SMT 基礎與工藝項目教程 課件 項目3 外圍設備與輔料

SMT基礎與工藝項目教程

項目3主要介紹SMT外圍設備及常見輔料，旨在通過了解相關知識學會正確操作在SMT生產線上的上板機、測厚儀、錫膏攪拌器等外圍設備，掌握相應的操作規(guī)范。了解貼片膠、錫膏、鋼網(wǎng)等SMT輔助材料并學會正確使用它們。SMT外圍設備與輔料對SMT的品質、生產效率起著致關重要的作用。項目3SMT外圍設備與輔料任務3.1SMT外圍設備操作

上板機、測厚儀、錫膏攪拌器等外圍設備是常見的SMT外圍設備。其中，上板機在電子產品制造中也扮演著重要角色。上板機是PCB制作流程中很重要的一步操作。它是SMT生產線（表面貼裝技術）的起點，負責將未貼裝的PCB板自動送至SMT貼片機上，從而有效節(jié)省人力成本。上板機的使用避免了人工上板過程中可能出現(xiàn)的錯誤和損害，提高了生產線的效率和質量。通過本任務的學習，使讀者了解上板機的主要操作步驟。相關知識

在SMT生產線上，印刷機、貼片機、回流焊機及在線檢測儀器等統(tǒng)稱為生產機器，還有上板機、測厚儀、錫膏攪拌器等外圍設備。這些外圍設備能實現(xiàn)機器的前后上下料、錫膏攪拌等動作，節(jié)約人力資源，輔助實現(xiàn)SMT工藝的自動化精儀生產。3.1.1外圍設備概述相關知識

此設備用于SMT生產線上電路板的上板（上料）操作。安裝于SMT自動化生產線前端，根據(jù)生產速度自動供板。下面以深圳牧特電子公司的LD系列上板機的操作為例來說明。3.1.2上板機1.上板機參數(shù)（1）技術參數(shù)1）電路板上板時間約6秒；2）料箱更換時間約30秒；3）步距選擇：1-5（10mm步距）；4）電源及電負荷：220VAC，單向最大300VA；5）氣壓4-6bar；6）氣流量最多10升/分鐘；7）電路板厚度最少0.4mm。相關知識3.1.2上板機1.上板機參數(shù)（2）規(guī)格參數(shù)見下表規(guī)格型號外形，尺寸電路板尺寸重量（kg）料箱尺寸SLD-S-NC180076512505050-330250140355320560MLD-M-NC165084512505050-460330200460400560LLLD-LL-NC180091012505050-530390250535460570XLLD-XL-NC180097012505050-530460300535530560相關知識3.1.2上板機2.上板機操作方法基本操作步驟：1）將物料（PCB板）置于軌道中并調整寬度，解除鎖機；2）旋轉控制面板的電源按鈕至“ON”位開啟電源；3）旋轉控制面板的模式按鈕至“自動”

；4）點擊控制面板的“啟動”按鈕啟動自動操作模式；5）關閉設備時，旋轉控制面板的電源按鈕至“OFF”位關閉電源并按下“急?！毖b置即可。相關知識3.1.3測厚儀1.測厚儀基本功能

測厚儀能對錫膏厚度進行測量；平均值、最高最低點結果記錄；面積測量；體積測量；XY長寬測量。此外，還能對焊點錫膏進行截面分析:高度、最高點、截面積、距離測量；焊點2D測量：距離、矩形、圓、橢圓、長寬、面積等測量；焊點自動XY平臺，自動識別Mark，自動跑位測量；在線編程，統(tǒng)計分析報表生成及打印，制程優(yōu)化。相關知識3.1.3測厚儀2.測厚儀測量原理

焊膏測厚儀利用激光非接觸掃描密集取樣獲取物體表面形狀，然后自動識別和分析錫膏區(qū)域并計算高度、面積和體積。相關知識3.1.3測厚儀3.測厚儀技術參數(shù)最大裝夾PCB尺寸365x860mm0.314平方米XY掃描范圍350x430mm>430mm的區(qū)域可分兩段測量PCB厚度0.4~>5mm

允許被測物高度75mm上30mm，下最高45mm可測錫膏厚度5~500um

掃描速度（最高）51.2平方mm/秒@10um掃描間距掃描幀率400幀/秒

掃描寬度12.8mm

高度分辨率0.056um0.056um=56nm=0.000056mm高度重復精度<0.5um0.5um@確定目標。0.7um@錫膏體積重復精度<0.75%

PCB平面修正多點參照修正傾斜和扭曲

綠油銅箔厚度補償支持

影像采集最大分辨率約400萬有效像素（彩色）每顏色約131萬像素視場12.8x10.2mm掃描光源650nm紅激光

背景光源紅、綠、藍

LED（三原色）

影像傳輸高速數(shù)字傳輸

Mark識別支持智能抗噪音算法，可識別多種形狀3D模式色階、網(wǎng)格、等高線模擬圖任意角度旋轉，比例和視野均可縮放，XYZ三維刻度測量模式一鍵全自動、半自動、手動截面分析測量結果平均高度、最高、最低、面積、體積、面積比、體積比、長、寬、目標數(shù)量等，主要結果可導出至Excel文件截面分析截面模擬圖和報告，某點高度、平均高度、最高、最低、截面積，支持正交截和斜截2D平面測量圓、橢圓直徑面積，方、矩形長寬面積，直線距離等SPC統(tǒng)計功能平均值、最大值、最小值、極差、標準差、CP、k、CPK等Xbar-R均值極差控制圖（帶超標警告區(qū)），直方圖制程優(yōu)化分類統(tǒng)計

可按照生產線、操作員、班次、印刷機、印刷方向、印刷速度、脫網(wǎng)速度、刮刀壓力、清潔頻率、錫膏型號、錫膏批號、解凍攪拌參數(shù)、鋼網(wǎng)、刮刀、拼板、位置名稱、有鉛/無鉛及自定義注釋分類統(tǒng)計條碼或編號追溯功能支持（條碼掃描器另配）可追溯該PCB所有測量結果和當時所有工藝參數(shù)相關知識3.1.3測厚儀4.測厚儀基本測量步驟1）啟動軟件，測試準備：①雙擊系統(tǒng)中的“GAM70”程序，啟動測試軟件；②將完成錫膏印刷的PCB放置在測試臺上，調整PCB的XY坐標與測厚儀一致。2）準備登記測量記錄：①在“參數(shù)設置菜單”中選擇“生產線”，點擊“LINE1”；②在彈出的對話框中，選擇“班次目錄”（如SMT1），輸入記錄文件即可。相關知識3.1.3測厚儀4.測厚儀基本測量步驟3）正確采樣方式：采樣方式如圖所示。相關知識3.1.3測厚儀4.測厚儀基本測量步驟4）測量操作及記錄①移動已置入的PCB，將待測量錫膏移至影像監(jiān)視器中心，并按“打光”按鈕；②調整鏡頭焦距，使影像監(jiān)視器取像清楚且基底處紅色光束對準藍色中心線；③移動待測PCB，將待測錫膏移至雷射投射的紅色光速，使紅色光束呈現(xiàn)彎曲，移動紅色間距框，框住PCB非錫膏部分作為測量參考，再將黃色方形框架框住待測錫膏均勻部分；④按“測量”鈕或按[ENTER]鍵進行測量；⑤記錄存檔相關知識3.1.3測厚儀4.測厚儀基本測量步驟5）關閉設備①點擊軟件左上角的“關閉”按鈕退出測試軟件；②選擇系統(tǒng)“開始”菜單關閉系統(tǒng)即可。相關知識3.1.4錫膏攪拌機1.焊錫膏攪拌機操作流程焊錫膏在使用前，必須仔細攪拌。焊錫膏攪拌機可以有效地將錫粉和助焊膏攪拌均勻。實現(xiàn)更完美的印刷和回流焊效果1）加裝焊錫膏，準備攪拌①將已完成解凍的焊錫膏放進攪拌器的指定位置上；②將扣子扣好，固定焊錫膏瓶，如圖所示。STEP1STEP2STEP3相關知識3.1.4錫膏攪拌機1.焊錫膏攪拌機操作流程2）設定時間，開始攪拌①關閉機箱蓋，開啟電源，并將時間設置在1～3分鐘范圍內；②按一下“START”開始攪拌；③按一下“STOP”可中止設備運轉，如圖所示。相關知識3.1.4錫膏攪拌機1.焊錫膏攪拌機操作流程3）取出焊錫膏，關閉機器①打開機箱蓋，解除扣子，將已完成攪拌的焊錫膏取出，如圖所示；②在取出的錫膏標識上標注“開封報廢”實際時間，焊錫膏開封報廢時限為12小時；③關閉機箱蓋，按一下控制面板上的“POWER”按鈕關閉機器。相關知識3.1.4錫膏攪拌機2.焊錫膏攪拌器操作崗位的工作規(guī)范1）開機前準備檢查電源是否接好。2）開機運行①打開POWER至ON；②根據(jù)新焊錫膏重量,選擇比重砣,然后放入錫膏并鎖緊它；③設定時間至5分鐘；④

按START/STOP,開始攪拌焊錫膏；⑤攪拌焊錫膏后,解鎖并取出焊錫膏,填寫焊錫膏使用記錄表；⑥每日檢查焊錫膏攪拌機是否清潔及有損壞,填寫記錄表。

相關知識3.1.4錫膏攪拌機2.焊錫膏攪拌器操作崗位的工作規(guī)范

3）關機

按POWER至OFF。4）安全注意事項①在運行中切勿將蓋子打開；②裝焊錫膏時一定鎖緊螺絲；③切勿將門蓋開關短接。任務實施1.實訓目的及要求1）熟練使用上、下板機進行PCB板上、下板操作；2）遵守機器的安全操作流程；3）建立防靜電的初步意識。2.實訓器材PCB板上、下板機一臺靜電防護服及防靜電手套一套PCB板若干3.知識儲備

進入SMT生產車間以及進行SMT生產過程的第一步必須要重視防靜電的處理。任務實施1）根據(jù)防靜電要求設置防靜電區(qū)域，并有明顯的防靜電警示標志。按作業(yè)區(qū)所使用器件的靜電敏感程度分成1、2、3級，根據(jù)不同級別制訂不同的防護措施。1級靜電敏感程度范圍：0-1999V2級靜電敏感程度范圍：2000-3999V3級靜電敏感程度范圍：4000-15999V16000V以上是非靜電敏感產品。防靜電基本要求：3.知識儲備

任務實施2）靜電安全區(qū)(點)的室溫為23±3℃，相對濕度為45-70%RH。禁止在低于30%的環(huán)境內操作SSD(靜電敏感元器件)。3）定期測量地面、桌面、周轉箱等表面電阻值。4）靜電安全區(qū)(點)的工作臺上禁止放置非生產物品，如餐具、茶具、提包、毛織物、報紙、橡膠手套等。5）工作人員進入防靜電區(qū)域，需放電。操作人員進行操作時，必須穿工作服和防靜電鞋、襪。每次上崗操作前必須作靜電防護安全性檢查,合格后才能生產。防靜電基本要求：3.知識儲備任務實施6）操作時要戴防靜電腕帶，每天測量腕帶是否有效。7）測試SSD時應從包裝盒、管、盤中取一塊，測一塊,放一塊，不要堆在桌子上。經測試不合格器件應退庫。8）加電測試時必須遵循加電和去電順序：低電壓→高電壓→信號電壓的順序進行。去電順序與此相反。同時注意電源極性不可顛倒，電源電壓不得超過額定值。防靜電基本要求：3.知識儲備任務實施1）SSD運輸過程中不得掉落在地，不得任意脫離包裝。2）存放SSD的庫房相對濕度：30-40%RH。3）SSD存放過程中保持原包裝，若須更換包裝時，要使用具有防靜電性能的容器。4）庫房里，在放置SSD器件的位置上應貼有防靜電專用標簽。5）發(fā)放SSD器件時應用目測的方法，在SSD器件的原包裝內清點數(shù)量。6）對EPROM進行寫、擦及信息保護操作時，應將寫入器/擦除器充分接地，要帶防靜電手鐲。7）裝配、焊接、修板、調試等操作人員都必須嚴格按照靜電防護要求進行操作。8）測試、檢驗合格的印制電路板在封裝前再用離子噴槍噴射一次，以消除可能積聚的靜電荷。靜電敏感元器件(SSD)運輸、存儲、使用要求:3.知識儲備任務實施1）制訂防靜電管理制度，并有專人負責。2）備用防靜電工作服、鞋、手鐲等個人用品以備外來人員使用。3）定期維護、檢查防靜電設施的有效性。4）腕帶每周(或每天)檢查一次。5）桌墊、地墊的接地性、靜電消除器的性能每月檢查一次。6）防靜電元器件架、印制板架、周轉箱;運輸車、桌墊、地墊的防靜電性能每六個月檢查一次。防靜電工作區(qū)的管理與維護：任務實施4.實訓內容及步驟1）上板機開機前的準備①

執(zhí)行設備日常保養(yǎng)項目,并在保養(yǎng)表上作紀錄。②用所生產之PCB檢查上料框寬度,機臺出口寬度是否順暢。③

檢查PCB推桿所推是否處在1/2寬度位置。任務實施4.實訓內容及步驟2）開機生產①

開啟機臺電源,開啟起動鍵,設定機臺送板PITCH與框架上所裝PCB放置PITCH相同。②

將裝滿PCB的框架上所標紅色箭頭標示,正確放在上板機下層的傳送帶上。(框架頂上的紅色箭頭對應機臺入口,框側面的紅色朝上放置)。③

當一框自動送板時,可放另一框于上板機下層的傳送帶上待命,當一框送完時會自動運送下一框。④

機臺運行時若需停止,請按停止(STOP)鍵。任務實施4.實訓內容及步驟3）生產結束生產結束時,按手動(MANUAL)鍵,再按向上退出鍵退出框架,按停止(STOP)鍵停止工作。4）

生產中安全注意事項①機臺運行中,若遇異常情況,必須馬上按下緊急停止鍵,通知技術人員處理。②機臺運行中,手不可伸入機臺內。③若作PCB推桿位置調整,必須停止機器運行。任務實施5.實訓結果及數(shù)據(jù)1）用萬用表測試防靜電服和防靜電手帶及防靜電工作臺的電流導通性。2）使用上、下板機對PCB板進行上、下板操作。任務3.2SMT外圍輔料儲存及使用SMT外圍輔料在產品生產過程中起著非常重要的作用，可以說，沒有外圍輔料，SMT生產設備不可能生產出合格的電子產品。這些外圍輔料的使用及存儲方式都有其特定的要求。通過本任務的學習，使讀者了解錫膏和紅膠的存儲條件、掌握使用攪拌器對焊錫膏的攪拌，掌握正確的冰箱溫度參數(shù)設置，進行焊錫膏和紅膠的存儲的學習目標。任務描述相關知識

在SMT生產過程中，通常將貼片膠（紅膠）、錫膏稱之為SMT輔助材料。這些輔助材料在SMT的整個過程中，對SMT的品質、生產效率起著致關重要的作用。3.2.1輔料相關知識

輔料常用術語3.2.1輔料（1）貯存期（shelflife）（2）放置時間（workingtime）（3）粘度（viscosity）（4）觸變性(thixotropy)（5）塌落（slump）（6）擴散（spread）（7）粘附性（tack）（8）潤濕（wetting）（9）免清洗焊錫膏（no-cleansolderpaste）（10）低溫焊錫膏（lowtemperaturepaste）相關知識SMT中使用的貼片膠其作用是固定片式元件、SOT、SOIC等表面安裝器件在PCB上，以使其在插件、過回流焊過程中避免元器件的脫落或移位。3.2.2貼片膠1．SMT對貼片膠水的基本要求1）包裝內無雜質及氣泡；2）貯存期限長；3）可用于高速/或超高速點膠機；4）膠點形狀及體積一致；5）點斷面高，無拉絲；6）易識別，便于人工及自動化機器檢查膠點的質量；7）初粘力高；8）高速固化，膠水的固化溫度低，固化時間短；9）熱固化時，膠點不會下塌；10）高強度及彈性以抵擋波峰焊時之溫度突變；11）固化后有優(yōu)良的電特性；12）無毒性；13）具有良好的返修特性。相關知識3.2.2貼片膠2．貼片膠引起的生產品質問題1）失件（有、無貼片膠痕跡）；2）元件偏斜；3）接觸不良（拉絲、太多貼片膠）。相關知識3.2.2貼片膠3．貼片膠使用規(guī)范1）貯存2）取用3）使用相關知識3.2.3焊錫膏

焊錫膏是由合金焊料粉、焊劑和一些添加劑混合而成的，具有一定粘性和良好觸變性的一種均質混合物，具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在貯存時具有穩(wěn)定性的膏狀體。合金焊料粉是焊錫膏的主要成分，約占焊錫膏重量的85％—90％。常用的合金焊料粉有以下幾種：錫

–鉛（Sn–Pb）;錫

–鉛

–銀（Sn–Pb–Ag）;

錫

–鉛

–鉍（Sn–Pb–Bi）等。最常用的合金成分為Sn63Pb37。相關知識3.2.3焊錫膏1.焊錫膏的分類按熔點的高低分：高溫焊錫膏為熔點大于250℃，低溫焊錫膏熔點小于150℃，常用的焊錫膏熔點為179℃—183℃，成分為Sn63Pb37和Sn62Pb36Ag2。按焊劑的活性分：可分為無活性（R），中等活性（RMA）和活性（RA）焊錫膏。常用的為中等活性焊錫膏。相關知識3.2.3焊錫膏2.對SMT焊錫膏的要求1）具有較長的貯存壽命2）有較長的工作壽命3）在印刷或涂布后以及在再流焊預熱過程中，焊膏應保持原來的形狀和大小，不產生堵塞。4）良好的潤濕性能。5）不發(fā)生焊料飛濺。6）具有較好的焊接強度，確保不會因振動等因素出現(xiàn)元器件脫落。7）焊后殘留物穩(wěn)定性能好，無腐蝕，有較高的絕緣電阻，且清洗性好。相關知識3.2.3焊錫膏3.焊錫膏的選用1）具有優(yōu)異的保存穩(wěn)定性。2）具有良好的印刷性（流動性、脫版性、連續(xù)印刷性）等。3）印刷后在長時間內對SMD持有一定的粘合性。4）焊接后能得到良好的接合狀態(tài)（焊點）。5）其焊接成分，具高絕緣性，低腐蝕性。6）對焊接后的焊劑殘渣有良好的清洗性，清洗后不可留有殘渣成分。相關知識3.2.3焊錫膏4.焊錫膏使用和貯存的注意事頂1）領取焊錫膏應登記到達時間、失效期、型號，并為每罐焊錫膏編號。然后保存在恒溫、恒濕的冰箱內。焊錫膏儲存與處理推薦方法的常見數(shù)據(jù)表相關知識3.2.3焊錫膏4.焊錫膏使用和貯存的注意事頂2）焊錫膏使用時，應做到先進先出的原則，應提前至少2小時從冰箱中取出，寫下時間、編號、使用者、應用的產品，并密封置于室溫下，待焊錫膏達到