SMT生产设备与治具知识培训(PPT 41页).ppt

1、第三章SMT生产设备和夹具、3.1涂布设备、3.1.1印刷设备和夹具1 .打印机的基本结构无论是哪种打印机，其基本结构都是框架、印刷工作台、模板固定机构、印刷头系统，其他为保证印刷精度而具备的其他可选CCD、定位系统、擦拭系统3.1涂装设备，(1)机架稳定的机架是印刷机保持长期稳定性和长期印刷精度的基本保证。 (2)印刷表印刷表包括表、基板夹紧装置、表输送控制机构。 (3)打印头系统打印头系统由刀片(不锈钢、橡胶、硬质塑料)、刀片固定机构(浮动机构)、打印头的输送控制系统构成。 (4)PCB视觉定位系统PCB视觉定位系统是用于修剪PCB加工误差的系统。 为了确保印刷质量的一贯性，使PCB的焊盘

2、图案与模板的开口对应，在印刷PCB之前用视觉系统定位。 (5)滚筒式卷纸清洁装置。 3.1涂布设备、3.1.1印刷设备和夹具2 .主流印刷机的特征高精密高刚性的印刷工作台在高精密图像处理系统中实现了XY轴的自动定位，基板和丝网定位精度达到15，高刚性一体化的框架结构保证了印刷机的长期稳定的印刷性能。 交流伺服电机的控制方式和高刚性的机械结构的结合，使叶片的运转顺利，优化的网板原理大大提高了印刷性能，保证了高质量的印刷质量。 连续印刷QFP和SOP等细间距零件时，必须清洗铁丝网背面的孔，印刷机具有有效的卷纸清洗功能，所以可以节省人工清洗铁丝网的时间。 打印机的小型化可以节省很多设置场所，可以实现

3、从左到右或从右到左的输送方式。 高速运行和高速图像保证了高效生产的需要。 印刷机提供标准的基板边缘夹紧装置、真空夹紧装置作为选购件。 以数字方式输入印刷压力、刀片速度、基板尺寸、清洗频率等印刷条件的参数。 图像处理系统的自动校正功能使钢网定位更简单。 使用Windows NT的交互式操作系统操作机器就像使用电脑一样简单。 3.1涂布设备、3 .印刷用夹具模板金属模板(stencil )、漏板、钢板、钢网，也称为定量分配焊膏，是保证焊膏印刷质量的重要夹具。 模板是在金属片上化学地蚀刻孔，用激光立体声音响开孔，用铝框架贴边，制作适合尺寸的金属板。图3-8全金属和柔性金属模板图像、3.1涂层设备、金

4、属模板钻孔方法：金属模板钻孔方法主要有化学蚀刻法、激光切割法、电铸法三种。 化学蚀刻法(Chemical Etched ) :化学蚀刻法的制造模板是最早采用的方法，常用于锡磷青铜和不锈钢模板的制作。 3.1涂层设备，激光切割法(Laser Cut ) :激光切割法兴起于20世纪90年代，利用计算机控制和YAG激光发生器，像光电绘图仪一样直接在金属模板上切割窗户的方法，尺寸精度高，窗户形状好3.1涂层设备，电铸法(Electro-formed ) :电铸法是用附加法制造金属网的技术，一般镍是金属网材料，这是用电铸将金属电沉积在铸模上制成的。其制作过程是在平坦的基板上，用感光的方法制作窗图案的复制

5、(模框窗图案硬化后的聚合感光剂、也称为芯钢网)，将芯钢网放入电解质溶液中，使芯钢网为电源负，镍为正，数小时后，在芯钢网上电沉积坚固的金属镍层，将其分离将其粘结在网框上形成电铸钢模框，其形状和粗糙度与芯模大致相同，()金属模框的开口设计，开口形状模框的开口通常为矩形的长方形的开口部比正方形和圆形的开口部脱模效率更好。 在开口尺寸设计中，为了抑制焊接过程中发生焊球和桥等焊锡缺陷，模板开口的尺寸通常比焊盘图案尺寸稍小。 模板的宽幅比/面积比，金属模板的厚度、模板的厚度与印刷后的焊膏量直接相关，对电子产品的焊接质量也有很大影响，通常，如果不存在BGA、CSP、FC等器件，模板的厚度一般为0.10 随着

6、电子产品的小型化，电子产品的组装技术变得越来越复杂，为了实现BGA、CSP、FC与PLCC、QFP等设备的共同组装，甚至与通孔插入部件共存，模板的尺寸也不能唯一固定。 普通模板部分变薄模板部分变厚模板、3.1.2点涂装设备、分配器是用途广泛的点涂装设备，瞬变(速干性胶)、红胶、黄胶、环氧1 .点头的点头根据分配泵分为时间/压力式、螺旋泵式、活塞泵式、喷射泵式4种。 3.1.2点涂装设备，2 .点胶机的通常技术参数点胶量的大小点胶压力(背压)针的大小针与PCB板之间的粘接温度粘接剂的粘度硬化温度曲线气泡，3.2片设备，3.2.1芯片安装机的基本构造主要是机架，PCB输送机构和支撑台，x、y和z/

7、萨1 .开头系统、开头、固定式单头、多头、固定式、旋转式、水平旋转/旋转式、垂直旋转/旋转式、图3-15的粘贴头的种类、3.2粘贴装置、旋转式多头、开头旋转中，送料器和PCB也同步、图3-18垂直旋转粘贴的开头主题的结构图和外观、2 .送料器、送料器(feeder )、别名送料器通过以一定的规则和顺序粘贴芯片型SMC/SMD并提供给开头主题，来粘贴开头主题的吸嘴它在贴片机中占有很多数量和位置，选择贴片机，是安排粘贴工作的重要组成部分。 带式供料器散装供料器圆盘供料器；3 .安装器的x、y、z/轴的定位系统；x、y定位系统；4 .安装器的传感系统，安装器上有压力传感器、负在贴片机运转中，所有这些

8、传感器总是监视机器的正常运转。 (1)压力传感器(2)负压传感器(3)激光传感器(2)区域传感器(3.2.2贴片机的技术参数，贴片机的精度、速度和适应性三个重要的特性。 1 .贴片机的补丁精度是表示贴片机的重要指标。 补丁精度可以用贴片机x，y的导航运动的机械精度和z轴旋转精度，定位精度，重复精度和分辨率来表现。 定位精度定位精度是元件安装后的印刷基板规格相对于目标安装位置的偏移量。 重复精度的重复精度描述了重复返回安装器设定的补片位置的能力。分辨率、3.2.2贴片机的技术参数；过程能力指数Cp值和Cpk值过程能力指数反映了过程正常状态时保证产品质量的能力，以数值定量表示。 装载器的过程能力指

9、数Cp值和Cpk值的意义是指在装载器正常运行的情况下满足质量要求的装载器能力，并对其进行量化。 Cp是分布中心与公差中心一致时的处理能力指数。 Cpk的分布中心和公差中心不一致，出现偏差量，修正过程能力指数。 2 .贴片机的补丁速度，补丁速度决定贴片机和生产线的生产能力，是生产线整体能力的重要限制因素。 安装周期安装周期是标志速度最基本的参数。 从拾取零件到检查粘贴到PCB上，回到拾取的零件位置为止的时间。 安装率安装率是指一小时内安装的零件数，单位是cph。 3.2.3补丁设备选型、安装器选型时应注意的几个重要技术问题：安装器类型分为4种：动臂式、复合式、转台式和大型平行系统。 2 .机器视

10、觉系统机器视觉系统是影响零件组装的第二要素，机器必须知道基板的正确位置，确定零件和基板的相对位置，以保证自动组装的精度。 3 .进给热潮机可支持各种进给器，如带状、盘状、散装、管状等。 4 .灵活的机器灵活性是购买设备时应考虑的重要因素。 3.3焊接设备、3.3.1回流炉回流炉是SMT组装中的主要焊接设备。 焊接是SMT最重要的工序之一，设备的性能直接影响焊接质量，特别是目前无铅焊接由于温度高、润湿性差、工艺窗口小等特点，无铅熔炉的选择更要慎重。 1 .回流炉的种类回流炉的种类多，对PCB整体进行加热的有热板回流炉、红外线回流炉、热风回流炉、红外线热风回流炉、气相回流炉等，对PCB进行局部加热

11、的有激光回流炉、聚焦红外线回流炉、热风回流炉等2 .强制对流式热风回流炉的基本结构主要由炉体、加热系统、PCB传输系统、温度控制系统、强制对流系统、冷却装置、排气装置、废气回收装置和计算机控制装置构成。 3.3焊接设备，加热系统标准炉的最高温度达到350C，能满足无铅工艺的要求。 PCB传输系统PCB传输系统通常分为链式和web式两种。 冷却系统的冷却有空冷和水冷两种方式。 一般选择空冷即可，但是无铅氮气保护焊接的冷却速度快，因此选择水冷。 助焊剂废气回收装置为了环保，不将助焊剂挥发物直接排出到大气中，为了避免在炉中废气的凝固影响热风的流动，需要回收助焊剂废气。 3、回流炉的技术指标、温度控制

12、精度：0.10.2(温度传感器)输送带的横向温度差：要求5以下温度曲线测试功能：设备没有该配置的话，必须另行购买温度曲线收集器最高加热温度：一般在300350下，无铅加热区域的数量和长度：加热区域的数量越多，加热区域的长度越长，温度曲线的调整和控制越容易。 一般中小批量生产选择45温区，加热区的长度为1.8m左右，可以满足。 传送带宽度：请用最大和最小的PCB尺寸决定。 如果输送机运行不平稳，输送机的振动就会引起位移、吊桥、冷焊等缺陷。 3.3.2山形焊接机、山形焊机是一种焊接设备，通过泵的作用，使熔化的液状焊锡在焊锡槽的液面形成特定形状的焊锡波，将插入部件的PCB载置在传动链上，以特定的角度

13、和一定的浸入深度穿过焊锡山，实现焊锡接合。1、山形焊机的基本结构，山形焊机一般具有传输系统、焊剂涂布系统、PCB预热系统、焊锅、冷却系统、光电控制系统、链上的爪清洁系统和空气压缩系统，还有污染的空气排出系统和焊料的温度控制系统山形焊机轨道传输系统有几种光电传感器，主要控制了PCB的焊接过程，高端山形焊机具有充氮系统。 1、焊峰机的基本结构，助焊剂涂敷系统目前常见的助焊剂涂敷方法有发泡式、峰式、喷雾式。 焊锡山发生器焊锡山发生器是液态焊锡的产生和形成山的部件，是关系到焊接机性能的核心部件。 焊锡山发生器的形式有机械泵和电磁泵两种。 机械泵分为离心泵式、螺杆泵式、齿轮泵式三种，电磁泵分为直流传导式

14、、单相交流传导式、单相交流感应式和三相交流感应式。 PCB传输系统的PCB传输机构主要有链式、带式、弹性爪式等，有夹具框架和框架循环回收的闭合输送链、升降小车、移载机构等。 另外，2 .峰焊机的主要技术参数； PCB宽度、一般最大350400 mm；PCB传输速度一般为01.8 m/min；导向件的倾角一般为37；预热区的长度一般为1800mm 焊料锅的容量一般为350800 kg；焊料锅的最高温度一般为350； 温度控制方式和温度控制精度、一般用PID、温度控制精度为2； 焊剂流量一般为10100ml/min制冷产生系统，通常为-10-20。 3 .选择性峰焊机，选择性峰焊机用于部分通孔零件

15、的焊接。 传统的峰值焊接技术是PCB的焊接面完全浸在液状焊锡中，而在选择性峰值焊接中，只有部分特定区域与焊锡接触。 由于PCB不良的热量会传递到介质上，所以在选择波峰焊接时不加热熔融邻接部件和PCB区域的熔核。 选择性峰焊设备的工作原理是，在从基板设计文件转换而来的程序控制下，小型峰焊槽和喷嘴移动到基板需要焊接的位置，依次定量喷涂焊剂喷出焊山，进行局部焊接。3.3.3焊接用夹具、1 .回流焊接用PCB夹具回流焊接用PCB夹具是用一定的工艺将不规则的PCB固定在夹具上进行焊接的夹具。 2 .波峰焊接用PCB夹具波峰焊接用PCB夹具是将PCB固定在夹具上，遮蔽不需要波峰焊接的部分，或防止大面积的P

16、CB在波峰焊接时变形的夹具。 3 .柔性PCB用夹具柔性PCB焊接用夹具是按照一定的工艺要求将柔性PCB固定在夹具上进行焊接的夹具。 4 .特殊PCB用夹具特殊PCB用夹具是按一定的工艺要求将有特殊要求的PCB固定焊接在夹具上的夹具。 3.4检查设备，常见的检查方法有目视检查、非接触检查和接触检查三种。 目测检查主要采用放大镜、双目显微镜、三维旋转显微镜、投影仪等非接触检查主要采用自动光学检查AOI (自动光学检查)、自动x射线检查axi (自动x-ray检查) 采用的接触式检测主要采用在线检测ICT(In Circuit Test )、飞行测试Flying Probe Test、功能测试FT(Functional Test )等。 3.4.1自动光学检测仪，1.AOI工作原理AOI检查的基本原理是用人工光源LED照明、光学镜头和CCD照射被测物，并制作光源反射量，与标准研修进行比较、分析、判断。 2 .分析算法的特征在于不同的AOI软件、硬件设计，具体来说，其分析判断算法分