SMT第9章 SMT生产线与产品质量管理上课讲义.ppt

第九章SMT生产线和产品质量管理、机械行业出版社同名教材hori may主编、9.1.1装配方法、SMT装配方法及其工艺过程主要取决于SMA(表面组装装配)的类型、使用的部件种类和装配设备条件。SMA一般可分为截面混合、双侧混合和完整曲面组件三种类型，共分为6种装配方式，如表9-1所示。不同类型的SMA以不同的方式组装，相同类型的SMA可以不同的方式组装。根据装配产品的具体要求和装配设备的条件选择合适的装配方法是高效低成本装配生产的基础和SMT工艺设计的主要内容。如何安装曲面组件组件组件，1 .截面混合组件的第一类是截面混合组件。也就是说，SMC/SMD和通孔插入元素(THC)混合在PCB的两个不同面上，但熔接面只有剖面。这种类型的装配方法分别使用截面PCB和波峰焊工艺，可以通过两种方式装配。先贴法律。第一种装配方法是先将SMC/SMD附着到PCB的b面(焊接面)，然后将THC插入到a面。便利贴方法。第二种装配方法(称为后附着法)是将THC插入PCB的a面，然后将SMC/SMD附着到b面。2 .双面混合组件第二类是双面混合组件，其中SMC/SMD和THC可以混合在PCB的同一侧，SMC/SMD可以分布在PCB的两侧。双面混合组件使用双面PCB、双波焊或重排焊。Smc/SMD在SMC/SMD首次或以后粘贴的方式上也存在差异，通常根据SMC/SMD类型和PCB的大小做出更多合理选择。这些组件通常使用两种装配方法。 SMC/smo和THC等方面。SMC/SMD和THC位于PCB的同一侧。 SMC/SMD和THC的其他方面。将表面组件集成芯片(SMIC)和THC放置在PCB的a面上，将SMC和小型结构件(SOT)放置在b面上。通过在PCB截面或两侧安装SMC/SMD，并将具有难以组装表面的引线的元件插入到部件中，这种装配方式具有相当高的装配密度。混合装配工艺，3 .完整曲面装配第三类是没有THC的PCB中只有SMC/SMD的完整曲面装配。现在零件还没有完全SMT化，所以在实际应用中，这种装配形式并不多。这种类型的组装方法通常使用细线图形的PCB或陶瓷基板上的细间隙装置和重排焊工艺组装。也可以用两种方法装配。(1)截面曲面装配方法。(2)双面表面组装方法。两面都使用焊膏-回流工艺，9.3.1静电及其有害物，两个物体相互摩擦时，电子的一部分从一个物体转移到另一个物体，这个物体失去电子，得到“正电荷”，另一个物体得到电子，具有“负电荷”。只要电荷没有产生也没有消失，就可以从一个物体转移到另一个物体。防止静电的基本概念是防止静态电荷发生或已有静态电荷的地方如何快速稳定地消除。要确定静电可能发生的地方，首先要知道静电的原因。1 .静电发生，1)接触摩擦启动。不同物质之间的接触摩擦除了产生静电外，同样的物质之间也发生着静电，有时在干燥的环境下，当人从桌子上快速拿起书的时候，书的表面也会发生静电。几乎常见的非金属和金属之间的接触分离产生静电，是产生静电的最常见原因之一。除了依赖于物质本身外，静电能量还与材料表面的清洁度、环境条件、接触压力、光泽度、表面大小、摩擦分离速度等有关。把发动机卸下来。互相紧密结合的物体脱落时，电荷的分离接着分离的物体从两侧剥离电的现象。剥离根据不同的接触区域、接触区域的粘合力和剥离速度产生不同的静电量。3)断层带电。材料由于机械破裂，带电粒子分离，一半断裂的材料各有等量的异性电荷。高速运动的物体是带电的。物体高速运动时，与空气的摩擦会使物体表面带电。最常见的情况是高速批机补丁中组件的快速运动导致静电，静态电压约为600V。尤其是批处理机的工作环境通常湿度比较低，高速运动引起的设备静电。对于CMOS设备，这可能不是小威胁。在清洁过程中，也有在高压喷雾过程中产生静电的溶剂。2 .静电放电(ESD)电子产业的危险，电子产品在生产、包装运输和整个机械加工、调试、测试过程中，由于外部或自接触摩擦，不能避免高表面电位。根据静电的力学及放电效果，静电损伤主要分为两类。也就是静电引起的灰尘的吸附和静电放电引起的敏感部件的破坏。1)静电吸附。SiO2及高分子材料在半导体和半导体器件的制造过程中广泛使用，高绝缘性导致高静电积累，容易吸附在空气中的带电粒子上，半导体界面破裂，发生故障。为了防止损害，半导体和半导体器件的制造必须在干净的室内进行。洁净室的墙壁、天花板、地板和工人以及所有工具、设备都必须采取措施防止静电。2)静电破坏。超大规模集成电路强度高，输入阻抗高，静电对这些设备的损坏越来越明显。尤其是金属氧化物半导体(MOS)元件被静电损坏的可能性更高。静电敏感装置静电放电损伤主要性能：硬击穿。一次发生整个设备的故障和损坏；软刹车。造成设备局部损坏，降低设备的技术性能，留下人们不易发现的隐患，防止设备运行。软破坏带来的危险有时比硬破坏更危险。9.3.2防静电原理和方法，1 .防静电原理具有防止固态硬盘静电的两个基本原则。一是为了防止静电在可能发生静电的地方积累，即减少高压静电放电的危险，并采取在其边缘产生“放电”的措施。二是迅速、安全、有效地消除已产生的静态电荷，即对已存在的静态电荷的积累采取措施，迅速消灭它，立即“排出”。因此，电子产品生产中防止静电的核心是“静电消除”。当然，在这里消除并不意味着“根本不存在”，而是具有最低限度的控制力。2 .防静电方法1)用于静电保护的材料。在防静电的情况下，原则上不使用金属导体，而是使用导体泄漏电流较多，可能会损坏设备，而使用表面电阻ll05以下的静电导体和表面电阻为1105 1l08的静电子导体。例如，在橡胶中混合导电炭黑的情况下，表面电阻可以调节为1106 以下的防静电材料。2)泄漏和接地。对于静电发生或已经发生的部分，应提供即时放电静电(通常称为接地)的通道。在典型的防静电项目中，应独立构建“接地”项目，并确保“接地”和地球之间的电阻小于10 。防静电材料是通过1米的电阻将防静电材料(如防静电桌面垫、地板垫)连接到接地线的导体而接地的。有关详细信息，请参阅SJ/t10630-1995电子部件制造防静电技术要求。IPC-A-6100标准建议的防静电工作台接地方法如图9-8所示。通过螺纹1m 电阻的耦合使接地放电电流小于5mA，称为软接地，而设备外壳和静电屏蔽通常称为直接接地，称为硬接地。IPC-A-6100标准建议的防静电工作台接地方法，3 .导体上有静电的导体的静电可以通过接地方法泄漏到大地，工程一般要求在1s内泄漏静电，静电电压下降到100V以下安全区域；这样可以缩短泄漏时间，防止因泄漏电流过多而对SSD造成损坏。在防静电系统中，通常使用1m 的限流电阻控制排放电流小于5mA，这是为了工作人员的安全而设计的。使用带静电消除的非导体1)离子风扇。离子风扇可以产生正音或负离子中的静电。空间、布局机械头附近接地，用于不发射静电的地方，使用离子风扇排除静电，防静电效果好。2)使用静电消除剂。静电消除剂是各种表面活性剂，可以通过擦拭的方法去除仪器表面等部分物体表面的静电。3)控制环境湿度。随着湿度的增加，布导体材料的表面电导率增加，物体上的静电不容易堆积。工艺条件许可时，可以安装加湿器调整环境湿度，此方法效果明显，价格便宜。4)使用静电屏蔽。静电屏蔽是对容易发射静电的设备、零件、设备的屏蔽措施。通过屏蔽或屏蔽固定架与外界隔离静态电源，有效接地屏蔽或屏蔽固定架。防静电包，防静电液，5 .过程控制法旨在生产过程中尽可能少地产生静态电荷，应在工艺、材料选择、设备安装和操作管理等方面采取控制静电发生和积累的措施。当然，具体措施应以目标为目标。在这些措施中，过程控制法是积极的措施，其他措施有时需要综合考虑，以达到有效的防静电目的。9.3.3常用防静电设备，1 .防静电腕带、工作服、鞋袜、帽子、手套等人类防静电系统人类防静电系统，这种整体保护系统具备静电泄漏和屏蔽功能。直接接触静电敏感装置的人必须戴防静电腕带，腕带要与人体皮肤良好接触，腕带对人体没有刺激，不能过敏，腕带系统的地面电阻值在106 108 范围内。防静电的书桌底座必须至少有两个工作人员用的手腕带连接器、一个技术人员用的电缆和检查人员或其他工作人员用的手腕带连接器。进入防静电工作区或触摸SSD的人，应穿防静电工作装，防静电工作装面料应遵守GBl2014规定。在相对湿度大于50%的环境下，可以用纯棉产品作为防静电工作服。进入防静电工作区或触摸SSD的人必须穿防静电工作鞋，防静电工作鞋必须符合GB4385的相关规定。一般允许穿鞋，但要同时使用导电鞋捆或脚腕带。脚腕带，防静电工作服，手套，鞋子，防静电腕带，2。防静电垫防静电垫将人类的静电通过地面尽快地使用地面，尤其是移动工作，因此不使用腕带人类的静电是有效的。也可以释放设备、工装的静电。地面抗静电性能参数应将静电电压降低到100V以下，并在105 108 之间控制系统电阻，以确保人身安全。防静电地板、工作台、垫和防静电地板常用的材料包括：防静电橡胶底：简单施工，抗静电特性好，但容易磨损。PVC防静电塑料地板：抗静电效果好，持久强度高，应用广泛。防静电地毯：防静电效果好，使用方便，但费用高。抗静电活动地板：抗静电效果好，美观，费用高。可以使用经过特殊处理的太赫兹地面，如地网的预布置、渗碳或地面喷射抗静电剂。防静电水磨地面寿命，成本低，新建工厂。3 .防静电操作系统防静电操作系统是指各工序经常接触、分离或摩擦部件、部件成品的工作台、线体、工具、包装包、存储和运输车辆及清洗液等。用于构成上述操作系统的材料由具有高绝缘性的橡胶、塑料、织物和木材制成，生产过程中容易产生静电，因此都要防止静电。换句话说，操作系统必须具有防静电功能。防静电操作系统包括：防静电垫。工作台配备了防静电垫，通过105 109 之间的表面电阻和1m 电阻与地面接触，旋转箱、箱子等所有容器都要用防静电材料制作并标记。防静电包。包装电路板或设备的所有塑料袋都必须是防静电包。表面电阻为105 109 ，将电路板放入包中或取出时应戴上防静电手腕。防静电物流车辆。设备，用于搬运部件的特殊物流车应具有防静电功能，尤其是物流用橡胶轮，其表面电阻为105 109 ，同时应使用防静电橡胶轮。抗静电工具。防静电工具，特别是电烙铁、吸锡枪等，必须具有防静电功能，一般电烙铁要低压工作(24V/36V)，铜焊头要接地良好。9.3.4电子产品运行时防止静电，1 .生产线内抗静电设施生产线内抗静电区域木质地板直接使用或羊毛、大麻、化纤地毯和普通地板皮。应使用静电导体材料构成的地面，例如，在防静电活动地面或一般地面上铺防静电垫，并有效接地。防静电区内的天花板材料必须使用防静电材料产品，一般允许石膏板产品，禁止一般塑料产品。墙面面料必须使用防静电墙纸，一般可以使用石膏或石灰涂层墙面，一般墙纸和塑料墙纸不能使用。生产线内的防静电设备必须有单独的接地线，并与防雷线分开；地线可靠，具有完整的静电泄漏系统，在工作场所保持恒温，保持防潮环境，一般温度控制(252) c，湿度65% 5%(RH)；开头有离子风，防止静电工作区应显示区域界限，在显眼的地方放置警告标志，警告标志应符合GJB1649规定，并在工作区入口放置电离空气风浴装置。防静电警告标志如图12-6所示。下图是GJB1649中指定的防静电标记。a是对ESD敏感的符号，是三角形，画有划痕的手以表明它是对ESD造成的损坏非常敏感的对象。用于ESD保护的符号mark b和mark a的区别在于，三角形外有弧，三角形内没有手上的标记。这用于表示物体是专门为防止静电而设计的。防静电标记可以附着在设备、设备、组件和包装上，通知用户静电放电或静电过载的危险。通过显示a和显示b，ESD敏感目标和ESD保护功能都可以确定，因此在操作中必须单独处理。没有标记的设备不一定表示对ESD不敏感。如果怀疑组件的ESD敏感性，则在确定其特性之前，应将其作为ESD敏感设备销毁。2 .生产工艺的防静电车间外的接地系统一年一次，电阻要求2 以下，生产线变更时需要重新测试。地毯/板、工作台垫接地系统每6个月测试一次，接地电阻需要0。要检测机器和地线之间的电阻，电阻为1米，需要检测记录。车间内的温度、湿度每天测量两次，并做有效记录，确保生产地区的恒温、防潮和湿度。任何人(操作员、参观者)进入生产现场之前，必须穿防静电工作服、防静电鞋。直接暴露在PCB下的工作人员，戴防静电腕带的工作人员，每天、下午上班前都要检查每个腕带，确保与人体接触良好。同时每天安排工程人员的监督检查。必要时对员工进行防静电的知识培训和现场管理。规定，如果在放置过程中需要手里拿着PCB，只能拿在PCB边缘的电子零件上，不能拿在电子零件针或导电条上。安装后，PCB必须放在防静电塑料袋中，运到安装区。安装无法一次导入多个PCB。返工工作、修理的PCB要放在防静电的箱子里，拿到修理工那里。维修中要严格注意防止工具静电，维修后要用离子风扇中和才能测试。手动焊接时，应使用防静电低压恒温电烙铁。GJB1649中规定的型SSD的