1、SMT貼片技術(shù)及管控,2,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊接 外觀檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,3,1 貼片技術(shù)簡(jiǎn)介-概要,SMT是(Surfacd Mounting Technolegy簡(jiǎn)稱是新一代電子組裝技術(shù),它將傳統(tǒng)的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件,從而實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生產(chǎn)的自動(dòng)化。 何謂SMT(Surface Mount Technology)呢？所謂SMT就是可在 PCB焊盤上印錫膏，然后放上表面貼裝元器件，再過(guò)回流焊（REFLOW）使錫膏溶融，讓各元器件與基板焊盤接合裝配的技術(shù)。 SMT是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工

2、程技術(shù)，其涉及范圍包括基板、設(shè)計(jì)、 設(shè)備、元器件、組裝工藝、生產(chǎn)輔料和管理等。 SMT設(shè)備和SMT工藝對(duì)操作現(xiàn)場(chǎng)要求： 1.電壓要穩(wěn)定，要防止電磁干擾，防靜電 2.有良好的照明和廢氣排放設(shè)施 3.對(duì)操作環(huán)境的溫度、濕度、空氣清潔度等都有專門要求 4.操作人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)后才能上崗。,4,1 貼片技術(shù)簡(jiǎn)介-PCBA實(shí)例,無(wú)線上網(wǎng)卡,MEM模塊,5,1 貼片技術(shù)簡(jiǎn)介-PCBA實(shí)例,基站控制器BSD板BS面,基站控制器BSD板TS面,6,1 貼片技術(shù)簡(jiǎn)介-貼片常規(guī)流程圖,準(zhǔn)備,領(lǐng)料,上料,檢查,貼Chip元件,貼IC,檢查,回流,檢查,IPQC 抽查,下制程,NG,洗板,檢查,OK,NG,校

3、正,NG,OK,維修,NG,OK,重工,OK,報(bào)廢,NG,印刷,7,1 貼片技術(shù)簡(jiǎn)介-常見(jiàn)原件封裝-貼片元件,QFP QFN BGA,0402電阻 鉭電容 電感 SOP,8,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊接 外觀檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,9,2 SMT主要制程介紹 -單面貼片制程,適用只有一面有SMD器件的產(chǎn)品。一般流程如下： 錫膏印刷錫膏目檢CHIP件貼片IC件貼片爐前目檢回流焊接目檢(AOI),10,2 SMT主要制程介紹 -雙面貼片制程,適用正反面都有SMT組件的產(chǎn)品 一般組件分布為正面組件多而且大，背面組件較少小。這種產(chǎn)品的流程一般為先作小組件面，一般流

4、程如下 A面錫膏印刷錫膏目檢CHIP件貼片IC件貼片爐前目檢回流焊接目檢（AOI)B面錫膏印刷錫膏目檢CHIP件貼片IC件貼片爐前目檢回流焊接目檢（AOI),11,2 SMT主要制程介紹 -混合制程,適用正反面都有較大，較稀SMT組件的產(chǎn)品。點(diǎn)膠面SMC最好均為普通的Chip組件且數(shù)量相對(duì)較少。此種制程一般先作錫膏面，再紅膠面，然后在波峰焊，一般流程如下： A面錫膏印刷目檢CHIP件貼片IC件貼片 回流焊接目檢（AOI)B面紅膠印刷目檢CHIP件貼片IC件貼片 爐前目檢回流焊接目檢（AOI) 插件波峰焊,12,SMT流水線圖,13,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊

5、接 外觀檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,14,3錫膏印刷-目的,其目的是將適量的焊膏均勻的施加在PCB的焊盤上，以保證貼片元器件與PCB相對(duì)應(yīng)的焊盤在回流焊接時(shí)，達(dá)到良好的電器連接，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。,15,3錫膏印刷,怎么樣保證焊膏均勻的施加在各焊盤上呢？,16,3錫膏印刷-鋼網(wǎng),我們需要制作鋼網(wǎng)。錫膏通過(guò)各焊盤在鋼網(wǎng)上對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔，在刮刀的作用下將錫均勻的涂覆在各焊盤上。 鋼網(wǎng)圖實(shí)例：,17,3錫膏印刷-印錫示意圖,錫膏,刮刀,鋼網(wǎng),PCB,18,3錫膏印刷-鋼網(wǎng)（Stencil）制作規(guī)范,網(wǎng)框 印刷機(jī)的大小不一樣，對(duì)網(wǎng)框的大小要求也會(huì)不一樣，所以具體網(wǎng)框的大小要視印刷機(jī)的情況而定。 鋼片鋼片

6、厚度 ： (厚度可用0.1mm-0.3mm)，為保證印錫量和焊接質(zhì)量，印錫網(wǎng)鋼片厚度的選擇很重要。 鋼片尺寸：為保證鋼網(wǎng)有足夠的張力和良好的平整度，通常情況下鋼片距網(wǎng)框內(nèi)側(cè)保留有2030mm. MARK點(diǎn)刻法 有印刷面半刻，非印刷面半刻，兩面半刻，全刻透封黑膠和全刻透不封黑膠。 字符 用于區(qū)分鋼網(wǎng)適合生產(chǎn)的機(jī)型、使用狀況。,19,3錫膏印刷-鋼網(wǎng)開(kāi)口,激光切割模板和電鑄成行模板,化學(xué)蝕刻模板,20,3錫膏印刷-印錫設(shè)備,焊膏是由專用設(shè)備施加在焊盤上，其設(shè)備有：手動(dòng)印刷臺(tái)、半自動(dòng)印刷機(jī)、全自動(dòng)印刷機(jī)等。,SMT中型手動(dòng)印刷臺(tái) 半自動(dòng)錫膏印刷機(jī) DEK全自動(dòng)印刷機(jī),21,3錫膏印刷-常見(jiàn)錫膏印刷不

7、良現(xiàn)象分析,22,3錫膏印刷-錫膏的成份,錫膏,錫膏專用助焊劑(FLUX),23,3錫膏印刷-錫膏/紅膠的使用,錫膏/紅膠的保存以密封狀態(tài)存放在冰箱內(nèi),保存溫度為010。 錫膏從冰箱中取出時(shí),應(yīng)在其密封，常溫狀態(tài)下回溫6-8 h后再開(kāi)封。 錫膏使用前先用攪拌機(jī)攪30-40sec/5min。 錫膏/紅膠開(kāi)封后盡可能在24小時(shí)內(nèi)用完。 未用完的錫膏/紅膠必須立即緊密封蓋并記錄時(shí)間放回冰箱以維持其活性 紅膠在常溫下最低回溫1-2小時(shí)方可使用,不需攪拌.,24,3錫膏印刷-印錫不良板清洗,清洗是利用物理作用、化學(xué)反應(yīng)去除被清洗物表面的污染物、雜質(zhì)的過(guò)程。無(wú)論是采用溶劑清洗或水清洗，都要經(jīng)過(guò)表面潤(rùn)濕、溶

8、解、乳化作用、皂化作用等，并通過(guò)施加不同方式的機(jī)械力將污物從PCB板表面剝離下來(lái)，然后漂洗或沖洗干凈，最后吹干、烘干或自然干燥。,25,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊接 外觀檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,26,4 貼裝元器件,本工序是用貼裝機(jī)或手工將片式元器件準(zhǔn)確的貼裝到印好焊膏或貼片膠的PCB表面相應(yīng)的位置 貼裝方法有二種，其對(duì)比如下：,27,4 貼裝元器件,人工手動(dòng)貼裝主要工具：真空吸筆、鑷子、IC吸放對(duì)準(zhǔn)器、低倍體視顯微鏡或放大鏡等。,28,4 貼裝元器件,隨著表面貼裝技術(shù)及新式零件封裝設(shè)計(jì)之快速發(fā)展，也連帶刺激自動(dòng)放置機(jī)的不斷的革新。多數(shù)品牌的放置機(jī)，其對(duì)S

9、MD自動(dòng)放置的基本理念均屬大同小異。其工作順序是： 由真空轉(zhuǎn)軸及吸頭所組成的取料頭先將零件拾起。 利用機(jī)械式夾抓或照像視覺(jué)系統(tǒng)做零件中心校正。 旋轉(zhuǎn)零件方向或角度以便對(duì)準(zhǔn)電路板面的焊盤。 經(jīng)釋放真空吸力后，使零件放置在板面的焊盤上。,29,4 貼裝元器件-貼片設(shè)備,YAMAHA貼片機(jī) SAMSUNG貼片機(jī) JUKI貼片機(jī),30,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊接 外觀檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,31,5回流焊接,回流焊是英文Reflow Soldring的直譯，是通過(guò)熔化電路板焊盤上的焊膏，實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端與印制板焊盤之間機(jī)械與電氣連接。 回流焊作為SMT生產(chǎn)

10、中的關(guān)鍵工序，合理的溫度曲線設(shè)置是保證回流焊質(zhì)量的關(guān)鍵。不恰當(dāng)?shù)臏囟惹€會(huì)使PCB板出現(xiàn)焊接不全、虛焊、元件翹立、焊錫球過(guò)多等焊接缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。,32,5回流焊接-回流焊方式,33,5回流焊接-熱風(fēng)回流焊工藝,熱風(fēng)回流焊過(guò)程中，焊膏需經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段，溶劑揮發(fā)；焊劑清除焊件表面的氧化物；焊膏的熔融、再流動(dòng)以及焊膏的冷卻、凝固。,34,回流焊錫爐,35,回流焊的工作原理,圖,36,爐溫曲線,跟據(jù)不同的焊料調(diào)試爐溫,37,5回流焊接-熱風(fēng)回流焊工藝,預(yù)熱區(qū) 使PCB和元器件預(yù)熱 ，達(dá)到平衡，同時(shí)除去焊膏中的水份 、溶 劑，以防焊膏發(fā)生塌落和焊料飛濺。要保證升溫比較緩慢，溶劑揮發(fā)。較溫和，對(duì)元

11、器件的熱沖擊盡可能小，升溫過(guò)快會(huì)造成對(duì)元器件的傷害，如會(huì)引起多層陶瓷電容器開(kāi)裂。同時(shí)還會(huì)造成焊料飛濺，使在整個(gè)PCB的非焊接 區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn)。 保溫區(qū) 保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥，同時(shí)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(shí)間約60120秒，根據(jù)焊料的性質(zhì)有所差異。,38,5回流焊接-熱風(fēng)回流焊工藝,再流焊區(qū) 焊膏中的焊料使金粉開(kāi)始熔化，再次呈流動(dòng)狀態(tài)，替代液態(tài)焊劑潤(rùn)濕 焊盤和元器件，這種潤(rùn)濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展，對(duì)大多數(shù)焊料潤(rùn)濕時(shí)間為6090秒。再流焊的溫度要高于焊膏的熔點(diǎn)溫度，一般要超過(guò)熔點(diǎn)溫度20度才能保證再流焊的質(zhì)量。有 時(shí)也將該區(qū)域

12、分為兩個(gè)區(qū)，即熔融區(qū)和再流區(qū)。 冷卻區(qū) 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(yù)熱速度相同。,39,5回流焊接-設(shè)備,八溫區(qū)全熱風(fēng)無(wú)鉛回流焊TN380,40,5回流焊接-測(cè)溫板制作,為能夠很好的觀察產(chǎn)品的爐溫，在產(chǎn)品至少5-6個(gè)位置上安裝熱電偶。 應(yīng)在PCB上選擇合適的位置安裝熱電偶，以保證能夠量測(cè)到產(chǎn)品溫度最低和最高的位置。溫度敏感組件也應(yīng)被量測(cè)。 正確的安裝熱電偶是保證量測(cè)溫度精度和可靠性的前提。大的元件底部通常是溫度最低的位置，而溫度最高的位置通常是PCB裸露著的表面，CHIP件或是元件的表面。 在元件底部安裝熱電偶時(shí)，應(yīng)先鉆一個(gè)孔，然后穿過(guò)孔安裝熱電偶。

13、,41,5回流焊接-測(cè)溫板制作,PCB板上一些常用的熱電偶量測(cè)位置示意圖,42,5回流焊接-回流焊不良現(xiàn)象分析,43,5回流焊接-回流焊不良現(xiàn)象分析,44,5回流焊接-回流焊不良現(xiàn)象分析,45,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊接 外觀檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,46,6 外觀檢驗(yàn),外觀檢驗(yàn)的方法有： AOI 目檢 X-Ray,47,6外觀檢驗(yàn)-AOI,AOI(Automatic Optical Inspection)是近幾年才興起的一種新型測(cè)試技術(shù)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并

14、通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。,48,6外觀檢驗(yàn)-AOI,雖然AOI可用于生產(chǎn)線上的多個(gè)位置，各個(gè)位置可檢測(cè)特殊缺陷，但AOI檢查設(shè)備應(yīng)放到一個(gè)可以盡早識(shí)別和改正最多缺陷的位置。有三個(gè)檢查位置是主要的： （1）錫膏印刷之后。 典型的印刷缺陷包括以下幾點(diǎn)： A.焊盤上焊錫不足。 B.焊盤上焊錫過(guò)多。 C.焊錫對(duì)焊盤的重合不良。 D.焊盤之間的焊錫橋。,AOI在產(chǎn)線放置位置,49,6外觀檢驗(yàn)-AOI,（2）回流焊前。 檢查是在元件貼放在板上錫膏內(nèi)之后和PCB送入回流爐之前完成的。這是一個(gè)典型地放置檢查機(jī)器的位置，因?yàn)檫@里可發(fā)現(xiàn)來(lái)自錫膏印刷以及機(jī)器貼放的大多數(shù)缺陷。在這個(gè)

15、位置產(chǎn)生的定量的過(guò)程控制信息，提供高速片機(jī)和密間距元件貼裝設(shè)備校準(zhǔn)的信息。這個(gè)信息可用來(lái)修改元件貼放或表明貼片機(jī)需要校準(zhǔn)。這個(gè)位置的檢查滿足過(guò)程跟蹤的目標(biāo)。,AOI在產(chǎn)線放置位置,50,6 外觀檢驗(yàn)-AOI,（3）回流焊后。 在SMT工藝過(guò)程的最后步驟進(jìn)行檢查，這是目前AOI最流行的選擇，因?yàn)檫@個(gè)位置可發(fā)現(xiàn)全部的裝配錯(cuò)誤。回流焊后檢查提供高度的安全性，因?yàn)樗R(shí)別由錫膏印刷、元件貼裝和回流過(guò)程引起的錯(cuò)誤。,AOI在產(chǎn)線放置位置,51,6 外觀檢驗(yàn)-目檢,目檢就是先用眼睛掃瞄整片板子，再用顯微鏡對(duì)有缺陷的地方作檢查。如缺錫、短路或接腳扭曲(bending)都可以再經(jīng)由傾斜板子，來(lái)調(diào)整最佳視線時(shí)容易

16、的發(fā)現(xiàn)。用眼睛來(lái)檢查不規(guī)則的地方，通常要比用顯微鏡一點(diǎn)一點(diǎn)的檢查要容易的多，也更節(jié)省時(shí)間。當(dāng)問(wèn)題被發(fā)現(xiàn)后，再用顯微鏡來(lái)作更詳細(xì)的檢驗(yàn)。,52,6外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),自動(dòng)Xray檢測(cè)技術(shù)(Automatic X-ray Inspection，簡(jiǎn)稱AXI),X射線具備很強(qiáng)的穿透性是最早用于各種檢測(cè)場(chǎng)合的一種儀器。X射線透視圖可以顯示焊點(diǎn)厚度形狀及質(zhì)量的密度分布。這些指針能充分反映出焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量包括開(kāi)路短路孔洞內(nèi)部氣泡以及錫量不足并能做到定量分析X-Ray測(cè)試機(jī)就是利用X射線的穿透性進(jìn)行測(cè)試的,53,6 外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),54,6外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),不同材料對(duì)X射線的不透明度系

17、數(shù),55,6 外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),X-Ray檢測(cè)常見(jiàn)的一些不良現(xiàn)象-橋連,2D傳輸影象,Cross sectional image (3D Image) (Bottom side, Bridge Error),3D 影象,56,6 外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),X-Ray檢測(cè)常見(jiàn)的一些不良現(xiàn)象-漏焊,2D傳輸影象,3D 影象,57,6 外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),X-Ray檢測(cè)常見(jiàn)的一些不良現(xiàn)象-缺焊,2D 缺焊圖象,3D 缺焊影象,58,6 外觀檢驗(yàn)-X-Ray檢測(cè),X-Ray檢測(cè)常見(jiàn)的一些不良現(xiàn)象-焊點(diǎn)不充分飽滿,59,貼片技術(shù)簡(jiǎn)介 SMT主要制程介紹 錫膏印刷 貼裝元器件 回流焊接 外觀

18、檢驗(yàn) ICT測(cè)試,目錄：,60,7 ICT測(cè)試,ICT （In-circuit tester)被稱為在線測(cè)試機(jī) 在線測(cè)試屬于接觸式檢測(cè)技朮也是生產(chǎn)中測(cè)試最基本的方法之一由于它具有很強(qiáng)的故障診斷能力而廣泛使用。通常將SMA放置在專門設(shè)計(jì)的針床夾具上安裝在夾具上的彈簧測(cè)試探針與組件的引線或測(cè)試焊盤接觸由于接觸了板子上所有網(wǎng)絡(luò)所有仿真和數(shù)字器件均可以單獨(dú)測(cè)試并可以迅速診斷出故障器件。 通常ICT能檢查的焊接缺陷如下表,61,7 ICT測(cè)試-設(shè)備,62,7-ICT測(cè)試夾具,63,PCBA外觀常見(jiàn)缺陷,64,DIP,65,1插件 2波峰焊接,目錄：,66,1 插件,人工插件波峰焊流水線,人工插件主要針對(duì)異形的引腳較多的插件，及插件數(shù)量較少的PCB板。,67,1 插件,插件機(jī)分為臥式插件機(jī)（可插臥式色環(huán)電阻等）和立式插件機(jī)（可插立式電解