1、第二章 SMT工藝流程與組裝生產(chǎn)線,主講： Feng Xiao Jia,本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn),SMT組裝方式的類型、特點(diǎn) SMT組裝工藝流程 表面組裝生產(chǎn)線組成以及主要生產(chǎn)設(shè)備所處位置與功能 生產(chǎn)線的電源、氣源、工作環(huán)境及防靜電要求 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì),2.1 SMT的組裝方式,SMT的組裝方式及工藝流程主要取決于表面組裝組件SMA的類型、使用的元件種類和組裝設(shè)備條件，大體上可將SMA分為： 1、單面混裝 2、雙面混裝 3、全表面組裝 三種組裝類型共六種組裝方式,2.1 SMT的組裝方式單面混合組裝,單面混合組裝：SMC/SMD與通孔插裝元件（THC）分布在PCB不同一面上混裝，但其焊接面僅為單

2、面。,A,B,組件結(jié)構(gòu)示意圖,2.1 SMT的組裝方式單面混合組裝,單面混裝的兩種組裝方式： 1、先貼法：即在 PCB的B面（焊接面）先貼裝SMC/SMD,而后在A面插裝,其工藝特征是先貼后插； 2、后貼法：即先在PCB的A面插裝，而后在B面貼裝SMC/SMD,其工藝特征是先插后貼；,2.1 SMT的組裝方式雙面混合組裝,雙面混合組裝：SMC/SMD和插裝元器件可混合分布在PCB的同一面，同時(shí)，SMC/SMD也可分布在PCB的雙面。可分為兩種組裝方式： 1、SMC/SMD和插裝元器件同側(cè)方式，圖(1)； 2、SMC/SMD和插裝元器件不同側(cè)方式，圖（2）；,A,A,B,B,圖（1）,圖（2）,

3、2.1 SMT的組裝方式全表面組裝,全表面組裝：在PCB上只有SMC/SMD而無(wú)插裝元器件的組裝方式，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；,單面表面組裝,雙面表面組裝,A,A,B,B,2.2 SMT的組裝工藝流程單面混合組裝,單面混合組裝工藝流程：,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,B面涂膠黏劑,貼SMC,膠黏劑固化,翻板,A面插裝,波峰焊接,清洗,最終檢測(cè),圖2-1 （a）SMC先貼法 第一種方式,2.2 SMT的組裝工藝流程單面混合組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,A面插件,翻板,B面涂膠黏劑,貼SMC,膠黏劑固化,波峰焊接,清洗,最終檢測(cè),圖2-1（b）SMC后貼法 第二種方式,單

4、面混合組裝工藝流程：,2.3 SMT的組裝工藝流程雙面混合組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,PCB A面涂膠 黏劑,貼裝SMD,焊膏烘干 膠黏劑固化,溶劑清洗,插裝,波峰焊接,清洗,最終檢測(cè),涂膠黏劑 （選用）,再流焊接,插裝,波峰焊接,清洗,最終檢測(cè),A流程,B流程,圖2-2 雙面混合組裝工藝流程（SMD和插裝元件在同一側(cè)） （第三種方式）,2.3 SMT的組裝工藝流程雙面混合組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,A面涂膠黏劑,貼SMIC,熱棒或激光 再流焊接,溶劑清洗,A面插裝,波峰焊接,清洗,最終檢測(cè),圖2-3采用熱棒或激光再流焊接的雙面混合組裝工藝流程 第三種組裝方式,2.3 SMT的組裝工藝流程雙面混合

5、組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,A面涂膠黏劑,貼SMIC,再流焊接,插裝元件 引線打彎,翻板,貼裝SMD,膠黏劑固化,最終檢測(cè),焊膏 烘干,PCB B面 涂膠黏劑,翻板,雙波峰焊接,溶劑清洗,圖2-4雙面混合組裝SMIC和SMD分別在A面與B面 第四種組裝方式,2.2SMT的組裝工藝流程雙表面混合組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,B面涂膠黏劑,貼SMD,膠黏劑固化,翻板,A面涂敷焊膏,貼裝SMIC,A面再流焊接,最終檢測(cè),A面插裝,B面波峰焊,清洗,圖2-5 雙面板混合組裝工藝 流程A 第四種組裝方式,2.2SMT的組裝工藝流程雙表面混合組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,B面涂膠黏劑,涂膠黏劑,貼裝SMD,焊膏烘干

6、 膠黏劑固化,再流焊接,翻板,PCB A面 涂敷焊膏,最終檢測(cè),焊膏烘干,再流焊接,清洗,圖2-5雙面板混合組裝工藝 流程B 第四種組裝方式,貼裝SMIC,插裝器件,波峰焊接,2.3SMT的組裝工藝流程全表面組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,涂敷焊膏,貼裝SMD,焊膏烘干 膠黏劑固化,涂膠黏劑 （選用）,再流焊接,溶劑清洗,最終檢測(cè),圖2-6單面組裝工藝流程 第五種方式,2.3SMT的組裝工藝流程全表面組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,A面涂敷焊膏,涂膠黏劑 （選用）,貼裝SMD,焊膏烘干 膠黏劑固化,再流焊接,清洗,翻板,最終檢測(cè),清洗,B面涂敷焊膏,貼裝SMD,焊膏烘干,再流焊接 B面,圖2-7雙面表面組

7、裝工藝流程（a） 第六種方式,2.3SMT的組裝工藝流程全表面組裝,來(lái)料檢測(cè),組裝開(kāi)始,A面涂敷焊膏,涂膠黏劑 （選用）,貼裝SMD,焊膏烘干 膠黏劑固化,A面再流焊接,清洗,翻板,最終檢測(cè),清洗,B面涂膠黏劑,貼裝SMD,膠黏劑固化,B面 雙波峰焊接,圖2-7雙面表面組裝工藝流程（b） 第六種方式,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)備,常見(jiàn)的生產(chǎn)設(shè)備：,日立印刷機(jī),JUKI貼片機(jī),富士貼片機(jī),勁拓回流焊機(jī),Screen Printer,Mount,Reflow,AOI,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)主要設(shè)備的位置與分工,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)印刷機(jī),焊膏印刷機(jī)： 位于SMT生產(chǎn)線的最前端，用來(lái)

8、印刷焊膏或貼片膠。它將焊膏或貼片膠正確地漏印到印制板的焊盤(pán)或相應(yīng)位置上。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)印刷機(jī),HITACHI全自動(dòng)網(wǎng)板印刷機(jī)NP-04LP,采用Windows NT交互式操作系統(tǒng)， 操作便捷，高速、高精度、重復(fù)印刷性好 定位精度達(dá)15m； 適宜細(xì)間距QFP、SOP等器件的連續(xù)印刷 5050mm印刷尺寸460360mm,貼片機(jī),自動(dòng)貼片機(jī)相當(dāng)于機(jī)器人的機(jī)械手，能按照事先編制好的程序把元器件從包裝中取出來(lái)，并貼放到印制板相應(yīng)的位置上。SMT 生產(chǎn)線的貼裝功能和生產(chǎn)能力主要取決于貼裝機(jī)的功能與速度。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)貼片機(jī),2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)貼片機(jī),JUKI KE20

9、60RM貼片機(jī),采用Windows XP操作系統(tǒng)，繼承模塊化概念 所具有的靈活性、通用性、可靠性與維護(hù)性； 選配MNVC攝像機(jī)，多種FEEDER，適宜小型芯 片（0201）、薄型芯片、QFP、CSP、BGA等大 型芯片的貼裝； 貼裝速度12500CPH（激光）、3400CPH（圖像） 適宜細(xì)間距QFP、SOP等器件的連續(xù)印刷； 貼片精度0.05mm(5030mm貼裝尺寸 330250mm)。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)貼片機(jī),FUJI高速貼片機(jī) XP-143,貼裝速度： 21800 chip/h 1600 IC/h 貼裝精度： 0.05mm（小型晶片） 0.04mm（QFP零件） IC引腳最小

10、貼裝間距：0.3mm 元件貼裝范圍： 從微型型晶片（0.4mm*0.2mm） 到中型零件(20mm*25mm）,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)回流焊機(jī),回流焊機(jī)： 位于SMT生產(chǎn)線中貼片機(jī)的后面。其作用是提供一種加熱環(huán)境，使預(yù)先分配到印制板焊盤(pán)上的焊錫膏熔化，使表面貼裝元器件與PCB焊盤(pán)通過(guò)焊錫膏合金可靠的給合在一起的焊接設(shè)備。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)回流焊機(jī),勁拓8溫區(qū)無(wú)鉛熱風(fēng)回流焊爐 NS-800,導(dǎo)軌調(diào)寬范圍：50 mm400mm 溫度控制范圍：室溫300 溫度控制精度：1 PCB板溫度分布偏：1.5 升溫時(shí)間 ：Approx. 30min PCB運(yùn)輸方式：鏈傳動(dòng)+網(wǎng)傳動(dòng),2.4 SMT

11、生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)波峰焊機(jī),波峰焊機(jī)： 是利用熔融焊料循環(huán)流動(dòng)的波峰與裝有元器件的PCB焊接面相接觸，以一定速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)群焊。主要用于傳統(tǒng)通孔插裝印制電路板組裝工藝，以及表面組裝與通孔插裝元器件的混裝工藝。,工作原理示意圖,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)檢測(cè)設(shè)備,檢測(cè)設(shè)備 其作用是對(duì)貼裝好的PCB進(jìn)行裝配質(zhì)量和焊接質(zhì)量的檢測(cè)。所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀（AOI）、在線測(cè)試儀（ICT）、X-RAY檢測(cè)系統(tǒng)、功能測(cè)試儀等。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)返修與清洗設(shè)備,返修設(shè)備： 其作用是對(duì)檢測(cè)出現(xiàn)故障的PCB進(jìn)行返工修理。所用工具為烙鐵、返修工作站等。 清洗設(shè)備： 其作用是將貼裝好的PCB

12、上面的影響電性能的物質(zhì)或?qū)θ梭w有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。位置可以不固定。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線分類,1.表面組裝生產(chǎn)線按照自動(dòng)化程度:可分為全自動(dòng)生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線 全自動(dòng)生產(chǎn)線:整條生產(chǎn)線的設(shè)備都是全自動(dòng)設(shè)備，通過(guò)自動(dòng)上板機(jī)、接駁臺(tái)和下板機(jī)將所有生產(chǎn)設(shè)備連成一條自動(dòng)線； 半自動(dòng)生產(chǎn)線:主要生產(chǎn)設(shè)備沒(méi)有連接起來(lái)或沒(méi)有完全連接起來(lái)。 2.按照生產(chǎn)線的規(guī)模大小:可分為大型、中型和小型生產(chǎn)線 大型生產(chǎn)線:具有較大的生產(chǎn)能力，一條大型生產(chǎn)線上的貼裝機(jī)由一臺(tái)多功能機(jī)和多臺(tái)高速機(jī)組成； 中、小型 SMT 生產(chǎn)線:主要適合中、小型企業(yè)和研究所，滿足中、小批量的生產(chǎn)任務(wù)。貼裝機(jī)一般選用可采

13、用一臺(tái)多功能機(jī)；如果有一定的生產(chǎn)量，可采用一臺(tái)多功能機(jī)和一至兩臺(tái)高速機(jī)。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線電源,電源電源電壓和功率要符合設(shè)備要求： 電壓要穩(wěn)定，一般要求單相 AC 220 ( 220 士 10 % , 50 / 60Hz ) ，三相 AC 380V ( 220 士 10 % , 50 / 6OHz ）。如果達(dá)不到要求，須配置穩(wěn)壓電源，電源的功率要大于設(shè)備功耗的一倍以上。 貼裝機(jī)的電源要求獨(dú)立接地，一般應(yīng)采用三相五線制的接線方法。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線氣源,氣源 要根據(jù)設(shè)備的要求配置氣源的壓力。可以利用工廠的氣源，也可以單獨(dú)配置無(wú)油壓縮空氣機(jī)。一般要求壓力大于 7kg

14、/cm2。要求清潔、干燥的凈化空氣。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線環(huán)境,1.排風(fēng)管道 根據(jù)設(shè)備要求配置排風(fēng)機(jī)。對(duì)于全熱風(fēng)爐，一般要求排風(fēng)管道的最低流量值為 500 立方英尺分鐘（ 14.15m3/min ）。 2.清潔度、溫度、濕度 工作間要保持清潔衛(wèi)生，無(wú)塵土、無(wú)腐蝕性氣體。 環(huán)境溫度以 23 3 為最佳（印刷工作間環(huán)境溫度以 23 士 3 為最佳）。 相對(duì)濕度為 45 70 % RH。初步建立生產(chǎn)中的ESD防護(hù)意識(shí) 由于北方氣候干燥，風(fēng)沙較大，因此北方的 SMT 生產(chǎn)線需要采用有雙層玻璃的廠房，一般應(yīng)配備空調(diào)。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線環(huán)境,3.靜電防護(hù)要求： （1）設(shè)立靜電安

15、全工作臺(tái)，由工作臺(tái)、防靜電桌墊、腕帶接頭和接地線等組成。 （2）防靜電桌墊上應(yīng)有兩個(gè)以上的腕帶接頭，一個(gè)供操作人員用，一個(gè)供技 術(shù)人員，檢驗(yàn)人員用。 （3）靜電安全工作臺(tái)上不允許堆放塑料盒、橡皮、紙板、玻璃等易產(chǎn)生靜電的雜物、圖紙資料應(yīng)放入防靜電文件袋內(nèi)。 （4）佩帶防靜電腕帶：直接接觸靜電敏感器件的人員必須帶防靜電腕帶，腕帶與人體皮膚應(yīng)有良好接觸。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線環(huán)境,（5）防靜電容器：生產(chǎn)場(chǎng)所的元件盛料袋、周轉(zhuǎn)箱、PCB上下料架等應(yīng)具備靜電防護(hù)作用，不允許使用金屬和普通容器，所有容器都必須接地。 （6）穿戴防靜電工作服：進(jìn)入靜電工作區(qū)的人員和接觸SMD元器件的人員必須穿防

16、靜電工作服，特別是在相對(duì)濕度小于50%的干燥環(huán)境中（如冬季）工作服面料應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 （7）進(jìn)入工作區(qū)的人員必須穿防靜電工作鞋,穿普通鞋的人員應(yīng)使用導(dǎo)電鞋束、防靜電鞋套或腳跟帶。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)線環(huán)境,（8）生產(chǎn)線上用的傳送帶和傳動(dòng)軸，應(yīng)裝有防靜電接地的電刷和支桿。 （9）對(duì)傳送帶表面可使用離子風(fēng)靜電消除器。 （10）生產(chǎn)場(chǎng)所使用的組裝夾具、檢測(cè)夾具、焊接工具、各種儀器等，都應(yīng)設(shè)良好的接地線。 （11）生產(chǎn)場(chǎng)所入口處應(yīng)安裝防靜電測(cè)試臺(tái)，每一個(gè)進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的人員均應(yīng)進(jìn)行防靜電測(cè)試，合格后方能進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì),在進(jìn)行SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行SMT總體設(shè)計(jì)，以確定組裝元器件的總類和數(shù)量、組裝方式、組裝工藝、總體目標(biāo)。 總體設(shè)計(jì)： 無(wú)論是仿制SMT產(chǎn)品、傳統(tǒng)THT產(chǎn)品，還是SMT產(chǎn)品升級(jí)換代，在總體設(shè)計(jì)中，都應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)量規(guī)模、投資規(guī)模、生產(chǎn)設(shè)備，合理地選擇元件的類型，設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的組裝方式和初步的工藝流程。,怎樣設(shè)計(jì)SMT生產(chǎn)線？,2.4 SMT生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì),總體設(shè)計(jì)： 1、元器件（含基板）選擇 2、組裝方式及工藝流程的確定 3、生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的確定 4、生產(chǎn)設(shè)備的確定 5、技術(shù)隊(duì)伍,2.5 工藝設(shè)計(jì)和組裝設(shè)計(jì)文件,工藝設(shè)計(jì)： 1、工藝流程圖的設(shè)計(jì) 2、工藝要求 3、SMT工藝材料 組裝設(shè)計(jì)文件：