电路板焊接组装工艺要求.ppt

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1、第7章 SMT组装工艺流程与生产线本章要点：本章要点：nSMT的组装方式及工艺流程nSMT生产线的设计n工艺设计和组装设计文件nSMT产品组装中的静电防护技术SMT的组装方式的组装方式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 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的组装方式的组装方式单面混合组装单面混合组装单面混合组装：单面混合组装：SMC/SMD与通孔插装元件（与通孔插装元件（THC）分布在）分布在PCB不同一面上不同一面上混装，但其焊接面仅为单面。混装，但其焊接面仅为单面。AB 组件

2、结构示意图组件结构示意图SMT的组装方式的组装方式单面混合组装单面混合组装单面混装的两种组装方式：单面混装的两种组装方式：1、先贴法：即在、先贴法：即在 PCB的的B面（焊接面）先贴装面（焊接面）先贴装SMC/SMD,而后在而后在A面插面插装装,其工艺特征是先贴后插；其工艺特征是先贴后插；2、后贴法：即先在、后贴法：即先在PCB的的A面插装，而后在面插装，而后在B面贴装面贴装SMC/SMD,其工艺其工艺特征是先插后贴；特征是先插后贴；SMT的组装方式的组装方式双面混合组装双面混合组装双面混合组装：双面混合组装：SMC/SMD和插装元器件可混合分布在和插装元器件可混合分布在PCB的同一面，的同一

3、面，同时，同时，SMC/SMD也可分布在也可分布在PCB的双面。可分为两种组装方式：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（和插装元器件不同侧方式，图（2）；）；AABB 图（图（1）图（图（2）SMT的组装方式的组装方式全表面组装全表面组装全表面组装：在全表面组装：在PCB上只有上只有SMC/SMD而无插装元器件的组装方式，有两种组装而无插装元器件的组装方式，有两种组装方式：方式：1、单面表面组装方式；、单面表面组装方式；2、双面表面组装方式；、双面表面组装方式；单面表面组装双面表面组

4、装AABBSMT的组装工艺流程的组装工艺流程单面混合组装单面混合组装单面混合组装工艺流程：单面混合组装工艺流程：来料检测来料检测 组装开始组装开始B面涂胶黏剂面涂胶黏剂 贴贴SMC胶黏剂固化胶黏剂固化翻板翻板A面插装面插装波峰焊接波峰焊接清洗清洗最终检测最终检测 图图2-1（a）SMC先贴法先贴法 第一种方式第一种方式SMT的组装工艺流程的组装工艺流程单面混合组装单面混合组装来料检测来料检测 组装开始组装开始A面插件面插件 翻板翻板B面涂胶黏剂面涂胶黏剂贴贴SMC胶黏剂固化胶黏剂固化波峰焊接波峰焊接清洗清洗最终检测最终检测 图图2-1（b）SMC后贴法后贴法 第二种方式第二种方式单面混合组装工

5、艺流程：单面混合组装工艺流程：SMT的组装工艺流程的组装工艺流程双面混合组装双面混合组装来料检测来料检测 组装开始组装开始PCB A面涂胶面涂胶黏剂黏剂贴装贴装SMD焊膏烘干焊膏烘干胶黏剂固化胶黏剂固化溶剂清洗溶剂清洗插装插装波峰焊接波峰焊接清洗清洗最终检测最终检测 涂胶黏剂涂胶黏剂（选用）（选用）再流焊接再流焊接插装插装波峰焊接波峰焊接清洗清洗最终检测最终检测 A流程流程B流程流程图图2-2 双面混合组装工艺流程（双面混合组装工艺流程（SMD和插装元件在同一侧）和插装元件在同一侧）（第三种方式）（第三种方式）SMT的组装工艺流程的组装工艺流程双面混合组装双面混合组装来料检测来料检测 组装开始

6、组装开始A面涂胶黏剂面涂胶黏剂 贴贴SMIC热棒或激光热棒或激光再流焊接再流焊接溶剂清洗溶剂清洗A面插装面插装波峰焊接波峰焊接清洗清洗最终检测最终检测 图图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 第三种组装方式第三种组装方式SMT的组装工艺流程的组装工艺流程双面混合组装双面混合组装来料检测来料检测 组装开始组装开始A面涂胶黏剂面涂胶黏剂 贴贴SMIC再流焊接再流焊接插装元件插装元件引线打弯引线打弯翻板翻板贴装贴装SMD胶黏剂固化胶黏剂固化最终检测最终检测 焊膏焊膏 烘干烘干PCB B面面涂胶黏剂涂胶黏剂翻板翻板双波峰焊接双波峰焊接溶剂清洗

7、溶剂清洗图图2-4双面混合组装双面混合组装SMIC和和SMD分别在分别在A面与面与B面面 第四种组装方式第四种组装方式SMT的组装工艺流程的组装工艺流程双表面混合组装双表面混合组装来料检测来料检测 组装开始组装开始B面涂胶黏剂面涂胶黏剂 贴贴SMD胶黏剂固化胶黏剂固化翻板翻板A面涂敷焊膏面涂敷焊膏贴装贴装SMICA A面再流焊接面再流焊接最终检测最终检测 A A面插装面插装B B面波峰焊面波峰焊清洗清洗 图图2-5 双面板混合组装工艺双面板混合组装工艺 流程流程A 第四种组装方式第四种组装方式SMT的组装工艺流程的组装工艺流程双表面混合组装双表面混合组装来料检测来料检测 组装开始组装开始B面涂

8、胶黏剂面涂胶黏剂 涂胶黏剂涂胶黏剂贴装贴装SMD焊膏烘干焊膏烘干胶黏剂固化胶黏剂固化再流焊接再流焊接翻板翻板PCB APCB A面面涂敷焊膏涂敷焊膏最终检测最终检测 焊膏烘干焊膏烘干再流焊接再流焊接清洗清洗 图图2-5双面板混合组装工艺双面板混合组装工艺 流程流程B 第四种组装方式第四种组装方式贴装贴装SMICSMIC插装器件插装器件波峰焊接波峰焊接SMT的组装工艺流程的组装工艺流程全表面组装全表面组装来料检测来料检测 组装开始组装开始 涂敷焊膏涂敷焊膏贴装贴装SMD焊膏烘干焊膏烘干胶黏剂固化胶黏剂固化涂胶黏剂涂胶黏剂（选用）（选用）再流焊接再流焊接溶剂清洗溶剂清洗最终检测最终检测 图图2-6

9、单面组装工艺流程单面组装工艺流程 第五种方式第五种方式SMT的组装工艺流程的组装工艺流程全表面组装全表面组装来料检测来料检测 组装开始组装开始A面涂敷焊膏面涂敷焊膏 涂胶黏剂涂胶黏剂（选用）（选用）贴装贴装SMD焊膏烘干焊膏烘干胶黏剂固化胶黏剂固化再流焊接再流焊接清洗清洗翻板翻板最终检测最终检测 清洗清洗B B面涂敷焊膏面涂敷焊膏贴装贴装SMDSMD焊膏烘干焊膏烘干再流焊接再流焊接B面面 图图2-7双面表面组装工艺流程（双面表面组装工艺流程（a）第六种方式第六种方式SMT的组装工艺流程的组装工艺流程全表面组装全表面组装来料检测来料检测 组装开始组装开始A面涂敷焊膏面涂敷焊膏 涂胶黏剂涂胶黏剂（

10、选用）（选用）贴装贴装SMD焊膏烘干焊膏烘干胶黏剂固化胶黏剂固化A面再流焊接面再流焊接清洗清洗翻板翻板最终检测最终检测 清洗清洗B B面涂胶黏剂面涂胶黏剂贴装贴装SMDSMD胶黏剂固化胶黏剂固化B面面双波峰焊接双波峰焊接 图图2-7双面表面组装工艺流程（双面表面组装工艺流程（b）第六种方式第六种方式SMT生产线的设计生产线的设计生产设备生产设备常见的生产设备：常见的生产设备：日立印刷机日立印刷机JUKIJUKI贴片机贴片机富士贴片机富士贴片机劲拓回流焊机劲拓回流焊机Screen PrinterScreen PrinterMountMountReflowReflowAOIAOISMT生产线的设计

11、生产线的设计主要设备的位置与分工主要设备的位置与分工SMT生产线的设计生产线的设计印刷机印刷机焊膏印刷机：焊膏印刷机：位于位于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。胶正确地漏印到印制板的焊盘或相应位置上。SMT生产线的设计生产线的设计印刷机印刷机HITACHIHITACHI全自动网板印刷机全自动网板印刷机NP-04LPNP-04LP采用采用Windows NTWindows NT交互式操作系统，交互式操作系统，操作便捷，高速、高精度、重复印刷性好操作便捷，高速、高精度、重复印刷性好定

12、位精度达定位精度达15m15m；适宜细间距适宜细间距QFPQFP、SOPSOP等器件的连续印刷等器件的连续印刷505050mm50mm印刷尺寸印刷尺寸460460360mm360mm贴片机贴片机 自动贴片机相当于机器人自动贴片机相当于机器人的机械手，能按照事先编制好的机械手，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来，并贴放到印制板相应的位置上。置上。SMT 生产线的贴装功生产线的贴装功能和生产能力主要取决于贴装能和生产能力主要取决于贴装机的功能与速度。机的功能与速度。SMT生产线的设计生产线的设计贴片机贴片机SMT生产线的设计生产线的设计

13、贴片机贴片机JUKI KEJUKI KE2060RM2060RM贴片机贴片机采用采用Windows XPWindows XP操作系统，继承模块化概念操作系统，继承模块化概念 所具有的灵活性、通用性、可靠性与维护性；所具有的灵活性、通用性、可靠性与维护性；选配选配MNVCMNVC摄像机，多种摄像机，多种FEEDERFEEDER，适宜小型芯，适宜小型芯 片（片（02010201）、薄型芯片、）、薄型芯片、QFPQFP、CSPCSP、BGABGA等大等大 型芯片的贴装；型芯片的贴装；贴装速度贴装速度12500CPH12500CPH（激光）、（激光）、3400CPH3400CPH（图像）（图像）适宜细

14、间距适宜细间距QFPQFP、SOPSOP等器件的连续印刷；等器件的连续印刷；贴片精度贴片精度0.05mm(500.05mm(5030mm30mm贴装尺寸贴装尺寸 330330250mm)250mm)。SMT生产线的设计生产线的设计贴片机贴片机FUJIFUJI高速贴片机高速贴片机 XP-143XP-143贴装速度：贴装速度：21800 chip/h 21800 chip/h 1600 IC/h1600 IC/h贴装精度：贴装精度：0.05mm0.05mm（小型晶片）（小型晶片）0.04mm0.04mm（QFPQFP零件）零件）ICIC引脚最小贴装间距：引脚最小贴装间距：0.3mm0.3mm元件贴

15、装范围：元件贴装范围：从微型型晶片（从微型型晶片（0.4mm*0.2mm0.4mm*0.2mm）到中型零件到中型零件(20mm*25mm(20mm*25mm）SMT生产线的设计生产线的设计回流焊机回流焊机回流焊机：回流焊机：位于位于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焊盘通过焊锡膏合金可靠的给合在一起的焊接设备。靠的给合在一起的焊接设备。SMT生产线的设计生产线的设计回流焊机回流焊机劲拓劲拓8

16、 8温区无铅热风回流焊炉温区无铅热风回流焊炉 NS-800NS-800导轨调宽范围：导轨调宽范围：50 mm50 mm400mm400mm温度控制范围：室温温度控制范围：室温300300温度控制精度：温度控制精度：11PCBPCB板温度分布偏：板温度分布偏：1.51.5升温时间升温时间 ：Approx.30min Approx.30min PCBPCB运输方式：链传动运输方式：链传动+网传动网传动 SMT生产线的设计生产线的设计波峰焊机波峰焊机波峰焊机：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，以一焊接面相接触，以一定速度

17、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，以及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺。及表面组装与通孔插装元器件的混装工艺。叶泵叶泵叶泵叶泵 移动方向移动方向移动方向移动方向 焊料焊料焊料焊料工作原理示意图工作原理示意图SMT生产线的设计生产线的设计检测设备检测设备检测设备检测设备 其作用是对贴装好的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（放大镜、显微镜、自动光学检测仪（AOI）、在线测试仪（）、在线测试仪（ICT）、

18、）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。检测系统、功能测试仪等。SMT生产线的设计生产线的设计返修与清洗设备返修与清洗设备返修设备：返修设备：其作用是对检测出现故障的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、返修工作进行返工修理。所用工具为烙铁、返修工作站等。站等。清洗设备：清洗设备：其作用是将贴装好的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。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的设计生产线分类生产线分类1.表面组装生产线按照表面组装生产线按照自动化程度

19、自动化程度:可分为全自动生产线和半自动生产可分为全自动生产线和半自动生产线线全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、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；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。主要生产设备没有连接起来或没有完全连接起来。2.按照生产线的按照生产线的规模大小规模大小:可分为大型、中型和小型生产线可分为大型、中型和小型生产线大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具有较大的生产能力，一条大

20、型生产线上的贴装机由一台多功能机和多台高速机组成；多功能机和多台高速机组成；中、小型中、小型 SMT 生产线生产线:主要适合中、小型企业和研究所，满足中、小主要适合中、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。生产量，可采用一台多功能机和一至两台高速机。SMT生产线的设计生产线的设计生产线电源生产线电源电源电源电压和功率要符合设备要求：电源电源电压和功率要符合设备要求：电压要稳定，一般要求单相电压要稳定，一般要求单相 AC 220(220 士

21、士 10%,50/60Hz)，三相，三相 AC 380V(220 士士 10%,50/6OHz）。如果达不到要求，须配置稳压电源，电）。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。源的功率要大于设备功耗的一倍以上。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。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的设计生产线气源生产线气源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。一般要求压力大于油压缩空气机。一般要求

22、压力大于 7kg/cm2。要求清洁、干燥的净化空气。要求清洁、干燥的净化空气。SMT生产线的设计生产线的设计生产线环境生产线环境1.排风管道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为 500 立方英尺分钟（立方英尺分钟（14.15m3/min）。）。2.清洁度、温度、湿度清洁度、温度、湿度工作间要保持清洁卫生，无尘土、无腐蚀性气体。工作间要保持清洁卫生，无尘土、无腐蚀性气体。环境温度以环境温度以 23 3 为最佳（印刷工作间环境温度以为最佳（印刷工作间环境温度以 23 士士 3 为为最佳）。最

23、佳）。相对湿度为相对湿度为 45 70%RH。初步建立生产中的。初步建立生产中的ESD防护意识防护意识由于北方气候干燥，风沙较大，因此北方的由于北方气候干燥，风沙较大，因此北方的 SMT 生产线需要采用有双层玻生产线需要采用有双层玻璃的厂房，一般应配备空调。璃的厂房，一般应配备空调。SMT生产线的设计生产线的设计生产线环境生产线环境3.静电防护要求：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）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。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）防静电桌垫上应有两个以上

24、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。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）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。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）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。带与人体皮肤应有良好接触。SMT生产线的设计生产线的设计生产线环境生产线环境（5）防静电容器：生产场所的元件盛料袋、周转箱、）防静电容器：生产场所的元件盛料

25、袋、周转箱、PCB上下料架等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。地。（6）穿戴防静电工作服：进入静电工作区的人员和接触）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%的干燥环境中的干燥环境中（如冬季）工作服面料应符合国家有关标准。（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）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穿普通鞋的人员

26、应使用导电鞋束、防静电鞋套或脚跟带。电鞋束、防静电鞋套或脚跟带。SMT生产线的设计生产线的设计生产线环境生产线环境（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。）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。）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）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。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）生产场所入口处应安装防静电测试台，每一个进入生产

27、现场的人员均应进行防静电测试，合格后方能进入现场。进行防静电测试，合格后方能进入现场。SMT生产线的设计生产线的设计总体设计总体设计 在进行在进行SMT生产线的设计时，应先进行生产线的设计时，应先进行SMT总体设计，以确定组装元器件总体设计，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。的总类和数量、组装方式、组装工艺、总体目标。总体设计：总体设计：无论是仿制无论是仿制SMT产品、传统产品、传统THT产品，还是产品，还是SMT产品升级换代，在总体设计产品升级换代，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，设中，都应该结合产量规模、投资规模、生产设

28、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。计出产品的组装方式和初步的工艺流程。SMT生产线的设计生产线的设计总体设计总体设计总体设计：总体设计：1、元器件（含基板）选择元器件（含基板）选择 2、组装方式及工艺流程的确定组装方式及工艺流程的确定 3、生产线自动化程度的确定生产线自动化程度的确定 4、生产设备的确定生产设备的确定 5、技术队伍技术队伍工艺设计和组装设计文件工艺设计和组装设计文件工艺设计：工艺设计：1、工艺流程图的设计、工艺流程图的设计 2、工艺要求、工艺要求 3、SMT工艺材料工艺材料组装设计文件：组装设计文件：1、印制网板或漏板图形文件、印制网板或漏板图形文

29、件2、贴片机组装文件：、贴片机组装文件：（1）元器件描述文件；（）元器件描述文件；（2）元器件数据库；（）元器件数据库；（3）贴片机结构设置；）贴片机结构设置；（4）拾放程序报告；）拾放程序报告；（5）贴片数据报告；（）贴片数据报告；（6）元件号报告；）元件号报告；（7）板号报告）板号报告；（8）吸嘴数据报告；）吸嘴数据报告；（9）送料器报告；）送料器报告；工艺设计和组装设计文件工艺设计和组装设计文件3、焊接设备文件：、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）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；等；（2）再流焊接设备参数：焊接温度曲线、传输速度等；）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 测试文件主要包含测试方法与测试程序等。测试文件主要包含测试方法与测试程序等。本章结束