表面贴装技术下篇项目二
表面贴装技术
工艺流程图片
应用与发展
随着以计算机为核心的集散控制系统的出现,使自动化仪表装置在系统化、智能化、 高性能、低功耗方向上得到了质的飞跃,用户对功能性、可靠性、智能性日益增长的 需求,自动化仪表的硬件部分越发复杂。如果仍然停留在传统的通孔插装技术水平, 最终将导致整个控制系统硬件部分体积庞大,功耗增加,却仍难满足智能化要求。使 用表面贴装技术以后,使产品体积小巧,安装方便,功能更复杂,而功耗大大降低; 抗干扰防震功能增强,运算与信号传输速度提高,总成本的降低,用户得到实惠。 跨入廿一世纪,表面贴装技术正在向更小型化、更环保方向发展;表面贴装电子零 件由片状、QFP向更小型的BGA、CSP等发展;生产中广泛使用免清洗技术,无铅焊锡 技术也在逐步推广。随着表面贴装技术的这一发展,自动化控制系统将更趋小型化、 环保化、低能耗、高性能,那么各制造厂商也面临着全面提升生产工艺与管理水平的 挑战。
工艺流程
5.回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。所 用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。 6.清洗:其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。 所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可不在线。 7.检测:其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放 大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、XRAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的 地方。 8.返修:其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站 等。配置在生产线中任意位置
图片
表面贴装技术
通孔插装技术
优势
与表面贴装技术相对应的,则是通孔插装技术,即Through Hole Technology,简称THT。通孔插装技术是将电子零件引脚插入印刷 电路板的通孔,然后将焊锡填充其中进行金属化而成为一体; 1.由于印刷电路板有两面,显然,表面贴装可在板子两面同时进行焊接,而 通孔插装则不能。零件集成度提高。 2.电子产品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已无法缩小。 3.电子产品功能更完整,所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件,特别 是大规模、高集成IC,只能采用表面贴片元件。 4.零件脚及Байду номын сангаас线短,可提高传输速度。 5.产品批量化,生产自动化,低成本高产量,产品更优质,市场竞争 力强。
第8章 表面贴装技术(SMT)
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第8章 表面贴装技术(SMT)
8.1 SMT概述 表面贴装技术(SMT)是将表面贴装元器件(SMC/SMD)贴、焊到印 制电路板表面规定位臵上的电路装联技术。它作为新一代电子安装技 术,目前被广泛地应用于航空、航天、通信、计算机、医疗电子、汽车 、办公自动化、家用电器等各个领域。 8.1.1 安装技术的发展概况
电子工艺与技能实训教程
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第8章 表面贴装技术(SMT)
(8)SMC/SMD的好坏检测与质量判别 1)一般片状元器件的好坏与质量判别同传统长引线元器件一样,都是可 以通过万用表的电阻档来进行测量,具体操作参见第1章。 2)片状集成电路的好坏判别可通过电阻、电压、波形和替换等方法进行, 具体操作如下: 电阻法 —— 通过测量单块集成电路各引脚对地正反向电阻,与参考资料 或另一块好的集成电路进行比较,从而就能作出好坏判断。 电压法 —— 测量集成电路引脚对地的动、静态电压,与线路图或其它资 料所提供的参考电压进行比较,若发现某些引脚电压有较大差别,若 外围电路是好的,则集成电路已损坏。 波形法 —— 测量集成电路各引脚波形是否与原设计相符,若发现有较大 区别,其外围元件又没有损坏,则集成电路有可能已损坏。 替换法 —— 用相同型号集成电路替换试验,若电路恢复正常,则集成电 路已损坏。 (9)SMC/SMD的识别与判别实训报告
(3)片式电阻器的参数标注方法及识别 1)在元器件上普遍采用文字符号法和数码法。 文字符号法用于欧姆级的电阻值。比如,4R7—→为4.7Ω。 数码法用于千欧级以上的电阻值,有用三个数字表示的,也有用四个数 字表示的。 三数字数码法中只有两位是有效数字。比如,R47—→为0.47Ω;821—→ 为820Ω;475—→为4.7MΩ;000—→为跨接线; 四数字数码法中有三位是有效数字。比如,4R70—→为4.7Ω;8200—→ 为820Ω;4704—→为4.7MΩ;0000—→为跨接线。 2)在料盘上采用字母加数字表示。比如,RC05K103JT—→RC为产品代号, 表示片状电阻器[05表型号,02(0402)、03(0603)、05(0805)、06 (1206)];K表示电阻器的温度系数(〒250); 103表示电阻值 (10kΩ);J表示允许偏差(〒5%);T表示编带包装(B表塑料盒散 包装)。
表面装贴工艺技术(2)
生产线分类
手动
一般<1000/h <+0.1mm
自动化程度
半自动
(500-2000) 片/h 不定
低速
<3000片/h >+0.2mm
中速
(3000-8000) 片/h>+0.2mm
高精度
(3000-6000) 片/h>+0.1mm
高速
>8000片/h >+0.2mm
备注
产量 研究实验
少品种 小批量 多品种 少品种 多品种
•
生产线自动化程度
• 2.2.2 生产线自动化程度
•
现代先进的SMT生产线属于柔性自动 化(Flexible Automation)生产方式,其特征是 采用机械手、计算机控制和视觉系统,能从 一种产品的生产很快地转换为另一种产品的 生产,能适合于多品种、中/小批量生产等。 其自动化程度主要取决于贴片机、运输系统 和线控计算机系统。表2—2表示了按生产效 率划分的SMT生产线的类型。 • 一般根据年产量、生产线效率系数和计 划投资额,来确定SMT生产线的自动化程度。
工艺流程与组装生产线
全表面组装也有两种组装方式。 (1)单面表面组装方式。表2—1所列的第 五种方式,采用单面PCB在单面组装SMC/ SMD。 (2)双面表面组装方式。表2—1所列的第六 种方式,采用双面PCB在两面组装SMC/ SMD,组装密度更高。
双面SMT组装
•
通常 先作B面 再作A面 印刷 锡膏 贴装 元件
组件6
同上
组装高密度组装,薄型 化
单面混合组装
2.1.1单面混合组装
•
单面混合组装是指将两种封装形式的元器件 放置在PCB板的两面,但是只有一面用来焊接的组 装方式。 SMC/SMD与通孔插装元件(THC)分布在PCB不 同的一面上混装,但其焊接面仅为单面。这一类 组装方式均采用单面PCB和波峰焊接(现一般采用 双波峰焊)工艺,具体的操作有以下两种组装方式 (具体流程见图2-1)。
表面贴装工程介绍-mou
元件附着问题
总结词
元件附着是将元件固定在电路板上的过程,需要保证元件与焊盘之间的良好接触和稳定 性。
详细描述
在表面贴装工程中,元件附着问题是一个重要的挑战。由于元件尺寸微小,且焊盘表面 的润湿性、材料选择等因素都会影响附着效果,因此需要采取有效的解决方案。常用的 解决方法包括优化焊盘表面处理工艺、选择合适的焊料和焊接参数,以及采用先进的焊
SMT采用自动贴装机进 行元件贴装,提高了生 产效率和精度。
SMT元件体积小、重量 轻,有利于实现电子产 品的小型化和轻量化。
SMT元件焊接可靠,减 少了传统插装元件的机 械连接,提高了产品可 靠性。
SMT技术可以实现高密 度集成,提高了电路板 的组装密度。
工作原理
PCB制作
根据电路设计要求,制作印刷 有焊盘和导线的PCB。
06
未来表面贴装工程技术展望
新材料的应用
高导热材料
随着电子设备性能的提高,高导 热材料在表面贴装工程中将发挥 重要作用,以提高散热效率,延
长电子设备使用寿命。
轻质材料
为了满足便携式电子设备的需求, 轻质材料将在表面贴装工程中得 到广泛应用,以降低产品重量并
提高结构强度。
柔性材料
随着可穿戴设备和便携式电子设 备的普及,柔性材料在表面贴装 工程中将发挥重要作用,以提高
表面贴装工程介绍
contents
目录
• 表面贴装技术概述 • 表面贴装技术应用 • 表面贴装工程材料 • 表面贴装工程设备与工具 • 表面贴装工程挑战与解决方案 • 未来表面贴装工程技术展望
01
表面贴装技术概述
定义与特点
定义
自动化程度高
体积小、重量轻
高可靠性
表面贴装技术
表面贴装技术(SMT: Surf ace Mount Technology)80年代末以来,因芯片集成度快速发展,推动了航天电子装备以惊人的速度向轻薄短小化、高密度和高可靠性方向发展。
现在战争是以电子技术为主导的高技术战争,现代军事电子装备正向信息化兵器时代迈进,并在光电子化和微电子化的基础上,迅速向军事电子系统综合化和武器装备智能化方向发展,因此把现代的战争比喻成芯片与钢铁的战争。
电子电路装联技术是支持上述发展的关键技术。
SMT是电子电路装联技术的又一次重大革命,它推动了航天电子产品不断SMT是电子前进。
一 SMT电路装联技术发展的第四代随着电子元器件的发展和更新换代,电子电路装联技术(简称电路装联技术)也向着更高一级的技术阶段发展,从而导致新一代军事电子装备的诞生。
概括起来,电子电路装联技术的发展分为五个阶段,简称五代,现在己迸人第五代发展时期,如表1所例。
电子电路装联技术从第一代以电子电子管作有源元件,采用手工软钎焊接技术开始;经过了第二代晶体管阶段,主要采用单面酚醛印制电路板,半自动插装机、浸焊和以晶体管为代表的轴向引线元器件;然后进人第三代集成电路阶段,采用以集成电路为代表的径向有引线元器件和自动插装技术以及浸焊或波峰焊技术,在单向或双面通孔环氧玻璃布基板上进行焊装。
随着集成电路,特别是大规格集成电路的发展,以及表面组装元器件的开发和推广应用,出现了崭新的电路装联技术一一表面组装技术,80年代初地人实用阶段,激起了电子电路装联技术的"二次革命",80年代中后期出现了高速发展的局面,90年代初进人完全成熟阶段,成为当代电路装联技术的主流。
随着超大规格和特大规模集成电路的应用,以及表面组装技术向纵深发展,细间距技术和直接芯片板级组装技术的实用化,多芯片模块和三维组装的兴起,从80年代中期就萌发了第五代电子电路装联技术,使电子电路装联技术正面临"第三次组装革命"一一微组装技术的倔起相发展。
表面贴装技术简介
•案 例 •PCB設計對生產的影響﹕ 關于0.5mm Pitch IC’s bridging
•Product name: Winterset
• 不合理的設計增大了生產中短路的几率﹒當我們分 析為何短路數量比較多時﹐我們才發現實際的焊盤間距如 此之小﹗﹗
表面贴装技术简介
•案 例
•原材料對生產的影響﹕ 關于0.5mm Pitch IC’s bridging •0402的原材料不 良﹐可焊性非常 差﹐品質受到极 大影響﹒
表面贴装技术简介
•2.1貼片技術組裝流程圖
•Surface Mounting Technology Process Flow
•發料
•Parts Issue
•基板烘烤
•Bare Board Baking
•供板 Ch•a錫r膏t印刷
•PCB Loading •Solder Paste Printing
•印刷目檢
•VI.after printing
•高速機貼片
•Hi-Speed Mounting
•點固定膠
•Glue Dispnsing
•泛用機貼片
•Multi Function •Mounting
•迴焊前目檢
•Visual Insp.b/f Reflow
•迴流焊
•Reflow Soldering
•爐后比對目檢
表面贴装技术简介
•SMT技術目前的两个發展方向:
• 1---01005元件的应用
• 2---无铅制程的應用(現在已經導入)
• 01005的應用可以让目前的电路板尺寸成倍的缩小, 进一步促进电子产品微型化;而即将出台的防止铅污染法 规則要求必须执行無鉛制程。
•01005元件的應用研究 • 1—電路板設計
表面贴装工程介绍
02
焊接设备
焊接设备是用于实现电子元件与电路板之间连接的设备,包括波峰焊机、
回流焊机等。焊接设备的性能和质量直接影响焊接效果和产品质量。
03
检测设备
检测设备是用于检测表面贴装工程中各个环节的质量和性能的设备,包
Hale Waihona Puke 括视觉检测系统、X射线检测系统等。检测设备的准确性和可靠性对于
保证产品质量和可靠性至关重要。
电子产品制造
总结词
表面贴装工程在电子产品制造中应用广泛,涉及各类消费电子产品、通信设备、计算机硬件等。
详细描述
表面贴装技术主要用于将电子元器件贴装在印刷电路板(PCB)上,实现电路连接和系统集成。在电子产品制造 中,表面贴装技术能够提高生产效率、减小产品体积和重量,满足市场对小型化、轻薄化、高性能电子产品的需 求。
详细描述
医疗电子设备通常要求高精度、小型化和可靠性强等特点,表面贴装技术能够满足这些要求。通过表 面贴装技术,可以将各种传感器、芯片等元器件贴装在PCB上,实现医疗电子设备的集成化和智能化 。
航空航天
总结词
航空航天领域对产品性能和可靠性要求 极高,表面贴装工程在航空航天领域的 应用能够提高产品的性能和可靠性。
特点
高密度、小型化、自动化、高可靠性 、低成本等。
工作原理
流程
印刷钢板→贴装元件→焊接→检测→返修。
原理
通过印刷钢板将焊膏或胶粘剂均匀涂布在PCB焊盘上,再将电子元件贴装在相 应的焊盘上,通过焊接工艺将元件与PCB连接在一起。
发展历程与趋势
发展历程
从手工贴装到自动化贴装,再到高密度贴装,SMT经历了不断的技术革新和进步 。
VS
详细描述
在航空航天领域,表面贴装技术主要用于 制造高精度、高性能的电子设备和系统。 通过表面贴装技术,可以实现航空航天设 备的轻量化、小型化和集成化,提高设备 的可靠性和安全性。同时,表面贴装技术 还可以降低航空航天设备的制造成本和维 护成本。
表面贴装技术讲义
第一章电子组装的基本概念、功能及发展趋势 (1)1.1 电子制造业 (1)1.2 表面贴装技术 (1)第二章表面组装元器件 (2)2.1 表面组装元件的命名方法 (2)2.2 SMC/SMD包装类型 (2)2.3 常用电子元器件介绍 (2)2.7 表面组装器件 (3)2.7.1 片式二极管 (3)2.7.2 SOT系列片式晶体管 (3)2.7.3 SOP翼型小外形封装 (3)2.7.4 QFP翼型扁平四方封装 (3)2.7.5 SOJ J型小外形封装 (3)2.7.6 PLCC塑料有引脚芯片载体 (3)2.7.7 LCCC无引脚陶瓷封装芯片载体 (3)2.7.8 BGA/CSP球形栅格阵列封装 (4)2.7.9 PQFN方形扁平无引脚塑料封装 (4)2.8 表面组装元器件的包装方式与使用要求 (4)第三章表面组装印制板的设计与制造 (4)3.1 印制电路板的定义及作用 (4)3.2 PCB分类 (5)3.3 常用印制电路板的基板材料 (5)3.3.1 纸基CCL (5)3.3.2 环氧玻璃布基CCL (5)3.3.3 复合基CCL (6)3.3.4 金属基CCL (6)3.3.5 陶瓷基CCL (6)3.3.6 柔性CCL (6)3.4 评估SMB基材的相关参数 (6)3.4.1 玻璃化转变温度 (6)3.4.2 热膨胀系数 (6)3.4.3 PCB分解温度 (6)3.4.4 耐热性 (6)3.4.5 电气性能 (6)3.5 对印制电路板的要求 (6)3.6 PCB制造工艺 (6)3.7 印制电路板的发展趋势 (7)3.8 PCB设计包含的内容 (7)3.9 设计流程 (7)3.10 PCB布局设计 (7)3.10.1 PCB的外形设计和拼板设计 (7)3.10.2 PCB的整体布局设计 (8)3.10.3元器件排列方向设计 (8)3.11 PCB布线设计的基本原则 (8)3.12 表面组装元器件的焊盘设计 (8)第四章焊膏及焊膏印刷技术 (8)4.1 锡铅焊料合金 (8)4.1.1 电子产品焊接对焊料的要求 (9)4.1.3 锡铅合金相图与焊料特性 (9)4.2 无铅焊料合金 (9)4.3 焊膏 (9)4.4 模板 (10)4.5 焊膏印刷机理 (10)4.6 印刷机概述 (11)4.7 常见印刷缺陷分析 (11)第五章贴片胶涂覆及贴片技术 (12)5.1 贴片胶 (12)5.2 贴片胶的涂敷 (12)5.3 贴片概念和过程 (13)5.4 贴片设备 (13)第六章波峰焊接技术 (13)6.1 波峰焊接原理及分类 (13)6.2 波峰焊主要材料及波峰焊机设备组成 (14)6.3 波峰焊接工艺 (15)6.4 波峰焊接缺陷与分析 (15)6.4.1 润湿不良、虚焊 (16)6.4.2 锡球 (16)6.4.3 冷焊 (16)6.4.4 焊料不足 (17)6.4.5 包锡 (17)6.4.6 冰柱 (17)6.4.7 桥接 (18)6.4.8 其他缺陷 (18)第七章再流焊接技术 (18)7.1 再流焊技术 (19)7.2 再流焊加热系统 (19)7.3 再流焊机传动系统 (19)7.4 再流焊工艺 (19)7.4.3 再流焊缺陷分析 (19)7.4.3.1 桥连 (19)7.4.3.2 立碑 (20)7.4.3.3 锡珠 (20)7.4.3.4 元件偏移 (20)7.4.3.5 润湿不良 (20)7.4.3.6 裂纹 (21)7.4.3.7 气孔 (21)7.5 几种常见的再流焊技术 (21)7.6 再流焊技术的新发展 (21)第八章测试、清洗及返修技术 (22)8.1 SMT检测技术概述 (22)8.2 来料检测 (22)8.3 在线测试技术 (23)8.4 自动光学检测与自动X射线检测 (23)8.5 几种测试技术的比较 (24)8.6 清洗技术 (25)8.7 返修技术 (25)Summarized by Li Yue on 14th April 2016第一章电子组装的基本概念、功能及发展趋势1.1 电子制造业◆硅片制备流程:长晶-单晶锭-端点移除和直径研磨-主平面形成-晶圆切片-边角磨光-研磨-晶圆刻蚀-抛光-晶圆检视◆芯片制备流程:增层-光刻和刻蚀-掺杂-热处理◆封装的功能:1.固定密封保护芯片、方便运输2.电气信号互联3.电源管理和热耗散◆封装形式:SIP、DIP、SOP、SOJ、QFP、BGA、CPGA、LCCC◆电子组装:根据电路原理图对各种电子元器件、机电元器件和基板进行互连、安装和调试使之成为电子产品的过程1.2 表面贴装技术◆定义:需对印制板钻插装孔,直接将片式元器件或适合于表面贴装的微型元器件贴、焊到印制板或其他基板表面规定位置上的装联技术◆优点:1.结构紧凑、组装密度高、体积小、重量轻2.高频特性好3.有利于提高可靠性4.适合自动化生产、生产效率高5.成本低◆SMT与THT的比较◆电子组装工艺:①单面组装工艺:来料检测=>丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接=>清洗=>检测=>返修②双面组装工艺:PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>固化=>A面回流焊接=>清洗=>翻板=> PCB的B面丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接=>清洗=>检测=>返修来料检测=>PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>固化=>A面回流焊接=> 清洗=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>B面波峰焊=>清洗=>检测=>返修③双面混装工艺:PCB的A面丝印焊膏=>贴片=>烘干=>回流焊接=>插件,引脚打弯=>翻板=>PCB的B面点贴片胶=>贴片=>固化=>翻板=>波峰焊=>清洗=>检测=>返修◆SMT现场静电放电的危害:静电吸附:半导体介质击穿、失效静电击穿:硬击穿-破坏器件软击穿-降低器件性能◆静电防护方法:使用静电防护材料、泄露与接地、导体静电(接地)、非导体静电(离子风机、静电消除剂、控制环境湿度、静电屏蔽)◆防静电措施:静电安全工作台、防静电文件袋、防静电腕带、防静电容器、防静电工作服、防静电工作鞋、防静电接地、离子风静电消除器、防静电测试台第二章表面组装元器件◆表面组装元器件特点:体积小,重量轻、高频特性好、有利于提高可靠性、耐振动,抗冲击、适合自动化生产、有利于降低成本◆分类:SMC(片式元件)、SMD◆表面组装元器件的基本要求:外形适合表面贴装、尺寸形状标准化、包装形式适合自动贴装要求、具有一定的机械强度,能承受贴装应力和基板的弯折应力、焊端或引脚符合可焊性要求、符合再流焊和波峰焊的耐高温焊接要求、可承受有机溶剂的洗涤◆无铅对元器件的要求:(1)高温对元器件封装的影响:对封装材料的耐温性要求提高高温对器件内部连接的影响:内部连接焊料与外部连接焊料之间的温差(2)无铅焊接对元器件焊端表面镀层的要求:无铅、抗氧化、耐高温、与无铅焊料生成良好的界面合金2.1 表面组装元件的命名方法◆SMC封装命名:用外形尺寸长度和宽度命名:如英制0805,公制2012,1inch=25.4mm ◆SMC标称值:前几位为有效数字,最后一位为倍数乘积:如3位100,4位0100,3位乘数代码法39X◆SMD封装命名:以器件外形命名:LCCC,SOT,SOJ,SOP,SIP,DIP,BGA,PGA,QFP2.2 SMC/SMD包装类型◆包装编带、散装包装、管状包装、托盘包装2.3 常用电子元器件介绍◆片式陶瓷电阻器◆圆柱片式电阻器◆小型固定电阻网络◆片式微调电位器:密封式:可清洗敞开式:无外壳,适合再流焊,不适合波峰焊,不可清洗◆片状多层瓷介电容器◆片式云母电容器◆片式钽电容器◆片式铝电容器◆片式可调电容器◆片式多层瓷介电容器◆片式变压器◆表面贴装开关◆贴片式轻触开关◆表面贴装连接器◆表面贴装继电器2.7 表面组装器件◆表面贴装半导体分立器件种类:二极管、三极管、半导体特殊器件◆集成电路的定义:在极小的硅单晶片上,利用半导体工艺制作许多晶体二极管、三极管、电阻器、电容器等,并连续能完成特定功能的电子电路,然后封装在一个外壳中,构成集成电路。
表面装贴技术
包头师范学院本科毕业论文二〇一二年十一月摘要表面贴装技术(Surfacd Mounting Technolegy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:SMY器件(或称SMC、片式器件)。
将元件装配到印刷板(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技术将越来越普及。
关键词:表面贴装技术;焊膏印刷;零件贴装;回流焊接目录1 引言 (4)2焊膏印刷 (5)2.1焊膏印刷的工艺简介 (5)3.零件贴装 (7)3.1零件贴装操作步骤 (7)3.1.1零件贴装允许误差范围 (7)3.1.2保证贴装质量的三素 (8)4 回流焊接 (9)5 结论 (12)6 致谢 (13)1 引言二十世纪后半叶是值得人们回忆的。
电子计算机的诞生,智能化控制的成熟,网络通信的兴旺,标志着以信息技术为代表的高新技术己成为社会经济发展和改造传统产业的生力军,而建立在半导体和大规模集成电路技术高速发展的基础上,作为新一代电子组装技术的代言人,表面贴装技术的发展和推广应用对此次信息革命的意义极其深远。
与互联网一样,表面贴装技术源自于六十年代美国军用电子及航空电子领域的设备制造。
早期由于该技术尚不成熟及成本高昂,因此仅应用于美国波音公司与休斯公司等极少数厂商,其发展受到了极大限制。
然而,时至七十年代末,高密度印刷电路板与大规模集成电路技术的高速发展,为表面贴装技术的推广与普及提供了可能性。
于是,表面贴装技术因其不可比拟的优势迅速取代了传统的通孔插装技术,进入消费类与信息类产品。
时下轻便流行的笔记本电脑、手机,无一不得益于此。
表面贴装设备研发制造方案(二)
表面贴装设备研发制造方案一、实施背景随着电子信息产业的飞速发展,表面贴装技术(SMT)已成为现代电子制造的关键技术之一。
然而,国内SMT设备行业的发展尚处于较低水平,亟需进行产业升级。
本方案旨在通过自主研发,提高我国SMT设备的制造水平,推动电子信息产业的持续发展。
二、工作原理SMT设备主要包括印刷、贴装、焊接三道工艺流程。
本方案研发的SMT设备将采用以下工作原理:1.印刷工艺:利用刮刀将焊膏均匀地涂布在PCB板上,确保焊点位置和大小的准确性。
2.贴装工艺:采用光学识别系统对PCB板上的零件进行定位,将零件精确地贴装在PCB板上。
3.焊接工艺:通过加热和压力作用,将PCB板上的零件与焊盘紧密连接。
三、实施计划步骤1.研发阶段:成立研发团队,进行设备结构设计、控制系统开发、软件编程等工作。
2.试验阶段:完成设备样机制造后,进行各项性能指标的检测与调整。
3.中试阶段:在小批量生产中实际应用设备,收集反馈,持续改进设备性能。
4.量产阶段:设备经过量产验证,满足大规模生产需求后,正式推向市场。
四、适用范围本方案适用于各类电子制造企业,特别是消费电子、汽车电子、通信设备等领域的企业。
同时,本方案也可为科研院所、高校等提供SMT设备研发与实验平台。
五、创新要点1.采用了先进的刮刀涂布技术,提高了焊膏的均匀性和精度。
2.光学识别系统的应用使得零件贴装位置精度更高,提高了产品质量。
3.采用先进的加热和压力控制系统,实现了焊接过程的自动化和智能化。
4.设备结构紧凑,易于操作和维护,降低了生产成本。
5.结合物联网技术,实现了设备的远程监控和故障预警,提高了设备运行效率。
六、预期效果1.提高生产效率:本方案可大幅提高SMT生产的自动化程度,减少人工干预,降低生产成本,提高生产效率。
2.提高产品质量:通过精确控制印刷、贴装和焊接过程,可大幅提高产品的质量稳定性。
3.促进产业升级:本方案的实施将推动我国SMT设备行业的产业升级,提高国际竞争力。
表面贴装技术指南
表面贴片技术指南第一步为制造着想的产品设计(DFM, Design for Manufacture)虽然对DFM有各种的定义,但有一个基本点是为大家所认同的,那就是在新产品开发的构思阶段,DFM就必须有具体表现,以求在产品制造的阶段,以最短的周期、最低的成本,达到尽可能高的产量。
第二步工艺流程的控制随著作为销售市场上具有战略地位的英特网和电子商务的迅猛发展,OEM面临一个日趋激烈的竞争形势,产品开发和到位市场的时机正在戏剧性的缩短,边际利润的压力事实上已有增加。
同时合约加工商(CM)发现客户要求在增加:生产必须具有资格并持有执照,产品上的电子组件必需有效用和有可追溯性。
这样,文件的存盘已成为必不可少的了。
第三步焊接材料理解锡膏及其如何工作,将对SMT过程的相互作用有更好的了解。
适当的评估技术用来保证与锡膏相联系的生产线的最佳表现。
第四步丝印在表面贴片装配的回流焊接中,锡膏是组件引脚或端点和电路板上焊盘之间的连接介质。
除了锡膏本身之外,丝印之中有各种因素,包括丝印机,丝印方法和丝印过程的各个参数。
其中丝印过程是重点。
第五步黏合剂/环氧胶及滴胶必须明确规定黏合剂的稠密度、良好的胶点轮廓、良好的湿态和固化强度、胶点大小。
使用CAD或其它方法来告诉自动设备在什么地方滴胶点。
滴胶设备必需有适当的精度、速度和可重复性,以达到应用成本的平衡。
一些典型的滴胶问题必须在工艺设计时预计到。
第六步贴放组件今天的表面贴片设备不仅要能够准确贴放各种组件,而且要能够处理日益变小的组件包装。
设备必须保持其机动性,来适应可能变成电子包装主流的新组件。
设备使用者-OEM和CM-正面临激动人心的时刻,成功的关键在于贴片设备供货商满足顾客要求和在最短的时间内提交产品的能力。
第七步焊接批量回流焊接,过程参数控制,回流温度曲线的效果,氮气保护回流,温度测量和回流温度曲线优化。
第八步清洗清洗时常被描述成“非增值”过程,但这样现实吗?或者是太过简化,以致于阻碍了对复杂事物的仔细思考。
表面贴装工程技术
• 增加印膏厚度,如改变网布或板膜 等.
常在钢板印刷时发生,可能是网 • 提升印着的精准度.
布的丝径太粗,板膜太薄等原因. • 调整锡膏印刷的参数.
• 5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中 溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太 大的问题.
• 消除溶剂逸失的条件(如降低室温、 减少吹风等)。
•第三步:在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间
•
有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。
•Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分:
• very soft
红色
• soft
绿色
• hard
蓝色
• very hard
白色
表面貼裝工程技術
•Screen Printer
•Stencil (又叫模板): •PCB
表面貼裝工程技術
•Screen Printer
•SMA Introduce
•模板(Stencil)材料性能的比较:
•性 能 •抗拉强度 •耐化学性 •吸 水 率 •网目范围 •尺寸稳定性 •耐磨性能 •弹性及延伸率 •连续印次数 •破坏点延伸率 •油量控制 •纤维粗细 •价 格
•不 锈 钢
•极高 •极好 •不吸水 •30-500 •极佳 •极佳 •差(0.1%) •2万 •40-60% •差 •细 •高
所致.
• 3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似.
• 减少所印之锡膏厚度 • 提升印着的精准度. • 调整锡膏印刷的参数.
表面貼裝工程技術
•Screen Printer
•SMA Introduce
•锡膏丝印缺陷分析:
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图10 刮刀向左印刷
三.锡膏印刷机操作界面
在锡膏印刷机中通过软件的操作控制设备运行,包括刮刀行程、锡膏印刷 速度、刮刀的压力等。在印刷机的操作菜单中可以对生产中需要的参数进行 修改,达到需要的数值,同时也能调整到模拟生产形式,这样可以更好地让 设备运行在安全生状态下,对印刷工艺得到更好地提高。 以MPM UP2000型自动印刷机为例,说明印刷机软件操作界面的功能
Emergency Stop 警急停止开关
Temperature
温度控制表 Relative Humidity 湿度控制表 Power电源灯 Start Cycle 开始循环按钮 On电源启动开关 Off电源关闭开关
图3 印刷机系统按钮功能
(2)主电源电路保护开关和设备电源开关
• 电路保护开关
位置——设备背面左侧的电源控制面板最下方的一个跳闸开关,直接与 220V AC主电源线相连接。
二.锡膏印刷机工作过程
锡膏印刷机的运行过程:主要有进板 、 印刷 、 出板三部分,如图4所示。
印刷机从Loader处接收PCB
照相机进行识别定位
真空或夹板装置固定PCB
刮刀按设定开始印刷
刮刀下降到印刷位置
升降装置将PCB上升接触到钢网
印刷完毕后刮刀回到原来位置
PCB与钢网开始分离
印刷效果2D检验
印刷完成进行下一个印刷动作
表面贴装技术(SMT)
应用篇 SMT项目实践 项目二 SMT产品的产线组装
项目2 SMT产品的产线组装 1
项目描述
SMT产线组装是指利用锡膏印刷机、贴片机、回焊炉等 专业自动组装设备构成生产线,各设备流水工作,最终将表 面组装元器件(类型包括电阻、电容、电感等)固定在印制板的 表面。当前SMT技术市场上的各个生产厂商已经全部采用了 产线组装方式。产线组装的特点在于生产自动化,生产速度 和精度都远远高于手工组装,因此更适合进行电子产品的批 量化生产。
1. PRINT PULL-DOWN MENU按钮下的菜单显现如图11所示。
图11 PRINT PULL-DOWN MENU按钮下的菜单显现
(1)AUTO PRINT(自动印刷)
在SMT设备生产线上,从一端进口到另一端出口都有自动运行的设备,分别可以控制 其装载板的方向,可以从左到右,也可以从右到左,在这三者间要能相互有一个信号联系, 在自动运行模式中,如设备中无电路板,则设备会给进口处的送板机一个装载电路板的信 号,使电路板进行印刷,锡膏自动印刷结束后在设备等待区等待线上处于下一台设备的可 接受信号,使其三者能实现有条不紊自动化运作。
2
项目分解
任务一 锡膏印刷机的运行操作与维护 任务二 贴片机的运行操作与维护 任务三 回焊炉的运行操作与维护
任务1:锡膏印刷机的运行操作与维护
SMT
产线
组装 典型 流程
SMT
产线
组装 典型 流程
印刷是一个建立在流体 力学下的制程,它可多次重 复地保持,将定量的锡膏涂 覆在PCB板的表面上。PCB 板的上面与丝网或钢板保持 一定距离(非接触式)或完全贴 住(接触式),锡膏或黏胶在刮 刀的作用下流过丝网或钢板 的表面,并将其上的切口填 满,锡膏或黏胶便贴在PCB 板的表面,最后丝网或钢板 与PCB板分离,于是便留下 由锡膏或黏胶组成的图像在 PCB板上。在SMT产线上, 印刷的过程由锡膏印刷机完 成,印刷机的外观如图1所示 :
紧急开关的位置—— 设备上一共有四个,黄底红色,标识MERGENCY STOP”的按钮。在设备的正面、“COVER”两边的手动控制面板最上端有两个 “EMERGENCY STOP”按钮,在设备的后面两侧电源控制面板最上端也有两 个“EMERGENCY STOP”按钮。 紧急开关的作用—— 在设备自动运行或手动操作时,如出现人员受伤或设 备异常紧急情况时可按下设备上的四个中的任何一个“EMERGENCY STOP” 按钮,使设备完全处于断电,机械可运动部位将处于完全停止,所有的伺服电 机都处于锁定状态,同时关闭总气路,所有气动装置断气。如图3
图5 PCB基准点
6、视觉轴 (镜头) 寻找相应的钢网下面的目标(基准点),如图6
图6 钢板与PCB板基准点对称
7、现在机器可能移动印网使对准PCB。 机器可使印网在X、Y轴 方向移动和在Ө轴方向转动。
8、钢网和PCB对准,Z形架将向上移动,带动PCB接触印网的下 面,如图 7
图7 Z型架升/降
进行钢网清洗
送出PCB
图4 锡膏印刷机运行过程
锡膏印刷机工作一般步骤如下:
1、沿着输送带PCB被送入印刷机。
2、机器寻找PCB的主要边并且定位。 3、Z 形架向上移动至真空板的位置。 4、加入真空,牢固地固定PCB在特定的位置。 5、视觉轴 (镜头) 慢慢移动至PCB的第一个目标(基准点),如 图5
图1 锡膏印刷机设备外观
一. 锡膏印刷机的操作安全及电源系统
1、设备的操作安全及电源系统操作和安全紧密联系,在设备操作时要注意 人生安全,其次保证设备和产品不受损失,设备操作前一定先得了解其安 全系统,在设备有异常状况出现时做出相应且果断措施。 如图2
图2 各系统按钮位置
(1)紧急停止开关(EMERGENCY STOP)
项目2 SMT产品的产线组装 1
项目描述
本项目知识要点: SMT 生产线设备结构
锡膏自动印刷机的操作与维护
自动贴片机的操作与维护 再流焊机的操作与维护
项目2 SMT产品的产线组装 1
项目描述
本项目技能要点: 常见SMT元器件的识别
锡膏自动印刷机的实践操作
自动贴片机的实践操作 再流焊机的实践操作
9、一旦移动到位刮刀将推动焊膏在网板上滚动并通过网板上的孔印 在PCB的PAD位上,如图8、9所示。
图8 锡膏印刷
图9 锡膏印刷到PAD上
10、当印刷完成,Z形架向下移动带动PCB与网板分离。 11、机器将送出PCB至下一工序。
12、现在印刷机将要求下一张要印的PCB。
13、进行同样的过程,只是用第二个刮刀向相反的方向印刷,如图 10所示。
作用——有漏电保护功能。遇到设备漏电、短路、人员触电或其它电路 不良故障时,此开关自关
位置——电源控制面板的中间一个黄底红色旋钮式开关。在电路保护开 关的上方。
作用——开关设备总电源,如为ON时不会因设备异常断电而跳为OFF, 状态保持,起到电源再确认的作用。