SMT贴片机基础培训

SMT贴片机基础培训(西门子)课程大纲表面贴装技术介绍1西门子贴片机结构&分类23机器操作4表面贴装元件5机器保养6机器故障处理7机器拾取&贴片过程什么是表面贴装技术?SMT(SurfaceMountTechnology)的英文缩写，中文意思是表面贴装技术。是新一代电子组装技术，它将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件。表面安装不是一个新的概念，它源于较早的工艺，如平装和混合安装。电子线路的装配，最初采用点对点的布线方法，而且根本没有基片。第一个半导体器件的封装采用放射形的引脚，将其插入已用于电阻和电容器封装的单片电路板的通孔中。50年代，平装的表面安装元件应用于高可靠的军方，60年代，混合技术被广泛的应用，70年代，受日本消费类电子产品的影响，无源元件被广泛使用，近十年有源元件被广泛使用。什么是表面贴装技术?年代60年代70年代80年代代表产品电子管收音机黑白电视机彩色电视机录像机电子照相机器件电子管晶体管集成电路大规模集成电路元件带引线的大型元件轴向引线小型化元件整形引线的小型化元件表面贴装元件SMC组装技术札线,配线,手工焊接半自动插装浸焊接自动插装波峰浸焊表面组装自动贴装和自动焊接传统插件技术VS表面贴装技术与传统工艺相比SMA的特点：高密度高可靠小型化低成本生产的自动化自动化程度类型THT(ThroughHoleTechnology)SMT(SurfaceMountTechnology)元器件双列直插或DIP,针阵列PGA有引线电阻，电容SOIC,SOT,SSOIC,LCCC,PLCC,QFP,PQFP,片式电阻电容基板印制电路板，2.54mm网格，Φ0.8mm~0.9mm通孔印制电路板，1.27mm网格或更细，导电孔仅在层与层互连调用（Φ0.3mm~0.5mm），布线密度高2倍以上，厚膜电路，薄膜电路，0.5mm网格或更细焊接方法波峰焊再流焊面积大小，缩小比约1：3~1：10组装方法穿孔插入表面安装----贴装自动插件机自动贴片机，生产效率高传统插件技术VS表面贴装技术SMT的主要组成部分表面组装元件组装设计-----涂敷技术,贴装技术,焊接技术,清洗技术,检测技术等设计-----结构尺寸,端子形式,耐焊接热等各种元器件的制造技术包装-----编带式,棒式,散装式组装工艺组装材料-----粘接剂,焊料,焊剂,清洁剂等组装设备-----涂敷设备,贴装机,焊接机,清洗机,测试设备等电路基板-----但(多)层PCB,陶瓷,瓷釉金属板等组装设计-----电设计,热设计,元器件布局,基板图形布线设计等SMT工艺流程（一）表面组装技术片时元器件关键技术——各种SMD的开发与制造技术产品设计——结构设计，端子形状，尺寸精度，可焊型包装——盘带式，棒式，华夫盘，散装式装联工艺贴装材料焊锡膏与无铅焊料黏接剂/贴片胶助焊剂导电胶贴装印制板涂布工艺贴装方式基板材料：有机玻璃纤维，陶瓷板，合金板电路图形设计：图形尺寸设计，工艺型设计锡膏精密印刷工艺贴片胶精密点涂工艺及固化工艺纯片式元件贴装，单面或双面SMD与通孔元件混装，单面或双面贴装工艺：最优化编程焊接工艺波峰焊再流焊：红外热风式，N2保护再流焊，汽相焊，激光焊，通孔器件再流焊助焊剂涂布方式：发泡，喷雾双波峰，0型波，温度曲线的设定设备：印刷机，贴片机，焊接设备，清洗设备(在较早的工艺中使用），检测设备，维修设备清洗技术：清洗剂，清洗工艺检测技术：焊点质量检测，在现测试，功能检测防静电生产管理SMT工艺流程（二）通常先作B面再作A面印刷锡高贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡高再流焊翻转清洗SMT工艺流程（三）双面再流焊工艺A面布有大型IC器件B面以片式元件为主充分利用PCB空间，实现安装面积最小化，工艺控制复杂，要求严格常用于密集型或超小型电子产品，如手机。波峰焊插通孔元件清洗混合安装工艺多用于消费类电子产品的组装印刷锡高贴装元件再流焊翻转点贴片胶贴装元件加热固化翻转先作A面：再作B面：插通孔元件后再过波峰焊：SMT工艺流程（四）涂敷粘接剂红外加热表面安装元件固化翻转插通孔元件波峰焊清洗贴片——波峰焊工艺价格低廉，但要求设备多，难以实现高密度组装印刷锡高贴装元件再流焊清洗锡膏——再流焊工艺简单，快捷SMT工艺流程（五）SMT（表面安装技术）生产线生产线计算机/编程站输入模块屏幕打印输送器SIPLACEHS-50SIPLACE80S-20回流炉输出站SIPLACE80F5SMT贴片机简述（一）SMT起源于70年代﹐但对SMT最早的普遍接受是发生在八十年代早期，當時只有FUJI等几種机器进入市场﹐SIEMENS貼片機是在九十年代后期才發展起來的。到目前為止貼片機機種已有數十種甚至上百種﹐但是它們的貼片形式不外乎兩種﹕转塔型拱架型SMT贴片机简述（二）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。SMT贴片机简述（三）转塔型（Turret)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。SMT贴片机简述（四）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。SMT贴片机简述（五）拱架型(Gantry)：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。表面贴装设备SIEMENSGSM2SANYOAX5课程大纲表面贴装技术介绍1西门子贴片机结构&分类23机器操作4表面贴装元件5机器保养6机器故障处理7机器拾取&贴片过程西门子贴片机简述（一）SIEMENS贴片机是由德国SIEMENS公司下属子公司西门子装配与物流系统有限公司研发并制造的一种用于在电子制造工业中装配各种型号及形状的电子产品的机器.与同样的处理加工能力的不同制造商的机器相比较,SIEMENS机器具有高速,多用途,多功能,操作简便,占地面积小,嗓音污染小,人机对话界面简单等特点。一般说来，按照用途来分，可将SIEMENS机器分为高速贴片机多功能泛用机西门子贴片机简述（二）高速贴片机又可分为HS系列及80S系列,如:HS50/HS60/S20/S23/S25/S27HS系列机器称为超高速贴片机,具有非常高的贴装率,理想状态下最高60,000/h,可以贴装0201~0805R/C,SOT23,POWER,TR1210-1812,Melf等元件.贴装精度:±90µm@4Sigma±67.5µm@3Sigma贴装可靠性:对0201吸料率≥99.5~99.贴片率≤100dpm80S系列机器称为高速贴片机,80表示它每区最多的供料器承载量为80站.它可以贴装的范围和HS系列机器大致相同,只是80S20不能贴装0201型的元件.贴装速度:最大27,000/h最小20,000/h贴装精度:±90µm@4Sigma±67.5µm@3Sigma(80S20不同)贴装可靠性:对0201吸料率≥99.5~99.8%(80S20除外)贴片率≤100dpm西门子贴片机简述（三）多功能泛用机多功能泛用机是用来贴装各种大尺寸,异形元件,BGA,FlipChip等,相较与高速机,它具有更高的贴装精度及贴装稳定性.因为它不但可以贴装高速机所能贴装的元件,而且还能贴装各种异形的元件,所以称它为多功能泛用机.多功能泛用机一般分为80F4,80F5,80F5HM,HF系列这几种机型.西门子贴片机简述（四）多功能泛用机80F4&80F5&80F5H这三种机型它们的机器结构及设计思路是完全相同的,只是80F5&80F5HM相较于80F4其精度更高一些,这是因为80F5&80F5HM所采用的照相系统比80F4更加精密,其余部分大体相同.HF系列机器是SIEMENS公司为了迎合市场需求,于前年才推出的一种既可用来高速贴装0201等体积小的元件,又可在保证精度的前提下高速地贴装大体积,不规则的元件.它的机器配置非常灵活,可以根据客户的不用需求来对机器进行选配,对提高客户对机器的利用率非常有效.西门子贴片机简述（五）80F5HM贴装精度:旋转头:±52µm@3SigmaIC头:±37.5µm@3Sigma80F4贴装精度:旋转头:±67.5µm@3SigmaIC头:±37.5µm@3SigmaHF3贴装精度:旋转头:±55µm@4SigmaIC头:±30µm@4Sigma贴装精度西门子贴片机简述（六）SIEMENS貼片机的型号及含义﹕1.Fxx如﹕80F3﹐80F4,80F5其中80代表可架裝80只標准8MMFEEDER,F代表FINEPITCH泛用機3.4.5代表第几代產品。西门子贴片机简述（七）SIEMENS貼片机的型号及含义﹕2.HSxx如﹕HS50其中HS代表HIGHSPEED超高速機50代表理想狀態的貼裝點數為50000點每小時。西门子贴片机简述（八）SIEMENS貼片机的型号及含义﹕3.Sxx如﹕80S20﹐80S23,80S25其中80代表可架裝80只標准8MMFEEDER,S代表SPEED高速機20.23.25代表理想狀態的貼裝點數為20000﹐23000﹐25000點每小時。SIPLACE80F4的外形WPC印刷电路板输送器压缩空气接口悬臂xy收集与贴片拾取与贴片SIPLACEHS-50的外形区域41~4区域每个包括以下元件：悬臂收集与贴片送料器区域带容器交换料台轨道区域3区域2印刷电路板输送方向区域180S/F机器结构综述（一）80S/FMachinecontrolcage80S2080F480F580F5HM80S2380S2580S27Po