SMT制程教育训练

2019/8/3制造技术部1SMT制程教育训练2019/8/3制造技术部2目錄SMT简介SMT流程ScreenPrinterMOUNTREFLOWAOISMTTesterSMT(FPC)各工序简介2019/8/3制造技术部3SurfacemountThrough-hole与传统工艺相比SMA的特点：高密度高可靠小型化低成本生产自动化SMT简介SMT是Surfacemounttechnology的简写，意为表面贴装技术。2019/8/3制造技术部4ScreenPrinterMountReflowAOISMT流程2019/8/3制造技术部5SolderpasteSqueegeeStencilScreenPrinterSTENCILPRINTINGScreenPrinter內部工作图2019/8/3制造技术部6ScreenPrinter锡膏存储：1、锡膏验收合格后仓管员在每瓶锡膏的上粘贴《锡膏状态跟踪表》，对每瓶锡膏根据日期和顺序编号，按编号顺序放置在冰箱内。2、将锡膏入库型号和编号信息记录在《锡膏储存使用记录表》中。3、锡膏的贮存温度为0℃-10℃，仓管员每6小时对冰箱温度进行检查，并记录到《冰箱温度记录表》中，当冰箱温度≤1℃或≥9℃，或连续7个点呈现上升或下降趋势时，记录人员须反馈给设备工程师处理。2019/8/3制造技术部7ScreenPrinter锡膏使用：1、采用“先进先出”的原则2、从冰箱内取出锡膏放在室温下进行回温，回温4小时以上才能开封使用，回温时间超过15天还没有使用的锡膏直接报废。锡膏取出回温和领用应填写《锡膏储存使用记录表》。3、锡膏使用前须搅拌3～5分钟才能使用，使得其成分分布均匀。4、为确保钢网上的锡膏在印刷时形成良好的滚动，印刷前钢网上的锡膏高度应控制在15mm左右（即：一元硬币的高度），长度应控制在与刮刀运行方向一致的FPC边长的长度，且两边顶端各多出10mm左右。5、加锡膏应遵循“少量多次”的原则，印刷一段时间后再根据所需用量添加新鲜的锡膏。6、锡膏应避开空调或风扇出风口、热风器等设备，以免造成锡膏特性的改变。2019/8/3制造技术部8Squeegee(又叫刮板或刮刀）菱形刮刀拖裙形刮刀橡胶金屬10mm45度角SqueegeeStencil菱形刮刀ScreenPrinter拖裙形刮刀SqueegeeStencil45-60度角刮刀作用，在印刷时，使刮刀将锡膏在前面滚动，使其流入模板孔内，然后刮去多余锡膏，在PCB焊盘上留下与模板一样厚的锡膏。常见有两种刮刀类型：橡胶或聚氨酯(polyurethane)刮刀和金属刮刀。2019/8/3制造技术部9Stencil(又叫网板或钢板）：StencilPCBStencil的梯形開口ScreenPrinterPCBStencilStencil的刀鋒形開口鐳射切割鋼板和電鑄成行鋼板化學蝕刻鋼板2019/8/3制造技术部10问题原因对策钢膏印刷缺陷分析:ScreenPrinter锡膏偏移印刷钢板未对准，钢板或电路板不良调整印刷机，测量钢板或电路板锡膏短路锡膏过多检查钢网锡膏模糊钢板底面有锡膏、与电路板面间隙太多清洁钢板底面锡膏少锡钢孔有干锡膏、刮刀速度太快清洗钢孔、调节印刷机刮刀速度锡膏量多刮刀压力太大、钢孔损坏调节印刷机刮刀压力、检查钢板锡膏下塌刮刀速度太快、锡膏温度太高、调节印刷机刮刀速度、更换锡膏吸入水份及水气2019/8/3制造技术部11MOUNT表面貼裝元件介紹：表面貼裝元件具備的條件1.元件的形狀適合於自動化表面貼裝。2.尺寸，形狀在標準化後具有互換性。3.有良好的尺寸精度。4.適應於流水或非流水作業。5.有一定的機械強度。6.可承受有機溶液的洗滌。7.可執行零散包裝又適應編帶包裝。8.具有電性能以及機械性能的互換性。9.耐焊接熱應符合相應的規定。2019/8/3制造技术部12MOUNT表面貼裝元件的種類有源元件（陶瓷封裝）無源元件單片陶瓷電容鉭電容厚膜電阻器薄膜電阻器軸式電阻器CLCC（ceramicleadedchipcarrier）陶瓷密封帶引線晶片載體DIP（dual-in-linepackage）雙列直插封裝SOP（smalloutlinepackage）小尺寸封裝QFP(quadflatpackage)四面引線扁平封裝BGA(ballgridarray)球柵陣列SMC泛指無源表面安裝元件總稱SMD泛指有源表面安裝元件2019/8/3制造技术部13阻容元件識別方法1．元件尺寸公英制換算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）Chip阻容元件IC積體電路英制名稱公制mm英制名稱公制mm120608050603040202013.2×1.650302525121.270.80.650.50.32.0×1.251.6×0.81.0×0.50.6×0.3MOUNT2019/8/3制造技术部14MOUNT阻容元件識別方法2．片式電阻、電容識別標記電阻電容標印值電阻值標印值電阻值2R25R61026823331045642.2Ω5.6Ω1KΩ6800Ω33KΩ100KΩ560KΩ0R50101104713322235130.5PF1PF11PF470PF3300PF22000PF51000PF2019/8/3制造技术部15MOUNTIC第一腳的的辨認方法OB36HC081132412廠標型號OB36HC081132412廠標型號OB36HC081132412廠標型號T93151—1HC02A1132412廠標型號①IC有缺口標誌②以圓點作標識③以橫杠作標識④以文字作標識（正看IC下排引腳的左邊第一個腳為“1”）2019/8/3制造技术部16MOUNT常見IC的封裝方式2019/8/3制造技术部17MOUNT常見IC的封裝方式2019/8/3制造技术部18MOUNT貼片機的介紹拱架型(Gantry)元件送料器、基板(PCB)是固定的，貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動，將元件從送料器取出，經過對元件位置與方向的調整，然後貼放於基板上。由於貼片頭是安裝於拱架型的X/Y坐標移動橫樑上，所以得名。這類機型的優勢在於：系統結構簡單，可實現高精度，適於各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、託盤形式。適於中小批量生產，也可多台機組合用於大批量生產。這類機型的缺點在於：貼片頭來回移動的距離長，所以速度受到限制。2019/8/3制造技术部19MOUNT轉塔型(Turret)元件送料器放于一個單座標移動的料車上，基板(PCB)放於一個X/Y坐標系統移動的工作臺上，貼片頭安裝在一個轉塔上，工作時，料車將元件送料器移動到取料位置，貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件，經轉塔轉動到貼片位置(與取料位置成180度)，在轉動過程中經過對元件位置與方向的調整，將元件貼放於基板上。一般，轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭，每個貼片頭上安裝2~4個真空吸嘴(較早機型)至5~6個真空吸嘴(現在機型)。由於轉塔的特點，將動作細微化，選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調整、工作臺移動(包含位置調整)、貼放元件等動作都可以在同一時間週期內完成，所以實現真正意義上的高速度。目前最快的時間週期達到0.08~0.10秒鐘一片元件。這類機型的優勢在於：這類機型的缺點在於：貼裝元件類型的限制，並且價格昂貴。2019/8/3制造技术部20REFLOW回流的方式：•紅外線焊接•紅外+熱風（組合）•氣相焊（VPS）•熱風焊接•熱型芯板（很少採用）2019/8/3制造技术部21REFLOWTime(BGABottom)1-3℃/Sec220℃Peak240℃±5℃30-60Sec150-180℃60-120SecPreheatDryoutReflowcooling熱風回流焊過程中，焊膏需經過以下幾個階段：溶劑揮發，焊劑清除焊件表面的氧化物，焊膏的熔融、再流動以及焊膏的冷卻、凝固。基本製程：2019/8/3制造技术部22REFLOW工藝分區：（一）預熱區目的：使PCB和元器件預熱，達到平衡，同時除去焊膏中的水份、溶劑，以防焊膏發生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢，溶劑揮發。較溫和，對元器件的熱衝擊盡可能小，升溫過快會造成對元器件的傷害，如會引起多層陶瓷電容器開裂。同時還會造成焊料飛濺，使在整個PCB的非焊接區域形成焊料球以及焊料不足的焊點。2019/8/3制造技术部23REFLOW（二）保溫區目的：保證在達到再流溫度之前焊料能完全乾燥，同時還起著焊劑活化的作用，清除元器件、焊盤、焊粉中的金屬氧化物。時間約60~120秒，根據焊料的性質有所差異。工藝分區：2019/8/3制造技术部24REFLOW（二）再流焊區目的：焊膏中的焊料使金粉開始熔化，再次呈流動狀態，替代液態焊劑潤濕焊盤和元器件，這種潤濕作用導致焊料進一步擴展，對大多數焊料潤濕時間為30~60秒。再流焊的溫度要高於焊膏的熔點溫度，一般要超過熔點溫度20度才能保證再流焊的品質。有時也將該區域分為兩個區，即熔融區和再流區。（四）冷卻區焊料隨溫度的降低而凝固，使元器件與焊膏形成良好的電接觸，冷卻速度要求同預熱速度相同。工藝分區：2019/8/3制造技术部25AOI自動光學檢查(AOI：AutomatedOpticalInspection)運用高速高精度視覺處理技術自動檢測PCB板上各種不同帖裝錯誤及焊接缺陷，PCB板的範圍可從細間距高密度板到低密度大尺寸板，並可提供線上檢測方案，以提高生產效率，及焊接品質。通過使用AOI作為減少缺陷的工具，在裝配工藝過程的早期查找和消除錯誤，實現良好的程序控制。早期發現缺陷將避免將壞板送到隨後的裝配階段，AOI將減少修理成本將避免報廢不可修理的電路板。2019/8/3制造技术部26序號缺陷原因解決方法1元器件移位安放的位置不對校準定位座標焊膏量不夠或定位壓力不夠加大焊膏量，增加安放元器件焊膏中焊劑含量太高，的壓力在再流焊過程中焊劑的減小錫膏中焊劑的含量流動導致元器件移動2橋接焊膏塌落增加錫膏金屬含量或黏度焊膏太多減小絲網孔徑，增加刮刀壓力加熱速度過快調整再流焊溫度曲線3虛焊焊盤和元器件可焊性差加強PCB和元器件的篩選印刷參數不正確檢查刮刀壓力、速度再流焊溫度和升溫速度不當調整再流焊溫度曲線不良原因列表2019/8/3制造技术部27序號缺陷原因解決方法4元器件豎立安放的位置移位調整印刷參數焊膏中焊劑使元器件浮起採用焊劑較少的焊膏印刷焊膏厚度不夠增加焊膏厚度加熱速度過快且不均勻調整再流焊溫度曲線採用Sn63/Pb37焊膏改用含Ag的焊膏6焊點錫過多絲網孔徑過大減小絲網孔徑焊膏黏度小增加錫膏黏度5焊點錫不足焊膏不足擴大絲網孔徑焊盤和元器件焊接性能差改用焊膏或重新浸漬元件再流焊時間短加長再流焊時間不良原因列表2019/8/3制造技术部28X-Ray測試機X射線，具備很強的穿透性，是最早用於各種檢測場合的一種儀器。X射線透視圖可以顯示焊點厚度，形狀及品質的密度分佈。這些指針能充分反映出焊點的焊接品質，包括開路、短路、孔、洞、內部氣泡以及錫量不足，並能做到定量分析。X-Ray測試機就是利用X射線的穿透性進行測試的。SMTTester2019/8/3制造技术部29X-Ray檢測常見的一些不良現象2DTransmissiveImage3DTomosynthesisImage短路焊點偏移漏焊錫球短路焊點偏移漏焊錫球SMTTester2019/8/3制造技术部30X-Ray檢測常見的一些不良現象2D傳輸影像Crosssectionalimage(3DImage)(Bottomside,BridgeError)3D影像1.橋連不良SMTTester2019/8/3制造技术部31X-Ray檢測常見的一些不良現象2.漏焊不良2D傳輸影像3D影像SMTTester2019/8/3制造技术部32X-Ray檢測常見的一些不良現象3.缺焊不良SMTTestervoid2D缺焊圖像3D缺焊影像2019/8/3制造技术部33X-Ray檢測常見的一些不良現象4.焊點不充分飽滿SMTTes