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍3:SMT基本设备介绍送板机(Loader)将空PC板﹐利用推杆将空PC板送入印刷机中﹐同时通过集板箱对双面板贴裝一个置放位置和送板﹐这样可相容正反面SMT通过送板机﹐全自动的将PC板送入锡膏印刷机中。二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍3:SMT基本设备介绍锡膏印刷(SolderPaste)原理将锡膏(SolderPaste)通过钢板(Stencil)之孔脫膜接触锡膏而印置于基板之锡垫(PCB板焊盘)上。锡膏印刷方式分类(1)手印台﹔(2)机印台﹔(3)半自动锡膏印刷机(SemiAuto);(4)全自动锡膏印刷机。钢网刮刀开孔PCB二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍3:SMT基本设备介绍贴片机(PickandPlacementSystem)将SMT零件通过高速机或泛用机的抓取头（吸嘴）将其元件抓取或吸取﹐并经过辨识零件外形、厚度﹐经确认OK后﹐将元件按编程位置（坐标图）贴装﹐零件按照物料(BOM)依序贴裝完成。以上是高速贴片机右边为多功能机泛用机二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍◆贴片机按工作方式分类：拱架型(Gantry)：元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、激光识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法可实现飞行过程中的识别，但不能用于球栅列陈元件BGA。3)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴旋转调整方向，一般相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别，比激光识别耽误一点时间，但可识别任何元件，也有实现飞行过程中的识别的相机识别系统，机械结构方面有其它牺牲。这种形式由于贴片头来回移动的距离长，所以速度受到限制。现在一般采用多个真空吸料嘴同时取料(多达上十个)和采用双梁系统来提高速度，即一个梁上的贴片头在取料的同时，另一个梁上的贴片头贴放元件，速度几乎比单梁系统快一倍。但是实际应用中，同时取料的条件较难达到，而且不同类型的元件需要换用不同的真空吸料嘴，换吸料嘴有时间上的延误。这类机型的优势在于：系统结构简单，可实现高精度，适于各种大小、形状的元件，甚至异型元件，送料器有带状、管状、托盘形式。适于中小批量生产，也可多台机组合用于大批量生产。转塔型(Turret)：元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。对元件位置与方向的调整方法：1)、机械对中调整位置、吸嘴旋转调整方向，这种方法能达到的精度有限，较晚的机型已再不采用。2)、相机识别、X/Y坐标系统调整位置、吸嘴自旋转调整方向，相机固定，贴片头飞行划过相机上空，进行成像识别。一般，转塔上安装有十几到二十几个贴片头，每个贴片头上安装2~4个真空吸嘴(较早机型)至5~6个真空吸嘴(现在机型)。由于转塔的特点，将动作细微化，选换吸嘴、送料器移动到位、取元件、元件识别、角度调整、工作台移动(包含位置调整)、贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成，所以实现真正意义上的高速度。目前最快的时间周期达到0.08~0.10秒钟一片元件。此机型在速度上是优越的，适于大批量生产，但其只能用带状包装的元件，如果是密脚、大型的集成电路(IC)，只有托盘包装，则无法完成，因此还有赖于其它机型来共同合作。这种设备结构复杂，造价昂贵，最新机型约在US$50万，是拱架型的三倍以上。二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍3:SMT基本设备介绍热风回流焊/氮气回流焊贴片机将元件贴裝OK后﹐进入炉堂內﹐通过热传导﹐对流及幅射的原理并依照厂商提供的锡膏特性温度曲线﹐來设定炉堂温度﹐将主/被动元件焊接于PCB板上﹐完成SMT制程零件焊接固定作用。1.回流焊的种类回流焊是SMT流程中非常关键的一环，其作用是将焊膏融化，使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起，如不能较好地对其进行控制，将对所生产产品的可靠性及使用寿命产生灾难性影响。回流焊的方式有很多，较早前比较流行的方式有红外式及气相式，现在较多厂商采用的是热风式回流焊，还有部分先进的或特定场合使用的再流方式，如：热型芯板、白光聚焦、垂直烘炉等。以下将对现在比较流行的热风式回流焊作简单的介绍。2.热风式回流焊现在所使用的大多数新式的回流焊接炉，叫做强制对流式热风回流焊炉。它通过内部的风扇，将热空气吹到装配板上或周围。这种炉的一个优点是可以对装配板逐渐地和一致地提供热量，不管零件的颜色和质地。虽然，由于不同的厚度和元件密度，热量的吸收可能不同，但强制对流式炉逐渐地供热，同一PCB上的温差没有太大的差别。另外，这种炉可以严格地控制给定温度曲线的最高温度和温度速率，其提供了更好的区到区的稳定性，和一个更受控的回流过程。二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍4:SMT工艺制程介绍及基本问题分析(1):锡膏印刷工艺介绍锡膏印刷质量对表面贴装产品的质量影响很大有统计资料表明,60%的在线返修板是因锡膏印刷不良引起故障的,丝印的好坏基本上决定了SMT好坏程度.所以在表面贴装中严格把好锡膏印刷这一关.即使是最好的锡膏,设备和应用方法,也不一定充分保证得到可接受的结果.使用者必须控制工艺过程和设备变量,以达到良好的印刷品质.在印刷锡膏的过程中,基板放在工作台上机械地或真空夹紧定位,用定位销或视觉来对准.在手工或半自动印刷机中,印刷刮板向下压在模板上,使模板底面接触到电路板顶面.当刮板走过所腐蚀的整个图形区域长度时,锡膏通过模板/丝网上的开孔印刷到焊盘上.在锡膏已经沉积之后丝网在刮板之后马上脱开,(snapoff)回到原地.脱开距离与刮板压力是两个达到良好印刷品质的与设备有关的重要变量,还有丝印速度,丝印期间,刮板在丝印模板上的行进速度是很重要的,因为锡膏需要时间来滚动和流入丝孔内.如果允许时间不够,那么在刮板的行进方向,锡膏在焊盘上将不平.决定印刷质量的因素还有:印刷脱模延时,印刷间隙,等只要较好地把握上述因素,一般印出来的锡膏图形应平整边缘较齐.钢网刮刀开孔PCB二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍助焊剂的作用1、去除金属表氧化物；2、在加热的过程中防止锡氧化；3、降低锡膏的表面张力，使溶化了的锡膏能夠湿润在机板的铜箔上；4、起催化剂的作用，加强焊锡的焊接效果。成分焊料合金粉末助焊剂主要材料作用Sn/PbSn/Pb/Ag活化剂增粘剂溶剂摇溶性附加剂SMD与电路的连接松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸金属表面的净化松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良(1):锡膏印刷工艺介绍---锡膏的基本介绍二：手机PCBASMT生产流程及所需硬件与制程介绍4:SMT工艺制程介绍及基本问题分析(1):锡膏印刷工艺锡膏管制•锡膏保存要求温度5℃~10℃;相对湿度低于