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1、2022年8月5日星期五生产流程介绍生产流程介绍SMT技术简介表面贴装技术(Surface Mounting Technology简称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:SMD器件（或称SMC、片式器件)。将元件装配到印刷線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。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

2、来越普及。PCBAPCBA生產工藝流程圖生產工藝流程圖(一一)發料Parts Issue基板烘烤Bare Board Baking錫膏印刷Solder Paste Printing泛用機貼片Multi Function Mounter迴焊前目檢Visual Insp.b/f Re-flow迴流焊接Re-flow Soldering修理Rework/Repair爐后比對目檢/AOIICT/FCT測試品檢修理Rework/Repair高速機貼片Hi-Speed Mounter修理Rework/Repair送板機PCB Loading 印刷目檢VI.after printing插件M.I/A.I波峰

3、焊接Wave Soldering 裝配/目檢Assembly/VI點固定膠Glue Dispensing入庫Stock自動光學檢查AOI或NGNGNGPCBAPCBA生產工藝流程圖生產工藝流程圖(二二)發料Parts Issue基板烘烤Bare Board Baking錫膏印刷Solder Paste Printing泛用機貼片Multi Function Mounter爐后比對目檢/AOIICT測試FCT測試修理Rework/Repair高速機貼片Hi-Speed Mounter修理Rework/Repair送板機PCB Loading 印刷目檢VI.after printing插件M.I/

4、A.I裝配/目檢Assembly/VI點固定膠Glue Dispensing迴焊前目檢Visual Insp.b/f Re-flow品檢自動光學檢查AOI或迴流焊接Re-flow Soldering修理Rework/RepairNGNGNG入庫StockSolder pasteSqueegeeStencilPCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板 1.PCB组成成份电脑板卡常用的是FR-4型号由环氧树脂和玻璃纤维复合而成 2.PCB作用:提供元件组装的基本支架;提供零件之间的电性连接利用铜箔线;提供组装时安全方便的工作环境;3.PCB分类 根据线路层的多少分为双面板多层

5、板;双面板指PCB两面有线路而多层板除PCB两面有线路外中间亦布有线路目前常用的多层板为四层板中间有一层电源和一层地線 根据焊盘镀层可分为喷锡板和金板喷锡板因生产工艺复杂故价钱昂贵但其上锡性能优于金板鋼板網框鋼板金屬板部分鋼板張網部分金屬板與張网連接鋼板張力應控制在35N以上鋼板開孔基本方法鋼板開孔基本方法A A、MARKMARK的基本開法的基本開法:MARKMARK一般為盲孔一般為盲孔,內部填充黑色物質內部填充黑色物質EPOXYEPOXY盲孔盲孔通孔通孔B B、MARKMARK基本形狀基本形狀:當然我們可以用鋼板上一般開孔作為當然我們可以用鋼板上一般開孔作為MARK,MARK,這是程式制作的

6、問題這是程式制作的問題1 1 SMDSMD件的包装形式件的包装形式A.带装Tape B.管装 Stick C.托盘 Tray D.散装 Bulk 注*同种料件可有多种包装形式 2 2供料器的类型供料器的类型 A.Tape Feeder 带装供料器 带装零件供料器依料带的宽度可分为8mm/12mm/16mm/24mm/32mm/44mm/56mm等种类 B.Stick Feeder管装供料器 High-Speed Stick Feeder 高速管装代料器 High-Precision Multi-Stick Feeder 高精度多重管装供料器 High-Speed Stack Stick Fee

7、der 高速层式管装供料器 C.Tray Feeder 托盘代料器 手动换盘式Manual Tray Feeder 自动换盘式Auto Tray Stacker ATS27A 自动换盘拾取式换盘送料 YTF31A Pick&Place Tray Feeder D.Bulk Feeder散装供料器 目前较少使用种类振动式和吹气式 A)選擇料架:1.不同包裝方式的料應裝不同類型的料架上.(如膠帶或紙帶)2.不同本体大小的料應裝在不同之料架上.B)裝所需物料到料架上 1.根据料單的要求,將物料裝于不同的料架內 2.要仔細檢查料架內的物料是否到位,料架扣有無扣好,以及料帶齒輪是否相吻合.C)根据料單确

8、認所備之料架所示意之站別與所放斜槽之站別相一致.1.作好備料記錄并由相鄰工位确認;2.對于托盤裝BGA或IC只有半盤或大半盤時應將物料置于托盤的后面部分,而空出前部分.Tray盤的擺放方式請按Tray盤上箭頭所指的方向進行放置 3.上線前之備料應特別留意BGA及IC的方向,以及一些有极性之元件的极性,對於溫濕度敏感性的元件的管制請參照管制規范.上料步驟與要求上料步驟與要求-備備料料:A)确認換料站別 1.應時刻留意物料的使用狀況 2.當听到机器發出缺料報警后,巡視核實缺料信息,并确認好換料站別 B)取備用料放于机器平台相應位置.1.從料車斜槽內拿取備用料時不能錯拿其他站別之料 2.在工作TAB

9、LEL里放入物料時決不可能放錯站別 3.放入后應使料架與其他的相平 4.在換料后勿忘記將插上料架的電源與气管連線。C)關安全門,按RESET鍵盤:1.安全門一定要關嚴,以免机器故障 2.不可直接按START,而應先RESET鍵,等綠燈亮后方可按START進行貼片D)按START鍵進行貼片作業 將所換的站別以及料單上站別以及料車斜槽內的站別進行比照,進行最終确認,保証不拿錯料,不上錯料.同時作好上料記錄.相鄰工位在10分鐘內對料進行核對.上料步驟與要求上料步驟與要求-換料換料:紅燈亮紅燈亮:在生產中机器發生Error停机黃燈閃黃燈閃:机器待机狀況中發生警告訊息黃燈亮黃燈亮:机器生產中發生警告訊息

10、綠燈閃綠燈閃:机器正常待机狀態綠燈亮綠燈亮:机器正在置件中警示燈的提示警示燈的提示:1.1.焊錫原理焊錫原理 印刷有錫膏的PCB,在零件貼裝完成后,經過加熱,錫膏熔化,冷卻后將PCB和零件焊接成一体.從而達到既定的机械性能,電器性能.3.3.2.2.焊錫三要素焊錫三要素 焊接物 PCB 零件 焊接介質 焊接用材料:錫膏一定的溫度 加熱設備TemperatureTime (BGA Bottom)1-3/Sec200 Peak 225 5 60-90 Sec140-170 60-120 Sec 預熱區恆溫區回焊區冷卻區一一 PRE-HEAT 預熱區預熱區 重點：預熱的斜率 預熱的溫度二二 SOAK

11、 恆溫區恆溫區 重點：均溫的時間 均溫的溫度右右,溫度在溫度在140-183 140-183 之間之間.三三 REFLOW 回焊區回焊區 重點：回焊的最高溫度 回焊的時間四四 COOLING 冷卻區冷卻區 重點：冷卻的斜率Case 2:有腳的有腳的SMD 零件空焊零件空焊:原因原因 對策對策 1.零件腳或錫球不平零件腳或錫球不平 檢查零件腳或錫球之平面檢查零件腳或錫球之平面度度 2.錫膏量太少錫膏量太少 增加鋼板厚度和使用較小增加鋼板厚度和使用較小的開孔的開孔 3.燈蕊效應燈蕊效應 錫膏先經烘烤作業錫膏先經烘烤作業 4.零件腳不吃錫零件腳不吃錫 零件必需符合吃錫之需求零件必需符合吃錫之需求 C

12、ase 1:QFP lead&lead or BGA 錫球與錫球間短路錫球與錫球間短路:原因原因 對策對策 1.錫膏量太多錫膏量太多(1mg/mm)使用較薄的鋼板使用較薄的鋼板(150m)開孔縮小開孔縮小(85%pad)2.印刷不精確印刷不精確 將鋼板調準一些將鋼板調準一些 3.錫膏塌陷錫膏塌陷 修正修正 Reflow Profile 曲線曲線 4.刮刀壓力太高刮刀壓力太高 降低刮刀壓力降低刮刀壓力 5.鋼板和電路板間隙太大鋼板和電路板間隙太大 使用較薄的防焊膜使用較薄的防焊膜 6.焊墊設計不當焊墊設計不當 同樣的線路和間距同樣的線路和間距REFLOW REFLOW 常見的焊接不良及對策分析常

13、見的焊接不良及對策分析Case 3:無腳的無腳的SMD 零件空焊零件空焊:原因原因 對策對策 1.銲墊設計不當銲墊設計不當 將錫墊以防焊膜分隔開，尺寸將錫墊以防焊膜分隔開，尺寸適切適切 2.兩端受熱不均兩端受熱不均 同零件的錫墊尺寸都要相同同零件的錫墊尺寸都要相同 3.錫膏量太少錫膏量太少 增加錫膏量增加錫膏量 4.零件吃錫性不佳零件吃錫性不佳 零件必需符合吃錫之需求零件必需符合吃錫之需求 Case 4:SMD 零件浮動零件浮動(漂移漂移):原因原因 對策對策 1.零件兩端受熱不均零件兩端受熱不均 錫墊分隔錫墊分隔 2.零件一端吃錫性不佳零件一端吃錫性不佳 使用吃錫性較佳的零件使用吃錫性較佳的

14、零件 3.Reflow 方式方式 在在Reflow 前先預熱到前先預熱到 170Case 5:墓碑墓碑(Tombstone)效應效應:原因原因 對策對策 1.銲墊設計不當銲墊設計不當 銲墊設計最佳化銲墊設計最佳化 2.零件兩端吃錫性不同零件兩端吃錫性不同 較佳的零件吃錫性較佳的零件吃錫性 3.零件兩端受熱不均零件兩端受熱不均 減緩溫度曲線升溫速率減緩溫度曲線升溫速率 4.溫度曲線加熱太快溫度曲線加熱太快 在在Reflow 前先預熱到前先預熱到170墓碑效應發生有三作用力墓碑效應發生有三作用力:1.零件的重力使零件向下零件的重力使零件向下 2.零件下方的熔錫也會使零件向下零件下方的熔錫也會使零件

15、向下 3.錫墊上零件外側的熔錫會使零件向上錫墊上零件外側的熔錫會使零件向上Case 6:冷焊冷焊(Cold solder joints):原因原因 對策對策 1.Reflow 溫度太低溫度太低 最低最低Reflow 溫度溫度215 2.Reflow 時間太短時間太短 錫膏在熔錫溫度以上至少錫膏在熔錫溫度以上至少10秒秒 3.Pin 吃錫性問題吃錫性問題 查驗查驗 Pin 吃錫性吃錫性 4.Pad 吃錫性問題吃錫性問題 查驗查驗 Pad 吃錫性吃錫性 冷焊是焊點未形成合金屬冷焊是焊點未形成合金屬(Intermetallic Layer)或是焊接物或是焊接物連接點阻抗較高，焊接物間的剝離強度連接點

16、阻抗較高，焊接物間的剝離強度(Peel Strength)太太低，所以容易將零件腳由錫墊拉起低，所以容易將零件腳由錫墊拉起。Case 8:零件微裂零件微裂(Cracks in components):原因原因 對策對策1.熱衝擊熱衝擊(Thermal Shock)自然冷卻，較小和較薄的零自然冷卻，較小和較薄的零件件2.PCB板翹產生的應力板翹產生的應力 避免避免PCB彎折，敏感零件的彎折，敏感零件的方方 零件置放產生的應力零件置放產生的應力 向性，降低置放壓力向性，降低置放壓力3.PCB Lay-out設計不當設計不當 個別的焊墊，零件長軸與折個別的焊墊，零件長軸與折板板 方向平行方向平行4.

17、錫膏量錫膏量 增加錫膏量，適當的錫墊增加錫膏量，適當的錫墊Case 7:粒焊粒焊(Granular solder joints):原因原因 對策對策 1.Reflow 溫度太低溫度太低 較高的較高的Reflow 溫度溫度(215)2.Reflow 時間太短時間太短 較長的較長的Reflow 時間時間(183以上以上 至少至少10秒秒 3.錫膏污染錫膏污染 新的新鮮錫膏新的新鮮錫膏 4.PCB 或零件污染或零件污染AOI AOI 检检 查查 与与 人人 工工 检检 查查 的的 比比 较较主主 要要 特特 点点静电的概念静电的概念1.Electrostatic-Electrostatic-靜電靜電

18、 靜電就是物體所帶相對靜止不動的電荷.2.ESD-Electrostatic Discharge-ESD-Electrostatic Discharge-靜電放電靜電放電 具有不同靜電電位的物體,由於直接接觸或靜電感 應引起的物體間靜電電荷轉移.3.EOS-Electrostatic Overstress EOS-Electrostatic Overstress 靜電損傷靜電損傷 由靜電放電造成的電子元器件性能退化或功能失效.4.ESDS-ESD Sensitivity-ESDS-ESD Sensitivity-靜電敏感性靜電敏感性(度度)衡量一個器件對靜電破壞所能感受的程度,即其特性在不同的

19、靜電水准下改變多少.波峰焊是将熔融的液态焊料借助葉泵的作用在焊料槽液面波峰焊是将熔融的液态焊料借助葉泵的作用在焊料槽液面形成特定形状的焊料波插装了元器件的形成特定形状的焊料波插装了元器件的PCBPCB置与传送链上经过某一特置与传送链上经过某一特定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。定的角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰而实现焊点焊接的过程。葉泵 移动方向 焊料1 1波峰焊机的工位组成及其功能波峰焊机的工位组成及其功能 裝板裝板涂布焊剂涂布焊剂 预热预热 焊接焊接 热风刀热风刀 冷却冷却 卸板卸板 2 2波峰面波峰面 波的表面均被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整个长度方向波的

20、表面均被一层氧化皮覆盖它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态在波峰焊接过程中上几乎都保持静态在波峰焊接过程中PCBPCB接触到锡波的前沿表面接触到锡波的前沿表面氧化皮破裂氧化皮破裂PCBPCB前面的锡波无皲褶地被推向前进这说明整个氧前面的锡波无皲褶地被推向前进这说明整个氧化皮与化皮与PCBPCB以同样的速度移动以同样的速度移动 3 3焊点成型焊点成型沿深板焊料AB1B2vvPCBPCB離開焊料波時分離點位與離開焊料波時分離點位與B1B1和和B2B2之間的某個地方分離后之間的某個地方分離后形成焊點形成焊點当当PCBPCB进入波峰面前端（进入波峰面前端（A A）时基板与）时基板与引脚被加热并在

21、未离开波峰面（引脚被加热并在未离开波峰面（B B）之）之前整个前整个PCBPCB浸在焊料中即被焊料所桥浸在焊料中即被焊料所桥联但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊联但在离开波峰尾端的瞬间少量的焊料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并料由于润湿力的作用粘附在焊盘上并由于表面张力的原因会出现以引线为中由于表面张力的原因会出现以引线为中心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间心收缩至最小状态此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满圆整的焊点离开波。因此会形成饱满圆整的焊点离开波峰尾部的多余焊料由于重力的原因回峰尾部的多余焊料由于重力的原因回落到锡锅中落

22、到锡锅中 4 4防止桥联的发生防止桥联的发生 1 1使用可焊性好的元器件使用可焊性好的元器件/PCB/PCB2 2提高助焊剞的活性提高助焊剞的活性3 3提高提高PCBPCB的预热温度增加焊盘的湿润性能的预热温度增加焊盘的湿润性能4 4提高焊料的温度提高焊料的温度5 5去除有害杂质减低焊料的内聚力以利于两焊点之间的焊料分开去除有害杂质减低焊料的内聚力以利于两焊点之间的焊料分开 机中常见的预热方法机中常见的预热方法 波峰焊机中常见的预热方式有如下几种波峰焊机中常见的预热方式有如下几种 1 1空气对流加热空气对流加热2 2红外加热器加热红外加热器加热3 3热空气和辐射相结合的方法加热热空气和辐射相结

23、合的方法加热 工艺曲线解析工艺曲线解析 1 1润湿时间润湿时间 指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间指焊点与焊料相接触后润湿开始的时间2 2停留时间停留时间 PCB PCB上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间上某一个焊点从接触波峰面到离开波峰面的时间 停留停留/焊接时间的计算方式是焊接时间的计算方式是 停留停留/焊接时间焊接时间=波峰宽波峰宽/速度速度3 3预热温度预热温度 预热温度是指预热温度是指PCBPCB与波峰面接触前达到与波峰面接触前达到 的温度的温度(見右表）見右表）4 4焊接温度焊接温度 焊接温度是非常重要的焊接参数通常高于焊接温度是非常重要的焊接参数通常高于 焊料熔点（焊料熔

24、点（183183 ）5050 60 60大多数情况大多数情况 是指焊锡炉的温度实际运行时所焊接的是指焊锡炉的温度实际运行时所焊接的PCBPCB 焊点温度要低于炉温这是因为焊点温度要低于炉温这是因为PCBPCB吸热的结吸热的结 果果 工艺参数调节工艺参数调节 1 1波峰高度波峰高度 波峰高度是指波峰焊接中的波峰高度是指波峰焊接中的PCBPCB吃錫高度。其數值通常控制在吃錫高度。其數值通常控制在PCBPCB板厚度的板厚度的1/22/3,1/22/3,過大會過大會導導 致熔融的焊料流到致熔融的焊料流到PCBPCB的表面形成的表面形成“橋連橋連”2 2傳送傾角傳送傾角 波峰焊機在安裝時除了使機器水平外

25、還應調節傳送裝置的傾角通過波峰焊機在安裝時除了使機器水平外還應調節傳送裝置的傾角通過 傾角的調節可傾角的調節可以調控以調控PCBPCB與波峰面的焊接時間適當的傾角會有助于與波峰面的焊接時間適當的傾角會有助于 焊料液與焊料液與PCBPCB更快的剝離使之返回更快的剝離使之返回錫鍋內錫鍋內3 3熱風刀熱風刀 所謂熱風刀是所謂熱風刀是SMASMA剛離開焊接波峰后在剛離開焊接波峰后在SMASMA的下方放置一個窄長的帶開口的的下方放置一個窄長的帶開口的“腔體腔體”窄長的腔體能吹出熱氣流尤如刀狀故稱窄長的腔體能吹出熱氣流尤如刀狀故稱“熱風刀熱風刀”4 4焊料純度的影響焊料純度的影響 波峰焊接過程中焊料的雜質

26、主要是來源于波峰焊接過程中焊料的雜質主要是來源于PCBPCB上焊盤的銅浸析過量的銅會導致焊接缺陷上焊盤的銅浸析過量的銅會導致焊接缺陷增多增多5 5助焊劑助焊劑6 6工藝參數的協調工藝參數的協調 波峰焊機的工藝參數帶速預熱時間焊接時間和傾角之間需要互相協調反復調整。波峰焊機的工藝參數帶速預熱時間焊接時間和傾角之間需要互相協調反復調整。ICT ICT（In-circuit tester)In-circuit tester)在线测试机在线测试机 在线测试属于接触式检测技朮也是生产中测试最基在线测试属于接触式检测技朮也是生产中测试最基本的方法之一由于它具有很强的故障诊断能力而广泛使用。本的方法之一由于

27、它具有很强的故障诊断能力而广泛使用。通常将通常将PCBAPCBA放置在专门设计的针床夹具上安装在夹具上的弹放置在专门设计的针床夹具上安装在夹具上的弹簧测试探针与组件的引线或测试焊盘接触由于接触了板子上簧测试探针与组件的引线或测试焊盘接触由于接触了板子上所有网络所有仿真和数字器件均可以单独测试并可以迅速所有网络所有仿真和数字器件均可以单独测试并可以迅速诊断出故障器件。诊断出故障器件。在线测试机的功能在线测试机的功能 1 1焊接缺陷檢查能力焊接缺陷檢查能力 通常通常ICTICT能檢查的焊接缺陷如下表能檢查的焊接缺陷如下表在线测试机的功能在线测试机的功能 2 2元器件缺陷檢查能力元器件缺陷檢查能力

28、元器件缺陷檢查的焊接缺陷如下表元器件缺陷檢查的焊接缺陷如下表貼裝元器件貼裝元器件漏裝漏裝 懸浮懸浮 極性極性檢出內容檢出內容片狀電阻片式電容鋁電解電容電感線圈三機管二機管光電耦合器SOP/QFP ICSOJ/PLCC IC連接器另配Delta Scan功能選件 注可判別 可判別但需增加附加條件 無該項目測試超過標稱值容差時判為元器件不良借助可接觸鋁殼的探針可判斷電解電容的極性根據二機管導通電壓測定可判斷極性三機管與光耦的測定分別在基機和LED上加偏置電壓根據動作狀態判定1通過測定VCC/VEE及I/O端腳電壓進行判斷。低阻電路網絡中有時不能判斷2增加Frame Scan,Wave Scan功能

29、 透明压克力治具透明压克力治具铁制边框、纤维板面板铁制边框、纤维板面板铝合金边框铝合金边框In Line治具治具 各類探針樣式各類探針樣式 捷智的捷智的GET-300GET-300JET-300JET-300在线测试机在线测试机(IN CIRCUIT TESTER)(IN CIRCUIT TESTER)是经由量测电路板上所是经由量测电路板上所有零件有零件,包括电阻、电容、电感、二极体、电晶体、包括电阻、电容、电感、二极体、电晶体、FETFET、SCRSCR、LED LED 和和ICIC等等,检测出电路板产品的各种缺点诸如检测出电路板产品的各种缺点诸如:线路短路、断线路短路、断路、缺件、错件、零

30、件不良或装配不良等路、缺件、错件、零件不良或装配不良等,并明确地指出缺点并明确地指出缺点的所在位置的所在位置,帮助使用者确保产品的品质帮助使用者确保产品的品质,并提高不良品检修效并提高不良品检修效率率.德率的德率的TR-518FTR-518F 短路、开路、组件值测试 应用CMOS切换技术，速度快且无使用寿命之限制 针对电路板残留电荷及制程中的静 电，具有自动放电保护功能 应用TestJet Technology技术，可检测SMT组件开路及 空焊的问题，及电容极性反向之问题 个人计算机控制，自动学习开路、短路、PinInformation及IC 保护二极管 自动隔离点选择功能，可自动选择信号源及

31、信号流入方向，自动隔离效果可达90%以上 可做Crystal之频率测试，具备1MHz信号源，可精确量 测1pF 电容及1uH电感 对晶体管、FET、SCR等组件提供三点量测模式，并对 Photo-Coupler提供四点量测模式可测出组件反插的错误 完整测试报表及测试统计数据，数据可自动储存，断电时不致遗失 特殊测试功能，具有50-60%的电容极性反插检测率 具备计算机网络联机及Bar Code Reader 功能，以加强制程控管理 Board View图形检修辅助功能，让维修人员轻易找寻不良元件位置及针点，提升检修效益 具远程遥控功能，可在不同地点了解并控制测试现场之状况 系统具有自我诊断功能

32、，方便维修保养，另具备Pin Contact Check 之功能 应用IC Clamping Diode 技术，检测BGA接脚开路及空焊问题 模块化设计，方便升级(Upgrade)，可单压床、双压床、OFF LINE、IN LINE操作 可选用功能式切换电路板，以整合功能测试 HP3070 泰瑞達GenRad 228X岡野機電測試注意事項:1作業者要帶靜電環或靜電手套測試不準佩戴戒指手表等飾物2机器要有專人操作非指定人員未經許可不得操作或修改程序禁 止無關人員動用該机電腦3放板時要輕那輕放以免損傷元件4禁止做過功能測試(未放電)的板在ICT/ATE机上測試5若机器出現故障或連續三次出現同一不良情況要立即通知TE進行處理