SMT管理及生产设备、生产工艺讲义

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第一章SMT生产设备
1.1 涂敷设备
涂敷主要目的是将胶水活焊膏准确地涂敷与PCB上，使贴片工序贴装的元器件能够粘在PCB焊盘上。

主要涂敷设备有印刷设备和点涂设备。

1.1.1 印刷设备
用于焊膏印刷的印刷机品种很多，以自动化程度来分，可分为手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机。

1．印刷机的基本结构
无论哪种印刷机，其基本结构都是由机架、印刷工作台、模板固定机构、印刷头系统以及其他保证印刷精度而配备的其他选件CCD、定位系统、擦板系统、2D及3D测量系统等。

1.1.2 点涂设备
点涂可简单地定义为通过压力作用使液体发生移位。

点胶机是用途广泛的点涂设备，可注滴包括瞬间胶（快干胶）、红胶、黄胶、环氧树脂、硅胶、厌氧胶（螺丝胶）、防焊剂、锡浆、润滑油、焊膏等。

点胶机可分为手动和自动，手动点胶机用于实验或小批
量生产，自动点胶机用于大批量生产。

1.点胶头
点胶头根据分配泵不同可分为时间/压力式、螺旋泵式、活塞泵式、喷射泵式。

2. 点胶机常规技术参数
点胶量的大小、点胶压力（背压）、针头大小、针头与PCB板间的距离、胶水温度、胶水的粘度、固化温度曲线、气泡等。

1.2贴片设备
贴片机主要可分为高速机和泛用机（多功能贴片机）。

高速贴片机主要贴装片式元件，而泛用机贴装精度高，主要用于贴装大规模的集成电路芯片。

1.2.1贴片机的基本结构
主要是由机架、PCB传送机构及支撑台、X，Y与Z/Ө伺服、定位系统、光学识别系统、贴片头、供料器、传感器和计算机操作系统等组成。

1.贴片头系统
贴片头的发展是贴片机进步的标志，贴片机已由早期的单头、机械对中发展到多头、光学对中。

贴片头的整个系统
可以分为贴片头和吸嘴。

贴片头可以分为：固定式单头、固定式多头、旋转式多头（水平旋转式/转塔式、垂直方向旋转式/转盘式）。

而吸嘴是拾取和贴放的工具，它是贴片头的心脏。

2.供料器
供料器又称喂料器，其作用是将片式SMC/SMD按照一定规律和顺序提供给贴片头，以方便贴片头吸嘴并准确拾取，根据SMC/SMD包装的不同，供料器分为带状供料器、管状供料器、散装供料器、盘状供料器。

3. 贴片机的X、Y、Z/Ө轴定位系统
贴片机定位系统可分为：X，Y定位系统、Z轴定位系统、Z轴的旋转定位。

4. 贴片机的传感系统
贴片机安装有多种传感器，主要有：压力传感器、负压传感器、位置传感器、图像传感器、激光传感器、区域传感器、贴片头压力传感器。

5.贴片机的技术参数
贴片机相关技术参数中，贴片精度，速度及适应性是贴片机三个重要特性。

1.3焊接设备
目前SMT焊接方法主要有回流焊和波峰焊，因此主要焊接设备是回流炉和波峰焊接机。

1.3.1 回流炉
回流炉是SMT组装中主要焊接设备。

回流炉种类有很多，对PCB整体加热有热板回流炉、红外回流炉、热风回流炉、红外热风回流炉、气相回流炉等；对PCB局部加热的有激光回流炉、聚焦红外回流炉、热气流回流炉等。

1.3.2 波峰焊接机
波峰焊接机就是将熔融的液态焊料，借助泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了元器件的PCB置于传动链上，经某一特定角度以及一定的浸入深度穿过焊料波峰，而实现焊点焊接的焊接设备。

可分为单波峰焊接机和双波峰焊接机。

1.4检测设备
常见检测方法有目视检查、非接触式检测和接触式检测。

目视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；非接触式检测主要采用自动光学检测AOI、自动X射线检测AXI；接触式检测主要采用在线测试ICT、
飞针测试FPT、功能测试FT等。

1.4.1 检测用治具
常用的检测用治具有：检验罩板、显微镜、放大镜、数码相机、推力计、针床夹具。

1.5 返修设备
返修常用工具主要有电烙铁、热风枪、防静电镊子、工装夹具、吸锡枪等，设备主要是返修工作站等。

1.5.1 手工返修设备——电烙铁
手工返修主要工具是电烙铁，它可对除BGA、CSP之外非细间距元器件进行返修。

1.6 清洗设备
1.6.1 水清洗机
水清洗主要用于水清洗工艺和半水清洗工艺。

水清洗有立柜式和流水式两种。

1.6.2 气相清洗机
气像清洗机是溶剂清洗设备，主要有单槽式和多槽式两种。

1.6.3 超声清洗机
超声清洗机可用于溶剂清洗，也用于水清洗工艺。

它是利用超声波作用使清洗液体产生空穴作用、扩散作用及振动作用，对工件进行清洗的设备。

第二章 SMT生产工艺
2.1 涂敷工艺
表面组装涂敷工艺就是把一定量焊膏或胶水按要求涂敷到PCB上的过程，即焊膏涂敷和贴片胶涂敷。

2.1.1 焊膏涂敷
焊膏涂覆就是将焊膏涂敷在PCB焊盘图形上，为SMC/SMD贴装、焊接提供粘附和焊接材料。

焊膏涂覆有点涂、丝网印刷和金属模板印刷。

2.1.2 贴片胶涂敷
贴片胶作用是在混合组装中把表面组装元件暂时固定在PCB焊盘图形上，以便随后的波峰焊接等工艺操作顺利进行。

贴片胶涂敷可采用分配器点涂技术、针式转印技术和印刷技术。

分配器点涂是将贴片胶一滴一滴地点涂在PCB贴
装元器件部位上；针式转印技术一般是同时成组地将贴片胶转印到PCB贴装元器件的所有部位上；印刷技术与焊膏印刷技术类似。

2.2 贴装工艺
表面贴装工艺是通过贴片机按照一定贴装程序，有序地把表面组装元器件贴装到对应的印制电路板焊盘上，它主要包含吸取和放置两个动作，因此这个过程英文为“Pick and Place”。

2.2.2 保证贴装质量的三要素
三要素是要：元件正确、位置准确、压力合适。

2.2.3 贴片机编程
贴片程序编制有示教编程和计算机编程两种方式。

示教编程就是通过装在贴片头上CCD摄像机识别PCB上的元器件位置数据，精度低，编程速度慢。

一般生产中都采用计算机编程，计算机编程有在线编程和离线编程。

2.3 焊接工艺
焊接是表面组装技术中的主要工艺技术，是完成元件电气连接的环节，目前用于SMT焊接方法主要有回流焊和波峰焊。

2.3.1 回流焊工艺
回流焊接就是预先在PCB焊接部位施放适量和适当形式焊料，然后贴放表面组装元器件，再利用外部热源使焊料再次流动达到焊接目的的一种成组或逐点焊接工艺。

2.3.2 波峰焊工艺
波峰焊是将熔融的液态焊料，借助泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装和贴装了元器件的PCB置于传动链上，经某一特定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，也称群焊或流动焊。

第三章 SMT管理
3.1 5S管理
所谓5S就是整理（Seiri）、整顿（Seiton）、轻扫（Seiso）、清洁（Setketsu）和素养（Shitsuke）5个项目，因日语的罗马拼音均以“S”开头而简称5S管理。

3.1.1 5S的作用
5S作用就是：提升公司形象、造团队精神，创造良好的企业文化、能够减少浪费、保证品质、改善情绪、提高效率。

3.2 SMT质量管理
为了保证和提高产品质量，就必须把影响质量的各种因素，运用科学的管理方法，全面系统的管理起来，为适应这一需要，便产生和发展了质量管理。

3.2.1 ISO9000
ISO9000族标准问世于1987年，它是总结世界各国，特别是工业发达国家质量管理经验的基础上产生的，是宝贵的软件财富，目前已经被150多个国家工业、经济和政府管理领域共同采用。

它是一整套质量管理体系标准。

1、八项管理原则
质量管理越来越成为所有组织管理工作的重点。

通过广泛顾客调查制订成了质量管理八项原则：
原则1 —以顾客为中心。

原则2 —领导作用。

原则3 —全员参与。

原则4 —过程方法。

原则5 —系统管理。

原则6 —持续改进。

原则7 —以事实为决策依据。

原则8 —互利的供方关系。

2、五大精华要素
ISO9000系列标准中，质量管理体系明确确定了20个要素以及这些要素应符合的标准。

这20个要素中其精华为
“人、机、料、法、环”。

3.2.2 统计过程控制（SPC）
SPC主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程稳定，达到提高和控制质量目的。

3.2.3 6σ
6σ是一项一数据为基础，追求机会完美的质量管理方法，通过消除变异和缺陷来实现零差错率。

3.2.4 质量管理的常用工具
质量管理的常用工具有：排列图、直方图、控制图、散布图、调查表、头脑风暴法、亲和图、因果图、树图。

3.3 SMT生产过程中的静电防护
静电即静止不动的电荷，也就是当电荷积聚不动时，这种电荷称为静电。

3.3.1静电的产生
静电的产生方式有：接触摩擦起电、剥离起电、断裂带
电、高速运动的物体带电。

3.3.2 静电的危害
静电的危害有：静电吸附，静电软击穿：造成元器件的局部损伤、不易发现，危害更大，静电硬击穿：造成整个器件的失效和损坏。

3.3.3 SMT生产中的静电防护
SMT生产中的静电防护是一项系统工程，首先应建立和检查防静电的基础工程，如地线、地垫及台垫、环境的抗静电工程等，然后根据产品配置不同的防静电装置。