2007应用电子技术一班王群群20070203009.doc

威 海 职 业 学 院毕 业 设 计 任 务 书 专业 应用电子技术年级 2007级班级 1班姓名 王群群 学号 20070203009威 海 职 业 学 院 教 务 处 编 印毕业设计指导须知一、毕业设计是高职教学过程中一个十分重要的环节。是锻炼学生运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，也是高职培养应用型专门人才的要求。二、指导教师应为具有讲师以上或相应职称的有关专业人员，且专业对口（指所指导专业应同所聘教师专业职称相一致）。经系、教务处审查同意后，才能指导学生的毕业设计。三、学生应以严肃认真，实事求是的态度完成设计。要独立思考，自己动手，不得抄袭或找人代笔。四、毕业设计选题要符合专业培养目标的要求。论文（任务书）写作要做到论点明确、论据充分，论理透彻，语言准确恰当，书面整洁、字迹工整，图纸应清晰、工整，符合设计要求，符合国家有关标准和部颁标准。字数、图纸数量符合有关要求。并在规定的时间内完成。五、答辩过程中学生要严格认真，文明礼貌，谦虚谨慎，认真回答答辩主持人，委员等提出的问题。六、填报有关表格时，应按项目要求逐项填实、填全、填清。学号20070203009姓名王群群学 制3年专业应用电子技术年级2007级教学班负责人王维毅班级1班指导教师姓名乔立强职务或职称讲师设 计 题 目SMT工艺流程指导教师评语：成绩： 指导教师签名： 工作单位 年 月 日系复审意见：成绩： 复审人签名： 职称： 公章 年 月 日教务处终审意见：公章 年 月 日答 辩 情 况 记 录答 辩 题 目答 辩 情 况正确基本正确经提示回 答不正确未回答此表由主持答辩的同志填写。答辩委员会（或小组）评语：成绩： 主持答辩人签名： 职称： 月 日一、毕业设计的任务和具体要求：任务： （1）提高学生工作能力；（2）对SMT工艺流程进行研究；（3）了解SMT设备的功能作用； （4） 提高学生运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题 的能力；（5） 培养学生掌握正确的思维方法；（6）增强学生对SMT的认识，使之具有一定程度的工作能力。（7） 使学生掌握科研、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。 （8） 促使学生学习和获取新知识，掌握自我学习的能力。 （9） 通过参与实际工作，使学生了解社会和工作，具备一定的实际工作能力。具体要求：（1）根据课题任务制定合理、可行的工作计划；（2）进行必要的调研和资料搜集、文献阅读；（3） 制定适当的方案；（4） 对课题成果进行总结，撰写毕业设计说明书。二、毕业设计应完成的图纸：图1-1推板机（见2页）图1-2吸扳机（见2页）图1-3印刷机（见3页）图1-4贴片机（ 见6页）图1-5回焊炉（ 见8页）图2-1SMT生产线（ 见13页）图2-2SMT流水线（见15页）三、其他要求：实习期间，在操作机台时，应注意人身安全和设备安全。四、毕业设计的期限：自 2009 年 9 月 20 日至 2009 年 11 月 30 日五、毕业设计（论文）进度计划：起 至 日 期2009/09/202009/10/102009/10/112009/10/312009/11/012009/11/192009/11/202009/11/30工 作 内 容 一、需求分析阶段; 1.所用设备的功能及工作原理的分析 2.所要实现的功能及任务目标二、SMT工艺流程; 1.概括了解 2.初步了解 3.深入了解三、论文纠正错误; 四、整理实习报告系统使用说明毕业总结; 备注完成完成完成完成摘 要SMT（Surface Mount Technology表面贴装技术）是利用锡膏印刷机、贴片机、回流焊等专业自动组装设备将表面组装元件(类型包括电阻、电容、电感等)直接贴、焊到电路板表面的一种电子接装技术，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。我们使用的计算机、手机、打印机、MP4、数码影像、功能强的高科技控制系统等都是采用SMT设备生产出来的，是现代电子制造的核心技术。生活中电子产品越来越多，不久的将来我们的生活将完全的电子化，电子产业将完全改变我们的生活。就连战场美国也用上了机器人，并与其进行通信！ SMT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,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。这种小型化的元器件称为：SMY器件（或称SMC、片式器件）。将元件装配到印刷（或其它基板）上的工艺方法称为SMT工艺。相关的组装设备则称为SMT设备。SMT设备为印刷机、贴片机、回焊炉、推板机、吸板机等。目前，先进的电子产品，特别是在计算机及通讯类电子产品，已普遍采用SMT技术。国际上SMD器件产量逐年上升，而传统器件产量逐年下降，因此随着进间的推移，SMT技术将越来越普及。 SMT，作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域，SMT产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、生产效率高等优点。SMT在工电路板装联艺中已占据了领先地位。 II目 录前言 1第一章 SMT设备介绍 2 1.1 推板机、吸板机21.2 印刷机31.3贴片机 61.4回焊炉 81.5 AOI 9第二章 SMT工艺流程112.1 表面贴装工艺 112.2 SMT生产工艺流程 132.3 SMT工艺设备介绍 15 2.4 SMT辅助工艺 17第三章 SMT印刷 18 3.1印刷工艺质量的主要因素 18 3.2 锡膏印刷器件类型 18 3.3 印刷分类 20 3.4 锡膏印刷模板和基板对位 20第四章贴片 23第五章回流焊 26 5.1回流焊方法介绍 26 5.2回流曲线 26第六章 结束语 286.1论文总结 286.2工作展望 29参考文献 30致谢 31威海职业学院毕业论文前言SMT(Surface Mount Technology)是将SMT专用零件电子(SMD)经由焊接媒介物(例如:锡膏SOLDER PASTE或接着剂ADHESIVE焊接于电路板上的技术，此技术为美国60年代末，为发展太空科技而研发的高科技技术，后被日本加以改良，广泛运用于产业科技而普及化，以至于目前全球SMT使用机具，材料百分之90以上都是日本产品) 。举凡电子产品为要求小型化、轻量化以及高功能，不得不缩小零件及电路板的体积，传统零件因有正负接脚，必须将电路板穿孔(THROUH HOLE) ，才能焊接除体积大、零件组装慢以外,成品不良率亦无法降低， SMD没有正负接脚,不必将电路版穿孔，电路板上的线路设计(LAYOUT)可以更密集，电路板亦可用多层板，更因SMD的体积缩小，同面积的电路板可以着装更多的零件，功能化亦得提升，生产速度现今已可达每一颗零件0.08秒的高速着装SMT就是表面组装技术（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。SMT有何特点：1、组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%60%，重量减轻60%80%。2、可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。3、高频特性好。减少了电磁和射频干扰。4、易于实现自动化，提高生产效率。降低成本达30%50%。 节省材料、能源、设备、人力、时间等。为什么要用SMT：1、电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小2、电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件。3、产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力4、电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用5、电子科技革命势在必行，追逐国际潮流。第一章SMT设备介绍1.1 推板机、吸板机图1-1推板机气动推板机，属于轧钢设备领域，该推板机的主要结构是由气动装置、连接轴、推板机构、立轴机构、导向装置、紧固件组装构成。本实用新型的优点是：该推板机以气动装置和导向装置带动推板机构往复直线运动达到推移板材的目的。成本费用低，能源消耗低。图1-2吸板机吸扳机适用于SMT生产线的源头，将成叠的PCB裸板根据后置设备的需要，由信号控，而有节奏的送到PCB生产线上，实现自动送板连机功能。全机由微电脑控制，操作方便快捷。VP特点：1.采用可编程控制器PLC控制系统。2.操作面板采用进口触摸式面板操作，人机对话方便快速，可显示生实际产数量及数量控制。3.吸咀分为4组同时吸在PCB板上，每一组都是单独真空发生器及过滤器。4.真空采用SMC数显真空感应器，及时显示真空状态。5.吸板气缸采用双杆型，可以在Pass及调机时升到最高更为方便。6.传送方向可选取从左至右或右至左。7.标准配备信号，可与其它设备进行在线连接。1.2印刷机图1-3印刷机 1、按压印方式可分为四类平面丝网印刷机。使用平面丝网版在平面承印物上印刷，一般是刮墨板压着印版水平移动，通过印版起落更换承印物。曲面丝网印刷机。使用平面丝网版在圆面承印物上印刷，一般是刮墨板固定，印版水平移动，承印物随印版等线速度转动。转式丝网印刷机。使用圆筒丝网版，筒内部装楔状刮墨板或刮墨辊，印版转动和承印物移动的线速度相同。静电丝网印刷机。使用导电性良好的不锈钢丝网版，由正负电极板之间的静电驱使粉墨穿过印版通孔部分附到承印件的表面，是无压印刷。机器的形状因承印物不同而异，但一般都包括承印物输入部分、印刷部分、油墨固着干燥部分和承印物收集部分。其中印刷部分由丝网印版、电极板、高压发生装置组成。2、按照各种丝网印刷机出现的时期和技术水平提高的顺序，可分为四代产品。手动式丝网印刷机。一般由铰链支承、承印平台和丝网版组成，全部动作由手工操作。有一种多台位手动机，台板和丝网框全都串连在一个固定的中轴上，台板(或网框)可绕中轴旋转，便于进行多色套印，称为旋转式多色手动丝网印刷机。半自动丝网印刷机。印刷时的各种动作实现部分自动，其余仍为手动的丝网印刷机。一般称刮墨、 匀墨和丝网版框自动的为 1/4 自动丝网印刷机，称刮墨、匀墨、丝网版框和承印物吸附都自动的为 1/2自动丝网印刷机。此外，承印物送入也能自动的为 3/4自动丝网印刷机。自动丝网印刷机。是在 3/4自动丝网印刷机的前后分别加上自动印件升降、输送、烘干和收件堆集机构， 印刷速度比半自动机明显提高， 可达1500印时以上。丝网印刷联动机。由几组印刷、烘干装置及烫金、压痕、敷膜、模切等装置串联而成。承印物以卷筒式连续给料，有自动放卷、自动收卷和定位控制机构，可以保证速度稳定、 套印准确、 张力一致。整机可用计算机控制。它是印刷多色印品效率高、功能全的丝网印刷机型。与贴片机的情况不同，印刷机的生产厂商要少许多，主要有美国的MPM、英国的DEK、日本的Minami、Hitachi、德国的EKRA，特别是前两家，市场占有率较其它厂商高出许多。印刷机可分为半自动和全自动两种，半自动不能与其他SMT设备连接，需要人为干预(例如传送板子)，但结构简单、价格便宜(仅相当于全自动机型的110-15)，适合科研院所使用，典型机型DEK的248。全自动印刷机可连进SMT生产线里，无须人为干预，自动化程度高，适用于规模化生产。如英国DEK公司的DEK265 INF INITY型印刷机就是一种具有伺服压力控制系统的全自动印刷机。印刷参数可用计算机数字化设置，丝网和基板的标记可用其视觉系统自动识别对准，其印刷重复定位精度可达0004mm、印刷循环周期为8s。其他较典型机型有MPM的UP3000系列、Minami的MK系列、EKRA的X5。半自动锡膏印刷机产品特点: 1 使用伺服系统方便准确定位。 2 采用精密导轨和松下变频马达来驱动刮刀座，确保印刷精度。 3 印刷刮刀可向上旋转45度固定，便于印刷网板及刮刀的清洗及更换。 4 刮刀座可前后调节，以选择合适的印刷位置。 5 组合式印刷台板具有固定沟槽及PIN，安装调节方便，适用于单，双面板的印刷。 6 校版方式采用钢网移动，并结合印刷（PCB）的X、Y、Z。校正微调方便快捷。 7 采用三凌FX系列PLC及触摸屏控制，简单、方便更适于人机对话。 8 可设定单向及双向，多种印刷方式。 9 具有自动计数功能，方便生产产量的统计。 10刮刀角度可调，钢刮刀，橡胶刮刀均适合。 11触摸屏具有屏保功能，时间可任意调节，保护触摸屏使用寿命。 12具有擦网报警功能，便于准时擦洗网板，保证印刷质量。 13采用AE独特的程式设计，印刷刮刀座调节方便。 14印刷机速度显示，可任意调节。全自动锡膏印刷机 Future-是一款高精度和高稳定性的全自动视觉印刷机，是创远公司在专业化的经营思想指导下，紧随SMT行业的发展趋势研制的一款全自动锡膏印刷机。特色 1、精确的光字视觉系统精确的光学视觉系统：独特的光路系统，全方位的光源补偿，实现PCB/STANCIL的精确的MARK点识别，CCDX/Y方向均采用高精度伺服电机，配合高精度的BALLSCREW，共同保证抓取图像的精确性从而保证机器的精度。 2、两个直线马达直接驱动印刷头针对于前后刮刀压力所需不同及升降的稳定性而设计，防止锡膏外泄及刀片具有一定弹性的装夹设计，刮刀的压力，升降的速度，印刷速度，印刷范围均软件可调，且为客户提供了多种脱模方式来适应不同下锡要求的PCB板，为客户提供了一个良好的印刷控制平台。 3、精确的平台校位通过X1/X2/Y的移动实现X/Y/ 三个方向的调整，校位精度得到了更大的保证。 4、稳定可靠的PCB定位系统圆皮带PCB传送导轨，独创PCB板上压及弹性侧压装置，再配有万能柔性顶针或磁性顶针，进一步保证PCB板定位后稳固可靠，且板面平整，彻底解决了全自动视觉印刷机对于双面板、变形板及0.6mm以下薄板等异型板难定位的问题。 5、自动有效的钢板清洗系统干/湿/真空三种清洗模式选择，由电脑设置清洗周期和时间、速度等具体参数，清除钢网孔内的残留锡膏，保证印刷质量。 6、便于维护的电控结构电路部分，工控制部分集中于后门，这样的结构节约空间，电路部分，工控部分维护起来也十分方便。 机器设备参数型号 Future- 操作界面 操作系统 Windows 2000 人机界面信号连接SMEMA连接端 PCB参数钢网尺寸 Max.736mm.x736mm, PCB尺寸 Max:508x508mm Min:50mmx50mm PCB厚度 0.26mm PCB扭曲度 1%(对角测量)支撑方式万能柔性定针及磁性托架和可调节硬性托板 PCB固定侧面夹紧、Z向夹紧平台/传输参数 UVW平台调整范围X:5mm,Y:5mm,: 2PCB传输高度 90020mm PCB传输方向 左右 / 右右 /左左 右左印刷参数印刷面积 Max. 508x 508mm 印刷速度 5200mm/sec. 印刷压力 0260N 钢网分离速度 0.1200mm/Sec. 刮刀角度标准型:60非标准型:45刮刀类型金属刮刀(标配)橡胶刮刀(选配)刮刀驱动模式直线马达两个直线马达直接驱动擦网方式干/湿/真空三种模式自由组合视像参数摄像头1CCD 摄像范围 55mm 精度性能重复印刷精度0.007mm 印刷精度 0.01mm 周期时间 7 sec. (不含印刷、清网时间) 1.3贴片机图1-4贴片机1.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。 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。 2.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。 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24个真空吸嘴(较早机型)至56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0.080.10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。 贴片机：又称“贴装机”、“表面贴装系统”（Surface Mount System），在生产线中，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备。分为手动和全自动两种。贴片机也可分为高速机和泛用机，高速机用来贴装小的零件速度快，泛用机用来贴装大的零件，速度慢。全自动贴片机是用来实现高速、高精度地全自动地贴放元器件的设备，是整个SMI、生产中最关键、最复杂的设备。贴片机是SMT的生产线中的主要设备，现在，贴片机已从早期的低速机械贴片机发展为高速光学对中贴片机，并向多功能、柔性连接模块化发展。主要厂商：安比昂、Siemens西门子(德国)、Panasonic松下(日本)、FUJI富机(日本)、YAMAHA雅马哈(日本)、JUKI(日本)、SAMSUNG三星(韩国)、SANYO三洋(日本)、三菱MITSUBISHI(日本)等。1.4回焊炉图1-5回焊炉回焊炉的作用：将置件后的PCB板通过高温，使附着在PCB板上的锡膏融化后再冷却，最终使PCB经置件后的零件达到稳定结合的设备。回焊炉是一种用于生产和维修SMT等各种工艺产品的台式回焊设备。该产品采用高效率远红外线加热元件以及分布式热电偶测温装置。通过微电脑的精密控制，使回焊炉的温度曲线控制更为精确和回焊平面的温度更均匀。完全适应各种不同合金和无铅焊料的回焊要求。其温度曲线精密可调，此外设备还具有自动故障检测报警、自动关机等功能。本产品具有回焊、维修、烘干等多种用途。适合于小批量的SMT电子产品生产、试制、电子产品开发部、学校培训班等单位的使用。回流焊根据技术的发展分为：气相回流焊、红外回流焊、远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。另外根据焊接特殊的需要，含有充氮的回流焊炉。目前比较流行和实用的大多是远红外回流焊、红外加热风回流焊和全热风回流焊。根据形状可以分为台式回流焊炉和立式回流焊炉，简要介绍这两种。1、台式回流焊炉台式设备适合中小批量的PCB组装生产，性能稳定、价格经济（大约在4-8万人民币之间），国内私营企业及部分国营单位用的较多。2、立式回流焊炉 立式备型号较多，适合各种不同需求用户的PCB组装生产。设备高中低档都有，性能也相差较多，价格也高低不等（大约在8-80万人民币之间）。国内研究所、外企、知名企业用的较多。回流焊的基本原理比较简单，它首先对PCB板的表面贴装元件（SMD）焊盘印刷锡膏，然后通过自动贴片机把SMD贴放到预先印制好锡膏的焊盘上。最后，通过回流焊接炉，在回流焊炉中逐渐加热，把锡膏融化，称为回流（Reflow），接着，把PCB板冷却，焊锡凝固，把元件和焊盘牢固地焊接到一起（见图9）。在回流焊中，焊盘和元件管脚都不融化。这是回流焊（Reflow Soldering）与金属融焊（Welding）的不同。 深入的了解回流焊就必须从焊锡膏的作用原理和焊接过程中发生的物理化学变化入手。锡膏的成分主要锡铅合金的粉末和助焊剂混合而成。在受热的条件下，融化的焊锡材料中的锡原子和焊盘或焊接元件（主要成分是铜原子）的接触界面原子相互扩散，形成金属间化合物（IMC），首先形成的Cu6Sn5，称n-phase，它是形成焊接力的关键连接层， 只有形成了 n-phase，才表示有真正的可靠焊接。随着时间的推移，在n-phase和铜层之间中会继续生成Cu3Sn，称为-phase，它将减弱焊接力量和减低长期可靠性。在焊点剖面的金相图中，清楚地看到这个结构电子扫描显微镜。1.5 AOIAOI自动光学检测仪。该仪器是利用光学方法，采用权值成像数据分析原理，用来检测SMT工艺中的锡膏缺陷、零件缺陷和焊点缺陷。测量时，将待测PCB置于光学镜头下方，逐个采集每个焊盘或零件的图像，并对图像进行连续的数字化处理分析，然后与预存的“标准”进行比较分析进而作出缺陷结论。最终品质：通常置于SMT生产线的最末端，用为检查SMT之的的产品缺陷;过程控制：分别置于印刷机、贴片机之后，用来检查SMT工序缺陷并反馈数据。AOI的工作原理：AOI应用了光学原理为采集数据、应用统计学原理来分析数据并将数据数字化、应用图像比对原理将摄取图像怀“标准”图像进行运算比对而得出检测结论。31第二章SMT工艺流程2.1表面贴装工艺表面安装技术，简称SMT，作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域，SMT产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、生产效率高等优点。SMT在电路板装联工艺中已占据了领先地位。 典型的表面贴装工艺分为三步：施加焊锡膏-贴装元器件-回流焊接 第一步：施加焊锡膏 其目的是将适量的焊膏均匀的施加在PCB的焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘在回流焊接时，达到良好的电器连接，并具有足够的机械强度。 焊膏是由合金粉末、糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定黏性和良好触便特性的膏状体。常温下，由于焊膏具有一定的黏性，可将电子元器件粘贴在PCB的焊盘上，在倾斜角度不是太大，也没有外力碰撞的情况下，一般元件是不会移动的，当焊膏加热到一定温度时，焊膏中的合金粉末熔融再流动，液体焊料浸润元器件的焊端与PCB焊盘，冷却后元器件的焊端与焊盘被焊料互联在一起，形成电气与机械相连接的焊点。 焊膏是由专用设备施加在焊盘上，其设备有： 全自动印刷机、半自动印刷机、手动印刷台、半自动焊膏分配器等。 施加方法 、适用情况、 优点、缺点 ：1.机器印刷 批量较大,供货周期较紧,经费足够大批量生产、生产效率高 使用工序复杂、投资较大。 2.手动印刷 中小批量生产，产品研发 操作简便、成本较低需人工手动定位、无法进行大批量生产 。3.手动滴涂 普通线路板的研发，修补焊盘焊膏无须辅助设备，即可研发生产只适用于焊盘间距在0.6mm以上元件滴涂 。第二步：贴装元器件 本工序是用贴装机或手工将片式元器件准确的贴装到印好焊膏或贴片胶的PCB表面相应的位置。 贴装方法有二种，其对比如下： 1.手动贴装 中小批量生产，产品研发、操作简便、成本较低生产效率须依操作的人员的熟练程度 。2.人工手动贴装主要工具：真空吸笔、镊子、IC吸放对准器、低倍体视显微镜或放大镜等。 第三步：回流焊接 回流焊是英文Reflow Soldring的直译，是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。从SMT温度特性曲线（见图）分析回流焊的原理。首先PCB进入140160的预热温区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件焊端和引脚，焊膏软化、塌落，覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离；并使表贴元件得到充分的预热，接着进入焊接区时，温度以每秒23国际标准升温速率迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡在PCB的焊盘、元器件焊端和引脚润湿、扩散、漫流和回流混合在焊接界面上生成金属化合物，形成焊锡接点；最后PCB进入冷却区使焊点凝固。 回流焊方法介绍： 机器种类加热方式优点缺点 1.红外回流焊辐射传导热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线，双面焊时PCB上下温度易控制。有阴影效应，温度不均匀、容易造成元件或PCB局部烧坏。 2.热风回流焊对流传导温度均匀、焊接质量好，温度梯度不易控制。 3.强制热风回流焊 红外热风混合加热结合红外和热风炉的优点，在产品焊接时，可得到优良的焊接效果。4.强制热风回流焊。根据其生产能力又分为两种： 1.温区式设备大批量生产适合大批量生产 PCB板放置在走带上，要顺序经过若干固定温区，温区过少会存在温度跳变现象，不适合高密度组装板的焊接。而且体积庞大，耗电高。 2.无温区小型台式设备中小批量生产快速研发 在一个固定空间内，温度按设定条件随时间变化，操作简便，特别适合BGA QFP PLCC。可对有缺陷表贴元件（特别是大元件）进行返修 不适合大批量生产 。由于回流焊工艺有再流动及自定位效应的特点，使回流焊工艺对贴装精度要求比较宽松，比较容易实现焊接的高度自动化与高速度。同时也正因为再流动及自定位效应的特点，回流焊工艺对焊盘设计、元器件标准化、元器件端头与印制板质量、焊料质量以及工艺参数的设置有更严格的要求。 清洗是利用物理作用、化学反应去除被清洗物表面的污染物、杂质的过程。无论是采用溶剂清洗或水清洗，都要经过表面润湿、溶解、乳化作用、皂化作用等，并通过施加不同方式的机械力将污物从表面组装板表面剥离下来，然后漂洗或冲洗干净，最后吹干、烘干或自然干燥。 回流焊作为SMT生产中的关键工序，合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键。不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷，影响产品质量。 SMT是一项综合的系统工程技术，其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。SMT设备和SMT工艺对操作现场要求电压要稳定，要防止电磁干扰，要防静电，要有良好的照明和废气排放设施，对操作环境的温度、湿度、空气清洁度等都有专门要求，操作人员也应经过专业技术 。图2-1 SMT生产线2.2 SMT生产工艺流程1.单面组装：来料检测 = 丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）= 回流焊接 =清洗 = 检测 = 返修2. 双面组装；A：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=A面回流焊接 = 清洗 = 翻板 = PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 =烘干 = 回流焊接（最好仅对B面 = 清洗 = 检测 = 返修）此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。B：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=A面回流焊接 = 清洗 = 翻板 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 =B面波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修）3. 单面混装工艺：来料检测 = PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 =烘干（固化）=回流焊接 = 清洗 = 插件 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修4. 双面混装工艺：(1)来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = PCB的A面插件= 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修先贴后插，适用于SMD元件多于分离元件的情况(2)来料检测 = PCB的A面插件（引脚打弯）= 翻板 = PCB的B面点贴片胶 =贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 = 清洗 = 检测 = 返修先插后贴，适用于分离元件多于SMD元件的情况(3)来料检测 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 = 回流焊接 =插件，引脚打弯 = 翻板 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 = 波峰焊 =清洗 = 检测 = 返修A面混装，B面贴装。(4)来料检测 = PCB的B面点贴片胶 = 贴片 = 固化 = 翻板 =PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = A面回流焊接 = 插件 = B面波峰焊 = 清洗 = 检测 =返修A面混装，B面贴装。先贴两面SMD，回流焊接，后插装，波峰焊(5)来料检测 = PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）= 贴片 = 烘干（固化）=回流焊接 = 翻板 = PCB的A面丝印焊膏 = 贴片 = 烘干 =回流焊接1（可采用局部焊接）= 插件 = 波峰焊2（如插装元件少，可使用手工焊接）= 清洗 =检测 = 返修A面贴装、B面混装。5.SMT工艺流程-双面组装工艺（1）来料检测,PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）,贴片,烘干（固化）,A面回流焊接,清洗,翻板;PCB的B面丝印焊膏（点贴片胶）,贴片,烘干,回流焊接。（最好仅对B面,清洗,检测,返修）此工艺适用于在PCB两面均贴装有PLCC等较大的SMD时采用。（2）来料检测,PCB的A面丝印焊膏（点贴片胶）,贴片,烘干（固化）,A面回流焊接,清洗,翻板;PCB的B面点贴片胶,贴片,固化,B面波峰焊,清洗,检测,返修）此工艺适用于在PCB的A面回流焊，B面波峰焊。在PCB的B面组装的SMD中，只有SOT或SOIC（28）引脚以下时，宜采用此工艺。 图 2-2SMT流水线2.3 SMT工艺设备介绍1. 模板：首先根据所设计的PCB确定是否加工模板。如果PCB上的贴片元件只是电阻、电容且封装为1206以上的则可不用制作模板，用针筒或自动点胶设备进行锡膏涂敷；当在PCB中含有SOT、SOP、PQFP、PLCC和BGA封装的芯片以及电阻、电容的封装为0805以下的必须制作模板。一般模板分为化学蚀刻铜模板（价格低，适用于小批量、试验且芯片引脚间距0.635mm）；激光蚀刻不锈钢模板（精度高、价格高，适用于大批量、自动生产线且芯片引脚间距0.5mm,我公司推荐使用蚀刻铜模板;对于批量生产或间距0.5mm采用激光切割的不锈钢模板。外型尺寸为350x450（单位：mm），有效面积为210x290（单位：mm）。2. 丝印：其作用是用刮刀将锡膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的贴装做准备。所用设备为手动丝印台（丝网印刷机）、模板和刮刀（金属或橡胶），位于SMT生产线的最前端。我公司推荐使用中号丝印台（型号为QSY410）。方法将模板固定在丝印台上，通过手动丝印台上的上下和左右旋钮在丝印平台上确定PCB的位置，并将此位置固定；然后将所需涂敷的PCB放置在丝印平台和模板之间，在丝网板上放置锡膏（在室温下），保持模板和PCB的平行，用刮刀将锡膏均匀的涂敷在PCB上。在使用过程中注意对模板的及时用酒精清洗，防止锡膏堵塞模板的漏孔。3. 贴装：其作用是将表面贴装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机（自动、半自动或手工），真空吸笔或镊子，位于SMT生产线中丝印台的后面。 对于试验室或小批量我公司一般推荐使用双笔头防静电真空吸笔（型号为QXB202）。为解决高精度芯片（芯片管脚间距0.5mm）的贴装及对位问题，我公司推荐使用手动高精密贴片机（型号为QSJ150）。为提高效率和贴装精度，还可采用我公司的半自动贴片机（型号为QTP-300）。真空吸笔可直接从元器件料架上拾取电阻、电容和芯片，由于锡膏具有一定的粘性对于电阻、电容可直接将放置在所需位置上；对于芯片可在真空吸笔头上添加吸盘，吸力的大小可通过旋钮调整。切记无论放置何种元器件注意对准位置，如果位置错位，则必须用酒精清洗PCB，重新丝印，重新放置元器件。4. 回流焊接：其作用是将焊膏熔化，使表面贴装元器件与PCB牢固钎焊在一起以达到设计所要求的电气性能并完全按照国际标准曲线精密控制，可有效防止PCB和元器件的热损坏和变形。所用设备为回流焊炉（全自动红外/热风回流焊炉，型号为QHL320），位于SMT生产线中贴片机的后面。 5. 清洗：其作用是将贴装好的PCB上面的影响电性能的物质或焊接残留物如助焊剂等除去，若使用免清洗焊料一般可以不用清洗。对于要求微功耗产品或高频特性好的产品应进行清洗，一般产品可以免清洗。所用设备为超声波清洗机或用酒精直接手工清洗，位置可以不固定。 6. 检验：其作用是对贴装好的PCB进行焊接质量和装配质量的检验。所用设备有放大镜、显微镜，位置根据检验的需要，可以配置在生产线合适的地方。 7. 返修：其作用是对检测出现故障的PCB进行返工，例如锡球、锡桥、开路等缺陷。所用工具为智能烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。 2.4 SMT辅助工艺1.点胶：作用是将红胶滴到PCB的的固定位置上，主要作用是将元器件固定到PCB上，一般用于PCB两面均有表面贴装元件且有一面进行波峰焊接。所用设备为点胶机（型号为QDJ160），针筒，位于SMT生产线的最前端或检验设备的后面。 2.固化：其作用是将贴片胶受热固化，从而使表面贴装元器件与PCB牢固粘接在一起。所用设备为固化炉（我公司的回流焊炉也可用于胶的固化以及元器件和PCB的热老化试验），位于SMT生产线中贴片机的后面。 第三章 SMT锡膏印刷3.1印刷工艺质量的主要因素1.优化模板印刷工艺的策略2.焊膏印刷速度3.刮刀和封闭印刷头技术4.通孔器件印刷 5.何时以及怎幺使用橡胶刮刀以及正确硬度的选择 6.有效地利用下止点和间隙式印刷 7.针对高效印刷的适用的网板设计技巧8.详述检查系统和它们的工作方式 近距离观察印刷工艺 工艺优化模板印刷工艺优化的一个方法是，当发生焊膏应用问题时及时地进行改正。假设在线检测不是被设计用来检查每一块板子上的每一个焊盘的情况下，必需有一些方法来决定怎样编排检查系统从而得以利用关键器件和区域作为数据模型来使用。这些检查模型将被移植到在任一特定生产中被加工的所有板上的所有器件上。3.2锡膏印刷器件类型1.焊膏印刷 在印刷速度、压力和焊膏类型之间存在着内在关系，而且必须保持这种关系才能获得可接受的印刷效果。有一些焊膏的印刷速度必须要快一些，而另一些必须要慢一些，才能得到较好的印刷效果。如果刮刀扫过模板时过轻，在网板上留下一层薄的焊膏或助焊剂，应该加大压力来刮干净网板的表面，但是压力增大的上限是必须保证焊膏的滚动要求，因为印刷过程中焊膏的滚动是一个获得良好印刷效果的标志之一。印刷速度太快会导致开孔的不完全填充，尤其是在焊盘迎向刮刀运动方向的一侧。过轻地扫过模板会导致极端的拉尖和覆盖不完整，这是因为焊膏没有完全地从开孔中被释放出来。 2.网板上的焊膏有一个问题常常会被提到，那就是刮刀刮过后，网板上会残留下焊膏。通常有两种原因，首先，虽然你也许是用了正确的压力，但刮刀下止点或者刮刀压入网板的距离，还是太小。另一个焊膏残留在网板上的原因，有可能是在基板下面缺少适当的支撑顶针。伴随着不充分的支撑，基板会在刮刀的压力下产生下陷，这样就使得刀刃的角度不能够将网板上的焊膏刮干净。不充分的基板支撑使得基板下陷，还会导致刮刀施加到基板上的压力发生偏差。3.通孔器件 焊膏印刷也可以被使用在通孔器件上。对于这种类型的板的装配，焊膏印刷已经成为一个可接受的工艺了。针对通孔组件的这种用焊膏来填充PCB过孔的工艺，通常被称为“intrusive soldering”或“pin-in-paste printing”。网板的开孔设计必需适当，以得到正确的焊膏量来填充过孔，从而保证有可靠的焊点。通常情况下，焊膏会有50%的收缩量，所以第一步要计算所需的焊膏量。需要计算填满整个通孔所需焊膏的体积再减去引脚体积的值。实际需要的焊膏体积应该是固化后所需焊料体积的两倍，开孔的大小可通过网板的厚度以及通孔焊盘周围可利用的面积来计算获得。焊膏可采用加大印刷面积的方式印刷，在回流焊时，焊锡会被拉回到可焊接的表面。橡胶刮刀操作员因该知道有不同种类的橡胶刮刀硬度，并且还要知道什幺时候该使用它们。 对于丝网印刷和模板印刷可以有几种不同硬度的刮刀选择。通常情况下，当采用丝网印刷时，应该使用硬度在60-80 shore A的聚亚安酯刮刀。当使用较软的材料时，丝网的网孔应该要避免刮刀将胶层从基层上挖走。而硬度在90-110shore A的刮刀通常用在模板印刷上。但是，当在模板上使用聚亚安酯刮刀时，在大开孔上的抠挖现象会成为一个问题，因此，金属刮刀是模板印刷的首选。对于只有细开孔或台阶式模板，使用聚亚安酯的刮刀会得到更一致的印刷效果并且也可减少模板的磨损。台阶式模板是指，模板某些区域平缓过渡或阶梯下降到一个比网板其它部分要薄的这种模板。这种类型的模板常常用于大多数都是大开孔而只有一两个细间距引脚器件的板子。4.拖曳片式刮刀 在没有压力施加的情况下，拖曳片式金属刮刀的接触角度是60度，橡胶刮刀的接触角度是50度。使用MPM的平衡控制可编程印刷头（“Prohead”），接触角可以在正常值正负5度的范围内调整。施加在刮刀上的压力必需足够，以在模板的上表面提供一个干净的刮擦结果，但也不能太大，否则会对网板造成压痕并引起过早的失效。压痕是当过多的压力被施加在模板超过基板边缘时，在模板底部所造成的永久性的板边缘压痕的现象。下止点和间隙式印刷下止点这个术语常常用在模板印刷工艺中，并且操作员也应该熟悉这个词。下止点是作为在印刷过程中，刮刀被编程向下运动，可以低过基板上表面的距离的多少。基板在印刷过程中会支撑模板，但是如果刀片移动超出了基板边缘和支撑轨道，那幺模板会受力弯曲，引起过早疲劳。恰当的设置下止点可以防止这种情况，因为它不会让刀刃有过多的向下移动距离而施加过多的力量在没有支撑的模板上。如果下止点值设得太低，无法适当的弯曲刀刃至最佳角度，那幺就得不到所期望的印刷压力。典型的下止点设置是从0.065 inch (1.6 mm) 到 0.075 inch (1.9 mm)。3.3印刷分类1.