工艺流程-smt工艺流程讲义(doc 96页)

主旨： SMT 工艺流程讲 議 一.目的: 通过集中进行培训.使技朮员掌握更多的知识去为生产过程当中出现的问题.更快更准 确地去分析和解决.达到提高生产效率.提高品质质量.降低物料消耗. 二.培训人员 刘锋 叶俊超 黄旭煌 黄育桃 钟讯冰 吴灵霞 尹建章 三.内容: 工艺流程有关的鱼骨架分析图 3.1.1(ven) 3.1.3 (Printing) .5(员工补料) XY.Table 稳定性 .(其它) XY.Table 水平度 轨道状况 剐刀速度 切刀状况 剐刀压力 CAM 速度 炉温极限设置 网的平面度 取放 PCB 板状况 程序优化状况 炉温设置 网眼大小 补料速度 车间灰尘状况 排废气状况 网眼密度 补料正确性 车间涩度 回流风速 网眼制造 补料手法 车间空气状况 炉速 钢网厚度 组件偏位认识 车间温度 锡浆金属比 来料规格 成像参数设置 nozzle 尺寸状况 锡浆粘度性 组件氧化状况 nozzle 参数设置 nozzle 磨损状况 17.5MM 锡浆溶点温度 组件极性 组件外行尺寸设置 nozzle 中心位置 金属颗粒大小 组件缺损状况 feeder 参数设置 nozzle 堵塞状况 金属颗粒形状 纸带状况 组件识别数据设置 nozzle 反光纸状况 助焊剂含量 胶带状况 组件补偿数据设置 nozzle 真空状况 PCB 板规格 有关速度数据设置 feeder 规格 PCB 拚板标准性 feeder 导盖 Feeder 齿轮 Feeder 中心 3.1.7 3.1.2(Solder) 3.1.4(物料) nozz 和 3.1.6(组件数据) feeder FUJI-CP6,CP642,CP643 Operation Manu Power Box Operation Box1 In-conveyor Out-conveyor Servo Box1 ServoBox2 ControlBox2 ControlBox1 XY-Table Placing Head CPU RACK(FRONT) CPU RACK JUNPER SET Space console space vision servo1 servo2 servo3 I/O C/C GCH servo4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 short open SERVO BOX1 D2 AXIS X AXIS D1 AXIS (11SA-2) (125SA-1) (11SA-1) CACR-44-FK1CSY1A SGDBB-60VD-Y189 CACR-FK1CSY1A FM5 FM6 SERVO BOX2 Y AXIS Z FRQ FQ NC MIPCB0 FM11 FM12 SAPCB3 SAPCB2 SAPCB1 20 1 2 19 3 18 17 4 16 6 5 15 7 14 8 13 9 12 10 11 CP 机器操作介绍 一.机器结构说明: 有关 CP-6 series 机器大致有以下几部分组成. 1.机架(用于放置和固定各部位的连结接). 2.伺服箱 BOX1(用于对 D1.D2.X.AXIS 的控制以及相关继电器回路控制) 3.伺服箱 BOX2(用于对 Y.Z.FRQ.FQ.NC 等 AXIS 的控制以及相关继电回路控 制) 4.控制箱 BOX1(各动作位置的感应输出和输入控制) 5.控制箱 BOX2(机器各部分的供电输出和 VME 主板) 6.主电源箱(主供电箱交流电 380V 的输入和应输出转换回路) 7.操作箱 BOX 前(CRT1.CRT2.CAM AXIS 的控制回路) 8.操作箱 BOX 后(CRT3 的控制回路) 9.物料驱动台 TABLE1.TABLE2. 10.置放头(贴片主体部分) 11.X.Y 工作台(PCB 贴组件工作台 ) 12.凸轮箱(置放头的传动主体) 13.机板输出和输入部分(PCB 板输送主体) 14.消音箱(废料箱以及杂音控制) 二.Twenty Work Station 的说明 : CP6 以上的机器工作站有 20 个.一般都是每个头所在的位子 ,相对应也有一个工 作站,CP6 一般都是 20 个头 ,从字母 A 到从字母 T.每个头上都有 6 个 NOZ -ZLE. 吸嘴.机器在生产时按 PROGRAM 中 PD DATA 资料规定的来选不同的 NOZ- ZLE. ST1:从 FEEDER 上吸取组件,料带切刀动作,真空开关切换, 吸嘴上下动作,供料连 杆动作,组件耗尽侦测. ST2:大组件吸取侦测. ST3:置件角度的预转,在这里只能做粗略的预转. ST4:无功能 . ST5: :置件工作头误差角度的校正. ST6:组件照相处理和 PD DATA 的数据进行核对. ST7.8.9:把 ST6 站的数据进行软件处理 .硬件不动作 . ST10:对 ST3D 的预转角度进行最终确认. ST11: 吸嘴上下动作真空开关切换进行贴片工作. ST12:针对 ST10 站 最终贴片角度的还原 . ST13:置件角度的预转还原.对 ST13 粗略预转角度还原 . ST14:置件工作头 A 的检知. ST15:吸咀头角度原点的确认,不在原点位置的将被 SKIP 退到 ST12 进行重新 还原. ST16:对 做影像处理不能通过之零件进行收集. ST17:对切换前 NOZZLE 位置进行检测. ST18:对吸咀位置进 行切换(也就是选出下步要吸料的 NOZZLER). ST19:对 ST18 吸咀对切的 位置进行最终确认. ST20:无功能. 备注:ST1-ST11 是吸料,检查,贴装过程,ST12-ST20 是还原检查确认过程. SMT 生产现场工艺参数的调整方法 合格 焊接工艺参数 控制 丝印工艺 参数控制 一.铅锡膏功能 贴装工艺 参数控制 结束 开始 PCB 烘烤 90 分钟左右 平整度. 可 焊性检查 焊膏的搅拌 (3/5 分钟 ) 分析原因及 时解决问题 合格 合格 鉛 焊 膏 功 能 1.粉 末 制 作 技 術 2.化 學 性 質 3.物 理 性 質 顆 粒 性 能 填 充 物 料 特 性 熱 熔 特 點 网 印 質 量 焊 接 性 能 焊 接 質 量 金 屬 組 成 干 燥 時 間 焊 接 性 能 熔 焊 細 節 擴 散 性 能 流 變 性 能 顆 粒 大 小 顆 粒 性 能 网 印 質 量 填 充 物 料 顆 粒 間 隙 粘 度 氧 化 程 度 滲 透 現 象 粘 度 一. I/O 信号名称说明 地址 信号名称 注解 X000 EMERGENCY SW 紧急停止键 X001 START SW 开始键 X003 CYCLES TOP 恢复键 X004 TM COUNT1 定时器 2000 小时已满 X005 TM COUNT2 定时器 6000 小时已满 X008 INCHING RIGHT MCHING 右键 X009 INCHING LEFT INCHING 左键 X00A INCHING DOWN INCHING 下降键 X00B INCHING UP INCHING 上升键 X00C INCHING CW INCHING 顺时针按键 X00D INCHING CCW INCHING 逆时针按键 X00F SHIFT KEY 轴的选择键 X010-X015 F1-F6 六个功能键 X017 -(MINUS SKY) 负号键 X018-X01B E1-E4 INCHING 数字键 X01C-X01F TENKEY1-TENKEY4 数字键 X020 MACHINE REDY 机器准备就绪 X021 AIR OK 气压检查开关 X022 THERMAL OK 温度感应 SENRORS X023 SERVO READY 伺服状态就绪 X024 TABLE READY TABLE 在用台状态 X025-X027 处于短路状态 X028 FRONT DOOR OK 前面安全门开关检查 X029 REAR DOOR OK 后面安全门开关检查 X02B VACUUM OK 真空开关检查 X02C CAM HANDIE CHK 凸轮手柄开关检查 X02D FEEDER CHK FEEDER 位开关检查 X02E FENCE1 CHK 料台栅栏杆 1 开关检查 X02F FENCE2 CHK 料台栅栏杆 2 开关检查 X030 TABLE UP CHK TABLE 上升位检查 X032 TABLE DN CHK TABLE 下升位检查 X033 PCB SET OK TABLE PCB 水平检查 X034 CONV CLUK CHK TABLE 上下位的状态检查 X036 HARD READY 凸轮准备就绪 X03A CONV PCB CHK TABLE 上板的感应检查 X03B REAR OPERATION 机器操作板转到后面操作 X03C FEEDER FW POS ST1 FEEDER 连杆的上极限检查 X03D FEEDER BW POS ST1 FEEDER 连杆的下极限检查 X03E CAM ZERV POS CAM 原点位置检查 X03F ST11 DN POS ST11 气缸的下极限检查 X040 SERVO BOX1 SERVO BOX1 准备就绪 X041 SERVC BOX2 SERVO BOX2 准备就绪 X042 TAPE END CHK TAPE END DETECTION 零件用尽 检测 X044 PQ ROT 270DEG 预转角度气缸的回开位检查 X045 PQ ROT 90DEG 预转角度气缸的回退位检查 X046 SET CANCEL 1 取消右边料台 X047 SET CANCEL 2 取消左边料台 X049 HEAD A CHK 置件头 A 位的检查 X04A-X04C NOZ CHK ST17 1-3 ST17 NOZZLE 型号的检查分三组光 束 X04D-X04F NOZ CHKST19 1-3 ST19 NOZZLE 型号的检查分三组光 束 X050 PRQ ROT 270 DEG 预转角度还原气缸的回开位检查 X051 PRQ ROT 90 DEG 预转角度还原气缸的回退位检查 X052 NOZ ORG POS ST12 ST12 NOZ 吻合齿输原点位检查 X053 NOZ CLUT ST12 ST12 NOZ 齿输吻合状况检查 X054 DUMP PARTS 废料盒的测知 X055 OIL ALARM 循环油报警 X056 NOL ORG POS ST15 ST15 NOZZLE 原点的确认 X057 CYCLE MODE 转为暂停模式 X05A SHUTTER 1 UP CHK 料站挡板 1 上升位检查 X05B SHUTTER 1DN CHK 料站挡板 1 下降位检查 X05C SHUTTER1-2UP DN CHK 料站挡板 1 上升.下降位检查 X05E TRANSFER IN 输送板传送输入位感应器检查 X05F TRANSFER OUT 输送板传送输出位感应器检查 SX006 C AXIS ZERO CAM 归零感应 SX00A FRQ AXIS ZERO 预转 AXIS 归零感应 SX00E Z AXIS ZERO Z AXIS 归零感应 SX00C-D Z AXIS +_OT Z AXIS 上下极限感应 SX014-15 X AXIS+_OT X AXIS 正负极限感应 SX016 X AXIS ZERO X 轴归零感应 SX017 X AXIS READY X 轴 INTERLOC 打开 SX018 -19 Y AXIS +_OT Y AXIS 正负极限感应 SX01E FQ AXIS ZERO 预转确认轴归零感应 SX024-25 D1 AXIS _+OT D1 轴正负极限感应 SX026 D1 AXIS ZERRO D1 轴归零感应 SX027 D1 AXIS READT D1 轴 INTERLOCK 打开 SX028-SX02B 为 D2 轴同上 D1 轴 为 D2 轴同上 D1 轴 SX02E NC AXIS ZERO NC 轴归零感应 (SET)-(MANUAL)-(I/O) 检查输入和输出信号 SMT组件的贴装方式 类 型 贴装方式 贴装结构 电路基板 元器件 特征 全 单面 A PCB单面 表面 工艺简单,适合 IA 表 表面贴装 陶瓷基板 贴装 于小型,薄型化 面 B 组件 的电路贴装 IB 组 双面 A PCB双面 同上 高密度贴装 装 表面贴装 B 陶瓷基板 薄型化 SMD和THT A 先插后贴,工艺较 IIA 都在 A面 双面 PCB 同上 复杂,贴装密度高 双 B 面 THC在A 面,A和B THT和SMC/SMD IIB 混 两面都有SMD 双面 PCB 同上 贴装在 PCB同一 装 侧 IIC SMD和THT 双面 PCB 同上 复杂,很少用 在双面 表面贴装 先贴后插,工艺, 单 先贴法 单面 PCB 及通孔插 简单组装密度低 III 面 装元器件 混 先插后贴,工艺 装 后贴法 单面 PCB 同上 复杂组装密度高 (1).全表面组装(IA和IB型): IA型,所有SMT组件均放在PCB板的一面, 组装密度高,IB型, SMT组件在 PCB板的二 面,组装密度更高.可采用细间距器件和再流焊工艺进行组装 . (2). 双面混合组装(IIA型.IIB型.IIC型): 采用双面印制板,双波峰焊和再流焊. 一般采用先 贴后插法. (3).单面混合组装(III型): III型有先贴和后贴之分 ,均采用单面板和双波峰焊工艺. 铅焊膏特性(配方比较) 序 组成成分 温度 塑性 应用特性 号 (配方) (溶焊范围) (偏差) 1 80AU/20SN 280E 0 黄金表面最佳沾焊 2 58BI/42SN 138E 0 溶点低,强度极高 3 25BI/37.5IN/37.5S N 70-110L 40 溶点更低,强度高 可作各种金属表面最焊接 4 37.5PB/25IN/37.5 SN 134S-181L 47 沾锡性好 43PB/14BI/43SN 163E 0 缺点:不适合作黄金的焊接 2AG/36PB/62SN 179E 0 含有少量银,适合作银表面焊 5 2AG/88PB/10SN 268S-290L 22 缺点:不适合作金表面焊接 1.5AG/97PB/1SN 309E 0 3.5AG/96.5SN 221E 0 无铅.应用广 6 4AG/96SN 221E 0 适合各种金属表面焊接 5AG/95SN 221S-240L 19 75PB/25IN 250S-264L 14 应用于晶体.芯片内部对装 7 50PB/50IN 180S-209L 29 柔软延展性好 25PB/75IN 156S-165L 9 37PB/63SN 183E 0 40PB/60SN 183S-188L 5 8 50PB/50SN 183S-216L 33 成本低.固着力高 90PB/10SN 268S-302L 34 缺点:不适合作金,银表面焊接 45PB/55SN 183S-211L 28 95PB/5SN 308S-312L 4 注:(1) E 表示Eutectic , S 表示 Solids, L 表示 Liquids. (2) Au 金 Ag 银 Bi 铋 In 锌 Pb 铅 Sn 锡 SMT工 艺流程 说明 进料/检查 锡膏,PCB.钢板等及其它辅助材料的准备与 检查 印刷锡膏 PCB锡膏印刷 检查点 锡膏印刷质 量检查 贴片 元器件贴装 检查点 贴片质量检 查 回流焊 元器件焊接 NO 检查 焊点品质检 查 修补 YES 单面贴插混装 单面贴装 点胶 胶水点滴 检查点 点胶质量检 查 贴片 组件贴装 检查点 贴片质量检 查 固化 组件固化 插?件 NO单面贴装 是否插件选 择 插件 插装组件 YES单面贴插 混装 元器件焊接 波峰焊 修补 NO 检验 焊接质量检 查 清洗 PCB,元器件焊点清洗 检查点 清洗效果检 查 在线测试 焊点电性测 试 修补 OK! 电性测试结 果选择 包装 产品包装 入库 送入仓库存 放 DATAnon 1/PRODUCTION/M 2/DATA/M 3/MAINTE/M 4/SHELL/M 0/EXIT supports daily production using YVOS2. MODE LINE_CONTROL :Production/Controlling LINE_SCHEDULE:Planning daily production PRD.HISTORY :See production history COMMUNICATION:Direct communication 1/PRODUCTION/M 2/DATA/M 3/MAINTE/M 4/SHELL/M 0/EXIT 1/EDIT_DATA 2/DATA_GENERATOR 3/DATABASE 4/UFOS_DATA MODE Create/Change PCB data - Create PCB data - Input/Change PCB data, comp data - See/Change vision data - Replace a member of data 1/PRODUCTION/M 2/DATA/M 3/MAINTE/M 4/SHELL/M 0/EXIT 1/EDIT_DATA 2/DATA_GENERATOR 3/DATABASE 4/UFOS_DATA 0/EXIT A/DISPLAY B/UTILITY C/EDIT_TOOL D/FILE 1 SWITCH PCB DATA 2 CREATE PCB DATA 3 DELETE PCB DATA 6 RENAME (2).贴片机的转动精度和定位精度; (3).布线设计所需间 ,已知使用层数:; (4).焊接工艺性和焊点肉眼可测性; (5).自动插件机所需间隙 ; (6).测试夹具的使用 ; (7).组修和工的信道 . 1.再流焊 焊接工艺对元器件的间距影响很大.再流焊接工艺由于以下原因可能造成组件或 引线间的短路;(1) 印刷的焊膏图形和焊盘未完全吻合;(2). 焊膏的粘度偏低或触娈性 差,印好的焊膏图形坍塌形成焊膏连条,再流焊接后焊盘间接焊可能收缩成 小珠,也 可能形成桥;(3). 泳动效应 .再流焊中焊膏熔化,使焊盘上的组件受到 浮力,同时又受 到焊锡润湿力,重力和熔触焊膏表面张力有作用,很可能使组件偏离焊盘,和邻近焊盘 搭接. SOP to CHIP 0.75mm QFP to QFP 0.1mm SOT to PLCC 0.15mm QFP to CHIP 0.5mm PLCC to PLCC 0.15mm SOT to QFP 0.1mm SOP to QFP 0.1mm PLCC to CHIP 0.1mm SOT to SOP 0.75mm SOP to PLCC 0.15mm SOT to CHIP 0.75mm CHIP to CHIP 0.06mm SOP to SOP 0.1mm SOT to SOT 0.75mm Tantalum to CHIP 0.06mm Tantalum to SOT 0.075mm Tantalum to QFP 0.75mm Tantalum to SOP 0.5mm 1.阻焊膜 传统印制板的组装密度低,很少采用阻焊膜.而 SMT 电路一般采用阻焊膜.阻焊 膜是一种聚合物材料主要分为非永性的和永久性的两大类. 阻焊膜分非永久性和永久性. 永久性分干膜和湿膜 非永久性分可洗涤的和可剥离的 可洗涤的分水洗和溶齐溶化 干膜分水的和溶液的 湿膜分光图形转移和湿丝印 1.非永久性的阻焊膜在波峰接时,波峰会穿过电路板的工具孔冲到非焊接面上,又如 边缘连接器的导电条,若沾上焊锡会影响插座的可靠性,因此在插装组件前用非永久 性的阻膜把工艺孔和金手指等表面覆盖起来,在清除过程中把它洗掉或溶解掉. 2.永久性的阻焊膜. 永久性的阻焊膜是电路板的一个组成部分,它的作用除防止波 峰焊接时产生焊锡连桥外,留在金属布线表面上 无铅回流焊 一.各种国际市场的发展趋势推动电子产品制造商及其材料和设备供货商不断开发 新的装配工艺技术,以降低工业环境的恶化,无铅装配工艺和 ISO1400 环保体 系认 证是其中的两个主要能力.与此相应 SMT 流焊技术的提高使得电子产品制造商能够 在环保方面得到满足和获得领先地位. 焊膏: 就材料而言,几种新型的无铅焊膏正在投放市场.由于它们中没有一种能够完全替代 铅锡焊料,它们都需要进行某些工艺调整.新型焊料同传统焊料的主要区别是熔点相 对较高,与铅锡焊料在 183C 时液化不同.无铅焊料膏的熔点随分子式不同而在 195 C 至 227C 范围内变化. 温度曲线 较高的熔点急剧地缩小了工艺窗口.熔点低的铅锡焊料的熔点为 183C,其它全液 化温度为 205C 至 215C,而印刷电路板(PCB)的极限温度为 230C 至 240C,其正现 存的工艺余量为 15C 至 35C,可是,最常用的无铅焊料的熔点为 216C 至 220C,其 完全液化温度为 225C 至 235C,由于 PCB 的极限温度仍然不变,工艺余量就缩小至 5C 至 15C.如此狭窄的工艺余量要求回流焊炉子既具有很高的复杂精度 ,以及具有 非常严密的电路极表面温差T .例如,如果工艺余量是 10C,并且 PCB 表面的温差 T 也是 10C,工艺操作的误差边界就为零. 除了较高的熔化温度之外,大多数无铅焊膏需要一段较传统焊膏的 40 秒 至 60 秒更长的液化时间,通常为 60 秒至 90 秒,这导致了无铅回流焊曲线与曲线典型 铅锡焊膏温度曲线的差异. 回流焊流炉 考虑到材料和工艺方面的差异,用作无铅装配工艺的强制对流焊炉的设定.要能够 保证较高精度的工艺温度控制.许多无铅焊膏供货商推荐(非必要)采用具有工艺参数 扩展作业的氮气保护工骣.采用氮气保护工艺的益处在于可以采用低熔点焊膏 (195 )改进焊料渗透及浸润角度,氮气保护工艺也可以减少无铅焊膏要求的高温和 长回流焊时间引起的变色影响,除此之外, 由于无铅锡焊点暗淡, 氮气保护工艺亦能够 改善焊点的外观,可是, 市场上产生氮气的附加成本, 近使电子产品制造商权衡考虑得 失甚至暂缓采用无铅焊膏. 虽然较新的强制对流焊炉已经或将继续用于无铅回流焊工艺的开发最终 的炉型设计将强化适用无铅装配工艺工艺的特性.炉子的改进包括各个回流焊区,如 改变温区结构,缩短整体炉长和设计新型中心支撑选件助焊剂分离用回流焊工艺技 术的改进适应了环境保护的要求,减少了炉子废弃物的排放. 在无铅工艺回流焊炉的设计中,在各独立温区尺寸减少的同时增加了回流 焊温区的数目.新的炉子构造在维持较高温度的同时提供了整体的工艺控制调节装 置,并保持了相同的生产能力.这种包括预热,回流焊和冷却区域的构造能够包括在一 个 150 英寸长的炉身之内,并且提供与 183 英寸长常规回流焊炉相同的生产能力. 重新设计中央支撑装置是为了减小较高的工艺温度对 PCB 材料的冲击.当温度高 至 150以上之后.PCB 变成一种会引起是中心下陷的玻璃状过渡状态.温度愈高,下 陷愈严重.板子恢复平整和刚性的可能性也愈小.对双面贴装板子的第一次贴装来说, 这是十分重要的.因为要弯曲的板子上进行第二次贴装的丝纲印刷被认为是一个灾 难. 最新的设计概念引入了仅仅是在有必要采取措施的回流焊和冷却区域设置是心 支撑装置.典型整炉长度的支撑装置需要宽大厚实的导轨,这会阻碍吹向 PCB 的气流 均匀性和增加板子的表面温差T,另外,由于支撑装置会降低板子的整体温度 ,所以 要随是否安装中心支撑装置而需要对同一产品采用不同的温度曲线. 因为低于玻璃过渡状态温度(150)时板子不会发生弯曲.缩短中央支撑装置长度.在 炉子的预热段将其去除,仅仅在必要的地方设置这种装置.较短的支撑导轨也可以做 得比常规的导轨细巧,使得它对 PCB 没有妨碍.检测表明,中心支撑装置安装前后, PCB 的表面温差T 没有改变,并且板子的整体温度变化小于 0.5. 气氮气保护工艺要求能从回流焊炉中分离和收集助焊剂挥发物质.随着 ISO14000 规则的实行,许多公司要求采用一个类似空气循环装置以防止向大气中排 放挥发物质,一种助焊剂自动过泸装置也被用于炉子内部的保洁缩短因维护而中断 生产的时间.有些助焊剂分离和收集装置能够从炉子内部去除百分之九十五的助焊 剂残渣,同时在大批量生产的情况下适度维护期为 30 天到 60 天.这种装置内部冷却 技术,机械强制助焊剂回流增加助焊剂积淀用表面积和微粒收集等综合技术. 对惰性回流焊炉工艺来说,闭合循环系统能够向各个温区部分送入氮气,并且在冷却 区进行回收,再循环气体可以重复利用,以减少氮气使用的成本.按照美国环保署(EPA)和 国际标准化组织(ISO)指导方针,某些系统已经增加提供了 HEPA 泸波器,以尽量减少 排入建筑物通风装置和大气中的粉尖. 如何实现高质量的焊膏印刷 焊膏印刷是 SMT 生产过程中最关键的工序之一.印刷质量的好坏将直接影响到 SMD 组装的质量和效率. 据统计 60%-70%的焊接缺陷都是由不良的焊膏印刷结果所 造成的,因而工提高焊膏印刷质量,尽可能将印刷缺陷降低到最低要实现高质量的重 复印刷,焊膏的特性与印刷工艺参数的设置调整都十分关键,下面我们将对这几点进 行逐一讨论. 焊膏的选择 焊膏比单纯的锡铅合金复杂得多.主要成份如下:焊料合金颗粒 ,助焊剂,流变性调节 剂/粘度控制剂,控剂等,不同类型的焊膏,其成份都不尽相同 ,管用范围也不同.因此在 选择焊膏时要格外小心.确实掌握相关因素,以确保良好的品质.通常选择焊膏时要注 意以下几点: 1.良好的粘度是影响印性能的重要因素.粘度太大,焊膏不易穿过模板的开孔,印出的 线条残不全,粘度太低,容易流淌和塌边,影响印刷的分辨率和线条的来整性.通常使用 的焊膏的粘度在 500KCPS-1200KCPS 之间.不锈钢模板印刷时,最佳焊膏膏度为 800KCPS,焊膏粘度可用精度仪进行测量.但在实际工作中可采用以下方法判断: 用刮 板搅拌焊膏 30 分钟左右,然后用刮板挑起少许焊膏,让焊膏自然落下.若焊膏慢慢逐 段落下,说明粘度太大.如果焊膏不停地以较快速度滑下.则说明焊膏太稀薄,粘度太小. 焊膏的焊料的颗粒形状,直径大小及其均匀性也影响其印刷性能.一般焊料直径 约为模板开口尺寸的 1/5,对细间距 0.5mm 的焊盘来说 ,其模板开口尺寸在 0.25mm,其焊料粒子的最大直径不超过 0.05mm,否则易造成印刷时的堵塞,具体的引 脚间距作为其中一条重要选择因素,同时兼顾性能和价格. 引脚间距(mm) 0.8 以上 0.65 0.5 0.4 颗粒直径(um) 75 以下 60 以下 50 以下 40 以下 表 1.引脚间距和焊料颗粒的关系. 2.良好的粘合性. 焊膏的粘合性是指焊膏粘在一起的能力.其主要取决于焊膏中助焊系统的成份以及 其它的添剂(例如胶粘剂,溶剂,触变剂等)的配比量.如果焊膏本身粘在一起的能力强. 它就利于焊膏脱离模板并能很好的固定其上的组件,减少组件贴装时的飞片或掉片. 并能经受贴装传送过程中的震动或颠簸. 3.焊膏的熔点. 根据工艺要求和元器件能承受的温度来选择不同熔点的焊膏,焊膏熔点由合金成分 成决定. 焊膏组成 wt% 熔点 适用性 60sn-34pb-6Aq 177 混合 1C.表面贴装用 96.5sn-3.5Aq 221 高温焊接用 5sn-92.5pb-2.5Aq 280 混合 1C,高温焊接用 63sn-37pb 183 普通基极板用 62sn-36pb-2Aq 179 混合 1C,表面贴装用 42sn-42pb-14Bi-2Aq 160 混合 1C,低温焊接用 表 2.焊膏组成和熔点关系: 对于 SMT 生产来说 ,一般选择 SN60,SN62 和 SN63,熔点在 177-183之间.这几类 焊膏不但具有较低的熔点,而且焊点强度也比较高.可较好地满足焊接要求. 不同熔点 焊膏往往用于双面贴装印制的生产.要求第一面的焊膏比第二面高几十度,以防止在 焊接第二面组件时第一面组件脱落. 助焊剂种类 焊膏中的肋焊剂作用有:(1)清除 PCB 焊盘的氧化层.(2)保护焊盘表面不再氧化.(3)减 少焊接中焊料的表面张力,促进焊料流动的分散.由于回流焊时锡粉会加速氧化.因此, 助焊剂必须有足够的活性来清除这些氧化物,另外一外考虑是焊后板子是否要清洗. 若为免洗,必须选择无腐蚀,低残留的免清洗助焊剂.焊膏中的助焊剂有 RSA(强活化 型),RA( 活化型),RMA(弱活化型),R(非活化型), 一般选用 RMA 型比较合适. 工作寿命是指焊膏印后到安放组件之间允许经历的时间,若焊膏中所含溶剂挥发性 过大,易使焊膏干燥而不易作业,且失去对组件的粘着力.应选择至少有 4 小时有效工 作时间的焊膏,否则会对批次生产造成困扰. 储存期限是指在规定的保存条件下,焊膏从出厂到性能不致严重降低的保存期限.一 般规定为 3-6 个月.也有一年的.由于焊膏中有化学添加物,易因温度和时间而变化,失 去原有功能,因此保存期限需加注意. 焊膏使用时注意事项 基于焊膏的复杂特性,如果在使用上有所疏忽将对品质造成严重影响,因此要使用上 需多加注意. 1.焊膏的保存最好以密封形态存放在恒温,恒湿的冰箱内.保存温度为 102,如温 度过低(零度以下),焊剂中的松香成分会发生结晶现象,使焊膏形状化. 2.焊膏从冰箱中取出不能直接使用,以免空气中水气凝结而混入其中,必须在室温下 回温.不可使用加热的方法使其回温.这会使焊膏性能劣化,回温时间是 4 到 8 小时. 3.使用前应用刮板等工具对焊膏充分搅拌,搅拌时间一般为 30 分钟,以使焊膏内部颗 粒均匀一致,并保持良好粘度. 4.焊膏被印于 PCB 后,放置于室温过久会由于溶剂挥发,吸收水气等原因造成劣化.因 而要尽量缩短进入回流焊的等待时间. 5.焊膏印刷工作场所最好在温度 253,湿度 RH65%0 以下过行. 焊膏印刷过程的工艺控制 焊膏印刷是一个工艺性很强的过程,其涉及到的工艺参数非常多,每个参数调整不 当都会对贴装产品质量造成非常大的影响同时,基于模板的特性考虑,建议使用不锈 钢制模板其有助于产生良好的印刷效果. 印刷参数的设定调整. 以下将从几个方面来讨论提高印刷质量的途径: 1.刮刀压力: P(IC 脚距 ) 开口尺寸分类 0.8 0.65 0.5 0.4 0.3 A 0.40.04 0.310.02 0.250.015 0.20.015 0.150.01 B 2.0-2.5 2.0-2.2 1.7-2.0 1.7 1.7 金属模板的厚度 mm 0.2 0.2 0.15 0.15-0.12 0.1 印刷后焊膏厚 mm 0.17-0.2 0.17-0.2 0.13-0.15 0.12-0.15 0.09-0.10 表 3 IC 脚距和模板厚度的关系: 刮刀压力的改变,对印刷来说影响重大,太小的压力,导致印板上焊膏不足;太大的 压力,则导致焊膏印得太薄.一般把刮刀压力设定为 0.5Kg/25mm.在理想的刮刀速度 及压力下应该正好把焊膏从模板表面刮干凈,另外刮刀的硬度也会影响焊膏的厚薄. 太软的刮刀会使焊膏凹陷.所以建议采用较硬的刮刀或金属刀. 2.印刷厚度. 印刷厚度是由模板的厚度所决定的,当然机器的设定和焊膏的特性也有一定的关 系模板的微量调整,经常是通过调节刮刀速度及刮刀压力来实现. 3.印刷速度. 在印刷过程中,刮刀刮过模板的速度是相当重要的.因为焊膏需要时间滚动并流进 纲板的孔中,最大印刷速度决定于 PCB 上最小引脚间距,在进行高精度印刷时(引脚 间距0.5mm)印刷速度一般在 20mm-30mm/sec. 4.脱离速度. 印制板与模板的脱离速度也会对印刷效果产生较大影响,理想的脱离速度如表 4 所示. 引脚间距 推荐速度 少于 0.3mm 0.10.5mm/sec 0.40.5mm 0.31.0mm/sec 0.50.65mm 0.51.0mm/sec 超过 0.65mm 0.82.0mm/sec 表 4.推荐速度. 5.在焊膏印刷过程中一般每印 10 块 PCB 需对模板底部清洗一次.以清除其底部的 附着物,通常采用无水洒精作为清洗液.以清除缺陷及解决办法. 在焊膏印刷过程中,会出现一些印刷缺陷.这些缺陷往往是由多方面的原因造成.表 5 列出了几种最常见的缺陷及相应的防止或解决方法. 缺陷种类 生产原因 预防及解决 印刷不完全 开孔阻塞或部分焊膏粘在模板底部,焊膏粘度 太小,焊膏中有较大尺寸金属粉末颗粒刮刀磨 损 清洗开孔和模板底部选择粘度合适的 焊膏.选择颗粒大小合适的焊膏,换新刮 刀 塌边 刮刀压力太大,印制板定位不牢,焊膏粘度或金属太低 调整压力,重新固定印制板选择合适粘度的焊膏 焊膏太薄 模板厚度不符合要求(太薄)刮刀压力太小,焊 膏流动性差. 选择厚度合适模板,调整刮刀压力选择 颗粒和粘度合适的焊膏 厚度不一致 模板与印制板不平行,焊膏搅拦不均匀 ,使得颗粒度不一致. 调整模板与印制板的相对位置,印前充分搅拌焊膏 边缘和表面有 毛刺 产生的原因可能是焊膏粘度偏低,焊盘涂覆层 太厚,模板孔壁粗糙 选择粘度略高的焊膏,制板时严格控制 涂覆厚度,印刷前捡查模板开孔的蚀刻 质量 表 5 常见印刷解方法. 焊膏印刷是一项十分复杂的工艺,既受材料的影响,同时又跟设备和工艺参数有直接 关系,但只要注意了本文提到的几个问题,并在实际工作中加以实践,总结.就一定会印 出高质量的效果来. SPCSMT 制造企业品质控制的有效方法 Spc(Statistical Process Control)具体说就是”统计制程控制”,即用统计技术去分 析制造过程中的特性并实施控制,其目的是使制造过程随时处于”受控” 状态,制程可 是一个或一系列工序,因为制程是问题的根源,所以制程的控制就成为重点,它需要对 制程进行定期检查,以便尽早找到问题,减少浪费. Spc 是一种有效的质量控制工具,它通过运用各种品质控制图来不断地改善品质, 稳定制程,最终达到预防问题的了生和减少浪费的目的.品质控制图最早由斯沃特博 士(Dr.W.A.shewhart)于 1924 年在贝尔试室发明,1939 年他与戴明博士(Dr.Deming)合 作出版了(SQC),从而为日后的品质控制的发展奠定了理 论基础.但是,SQC 有它的局限性.它是在问题发生之后才去解决问题,是一种浪费,所 以人们在 SQC 的基础上提出了 SPC,由于美国的汽车制造业的高度重视 ,SPC 很快 得到了广泛的应用. 统一认识,团结协作. 推行 SPC 不是企业某个部门的事情,也不是可以通过企业某个部门的单独努力就 能顺利完成的.特别是没有企业领导的大力支持是无法在企业内推行 SPC 的,作为企 业的高层管理者,必须对 SPC 有正确的认识和承诺,因为推行 SPC 需要一定的资源, 关系到企业的各个部门的通力合作,同时各个部门的管理人员也要支持 SPC,因为他 们是 SPC 的直接执行者 ,他们的支持是成功地推行 SPC 的可靠基础,各个相关部部 门也要全力合作. 做好推行 SPC 前的培训工作 . SPC 是基于预防重于治疗的指导思想,不是在发生问题以后或者顾客提出问题之后 来采取行动,而是在问题发生之前采取预防措施.避免问题的出现. 针对管理人员的基本 SPC 培训(战略性讲座 ) 针对技术人员的高级 SPC 培训(具体内容) 针对技术人员的基本 SPC 培训(与本岗有关的 SPC 要求)建立适合企业的 SPC 体系 ,人力资源和物质保证二者缺一不可. SMT 测试技术发展趋势 测试技术分: 接触式测试 在线测试 功能测试 非接触式测试. 1.在线测试仪 ICT(In-Circuit Testor) 2.功能测试(Functional Tostor) 4.自动光学检查 AOI(Automation Optical Inspection) 5.自动 X 射线检查 AXI(Automation X-ray Inspection) 未来 SMT 测试技术展望 : 手工视觉检查 功能测试 手工光学检查 在线测试 功能测试 自动光学检查 在线测试 功能测试 手工或自动光学检查 自动 X 射线测试 简化的在线测试 功能测试 图 1 测试技术的发展趋势 图 2 AXI 和 ICT 测试方法检查范围互补图 . 浅谈焊珠现象产生原因和解决方法. 焊珠现象是表面贴装生产中主要的缺陷之一,它的直径为 0.2-0.4mm,主要集中出 现在片状阻容无组件的某一侧面.不仅影响板级产品的外观,更为严重的是,由于印制 板上组件密集,在使用过程中它会造成短路现象,从而影响电子产品的质量,因此弄清 它产生的原因,并力求对其进行有效的控制就显得尤为重要了. 焊珠的产生是多种因素造成的,再流焊中温度时间曲线,焊膏的印刷厚度,焊膏的组 成成份,模板的制作,装贴压力,外界环境都会在生产过程中各个环节对焊珠的形成产 生影响. 焊锡珠是在印制板通过再流焊炉时产生的,再流焊曲线可以分为四个阶段,分别为:预 60 年 代 90 年 代 AXT 锡量不足 锡量太小 空气洞 位置不准 ICT 光件失效 短路 无件性能不良 开路 错件 漏件 热,保温,再流和冷却.预热阶段的主要目的是为了使印制板和上面的表贴组件升温到 120-150之间. 这样可以除去焊膏中易挥发的溶剂,减少对组件的热冲击力,因此, 在这一过程中焊膏内部发生气化现象,这时如果焊膏中金属粉末之间的粘结力小于 气化产生的力.就会有少量焊膏从焊盘上流离开. 有的则躲到片状阻容组件下面. 再流 焊阶段,温度接近曲线的峰值时, 这部份焊膏也会熔化, 而后从片状阻容组件下挤出,形 成焊锡珠.由它的形成过程可见, 预热温度越高,预热速度越快, 就越容易形成焊锡珠, 因此,我们可以采取较适中的预热温度和预热速度来控制焊锡珠的形成.焊膏的选用 也影响着焊接质量.焊膏中金属的售量, 焊膏的氧化物的含量, 焊膏中金属粉末的粘度, 及焊膏在印制板上的印刷厚度都不同,程度影响着焊锡珠的形成. 1.焊膏中的金属含量:焊膏中金属含量的质量比约为 90-91%0,体积比约为 50%左右. 当金属含量增加时,焊膏的粘度粘度增加, 就能更有效地抵抗预热过程中气化产生 的力. 另外 , 金属含量的增加,使金属的增加,使金属粉末排列紧密 ,使其有更多机会 结合而不易在气化时被吹散. 金属含量的增加也可以减少焊膏印刷后的”塌落” 趋 势, 因此不易形成焊珠 . 2.焊膏中氧化物含量:焊膏中氧化物也影响着焊接效果 .氧化物含量越高,金属粉末熔 化后结合过程中所受阻力就越大.再流焊阶段, 金属粉末表面氧化物的含量还会增 加, 就不利于” 润湿”而导致锡珠产生. 3.焊膏中金属粉末的粒度:焊膏中的金属粉末是极细小的珠状.直径约为 20-75um.在 装贴细间距的组件时,宜用金属粉末粒度较小的焊膏,约在 20-45um 之间,焊粒的总 体表面积由于金属粉末的缩小而大大增加,较细的粉末中氧化物含量较高,因而会 使锡珠现象加剧,在装贴非细间距的组件时, 用粒度较大的焊膏会使锡珠现象得到 缓解. 4.焊膏的印刷厚度:焊膏的印刷厚度是生产中一个主要参数 .焊膏印刷厚度通常在 0.15-0.20mmm 之间,过厚会导致”塌落”, 促进锡珠的形成.在制作模板时,焊盘的大 小决定着模板上印刷孔的大小.通常我们为了避免焊膏印刷过量,将印刷孔的尺寸 制造成小于相应焊盘接触面积的 100%,我们做过这样的实践.结果表明这会使锡珠 现象有相当程度的减轻. 如果贴片过程中贴装压力过大,这样当组件压在焊膏上时,就有可能有一部分焊 膏被挤在组件下面.