1-2-SMT概述如何提高无铅产品组装质量ppt课件

1、1-2 SMT概述：如何提高无铅产品组装质量顾霭云 2021年4月.SMT概述：如何提高无铅产品组装质量一. 提倡DFM，使设计规范化二. 工艺规范化三. 如何提高印刷焊膏质量四. 如何提高自动贴装机的贴装质量和贴装效率五. 如何提高无铅焊接质量 运用焊接实际，正确设置再流焊温度曲线，提高无铅焊接质量.一. 提倡DFM，使设计规范化1、对客户：原始设备制造商OEM的要求按照DFM设计审核对PCB加工厂商提出加工要求，确保PCB加工质量2、对SMT加工厂：电子制造效力EMS的要求根据本企业消费线的设备条件，写出本企业SMT设备对PCB设计的要求规范，并交给客户客户OEM应按照SMT加工厂EMS“

2、SMT设备对PCB设计的要求进展设计.SMT设备对PCB设计的要求1. PCB外形、尺寸设计2PCB定位孔和夹持边的设置3. 基准标志(Mark)设计4拼板设计5选择元器件封装及包装方式根据送料器配置6. PCB设计的输出文件.二. 工艺规范化制定本企业的SMT通用工艺学习并掌握通用工艺严厉按照通用工艺操作.外表组装SMT通用工艺工艺条件、工艺流程、操作程序、平安技术操作方法、工艺参数、检验规范和检验方法等。通用工艺又称典型工艺。是根据工艺内容的通用性、成熟性和先进性并结合本单位的设备条件和产品特点而提出的工艺课题，是按照详细工艺内容编写的。通用工艺的内容：通用工艺是指点工人操作的最根本的技术

3、文件 .学习“通用工艺的目的掌握正确的工艺方法提高产质量量提高消费效率使工艺规范化 以获得长期稳定、可靠、高效的制造技术.SMT通用工艺包括:施加焊膏施加贴片胶贴装元器件再流焊波峰焊手工焊与返修清洗底部填充 检验和测试电子组装件三防涂覆工艺.三. 如何提高印刷焊膏质量1. 工艺目的2. 施加焊膏要求3. 印刷焊膏的原理4. 影响印刷质量的主要要素5. 提高印刷质量的措施.焊膏印刷是保证SMT质量的关键工序。据资料统计，在PCB设计正确、元器件和印制板质量有保证的前提下，外表组装质量问题中有70%的质量问题出在印刷工艺。.1. 工艺目的把适量的焊膏均匀地施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与P

4、CB相对应的焊盘到达良好的电气衔接并具有足够的机械强度。.2. 施加焊膏要求(a) 焊膏量均匀一致性好。焊膏图形明晰,相邻图形之间尽量不粘连。焊膏图形与焊盘图形要尽量不要错位。(b) 在普通情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右。对窄间距元器件，应为0.5mg/mm2左右。(c) 印刷在基板上的焊膏与希望分量值相比，允许有一定的偏向，焊膏覆盖焊盘的面积，应在75%以上。(d) 焊膏印刷后应无严重塌落，边缘整齐，错位不大于0.2mm，对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm。(e) 基板不允许被焊膏污染。 SJ/T10670规范 免清洗要求 无铅要求. 焊膏缺陷.3. 印刷焊膏

5、的原理焊膏和贴片胶都是触变流体，具有粘性。当刮刀以一定速度和角度向前挪动时，对焊膏产生一定的压力，推进焊膏在刮板前滚动，产生将焊膏注入网孔或漏孔所需的压力，焊膏的粘性摩擦力使焊膏在刮板与网板交接处产生切变，切变力使焊膏的粘性下降，使焊膏顺利地注入网孔或漏孔。.4. 影响印刷质量的主要要素(a) 首先是模板质量模板印刷是接触印刷，因此模板厚度与开口尺寸确定了焊膏的印刷量。焊膏量过多会产生桥接，焊膏量过少会产生焊锡缺乏或虚焊。模板开口外形以及开口能否光滑也会影响脱模质量。(b) 其次是焊膏质量焊膏的黏度、印刷性滚动性、转移性、触变性、常温下的运用寿命等都会影响印刷质量。(c) 印刷工艺参数刮刀速度

6、、刮刀压力、刮刀与网板的角度以及焊膏的黏度之间都存在一定的制约关系，因此只需正确控制这些参数，才干保证焊膏的印刷质量。.(d) 设备精度方面在印刷高密度窄间距产品时，印刷机的印刷精度和反复印刷精度也会起一定的作用。 (e) 环境温度、湿度、以及环境卫生环境温度过高会降低焊膏黏度，湿度过大时焊膏会吸收空气中的水分，湿度过小时会加速焊膏中溶剂的挥发，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔。普通要求环境温度233，相对湿度4570%. 从以上分析中可以看出，影响印刷质量的要素非常多，而且印刷焊膏是一种动态工艺。 焊膏的量随时间而变化，假设不能及时添加焊膏的量，会呵斥焊膏漏印量少，图形不丰满。 焊膏的黏

7、度和质量随时间、环境温度、湿度、环境卫生而变化； 模板底面的清洁程度及开口内壁的形状不断变化； .5. 提高印刷质量的措施 (1)加工合格的模板 (2)选择适宜工艺要求的焊膏并正确运用焊膏 (3)印刷工艺控制.(1)加工合格的模板 模板厚度与开口尺寸根本要求: IPC7525规范 T W L 宽厚比: 开口宽度(W)/模板厚度(T)1.5 (无铅 1.6) 面积比: 开口面积(WL)/孔壁面积2(L+W)T 0.66 (无铅 0.71).蚀刻钢板：过度蚀刻或蚀刻缺乏过度蚀刻开口变大蚀刻缺乏开口变小.孔壁粗糙影响焊膏释放窄间距时可采用激光+电抛光工艺.(2)焊膏的选择方法不同的产品要选择不同的焊

8、膏。a根据产品本身的价值和用途，高可靠产品选择高质量的焊膏。b根据PCB和元器件存放时间和外表氧化程度选择焊膏的活性。普通采用RMA级；高可靠性产品选择R级；PCB 、元器件存放时间长，外表严重氧化，应采用RA级，焊后清洗。c根据组装工艺、印制板、元器件的详细情况选择合金组分。普通镀铅锡印制板采用63Sn/37Pb；钯金或钯银厚膜端头和引脚可焊性较差的元器件、要求焊点质量高的印制板采用62Sn/36Pb /2Ag；水金板普通不要选择含银的焊膏；(金与焊料中的锡构成金锡间共价化合物AuSn4，焊料中金的含量超越3%会使焊点变脆，用于焊接的金层厚度1m)。无铅工艺普通选择Sn-Ag-Cu合金焊料。

9、.d根据产品对清洁度的要求来选择能否采用免清洗。免清洗工艺要选用不含卤素或其它弱腐蚀性化合物的焊膏；高可靠、航天、军工、仪器仪表以及涉及生命平安的医用器材要采用水清洗或溶剂清洗的焊膏，焊后必需清洗干净。eBGA和CSP普通都需求采用高质量的免清洗焊膏；f焊接热敏元件时，应选用含铋的低熔点焊膏。.常用合金粉末的类型和颗粒尺寸分为六种粒度等级原四种目前已推出顺应高密度的20m微粉颗粒合金粉末 类型80%以上粉末颗粒尺寸（m） 0.005%的粉末尺寸（m） 质量 1%的粉末尺寸（m） 10%的微粉颗粒尺寸（m）115075180150202754590752034525534520438204538

10、2052515322515615525155注：“” 表示此项为可选项目，经供需双方同意，此要求 可不作考核。g根据PCB的组装密度有无窄间距来选择合金粉末颗粒度.如何选择合金粉末颗粒度根据组装密度有无窄间距来选择合金粉末颗粒度普通焊料颗粒最大直径约为模板最小开口尺寸的1/5；窄间距时普通选择2545m。 SMD引脚间距和焊料颗粒的关系.(3)印刷工艺控制 图形对准经过人工对任务台或对模板作X、Y、的精细调整，使PCB的焊盘图形与模板漏孔图形完全重合。 刮刀与网板的角度角度越小，向下的压力越大，容易将焊膏注入漏孔中，但也容易使焊膏污染模板底面，呵斥焊膏图形粘连。普通为4560。目前自动和半自动

11、印刷机大多采用60。.焊膏的投入量滚动直径 焊膏的滚动直径h 915mm较适宜h 过小不利于焊膏漏印印刷的填充性h 过大，过多的焊膏长时间暴露在空气中不断滚动，对焊膏质量不利。 焊膏的投入量应根据刮刀的长度参与。根据PCB组装密度每快PCB的焊膏用量，估计出印刷100快还是150快添加一次焊膏。 刮刀运动方向h 焊膏高度滚动直径.刮刀压力刮刀压力也是影响印刷质量的重要要素。刮刀压力实践是指刮刀下降的深度，压力太小，能够会发生两种情况：第种情况是由于刮刀压力小，刮刀在前进过程中产生的向下的Y分力也小，会呵斥漏印量缺乏；第种情况是由于刮刀压力小，刮刀没有紧贴模板外表，印刷时由于刮刀与PCB之间存在

12、微小的间隙，因此相当于添加了印刷厚度。另外压力过小会使模板外表留有一层焊膏，容易呵斥图形粘连等印刷缺陷。因此理想的刮刀压力应该恰好将焊膏从模板外表刮干净。.金属刮刀的压力应比橡胶刮刀的压力大一些，普通大1.21.5倍。橡胶刮刀的压力过大，印刷时刮刀会压入开口中，呵斥印刷量减少，特别是大尺寸的开口。因此加工模板时，可将大开口中间加一条小筋(架桥)。留意： 紧固金属刮刀时，紧固程度要适当。用力过大由于应力会呵斥刮刀变形，影响刮刀寿命。.金属刮刀橡胶刮刀.印刷速度由于刮刀速度与焊膏的粘稠度呈反比关系，有窄间距，高密度图形时，速度要慢一些。速度过快，刮刀经过模板开口的时间太短，焊膏不能充分渗入开口中，

13、容易呵斥焊膏图形不丰满或漏印的印刷缺陷。在刮刀角度一定的情况下，印刷速度和刮刀压力存在一定的关系，降速度相当于添加压力，适当降低压力可起到提高印刷速度的效果。. 网板模板与PCB分别速度有窄间距、高密度图形时，网板分别速度要慢一些。为了提高窄间距、高密度印刷质量，日立公司推出“加速度控制方法随印刷任务台下降行程，对下降速度进展变速控制。.模板与PCB分别速度分别速度添加时，模板与PCB间变成负压，焊膏与焊盘的凝聚力小，使部分焊膏粘在模板底面和开口壁上，呵斥少印和粘连。分别速度减慢时，PCB与模板间的负压变小，焊膏的凝聚力大，而使焊膏很容易脱离模板开口壁，印刷形状良好。模板分别PCB的速度2mm

14、/s以下为宜。卷入残留焊膏大气压负压模板分别粘着力凝聚力. 清洗方式和清洗频率经常清洗模板底面也是保证印刷质量的要素。应根据焊膏、模板资料、厚度及开口大小等情况确定清洗方式和清洗频率。1湿1干或2湿1干等，印20块清洗一次或印1块清洗一次等模板污染主要是由于焊膏从开口边缘溢出呵斥的。假设不及时清洗，会污染PCB外表，模板开口周围的残留焊膏会变硬，严重时还会堵塞开口。手工清洗时，顺开口长度方向效果较好。.建立检验制度必需严厉首件检验。有BGA、CSP、高密度时每一块PCB都要检验。 普通密度时可以抽检。印刷焊膏取样规那么批次范围取样数量不合格品的允许数量150013050132005013201

15、1000080210001350001253.印刷缺陷举例少印粘连塌边错位. 不良品的断定和调整方法. .四.如何提高自动贴装机的贴装质量和贴装效率1 贴装元器件的工艺要求2 自动贴装机贴装原理3 如何提高自动贴装机的贴装质量4 如何提高自动贴装机的贴装效率.1. 贴装元器件的工艺要求a 各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标志要符合产品的装配图和明细表要求。b 贴装好的元器件要完好无损。C 贴装元器件焊端或引脚不小于1/2厚度要浸入焊膏。对于普通元器件贴片时的焊膏挤出量长度应小于0.2mm，对于窄间距元器件贴片时的焊膏挤出量长度应小于0.1mm。d 元器件的端头或引脚均和焊盘图形

16、对齐、居中。 由于再流焊时有自定位效应，因此元器件贴装位置允许有一定的偏向。. 保证贴装质量的三要素：a 元件正确b 位置准确c 压力贴片高度适宜。.a 元件正确要求各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标志要符合产品的装配图和明细表要求，不能贴错位置；.b 位置准确元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量对齐、居中，还要确保元件焊端接触焊膏图形。 两个端头的Chip元件自定位效应的作用比较大，贴装时元件宽度方向有3/4以上搭接在焊盘上,长度方向两个端头只需搭接到相应的焊盘上并接触焊膏图形，再流焊时就可以自定位，但假设其中一个端头没有搭接到焊盘上或没有接触焊膏图形，再流焊时就会产生移位或

17、吊桥； 正确 不正确 . 对于SOP、SOJ、QFP、PLCC等器件的自定位作用比较小，贴装偏移是不能经过再流焊纠正的。假设贴装位置超出允许偏向范围，必需进展人工拨正后再进入再流焊炉焊接。否那么再流焊后必需返修，会呵斥工时、资料浪费，甚至会影响产品可靠性。消费过程中发现贴装位置超出允许偏向范围时应及时修正贴装坐标。 手工贴装或手工拨正时要求贴装位置准确，引脚与焊盘对齐，居中，切勿贴放不准，在焊膏上拖动找正，以免焊膏图形粘连，呵斥桥接。 引脚宽度方向：P引脚宽度的3/4 引脚长度方向：引脚的跟部和趾部在焊盘上PP.BGA贴装要求BGA的焊球与相对应的焊盘一一对齐；焊球的中心与焊盘中心的最大偏移量

18、小于1/2焊球直径。DD1/2焊球直径.c 压力贴片高度贴片压力Z轴高度要恰当适宜 贴片压力过小，元器件焊端或引脚浮在焊膏外表，焊膏粘不住元器件，在传送和再流焊时容易产生位置挪动，另外由于Z轴高度过高，贴片时元件从高处扔下，会呵斥贴片位置偏移 ； 贴片压力过大，焊膏挤出量过多，容易呵斥焊膏粘连，再流焊时容易产生桥接，同时也会由于滑动呵斥贴片位置偏移，严重时还会损坏元器件。.贴片压力吸嘴高度.2. 自动贴装机贴装原理2.1 PCB基准校准原理2.2 元器件贴片位置对中方式与对中原理.2.1 PCB基准校准原理自动贴装机贴装时，元器件的贴装坐标是以PCB的某一个顶角普通为左下角或右下角为源点计算的

19、。而PCB加工时多少存在一定的加工误差，因此在高精度贴装时必需对PCB进展基准校准。基准校准采用基准标志Mark和贴装机的光学对中系统进展。 .基准标志什么是基准标志？基准标志是一个特定的标志，属于电路图形的一部分。用来识别和修正电路图形偏移量，以此保证准确的贴装。基准标志的类型有两种类型：PCB基准标志和部分基准标志 a) PCB基准标志：用来修正PCB之间的电路图形偏移量。 b) 部分基准标志：用来修正大的SMD的焊盘图形偏移量。一个基准标志：丈量直线运动方向XY的偏移量。 两个基准标志：丈量直线运动方向XY和旋转角度T的偏移量。.a PCB MarK的作用和PCB基准校准原理 PCB M

20、arK是用来修正PCB加工误差的。贴片前要给PCB Mark照一个规范图像存入图像库中，并将PCB MarK的坐标录入贴片程序中。贴片时每上一块PCB，首先照PCB Mark，与图像库中的规范图像比较：一是比较每块PCB Mark图像能否正确，假设图像不正确，贴装机那么以为PCB的型号错误，会报警不任务；二是比较每块PCB Mark的中心坐标与规范图像的坐标能否一致，假设有偏移，贴片时贴装时机自动根据偏移量见图5中X、Y修正每个贴装元器件的贴装位置。以保证准确地贴装元器件。 利用PCB Mar修正PCB加工误差表示图.b 部分Mark的作用多引脚窄间距的器件，贴装精度要求非常高，靠PCB Ma

21、r不能满足定位要求，需求采用24个部分Mark单独定位，以保证单个器件的贴装精度。.2.2 元器件贴片位置对中方式与对中原理元器件贴片位置对中方式有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光与视觉混合对中。(1) 机械对中原理靠机械对中爪对中(2) 激光对中原理靠光学投影对中(3) 视觉对中原理靠CCD摄象，图像比较对中. 元器件贴片位置视觉对中原理 贴片前要给每种元器件照一个规范图像存入图像库中，贴片时每拾取一个元器件都要进展照相并与该元器件在图像库中的规范图像比较：一是比较图像能否正确，假设图像不正确，贴装机那么以为该元器件的型号错误，会根据程序设置丢弃元器件假设干次后报警停机；二是将引脚变形和共面性不合格的器件识别出来并送至程序指定的抛料位置；三是比较该元器件拾取后的中心坐标X、Y、转角T与规范图像能否一致，假设有偏移，贴片时贴装时机自动根据偏移量修正该元器件的贴装位置。 元器件贴片位置光学对中原理表示图.3. 如何提高自动贴装机的贴装质量(1) 编程(