电路板焊接组装工艺要求

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及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺。
移动方向
焊料 叶泵
工作原理示意图
SMT生产线的设计—检测设备
检测设备
其作用是对贴装好的PCB进行装配质量和焊接质量的检测。所用设备有 放大镜、显微镜、自动光学检测仪(AOI)、在线测试仪(ICT)、XRAY检测系统、功能测试仪等。
SMT生产线的设计—返修与清洗设备
2.清洁度、温度、湿度
工作间要保持清洁卫生,无尘土、无腐蚀性气体。 环境温度以 23 ℃ ±3 ℃ 为最佳(印刷工作间环境温度以 23℃ 士 3℃ 为 最佳)。 相对湿度为 45 %~70 % RH。初步建立生产中的ESD防护意识 由于北方气候干燥,风沙较大,因此北方的 SMT 生产线需要采用有双层玻 璃的厂房,一般应配备空调。
最终检测
清洗
波峰焊接
A面插装
翻板
图2-1 (a)SMC先贴法 第一种方式
SMT的组装工艺流程—单面混合组装
单面混合组装工艺流程:
来料检测
组装开始
A面插件
翻板
B面涂胶黏剂
最终检测
清洗
波峰焊接
胶黏剂固化
贴SMC
图2-1(b)SMC后贴法 第二种方式
SMT的组装工艺流程—双面混合组装
来料检测
组装开始
PCB A面涂胶 黏剂
SMT的组装方式—全表面组装
全表面组装:在PCB上只有SMC/SMD而无插装元器件的组装方式,有两种组装 方式: 1、单面表面组装方式; 2、双面表面组装方式;
A B 单面表面组装 双面表面组装
A
B
SMT的组装工艺流程—单面混合组装
单面混合组装工艺流程:
来料检测 组装开始
B面涂胶黏剂 贴SMC 胶黏剂固化
贴装机的电源要求独立接地,一般应采用三相五线制的接线方法。
SMT生产线的设计—生产线气源
气源
要根据设备的要求配置气源的压力。可以利用工厂的气源,也可以单独配置无 油压缩空气机。一般要求压力大于 7kg/cm2。要求清洁、干燥的净化空气。
SMT生产线的设计—生产线环境
1.排风管道
根据设备要求配置排风机。对于全热风炉,一般要求排风管道的最低流量 值为 500 立方英尺/分钟( 14.15m3/min )。
SMT的组装工艺流程—全表面组装
来料检测
组装开始
A面涂敷焊膏
涂胶黏剂 (选用)
贴装SMD
B面涂敷焊膏
翻板
清洗
再流焊接
焊膏烘干 胶黏剂固化
贴装SMD
焊膏烘干
再流焊接 B面
清洗
最终检测
图2-7双面表面组装工艺流程(a) 第六种方式
SMT的组装工艺流程—全表面组装
来料检测
组装开始
A面涂敷焊膏
涂胶黏剂 (选用)
SMT的组装工艺Baidu Nhomakorabea程—双表面混合组装
来料检测
组装开始
B面涂胶黏剂
贴SMD
胶黏剂固化
A面插装
A面再流焊接
贴装SMIC
A面涂敷焊膏
翻板
B面波峰焊
清洗
最终检测
图2-5 双面板混合组装工艺 流程A 第四种组装方式
SMT的组装工艺流程—双表面混合组装
来料检测
组装开始
B面涂胶黏剂
涂胶黏剂
贴装SMD
焊膏烘干
贴装SMIC
SMT生产线的设计—生产线电源
电源电源电压和功率要符合设备要求:
电压要稳定,一般要求单相 AC 220 ( 220 士 10 % , 50 / 60Hz ) ,三相 AC
380V ( 220 士 10 % , 50 / 6OHz )。如果达不到要求,须配置稳压电源,电 源的功率要大于设备功耗的一倍以上。
SMT的组装方式—双面混合组装
双面混合组装:SMC/SMD和插装元器件可混合分布在PCB的同一面, 同时,SMC/SMD也可分布在PCB的双面。可分为两种组装方式: 1、SMC/SMD和插装元器件同侧方式,图(1); 2、SMC/SMD和插装元器件不同侧方式,图(2);
A B 图(2)
A B
图(1)
SMT生产线的设计—回流焊机
回流焊机:
位于SMT生产线中贴片机的后面。其作用是提供一种加热环境,使预先分配 到印制板焊盘上的焊锡膏熔化,使表面贴装元器件与PCB焊盘通过焊锡膏合金
可靠的给合在一起的焊接设备。
SMT生产线的设计—回流焊机
劲拓8温区无铅热风回流焊炉 NS-800
导轨调宽范围:50 mm~400mm
Mount
AOI
Reflow
SMT生产线的设计—印刷机
焊膏印刷机:
位于SMT生产线的最前端,用来印刷焊膏或贴片胶。它将焊膏或贴片 胶正确地漏印到印制板的焊盘或相应位置上。
SMT生产线的设计—印刷机
HITACHI全自动网板印刷机NP-04LP
采用Windows NT交互式操作系统, 操作便捷,高速、高精度、重复印刷性好 定位精度达±15μ m; 适宜细间距QFP、SOP等器件的连续印刷 50×50mm≤印刷尺寸≤460×360mm
最终检测
清洗
波峰焊接
A面插装
溶剂清洗
图2-3采用热棒或激光再流焊接的双面混合组装工艺流程 第三种组装方式
SMT的组装工艺流程—双面混合组装
来料检测
组装开始
A面涂胶黏剂
贴SMIC
焊膏 烘干
再流焊接
翻板
胶黏剂固化
贴装SMD
PCB B面 涂胶黏剂
翻板
插装元件 引线打弯
双波峰焊接
溶剂清洗
最终检测
图2-4双面混合组装SMIC和SMD分别在A面与B面 第四种组装方式
贴片精度±0.05mm(50×30mm≤贴装尺寸
≤330×250mm)。
SMT生产线的设计—贴片机
FUJI高速贴片机 XP-143
贴装速度: 21800 chip/h 1600 IC/h 贴装精度: ±0.05mm(小型晶片) ±0.04mm(QFP零件) IC引脚最小贴装间距:0.3mm 元件贴装范围: 从微型型晶片(0.4mm*0.2mm) 到中型零件(20mm*25mm)
SMT生产线的设计—总体设计
在进行SMT生产线的设计时,应先进行SMT总体设计,以确定组装元器件 的总类和数量、组装方式、组装工艺、总体目标。
总体设计:
无论是仿制SMT产品、传统THT产品,还是SMT产品升级换代,在总体设 计中,都应该结合产量规模、投资规模、生产设备,合理地选择元件的类型, 设计出产品的组装方式和初步的工艺流程。
贴装SMD
B面涂胶黏剂
翻板
清洗
A面再流焊接
焊膏烘干 胶黏剂固化
贴装SMD
胶黏剂固化
B面 双波峰焊接
清洗
最终检测
图2-7双面表面组装工艺流程(b) 第六种方式
SMT生产线的设计—生产设备
常见的生产设备:
富士贴片机 JUKI贴片机
劲拓回流焊机
日立印刷机
SMT生产线的设计—主要设备的位置与分工
Screen Printer
SMT生产线的设计—总体设计
总体设计: 1、元器件(含基板)选择
2、组装方式及工艺流程的确定
3、生产线自动化程度的确定 4、生产设备的确定 5、技术队伍
工艺设计和组装设计文件
工艺设计:
1、工艺流程图的设计 2、工艺要求 3、SMT工艺材料 组装设计文件: 1、印制网板或漏板图形文件 2、贴片机组装文件: (1)元器件描述文件;(2)元器件数据库;(3)贴片机结构设置; (4)拾放程序报告; (5)贴片数据报告;(6)元件号报告; (7)板号报告 ; (8)吸嘴数据报告; (9)送料器报告;
贴装SMD
焊膏烘干 胶黏剂固化
涂胶黏剂 (选用) 插装 A流程 溶剂清洗 B流程 最终检测 清洗 波峰焊接 插装 再流焊接
最终检测
清洗
波峰焊接
图2-2 双面混合组装工艺流程(SMD和插装元件在同一侧)
(第三种方式)
SMT的组装工艺流程—双面混合组装
来料检测
组装开始
A面涂胶黏剂
贴SMIC
热棒或激光 再流焊接
SMT生产线的设计—生产线环境
(8)生产线上用的传送带和传动轴,应装有防静电接地的电刷和支杆。 (9)对传送带表面可使用离子风静电消除器。 (10)生产场所使用的组装夹具、检测夹具、焊接工具、各种仪器等,都应设 良好的接地线。
(11)生产场所入口处应安装防静电测试台,每一个进入生产现场的人员均应 进行防静电测试,合格后方能进入现场。
2.按照生产线的规模大小:可分为大型、中型和小型生产线 大型生产线:具有较大的生产能力,一条大型生产线上的贴装机由一台 多功能机和多台高速机组成; 中、小型 SMT 生产线:主要适合中、小型企业和研究所,满足中、小 批量的生产任务。贴装机一般选用可采用一台多功能机;如果有一定 的生产量,可采用一台多功能机和一至两台高速机。
工艺设计和组装设计文件
3、焊接设备文件: (1)波峰焊接设备参数:焊接温度曲线、工艺参数、传输速度、波峰高度及角 度等; (2)再流焊接设备参数:焊接温度曲线、传输速度等; 4、测试文件
测试文件主要包含测试方法与测试程序等。
温度控制范围:室温~300℃
温度控制精度:±1℃ PCB板温度分布偏:±1.5℃
升温时间 :Approx. 30min
PCB运输方式:链传动+网传动
SMT生产线的设计—波峰焊机
波峰焊机:
是利用熔融焊料循环流动的波峰与装有元器件的PCB焊接面相接触,以一
定速度相对运动时实现群焊。主要用于传统通孔插装印制电路板组装工艺,以
返修设备:
其作用是对检测出现故障的PCB进行返工修理。所用工具为烙铁、返修工作
站等。
清洗设备:
其作用是将贴装好的PCB上面的影响电性能的物质或对人体有害的焊接残留
物如助焊剂等除去。位置可以不固定。
SMT生产线的设计—生产线分类
1.表面组装生产线按照自动化程度:可分为全自动生产线和半自动生产 线 全自动生产线:整条生产线的设备都是全自动设备,通过自动上板机、 接驳台和下板机将所有生产设备连成一条自动线; 半自动生产线:主要生产设备没有连接起来或没有完全连接起来。
第7章 SMT组装工艺流程与生产线
本章要点:
SMT的组装方式及工艺流程 SMT生产线的设计 工艺设计和组装设计文件 SMT产品组装中的静电防护技术
SMT的组装方式
SMT的组装方式及工艺流程主要取决于表面组装组件SMA的类型、 使用的元件种类和组装设备条件,大体上可将SMA分为:
1、单面混装
SMT生产线的设计—贴片机
贴片机
自动贴片机相当于机器人 的机械手,能按照事先编制好
的程序把元器件从包装中取出
来,并贴放到印制板相应的位 置上。SMT 生产线的贴装功 能和生产能力主要取决于贴装 机的功能与速度。
SMT生产线的设计—贴片机
JUKI KE–2060RM贴片机
采用Windows XP操作系统,继承模块化概念 所具有的灵活性、通用性、可靠性与维护性; 选配MNVC摄像机,多种FEEDER,适宜小型芯 片(0201)、薄型芯片、QFP、CSP、BGA等大 型芯片的贴装; 贴装速度12500CPH(激光)、3400CPH(图像) 适宜细间距QFP、SOP等器件的连续印刷;
SMT生产线的设计—生产线环境
(5)防静电容器:生产场所的元件盛料袋、周转箱、PCB上下料架等 应具备静电防护作用,不允许使用金属和普通容器,所有容器都必须 接地。
(6)穿戴防静电工作服:进入静电工作区的人员和接触SMD元器件的 人员必须穿防静电工作服,特别是在相对湿度小于50%的干燥环境中 (如冬季)工作服面料应符合国家有关标准。 (7)进入工作区的人员必须穿防静电工作鞋,穿普通鞋的人员应使用导 电鞋束、防静电鞋套或脚跟带。
SMT生产线的设计—生产线环境
3.静电防护要求:
(1)设立静电安全工作台,由工作台、防静电桌垫、腕带接头和接地线等组 成。 (2)防静电桌垫上应有两个以上的腕带接头,一个供操作人员用,一个供技 术人员,检验人员用。 (3)静电安全工作台上不允许堆放塑料盒、橡皮、纸板、玻璃等易产生静电 的杂物、图纸资料应放入防静电文件袋内。 (4)佩带防静电腕带:直接接触静电敏感器件的人员必须带防静电腕带,腕 带与人体皮肤应有良好接触。
2、双面混装 3、全表面组装 三种组装类型共六种组装方式
SMT的组装方式—单面混合组装
单面混合组装:SMC/SMD与通孔插装元件(THC)分布在PCB不同一面上 混装,但其焊接面仅为单面。 A B 组件结构示意图
SMT的组装方式—单面混合组装
单面混装的两种组装方式:
1、先贴法:即在 PCB的B面(焊接面)先贴装SMC/SMD,而后在A面 插装,其工艺特征是先贴后插; 2、后贴法:即先在PCB的A面插装,而后在B面贴装SMC/SMD,其工艺 特征是先插后贴;
PCB A面 涂敷焊膏
翻板
再流焊接
焊膏烘干 胶黏剂固化
再流焊接
插装器件
波峰焊接
清洗
最终检测
图2-5双面板混合组装工艺 流程B 第四种组装方式
SMT的组装工艺流程—全表面组装
来料检测
组装开始
涂敷焊膏
贴装SMD
焊膏烘干 胶黏剂固化
涂胶黏剂 (选用)
最终检测
溶剂清洗
再流焊接
图2-6单面组装工艺流程 第五种方式
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