工藝技術(shù)介紹

1、 末經(jīng)許可不得翻印 2003年3月工藝技術(shù)介紹工藝設(shè)計(jì)工藝調(diào)制工藝管制返修工藝生產(chǎn)測(cè)試工藝可靠性測(cè)試生產(chǎn)環(huán)境控制工藝內(nèi)容一、概要n工藝設(shè)計(jì)n工藝調(diào)制n工藝管制n返修工藝n生產(chǎn)測(cè)試工藝n可靠性測(cè)試n生產(chǎn)環(huán)境控制通過對(duì)可制造性設(shè)計(jì)的控制，對(duì)生產(chǎn)過程方法的控制，達(dá)到符合Q（質(zhì)量）、C（成本）、D（交期）生產(chǎn)的要求。目的：范圍：工藝技術(shù)簡(jiǎn)要介紹工藝技術(shù)簡(jiǎn)要介紹 SMT工藝技術(shù)是整個(gè)SMT技術(shù)的核心。SMT技術(shù)是以工藝為中心而向設(shè)計(jì)和設(shè)備展開的技術(shù)。工藝在產(chǎn)品生命周期中的四個(gè)階段：產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)置工藝調(diào)制優(yōu)化工藝管制產(chǎn)品并行開發(fā)產(chǎn)品試制量產(chǎn)優(yōu)化的堅(jiān)固的工藝可行的工藝二、可制造性設(shè)計(jì)（DFM）1、

2、定義 在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，能夠按照各企業(yè)自身制造資源的能力進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，以最短的生產(chǎn)周期、最低的成本設(shè)計(jì)出最高質(zhì)量的新產(chǎn)品。2、意義 據(jù)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行DFM 可以降低2/3的成本和裝配時(shí)間，直通率從89%提高到99%。 3、實(shí)施通常采用項(xiàng)目組的方式進(jìn)行。要對(duì)DFM足夠重視，設(shè)計(jì)人員要了解生產(chǎn)能力。可制造性設(shè)計(jì)要點(diǎn)單板總體設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格書中的單板尺寸和關(guān)鍵器件，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，選定將采用哪種工藝路線。單板詳細(xì)設(shè)計(jì)所有單板詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)的器件和CAD布局，都必須符合上面選定的工藝路線要求，并通過相應(yīng)的DFM規(guī)范和器件工藝性規(guī)范來(lái)保證。所有違反前面選定的工藝路線要求及相應(yīng)DFM規(guī)范的地方都要提出來(lái)討論并尋求解決措

3、施。所有超出工藝規(guī)范的地方都當(dāng)作工藝難點(diǎn)進(jìn)行FMEA分析并記錄在工藝檔案庫(kù)中。工藝主動(dòng)牽引硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)：?jiǎn)伟蹇傮w設(shè)計(jì)選定工藝路線單板硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)工藝詳細(xì)設(shè)計(jì)三、SMT工藝技術(shù)1、SMT：Surface mounting technology這三個(gè)字帶來(lái)了印刷電路板貼裝的一次飛躍。現(xiàn)在，SMT不再僅僅是將元件放置到PCB上的一種方法，相反，SMT是從元件設(shè)計(jì)到所有PCB裝配產(chǎn)品的整個(gè)貼裝工藝。2、SMT的特點(diǎn) 裝配密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%60%，重量減輕60%80%。 可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)

4、缺陷率低。高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。降低成本達(dá)30%50%。 節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等。3、SMT有關(guān)的技術(shù)組成有關(guān)的技術(shù)組成 電子元件、集成電路的設(shè)計(jì)制造技術(shù) 電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)技術(shù) 電路板的制造技術(shù) 自動(dòng)貼裝設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù) 電路裝配制造工藝技術(shù) 3.1 SMT工藝流程n電子裝聯(lián)技術(shù)n單面裝配n雙面裝配3.1.1 電子裝聯(lián)技術(shù)n一級(jí)裝配：可分為三級(jí)裝配技術(shù)。n二級(jí)裝配：板件級(jí)裝配，常稱為組裝。n三級(jí)裝配：系統(tǒng)級(jí)裝配，常成為裝配。n新類型：1.5級(jí)裝配，比如COB、FLIP-CHIP等。3.1.2 貼片技術(shù)組裝流程圖發(fā)料Parts Issu

5、e基板烘烤Barc Board Baking錫膏印刷Solder Paste Printing泛用機(jī)貼片Multi Function Chips Mounring 回焊前目檢Visual Insp.b/f Reflow熱風(fēng)爐回焊Hot Air Solder Reflow修理Rework/Repair回焊后目檢測(cè)試品管入庫(kù)Stock修理Rework/Repair點(diǎn)固定膠Glue Dispensing高速機(jī)貼片Hi-Speed Chips Mounting修理Rework/Repair3.1.4 我司smt工藝流程 1、印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接 2、印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接=反面印刷錫膏=

6、貼裝元件=回流焊接 3、印刷紅膠=貼裝元件=回流焊接=反面印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接=反面=絲印錫膏=貼裝元件=回流焊接4、印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接=插件=過波峰焊=執(zhí)錫3.2 焊膏印刷印錫工藝的四個(gè)步驟：定位填錫刮平脫模影響印錫質(zhì)量的因素：錫膏的流變性錫膏在鋼網(wǎng)上的時(shí)間和量錫膏的顆粒大小和含量刮刀的角度和壓力刮刀的速度刮刀的平整度刮刀的起跑行程鋼網(wǎng)的材質(zhì)和平整度鋼網(wǎng)的開孔形狀和孔壁光滑度鋼網(wǎng)脫模方式和速度鋼網(wǎng)和PCB是接觸還是非接觸方式鋼網(wǎng)的清潔度（清洗方式）PCB的平整度和精度等等SMT的缺陷中60以上與印錫有關(guān)！3.2.1 焊膏1、焊膏：它是由焊料顆粒、焊劑、溶劑均勻混合的漿體，在

7、常溫下具有一定粘性，可以將元件粘在既定位置。在焊接溫度下，焊劑、溶劑能自行揮發(fā)掉，留下焊料形成永久連接。應(yīng)用最多的合金成分為Sn63/Pb37, 金屬含量90%，錫球規(guī)格20-45um。2、儲(chǔ)藏于5-10度冰箱中，使用前應(yīng)回溫4小時(shí)致室溫，到室溫后需攪拌才可使用。3、錫膏為含Pb有毒物，操作時(shí)要戴手套，不要觸及皮膚。4、出于環(huán)保的要求，含Pb焊膏將逐步被無(wú)鉛焊膏 （ Lead-free)所取代。3.2.2 印刷設(shè)備3.2.3 印刷質(zhì)量控制n印刷設(shè)備：合理的印刷速度、壓力和角度，刮板形狀、材質(zhì)，印刷間隙的設(shè)定，脫板速度的設(shè)定，印刷的平行度。n焊膏印刷檢查：1.焊膏高度、面積測(cè)量：高度、面積主要

8、決定于鋼網(wǎng)厚度、開孔大小，用激光測(cè) 試儀測(cè)量。2.目視檢查：印刷后貼裝前，目視或用放 大鏡檢查是否有偏位、少錫、連錫和塌 邊、拉尖等缺陷。 3.用AOI光學(xué)檢測(cè)設(shè)備自動(dòng)控制。3.3 元件貼裝元件貼裝貼片機(jī)是SMT中最熱門、最昂貴的設(shè)備。貼片機(jī)的功能：基板送入基板定位拾取元件元件供料壞板檢查元件定位貼片送板3.3.1 貼裝設(shè)備3.3.2 元件貼裝控制元件貼裝控制1。操作員按正確上料表上料，檢查員必須檢查；生產(chǎn)中換料時(shí)，需填寫換料記錄表。2。貼裝后過爐前，應(yīng)抽查貼裝是否正確，無(wú)移位、漏件、錯(cuò)料、反向、翹腳等不良。3。機(jī)器報(bào)警、連續(xù)出現(xiàn)貼裝不良時(shí)，應(yīng)及時(shí)反饋技術(shù)人員處理。3.4 SMT焊接工藝焊接工

9、藝焊接的基本要點(diǎn)：加熱；焊錫的流動(dòng)；潤(rùn)濕能力；焊錫量；固定不動(dòng)焊接標(biāo)準(zhǔn)：材料標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)：功能質(zhì)量元件硬件設(shè)計(jì)：材料型號(hào)連接方式制造：工藝設(shè)備材料產(chǎn)品焊接的基本概念3.4.1 焊接工藝焊接工藝焊接基板要素之一：加熱n加熱的作用：使焊接面錫膏溶化潤(rùn)濕而形成可靠的焊點(diǎn)不能損壞被焊接的元器件n影響焊接的因素：加熱溫度加熱時(shí)間加熱方式元器件焊接工藝基本要素之二：焊接面潤(rùn)濕能力（焊料擴(kuò)散能力）焊接面首先要有良好的潤(rùn)濕性以便能形成合金層。影響潤(rùn)濕的因素：金屬種類表面條件形狀3.4.1 焊接工藝焊接工藝3.4.1 焊接工藝焊接工藝焊接工藝要素之三：焊錫的流動(dòng)溶化的焊錫應(yīng)能夠流到要焊接的地方正

10、確的流動(dòng)方向。（“ 燈芯” 現(xiàn)象是錯(cuò)誤的流動(dòng)方向的一個(gè)例子）焊接工藝要素之四：足夠的焊錫焊點(diǎn)的焊錫量要足夠焊接工藝要素之五：固定不動(dòng)焊接過程中元器件不能發(fā)生移動(dòng)。3.4.2 回流焊爐回流焊爐3.4.3 回流焊工藝回流工藝的四個(gè)區(qū)：最熱點(diǎn)最冷點(diǎn)預(yù)熱區(qū)均溫區(qū)或揮發(fā)區(qū)回流焊接區(qū)冷卻區(qū)1、預(yù)熱區(qū)：使PCBA升溫至助焊劑開始活化（約120C）2、均溫區(qū)：（120160C）有兩個(gè)作用：使PCBA上的各點(diǎn)溫度達(dá)到一致；助焊劑的溶劑大部分揮發(fā)掉。3、回流焊接區(qū)：(15-30s)錫膏溶化形成合金層.4、冷卻區(qū)：焊點(diǎn)冷卻固化.3.5 分板1、為充分利用貼片機(jī)的貼裝速度和適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要，PCB通常設(shè)計(jì)成組合板

11、的形式，貼裝后需手工或機(jī)器分板。2、我司使用SAYAKA全自動(dòng)切板機(jī)，確保內(nèi)存條板邊沿平整。分扳機(jī)設(shè)備圖：4.6 清洗清洗1?；亓骱附雍螅瑸槿コ龓Цg性的焊劑殘?jiān)?，需采用水洗或溶劑洗工藝?。記憶使用惰性松脂焊膏（RMA），腐蝕殘留物極低，PCB焊后免洗。3。印刷不合格板鏟去焊膏后，需用焊膏溶劑徹底清洗，以防產(chǎn)生錫珠。4。印刷完后，鋼網(wǎng)也需清洗，保證無(wú)殘留干結(jié)焊膏堵塞網(wǎng)孔。4.6.1 免清洗工藝免清洗工藝1. 生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水，帶來(lái)水質(zhì)、大地以至動(dòng)植物的污染。 2. 除了水清洗外，應(yīng)用含有氯氟氫的有機(jī)溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對(duì)空氣、大氣層進(jìn)行污染、破壞。 3.

12、清洗劑殘留在機(jī)板上帶來(lái)腐蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)素。 4. 減低清洗工序操作及機(jī)器保養(yǎng)成本。 5. 免清洗可減少組板(PCBA)在移動(dòng)與清洗過程中造成的傷害。仍有部分元件不堪清洗。 6. 助焊劑殘留量已受控制，能配合產(chǎn)品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。 7. 殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產(chǎn)生漏電，導(dǎo)致任何傷害。 8. 免洗流程已通過國(guó)際上多項(xiàng)安全測(cè)試，證明助焊劑中的化學(xué)物質(zhì)是穩(wěn)定的、無(wú)腐蝕性的。4.7 返修3種返修RepairTough upReplacementRework4.7.1 返修的觀念n返修總是有害的。n返修依賴于人員（知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度）。n返修是一門

13、受一些技術(shù)影響的科學(xué)。n返修是完整生產(chǎn)流程的一部分。n返修比正常生產(chǎn)總是更困難。4.7.2 返修流程PCB準(zhǔn) 備元件去除焊盤清理元件放置檢查測(cè)試五、生產(chǎn)環(huán)境控制n潔凈度控制n溫濕度控制n防靜電控制n5S管理5.1 溫濕度控制n目的：SMD元件為精密元器件，在制程使用中，為確保印刷、貼裝和焊接性能，必須控制工作環(huán)境。n印刷時(shí)一般溫度范圍：2027，不同溫度有不同的印刷結(jié)果。焊膏不可在29以上印刷，可能會(huì)短路，所以印刷機(jī)和外部環(huán)境要嚴(yán)格控制。一般為：25，60RH。n部分IC為潮濕敏感器件，一般分為6級(jí)敏感度，對(duì)存儲(chǔ)環(huán)境濕度、時(shí)間有嚴(yán)格要求。 比如5級(jí)器件的存儲(chǔ)要求為30 60%RH條件下存儲(chǔ)48

14、H，處理?xiàng)l件為30 60%RH條件下72H，或者60 60%RH條件下15H。n元器件在高溫中易氧化，一般每升溫10度，氧化速度會(huì)加快一倍。n我司生產(chǎn)車間溫濕度控制范圍是：18-28/40%-70%。5.1 溫濕度控制 靜電放電(ESD, electrostatic discharge)是電子工業(yè)最花代價(jià)的損壞原因之一，影響生產(chǎn)合格率、制造成本、產(chǎn)品品質(zhì)與可靠性、和公司的可獲利潤(rùn)。按照ESD協(xié)會(huì)，專家們估計(jì)對(duì)電子工業(yè)的ESD損壞的實(shí)際成本達(dá)到每年數(shù)十億美元。其它有人估計(jì)，由于ESD的產(chǎn)品損失范圍在8%33%。近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)靜電放電的電

15、磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干擾（）及電磁兼容性（）問題越來(lái)越重視。 靜電是引起計(jì)算機(jī)故障的重要因素之一。由靜電引起的計(jì)算機(jī)故障往往是隨機(jī)故障，重復(fù)性不強(qiáng)，因此，故障原因一般很難查清。不僅硬件維護(hù)人員很難查出，有時(shí)還會(huì)使軟件人員誤認(rèn)為是軟件故障，從而造成工作混亂。5.2 防靜電控制n靜電防護(hù)的基本原則：抑制靜電荷的積聚，迅速、安全、有效的消除已產(chǎn)生的靜電荷。n防靜電場(chǎng)地：1、防靜電系統(tǒng)必須有獨(dú)立可靠的接地裝置，接地電阻應(yīng)小于10歐。2、防靜電地線不得接在電源零線上，使用三相五線制供電，其大地線可以作為防靜電地線。3、可用防靜電地板，也可在普通地面鋪設(shè)防靜電地墊或涂防靜電漆。5.2 防靜電控制n防靜電設(shè)施：1

16、、靜電安全工作臺(tái)：由工作臺(tái)、防靜電桌墊、碗帶接頭和接地線組成。2、防靜電腕帶：直接接觸靜電敏感器件的人員須戴腕帶，腕帶與人體皮膚有良好接觸。3、防靜電容器：生產(chǎn)元件袋、周轉(zhuǎn)箱、PCB料架等應(yīng)具備靜電防護(hù)作用，不允許使用普通容器。4、防靜電工作服、鞋：進(jìn)入靜電工作區(qū)的人員均應(yīng)穿防靜電工作服和鞋，防靜電工作服和鞋應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。n各類防靜電設(shè)施均應(yīng)定期檢測(cè)其有效性。5.2 防靜電控制示意圖n5S基本概念：整理整頓清掃清潔素養(yǎng)5.3 5S管理將處于混亂狀態(tài)的物品加以收拾,分類區(qū)分后清除不需要的物品-關(guān)鍵是分類-清除不只是丟棄,還有資源的的重新分配5.3.1 整理 將所需的物品依使用程度放在周圍,并收拾整