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广东科学技术职业学院SMT生产线主要设备、仪器、工具本章内容SMT生产线组成主要设备：印刷机点胶机贴装机再流焊机检测设备全自动生产线是指整条生产线设备都是全自动设备，通过自动上板机、缓冲连接线和卸板机将所有生产设备连一条自动线；半自动生产线是指主要生产设备没有连接起来或没有完全连接起来印刷机是半自动的，需要人工印刷或人工装卸印制板SMT生产线按照生产线的规模大小可分为大型、中型和小型生产线。按照自动化程度分为全自动生产线和半自动生产线图中：1—自动上板装置2—高精度全自动印刷机3—缓冲带（检查工位）4—高速贴装机5—高精度、多功能贴装机6—缓冲带（检查工位）7—热风或热风＋远红外再流焊炉8—自动卸板装置SMT生产线所需设备组织实施双面SMD/THC组装工艺流程此类要用混合安装工艺，主要用于消费类电子产品的安装。主要流程如下：AB面印刷锡膏点贴片胶贴装元件翻转回流焊加热固化SMD/THC组装主要流程印刷锡膏贴装元件回流焊翻转先作A面：点贴片胶贴装元件加热固化翻转再作B面：插通孔元件后再过波峰焊插通孔元件波峰焊清洗波峰焊插通孔元件清洗•SMT生产线主要生产设备包括印刷机、点胶机、贴装机、再流焊炉和波峰焊机。辅助设备有检测设备、返修设备、清洗设备、干燥设备和物料存储设备等。印刷机手工印刷机和刮刀半自动印刷机全自动印刷机印刷机的基本结构机架夹持基板的X、Y、θ工作台印刷头系统丝网或模板的固定、分离机构视觉定位系统、擦板系统二维、三维测量系统传输控制系统和刮刀固定机构•印刷精度的基本保证印刷机的主要技术指标最大印刷面积：根据最大的PCB尺寸确定印刷精度：一般要求达到±0.025mm。重复精度：一般要求达到±0.01mm印刷速度：根据产量决定可能就这些吧按照网板与PCB是否接触分为接触和非接触印刷按照印刷方向分为单向和双向印刷按照网板分离方式分为：PCB工作台固定印刷头、刮刀系统和模板固定开放式印刷密闭式印刷印刷方式刮刀的种类A）橡胶刮刀B）金属刮刀C）橡胶+金属刮刀手工印刷机•手工装卸PCB•手工图形对准•手工印刷半自动印刷机•手工装卸PCB•印刷机自动完成印刷和网板的分离•可以配置视觉定位系统全自动印刷机•自动装卸PCB•视觉定位•印刷•分离印刷锡膏是SMT的关键工序印刷机发展方向半自动印刷机配备1、全自动视觉对位2、二D检验3、自动清洗模板底部全自动印刷机增加功能部件1、CCD自动视觉识别功能、二维三维测量系统2、封闭式印刷、离板速度调整、网板自动清洁功能3、对QFP器件进行45°角印刷4、推出PlowerFlower等密闭式“流变泵”印刷头技术5、喷印功能：设备昂贵（$30万以上）《汽车底盘系统检修》是汽车检测与维修技术专业重要的专业核心学习领域之一。该学习领域在培养学生的职业能力方面占有重要地位，通过学习，学生毕业后能够胜任汽车底盘系统检修。1818点胶机是一种通用电子生产设备，具有结构紧凑、操作方便、性能稳定、经济实用等优点，是集运动控制技术和点胶控制技术于一体的机电一体化产品，已广泛应用于电子元件制造、电路板组装、电器产品生产、集成电路封装等行业。•点胶机点胶机设备参数、性能程序容量：100个程序/6000点编程界面：中/英文5.7英寸触摸屏示教器最大承重：工作台—8千克Z轴—3千克有效行程：X轴—400mm（左右移动），Y1轴、Y2轴—400mm（工作台前后移动）Z轴—100mm（点胶头上下移动）最高速度：X轴—800mm/s，Y1轴、Y2轴—800mm/s，Z轴—300mm/s重复精度：±0.02mm编程方式：触摸屏控制，PC编程输入气压：0～6Kgf/C㎡印刷机的发展由于新型SMD不断出现、组装密度的提高以及免清洗要求，印刷机的高密度、高精度的提高以及多功能方向发展半自动印刷机加视觉识别系统。增加了CCD图像识别全自动印刷机：自动识别系统自动更换漏印模板、清洗网板对QFP器件进行45度角印刷二维和三维检查印刷结果（焊膏图形）等功能。贴片机•贴片机是片式元器件自动安装装置，是一种由微电脑控制的对片式元器件实现自动检选、贴放的精密设备。•提示贴片机是表面安装工艺的关键设备，它是SMT生产线中最昂贵的设备之一，能达到高水平的工艺要求。贴片机•贴片机的结构框图如图1.9所示。贴片机的结构图1.9贴片机的结构框图•全自动贴片机如图1.10所示。贴片机各部分的功能图1.10全自动贴片机•贴片机各部分的功能如下。•1．坚固的机械结构•采用重型耐用的直线滚珠导轨系统，提供坚固和耐用的机械装置。•2．直线编码系统•采用闭环直流伺服马达并配合使用无接触式直线编码系统，提供非常高的重复精度（+/−0.01mm）和稳定性。•3．智能式送料系统•智能式送料系统能够快速、准确地送料。•4．点胶系统•点胶系统可在IC的焊盘上快速进行点焊膏。•高精密度BGA及QFPIC的视觉对中系统外形如图5.11所示。该系统具有线路板识别摄像机和元器件识别摄像机，采用彩色显示器，实现人机对话，也称为光学视觉系统，能够纠正片式元器件与相应焊盘图形间的角度误差和定位误差，以提高贴装精度。这类贴片机的贴装精度达±0.04mm，贴装件接脚间距为0.3mm，贴装速度为0.1～0.2s/件。5．飞行视觉对中系统图1.11飞行视觉对中系统•内置精密摄像系统可自动学习PCB基准点，除标准的圆形基准点外，方形的PCB焊盘和环形穿孔焊盘也可作基准点来识别，如图1.12所示；还可精密贴装BGAIC和QFPIC，如图1.13所示。6．灵巧的基准点系统圆形的PCB焊盘方形的PCB焊盘环形穿孔焊盘图1.12基准点系统识别基准点（a）BGAIC（b）QFPIC图1.13精密贴装BGAIC和QFPIC•1．按贴片机的贴装速度及所贴装元器件种类分•①高速贴片机——适合贴装矩形或圆柱形的片式元器件。贴片机的种类•②低速高精度贴片机——适合贴装SOP形集成电路、小型封装芯片载体及无引线陶瓷封装芯片载体等。•③多功能贴片机——既可贴装常规片式元器件，又可贴各种芯片载体。•2．按机器归类分•贴片机按机器归类分为标准型片式元器件贴片机和异形片式元器件贴片机。•3．按贴片机贴装方式分•贴式机按贴装方式分为同时式、顺序式、顺序/同时式与流水线式，如表1.3所示。类别贴装方式特点顺序式印制电路板AP装在X-Y工作台上，表面安装元器件（SMD）一个一个地顺序贴装工作灵活同时式多个SMD通过模板一次同时贴于AP上贴装率高，但不易更换AP流水线式AP在排成流水线的多个贴装头下，一步一步地行进，每到一个头下，贴装一个SMD投资大、占地大，但贴装效率高顺序/同时式兼有顺序式和同时式两种方式表1.3贴片机按贴装方式分类表贴片机贴装机——相当于机器人，把元器件从包装中取出，并贴放到印制板相应的位置上。贴装机的的基本结构a底座b供料器。c印制电路板传输装置d贴装头e对中系统f贴装头的X、Y轴定位传输装置g贴装工具（吸嘴h计算机控制系统贴片机的主要技术指标3.2.2.2贴装机的主要技术指标a贴装精度：包括三个内容：贴装精度、分辨率、重复精度。贴装精度——是指元器件贴装后相对于印制板标准贴装位置的偏移量，一般来讲，贴装Chip元件要求达到±0.1mm，贴装高密度窄间距的SMD至少要求达到±0.06mm。分辨率——分辨率是贴装机运行时每个步进的最小增量。重复精度——重复精度是指贴装头重复返回标定点的能力b贴片速度：一般高速机为0.2S/Chip元件以内，多功能机度为0.3—0.6S/Chip元件左右。c对中方式：有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光/视觉混合对中。d贴装面积：指贴装头的运动范围，可贴装的PCB尺寸，最大PCB尺寸应大于250×300mm。e贴装功能：是指贴装元器件的能力。一般高速机只能贴装较小的元器件；多功能机可贴装最小0.6×03mm~最大60×60mm器件，还可以贴装连接器等异形元器件。f可贴装元件种类数：是指贴装机料站位置的多少（以能容纳8mm编带供料器的数量来衡量）g编程功能：是指在线和离线编程优化功能。日本SONY公司的SI-E1000MKⅢ高速贴装机的45°旋转贴装头贴片机的发展趋势•随着SMC小型化、SMD多引脚窄间距化和复合式、组合式片式元器件、BGA、CSP、DCA（芯片直接贴装技术）、以及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断出现，对贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动化贴装机正朝着高速、高精度和多功能方向发展。采用多贴装头、多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术，使贴装速度和贴装精度大大提高。目前最高的贴装速度可达到0.06S/Chip元件左右；高精度贴装机的重复贴装精度为0.05-0.25mm;多功能贴片机除了能贴装0201(0.6mm*0.3mm)元件外,还能贴装SOIC(小外型集成电路)、PLCC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距QFP、BGA和CSP以及长接插件（150Mm长）等SMD/SMC的能力。贴片机的发展趋势•此外，现代的贴片机在传动结构（Y轴方向由单丝械向双丝杠发展）；•元件的对中方式（由机械向激光向全视觉发展）；图像识别（采用高分辨CCD）；BGA和CSP的贴装（采用反射加直射镜技术）；采用铸铁机架以减少振动，提高精度，减少磨损；•增强计算机功能等方面都采用了许多新技术，使操作更加简便、迅速、直观和易掌握。回流炉（再流炉）•再流焊炉主要有热板式、红外、热风、红外＋热风和气相焊等形式。•再流焊热传导方式主要有辐射和对流两种方式。•辐射传导――主要有红外炉。其优点是热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线，双面焊接时PCB上、下温度易控制。其缺点是温度不均匀；在同一块PCB上由于器件的颜色和大小不同、其温度就不同。为了使深颜色和大体积的元器件达到焊接温度、必须提高焊接温度，容易造成焊接不良和损坏元器件等缺陷。•对流传导――主要有热风炉。其优点是温度均匀、焊接质量好。缺点是PCB上、上温差以及沿焊接长度方向的温度梯度不易控制。•（1）目前再流焊倾向采用热风小对流方式，在炉子下面采用制冷手段，以保护炉子上、下和长度方向的温度梯度，从而达到工艺曲线的要求。（2）是否需要充N2选择（基于免清洗要求提出的）充N2的主要作用是防止高温下二次氧化，达到提高可焊性的目的。再流焊炉再流焊炉是焊接表面贴装元器件的设备。再流焊炉主要有红外炉、热风炉、红外加热风炉、蒸汽焊炉等。目前最流行的是全热风炉以及红外加热风炉。热风、红外再流焊炉的基本结构炉体上下加热源PCB传输装置空气循环装置冷却装置排风装置温度控制装置以及计算机控制系统再流焊炉的主要技术指标a温度控制精度：应达到±0.1—0.2℃；b传输带横向温差：要求±5℃以下；c温度曲线测试功能：如果设备无此配置，应外购温度曲线采集器；d最高加热温度：一般为300—350℃，如果考虑无铅焊料或金属基板，应选择350℃以上。e加热区数量和长度：加热区数量越多、加热区长度越长，越容易调整和控制温度曲线。一般中小批量生产选择4—5温区，加热区长度1.8m左右即能满足要求。f传送带宽度：应根据最大和最小PCB尺寸确定。•再流焊的核心环节是利用外部热源加热，使焊料熔化而再次流动浸润，完成印制电路板的焊接过程。•提示再流焊接是精密焊接，热应力小，适用于全表面贴装元器件的焊接。•常用的再流焊接机有红外线再流焊接机、气相再流焊接机、热传导再流焊接机、激光再流焊接机、热风再流焊接机等。应用最多的是红外线再流焊接机、热风再流焊接机和气相再流焊接机。•图1.5所示为大型全热风回流焊接机，图1.6所示为智能无铅回流焊接机。•各种再流焊的原理和性能如表1.2所示。再流焊接机的种类图1.5大型全热风回流焊接机图1.6智能无铅回流焊接机加热方式原理焊接形式（典型）焊接温度备注红外线再流焊由红外线的辐射加热225℃～235℃调节范围：3℃～10℃预热：远红外焊接：近红外适合于不需要部分加热场合，可大批量生产气相再流焊利用惰性气体的汽化潜热215℃调节范围：10℃～30℃热板再流焊利用芯板的热传导加热215℃～235℃调节范围：3℃～10℃表1.2再流焊