表面裝貼工藝技術2

表面組裝工藝技術第二章

SMT工藝流程與組裝生產(chǎn)線

2.1SMT組裝方式與組裝工藝流程

SMT的組裝方式及其工藝流程主要取決于表面組裝組件(SMA)的類型、使用的元器件種類和組裝設備條件。大體上可將SMA分成單面混裝、雙面混裝和全表面組裝3種類型共6種組裝方式。

工藝流程與組裝生產(chǎn)線工藝流程與組裝生產(chǎn)線單面混合組裝2.1.1單面混合組裝

單面混合組裝是指將兩種封裝形式的元器件放置在PCB板的兩面，但是只有一面用來焊接的組裝方式。

SMC／SMD與通孔插裝元件(THC)分布在PCB不同的一面上混裝，但其焊接面僅為單面。這一類組裝方式均采用單面PCB和波峰焊接(現(xiàn)一般采用雙波峰焊)工藝，具體的操作有以下兩種組裝方式（具體流程見圖2－1）。

單面混合組裝來料檢測組裝開始B面涂粘接劑貼SMC粘接劑固化翻版A面插THC波峰焊清洗最終檢測A面插THC翻版B面涂粘接劑貼SMC粘接劑固化翻版圖2－1單面組裝的流程圖單面混合組裝

(1)先貼法。第一種組裝方式稱為先貼法，即在PCB的B面(焊接面)先貼裝SMC／SMD，而后在A面插裝THC.(2)后貼法。第二種組裝方式稱為后貼法，是先在PCB的A面插裝THC，后在B面貼裝SMD。工藝流程與組裝生產(chǎn)線2．雙面混合組裝

雙面混合組裝，SMC／SMD和THC可混合分布在PCB的同一面，同時,SMC／SMD也可分布在PCB的雙面。雙面混合組裝采用雙面PCB、雙波峰焊接或再流焊接。在這一類組裝方式中也有先貼還是后貼SMC／SMD的區(qū)別，一般根據(jù)SMC／SMD的類型和PCB的大小合理選擇，通常采用先貼法較多。工藝流程與組裝生產(chǎn)線

雙面組裝常用兩種組裝方式。

(1)SMC／SMD和THC同側方式

(2)SMC／SMD和THC不同側方式。這類組裝方式由于在PCB的單面或雙面貼裝SMC／SMD，而又把難以表面組裝化的有引線元件插入組裝，因此組裝密度相當高。雙面混和組裝

波峰焊插通孔元件清洗圖2－1混合安裝工藝多用于消費類電子產(chǎn)品的組裝印刷錫膏貼裝元件再流焊翻轉點貼片膠貼裝元件加熱固化翻轉先作A面：再作B面：插通孔元件后再過波峰焊：跳轉工藝流程與組裝生產(chǎn)線3．全表面組裝

第三類是全表面組裝，在PCB上只有SMC／SMD而無THC。由于目前元器件還未完全實現(xiàn)SMT化，實際應用中這種組裝形式不多。這一類組裝方式一般是在細線圖形的PCB或陶瓷基板上，采用細間距器件和再流焊接工藝進行組裝。工藝流程與組裝生產(chǎn)線全表面組裝也有兩種組裝方式。

（1）單面表面組裝方式。表2—1所列的第五種方式，采用單面PCB在單面組裝SMC／SMD。

(2)雙面表面組裝方式。表2—1所列的第六種方式，采用雙面PCB在兩面組裝SMC／SMD，組裝密度更高。雙面SMT組裝

通常先作B面再作A面印刷錫膏貼裝元件再流焊翻轉貼裝元件印刷錫膏再流焊翻轉清洗圖2－2雙面純SMT再流焊工藝組件：A面布有大型IC器件

B面以片式元件為主特點：充分利用PCB空間，實現(xiàn)安裝面積最小化，工藝控制復雜，要求嚴格。常用于密集型或超小型電子產(chǎn)品，如手機。跳轉工藝流程與組裝生產(chǎn)線2.2SMT生產(chǎn)線的設計

不同的SMA組裝過程所采用的流程及其設備是有差異的，但是基本的構成單元又是相同的（圖2－1，2－2）。典型的SMA組裝流程包含的主要環(huán)節(jié)有：

與基本流程相應的SMT生產(chǎn)線基本構成為：點膠機、焊膏印刷機、SMC／SMD貼片機、再流焊接設備、檢測設備等組裝和檢測設備組成，圖2－3是一種適用于雙面表面組裝的SMT生產(chǎn)線組成示意圖。

來料檢測粘結劑涂敷焊膏涂敷貼片焊接清洗工藝流程與組裝生產(chǎn)線圖2－3SMT組裝生產(chǎn)線的構成示意圖總體設計２.２.１總體設計

1.SMT生產(chǎn)線設計的基本原則：

組裝生產(chǎn)線的設計必須結合所生產(chǎn)組件的結構特點和生產(chǎn)規(guī)模，同時要具有一定的適應性和先進性。

總體設計2.SMT生產(chǎn)線設計一般步驟：

在需要的組裝產(chǎn)品未確定的情況下，生產(chǎn)線設計應考慮產(chǎn)品形狀、單位時間生產(chǎn)量、換代周期、投入強度等。在已知組裝產(chǎn)品對象的情況下，建立SMT生產(chǎn)線前應該先進行SMT總體設計，確定需組裝元器件種類和數(shù)量、組裝方式及工藝和總體設計目標，然后再進行生產(chǎn)線設計。而且最好在PCB電路設計初步完成后，才進行SMT生產(chǎn)線設計；這樣可使所設計生產(chǎn)線投入產(chǎn)出比達到最佳狀態(tài)?？傮w設計3.生產(chǎn)線設計主要內(nèi)容：

A.元器件(含基板)選擇

元器件(含基板)選擇是決定組裝方式及工藝復雜性和生產(chǎn)線及設備投資的第一因素。元器件選擇過程中必須建立元器件數(shù)據(jù)庫和元器件工藝要求，并注意以下幾點：

(1)要保證元器件品種齊套，應有后備供應商。

(2)元器件的質(zhì)量和尺寸精度應有保證。

(3)SMC／SMD對組裝工藝的要求。

(4)確定元器件的類型和數(shù)量、元器件最小引腳間距、最小尺寸等，并注意其與組裝工藝的關系?？傮w設計B.組裝方式及工藝流程的確定

在生產(chǎn)線設計中，組裝方式是決定生產(chǎn)工藝復雜性、生產(chǎn)線規(guī)模和投資強度的確定性因素。組裝方式確定之后，即可初步設計出工藝流程，并制定出相應的關鍵工序及其工藝參數(shù)和要求，如貼片精度要求，焊接工藝要求等，便于設備選型之用。設計中應充分重視“按需設計”這一設計原則。生產(chǎn)線自動化程度2.2.2生產(chǎn)線自動化程度

現(xiàn)代先進的SMT生產(chǎn)線屬于柔性自動化(FlexibleAutomation)生產(chǎn)方式，其特征是采用機械手、計算機控制和視覺系統(tǒng)，能從一種產(chǎn)品的生產(chǎn)很快地轉換為另一種產(chǎn)品的生產(chǎn)，能適合于多品種、中/小批量生產(chǎn)等。其自動化程度主要取決于貼片機、運輸系統(tǒng)和線控計算機系統(tǒng)。表2—2表示了按生產(chǎn)效率劃分的SMT生產(chǎn)線的類型。一般根據(jù)年產(chǎn)量、生產(chǎn)線效率系數(shù)和計劃投資額，來確定SMT生產(chǎn)線的自動化程度。

生產(chǎn)線分類表2－2SMT生產(chǎn)線主要類型生產(chǎn)線自動化程度1．高速SMT生產(chǎn)線

高速SMT生產(chǎn)線一般由貼片速度大于8000片/h的高速貼片機組成，主要用于彩電調(diào)諧器、計算機板卡等大批量單一產(chǎn)品的組裝生產(chǎn)。目前也出現(xiàn)了數(shù)萬片/h的高速高精度貼片機，主要應用于產(chǎn)量大的組裝產(chǎn)品，如通信產(chǎn)品等。

生產(chǎn)線自動化程度2．中速高精度SMT生產(chǎn)線

細間距器件的發(fā)展很快，在計算機、通信、錄像機、儀器儀表等產(chǎn)品中已被廣泛應用。組裝該類產(chǎn)品較適宜采用中速高精度SMT生產(chǎn)線，它不僅適用于多品種中／小批量生產(chǎn)，而且多臺聯(lián)機也適用于大批量生產(chǎn)，能滿足生產(chǎn)擴展需要。在投資強度足夠的情況下，應優(yōu)選中速高精度SMT生產(chǎn)線，而不選普通中速線。一般認為中速貼片機的貼片速度為(3000—8000)片/h。

生產(chǎn)線自動化程度3．低速半自動SMT生產(chǎn)線

低速半自動SMT生產(chǎn)線一般只用于研究開發(fā)和實驗。因其產(chǎn)量規(guī)模、精度和適應性難以滿足發(fā)展所需，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)不宜選用。低速貼片機的貼片速度一般小于3000片／h。生產(chǎn)線自動化程度4．手動生產(chǎn)

手動生產(chǎn)成本較低、應用靈活，可用于幫助了解熟悉SMT技術，也可用于研究開發(fā)或小批量多品種生產(chǎn)，并可用作返修工具。為此，這種形式的生產(chǎn)也有一定的應用面。設備選型2.2.3設備選型

SMT生產(chǎn)線的建立主要工作是設備選型。建立生產(chǎn)線的目的是要以最快的速度生產(chǎn)出