SMT质量3-2贴片工序的工艺控制.ppt

1、二. 贴装元器件工艺,三星SM系列贴片机视频介绍sm400,内容,1 保证贴装质量的三要素 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. 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）合适。,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记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要搭接到相应的焊

2、盘上并接触焊膏图形，再流焊时就能够自定位，但如果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吊桥； 正确 不正确,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小于1/2焊球直径。,D,D1/2焊球直径,c 压力（贴片高度）贴片压力（Z轴高度）要恰当合适 贴片压力过小，元器件焊端或引脚浮在焊膏表面，焊膏粘不住元器件，在传递和再流焊时容易产生位置移动，另外由于Z轴高度过高，贴片时元件从高处扔下，会造成贴片位置偏移 ； 贴片压力过大，焊膏挤出量过多，容易造成焊膏粘连，再流焊时容易产生桥接，同时也会由于滑动造成贴片位置偏移，严重时还会

3、损坏元器件。,2. 自动贴装机贴装原理,2.1 自动贴装机的贴装过程 2.2 PCB基准校准原理 2.3 元器件贴片位置对中方式与对中原理,2.1 自动贴装机的贴装过程,2.2 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（一般为左下角或右下角）为源点计算的。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须对PCB进行基准校准。 基准校准采用基准标志（Mark）和贴装机的光学对中系统进行。基准标志（Mark）分为PCB基准标志和局部基准标志。,局部 Mar,PCB MarK,a PCB MarK的作用和PCB基准校准原理 PCB MarK是用来修正P

4、CB加工误差的。贴片前要给PCB Mark照一个标准图像存入图像库中，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，与图像库中的标准图像比较：一是比较每块PCB Mark图像是否正确，如果图像不正确，贴装机则认为PCB的型号错误，会报警不工作；二是比较每块PCB Mark的中心坐标与标准图像的坐标是否一致，如果有偏移，贴片时贴装机会自动根据偏移量（见图5中X、Y）修正每个贴装元器件的贴装位置。以保证精确地贴装元器件。,利用PCB Mar修正PCB加工误差示意图,b 局部Mark的作用 多引脚窄间距的器件，贴装精度要求非常高，靠PCB Mar不能满足定位

5、要求，需要采用24个局部Mark单独定位，以保证单个器件的贴装精度。,2.3 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标准图像存入图像库中，贴片时每拾取一个元器件都要进行照相并与该元器件在图像库中的标准图像比较：一是比较图像是否正确，如果图像不正确，贴装机则认为该元器件的型号错误，会根据程序设置抛弃元器件若干次后报警停机；二是将引脚变形和共面性

6、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与标准图像是否一致，如果有偏移，贴片时贴装机会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示意图,3. 如何提高自动贴装机的贴装质量,(1) 编程 (2) 制作Mark和元器件图像 (3) 贴装前准备 (4) 开机前必须进行安全检查，确保安全操作。 (5) 安装供料器 (6) 必须按照设备安全技术操作规程开机 (7) 首件贴装后必须严格检验 (8) 根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像 (9) 设置焊前检测工位或采用AOI (10) 连续贴装生产时应注意的问题 (11) 检

7、验时应注意的问题,(1)编程,贴片程序编制得好不好，直接影响贴装精度和贴装效率。 贴片程序由拾片程序和贴片程序两部分组成。 拾片程序就是告诉机器到哪里去拾片、拾什么样封装的元件、元件的包装是什么样的等拾片信息。其内容包括：每一步的元件名、每一步拾片的X、Y和转角T的偏移量、供料器料站位置、供料器的类型、拾片高度、抛料位置、是否跳步。 贴片程序就是告诉机器把元件贴到哪里、贴片的角度、贴片的高度等信息。其内容包括：每一步的元件名、说明、每一步的X、Y坐标和转角T、贴片的高度是否需要修正、用第几号贴片头贴片、采用几号吸嘴、是否同时贴片、是否跳步等，贴片程序中还包括PCB和局部Mark的X、Y坐标信息

8、等。,贴装程序表,拾片程序表,元件库,编程方法编程有离线编程和在线编程两种方法。 对于有CAD坐标文件的产品可采用离线编程， 对于没有CAD坐标文件的产品，可采用在线编程。 a 离线编程 离线编程是指利用离线编程软件和PCB的CAD设计文件在计算机上进行编制贴片程序的工作。离线编程可以节省在线编程时间，减少贴装机停机时间，提高设备的利用率，离线编程对多品种小批量生产特别有意义。 离线编程软件由两部分组成：CAD转换软件和自动编程并优化软件。 离线编程的步骤：PCB程序数据编辑 自动编程优化并编辑 将数据输入设备 在贴装机上对优化好的产品程序进行编辑 校对检查并备份贴片程序。,b 在线（自学）编

9、程（又称为示教编程）,在线编程是在贴装机上人工输入拾片和贴片程序的过程。拾片程序完全由人工编制并输入，贴片程序是通过教学摄象机对PCB上每个贴片元器件贴装位置的精确摄象，自动计算并记录元器件中心坐标（贴装位置），然后通过人工优化而成。,编程注意事项,a PCB尺寸、源点等数据要准确； b 拾片与贴片以及各种库的元件名要统一； c 凡是程序中涉及到的元器件，必须在元件库、包装库、供料器库、托盘库、托盘料架库、图像库建立并登记，各种元器件所需要的吸嘴型号也必须在吸嘴库中登记； d 建立元件库时，元器件的类型、包装、尺寸等数据要准确； e 在线编程时所输入元器件名称、位号、型号等必须与元件明细和装配

10、图相符；编程过程中，应在同一块PCB上连续完成坐标的输入，重新上PCB或更换新PCB都有可能造成贴片坐标的误差。输入数据时应经常存盘，以免停电或误操作而丢失数据；,f 在线编程时人工优化原则 换吸嘴的次数最少。 拾片、贴片路径最短。 多头贴装机还应考虑每次同时拾片数量最多。 g 对离线编程优化好的程序复制到贴装机后根据具体情况应作适当调整，例如： 对排放不合理的多管式振动供料器根据器件体的长度进行重新分配，尽量把器件体长度比较接近的器件安排在同一个料架上。并将料站排放得紧凑一点，中间尽量不要有空闲的料站，这样可缩短拾元件的路程； 把程序中外形尺寸较大的多引脚窄间距器件例如160条引脚以上的QF

11、P，大尺寸的PLCC、BGA以及长插座等改为Single Pickup单个拾片方式,这样可提高贴装精度。,h 无论离线编程或在线编程的程序，编程结束后都必须按工艺文件中元器件明细表进行校对检查，校对检查完全正确后才能进行生产。主要检查以下内容： 校对程序中每一步的元件名称、位号、型号规格是否正确。对不正确处按工艺文件进行修正； 检查贴装机每个供料器站上的元器件与拾片程序表是否一致； 将完全正确的产品程序拷贝到备份软盘中保存；,(2) 制作Mark和元器件图像,Mark图像做得好不好，直接影响贴装精度和贴装效率，如果Mark图像做得虚，也就是说，Mark图像与Mark的实际图形差异较大时，贴片时

12、会不认Mark而造成频繁停机，因此对制作Mark图像有以下要求： a Mark图形尺寸要输入正确； b Mark的寻找范围要适当，过大时会把PCB上Mark附近的图形划进来，造成与标准图像不一致，过小时会造成某些PCB由于加工尺寸误差较大而寻找不到Mark； c 照图像时各光源的光亮度一定要恰当，显示OK以后还要仔细调整； d 使图像黑白分明、边缘清晰； e 照出来的图像尺寸与Mark图形的实际尺寸尽量接近。,制作Mark图像,f 照出来的图像尺寸与元器件的实际尺寸尽量接近。 g 做完元器件视觉图像后应将吸嘴上的元器件放回 原来位置，尤其是用固定摄象机照的元器件， 否则元器件会掉在镜头内损坏镜

13、头。 h ADA（自动数据处理）功能的应用CCD照相后自动 记录元件数据。,制作元器件视觉图像,制作QFP视觉图像,(3) 贴装前准备,贴装前准备工作是非常重要的，一旦出了问题，无论在生产过程中或产品检验时查出问题，都会造成不同程度的损失。贴装前应特别做好以下准备： a 根据产品工艺文件的贴装明细表领料（PCB、元器件）并进行核对。 b 对已经开启包装的PCB，根据开封时间的长短及是否受潮或污染等具体情况，进行清洗和烘烤处理。 c 对于有防潮要求的器件，检查是否受潮，对受潮器件进行去潮处理。,(4) 开机前必须检查以下内容，应确保安全操作。 a 检查压缩空气源的气压应达到设备要求，应达到6kg

14、/cm2以上。 b 检查并确保导轨、贴装头移动范围内、自动更换吸嘴库周围、托盘架上没有任何障碍物。,(5) 安装供料器 安装编带供料器装料时，必须将元件的中心对准供料器的拾片中心。 安装多管式振动供料器时，应把器件体长度接近的器件安排在同一个振动供料器上。 安装供料器时必须按照要求安装到位，安装完毕，必须由检验人员检查，确保正确无误后才能进行试贴和生产。,(6) 必须按照设备安全技术操作规程开机 (7) 首件贴装后必须检验 检验项目： a 各元件位号上元器件的规格、方向、极性是否与工艺文件（或表面组装样板）相符； b 元器件有无损坏、引脚有无变形； c 元器件的贴装位置偏离焊盘是否超出允许范围

15、。,检验方法： 检验方法要根据各单位的检测设备配置以及表面组装板的组装密度而定。 普通间距元器件可用目视检验，高密度窄间距时可用放大镜、320倍显微镜、在线或离线光学检查设备（AOI）。,检验标准： 按照本单位制定的企业标准 或参照其它标准（例如IPC标准或SJ/T10670-1995SMT通用技术要求执行） 注意：应根据焊膏印刷质量以及焊盘间距等具体情况可适当放宽或严格允许偏差范围。 贴装时还要注意： 元件焊端必须接触焊膏图形,(8) 根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像,如检查出元器件的规格、方向、极性错误，应按照工艺文件进行修正程序； 若PCB的元器件贴装位置有偏移，用以下两种方

16、法调整： a 若PCB上的所有元器件的贴装位置都向同一方向偏移，这种情况应通过修正PCB Mark的坐标值来解决。把PCB Mark的坐标向元器件偏移方向移动，移动量与元器件贴装位置偏移量相等，应注意每个PCB Mark的坐标都要等量修正。 b 若PCB上的个别元器件的贴装位置有偏移，可估计一个偏移量在程序表中直接修正个别元器件的贴片坐标值，也可以用自学编程的方法通过摄象机重新照出正确的坐标。, 如首件试贴时，贴片故障比较多要根据具体情况进行处理,a 拾片失败。如拾不到元器件可考虑按以下因素进行检查并处理： 拾片高度不合适: 由于元件厚度或Z轴高度设置错误，检查后按 实际值正；拾片坐标不合适:

17、 可能由于供料器的供料中心没有调 整好，应重新调整供料器；编带供料器的塑料薄膜没有撕开: 一般都是由于卷带没有安装到位或卷带轮松紧不合适，应重新调整 供料器；吸嘴堵塞、吸嘴表面不干净或吸嘴端面磨损、有 裂纹: 应清洗或更换吸嘴；吸嘴型号不合适: 若孔径太大会造 成漏气，若孔径太小会造成吸力不够，应根据元器件尺寸和重量选 择吸嘴；气压不足或气路堵塞: 检查气路是否漏气、增加气压 或疏通气路。,b 弃片或丢片频繁，可考虑按以下因素进行检查并处理： 图像处理不正确，应重新照图像； 元器件引脚变形； 元器件本身的尺寸、形状与颜色不一致，对于管装和托盘包装的器件可将弃件集中起来，重新照图像； 吸嘴型号不

18、合适、真空吸力不足等原因造成贴片路途中飞片； 吸嘴端面有焊膏或其它赃物，造成漏气； 吸嘴端面有损伤或有裂纹，造成漏气。,(9)设置焊前检测工位或采用AOI 在焊盘设计正确与焊膏的印刷质量有保证的前提下，贴装后、进入再流焊炉前设置人工检测工位或采用AOI，是减少和消除焊接缺陷、提高直通率的有效措施。 （元器件、焊膏、PCB加工质量、再流焊温度曲线也要满足要求）,(10) 连续贴装生产时应注意的问题 应严格按照操作规程进行生产。 a 拿取PCB时不要用手触摸PCB表面，以防破坏印刷好的焊膏； b 报警显示时，应立即按下警报关闭键，查看错误信息并进行处理； c 贴装过程中补充元器件时一定要注意元器件的