第五章高密度可编程逻辑器件_13

SMT制程培训（2013经典版）下雪SMT计算机产品的发展可谓日新月异，技术的进步带来性能的提升，制造工艺的精益求精使得高集成成为可能，这从普通的板卡产品就可以看出来。下面带领大家一起走进主板生产厂，全面认识主板的制造工艺和生产过程。SMT在了解整个主板制造过程之前，首先必须提到PCB(印刷电路板)。它是基板，通常由主板厂商根据当前流行的主板芯片组、CPU以及不断更新的技术进行设计，主板的型号和性能的差别也是在这个时候确定的。在完全的线路板设计出来以后，交给专业的生产厂家进行PCB生产。现在多数的PCB都采用六,八,十层板设计，由于PCB的设计技术性较强，这里就不再详述。但需要注意的是一些使用廉价PCB生产的主板，由于其设计上的缺陷，往往存在着电磁泄漏和电磁感应，进而影响显示器正常显示甚至影响其他家电产品使用，这也是品牌主板和杂牌低价位主板的区别之一。目前国内的知名品牌主板生产工厂通常都是台湾母公司提供的PCB板进行生产制造，同时另有一些不知名的品牌则是购买其他公司设计的PCB板，通过一些代工生产专业工厂制造。所以在某种程度上，制造过程实际也是一种专业的组装过程。LoaderScreenPrinterPre-reflowinspectionMutifunctionMounterGlueDispensorReflowHighspeedMounterManualPin-in-paste(SideII)DepanelT/UPackingSystemAss’y*PCB*EM5701N*CM402-L*4*DT401-F*2*Drybox*IPCSTD*Placementbyhand*BTUpyamx150*IPCSTD*3XmagenifierReflowPre-reflowinspectionMutifunctionMounterHighspeedMounterGlueDispensorManualPin-in-paste(SideI)ScreenPrinterVIVIVI*EM5701x1*DEKInfinity0.1*thicknessmeterASMK-350*3XmagnifierNGNGNGNGOKOKAOIATEDC-DCTestFunctionTestOKNG*OrbotechTrion-2345*GR228*TR-518FR*EM-5700*HAKO936*PT960FrepairrepairrepairNGOKrepairNGOK*DEKInfinity0.1*thicknessmeterASMK-350*3Xmagnifier一.SMT/PCBAFLOWMFGPROCESSFLOWCHARTAOIrepairNGOK*CM402-L*4*Fixture*DT401-F*2*Drybox*FixtureSMT主板的生产组装流程如下：PCB和元器件的检验——SMT贴片生产线——DIP插件生产线——在线成品检测——包装和抽检SMT一、PCB(PrintedCircuitBoard)和元器件检验国内知名的主板生产组装工厂均通过ISO9002的认证，实施非常先进和严格的品质管理体系。在生产组装过程中，通常由母公司或委托公司提供PCB和电子元器件，在进入生产线之前，必须对它们进行品质检验，这个过程称为IQC（进料品管）。PCB的检验除了肉眼的表面检查外，还必须利用检测仪器对基板的厚度、插件针孔进行检查，元器件则包括各种电阻、电容的阻值、容值以及断路、短路等。通过IQC检验的PCB和元器件才能进入下一道工序。因而加工前的测试对主板整个生产过程提供了首要保证，有助于提高产品的良品率。SMT二、SMT贴片生产线SMT贴片生产线作用是将一些细小的贴片式组件和一些人工无法完成多引脚IC芯片安装在PCB板上然后经过REFLOW和WaveSoldering将零件与PCB板焊接在一起.PCB组装(PCBAssembly)制程主要区分为二种，分别为表面黏着技术(SMT)及穿孔装配技术(DIPorWaveSolder)。PS：高脚数的零件(300I/O以上)大多用BGA构装技术进行笔记本电脑的CPU)。SMT(SurfaceMountTechnology)表面贴装技术PCBASMT定义SMTINDEX◎SMTLine◎SMTFlowChart◎MounterVision◎SMT制程常见缺点◎SolderPaste◎Printer◎Reflow◎Profile◎Loader◎Unloader◎BufferPCB板LOADER印刷机点胶机(视制程不一定需要)高速装着机泛用装着机回焊炉(REFLOW)UNLOADER检验&测试SMTLINE进板印刷机泛用机点胶机回焊炉高速机泛用机A*PCB*EM5701*CM402-L*DT401-F*BTUPyamx150回焊炉泛用机B高速机点胶机印刷机目视目视*EM5701AOIrepairNGOKrepairNG*DEKInfinity0.1OKSMTFLOWCHART*DEKInfinity0.1*CM402-L*DT401-F*DT401-FLOADER自动送板PCB拆封48hr内必须上线经拆封超过48hr必须先经过烤箱烘烤才能上线。SMTLOADERSMTPRINTER把PCB放在刮锡机的操作台上，操作工人使用一张与PCB针孔和焊接部位相同的钢网进行对位，这个过程可用监视器观察，以确保定位准确。然后刮锡机的涂料手臂动作，透过钢网的相应位置将焊锡膏涂在PCB上。在完成操作后，操作工人还必须对覆盖在PCB焊锡进行检查，确保焊锡均匀、无偏差，再流到下一站.MPM(UP2000)MPM(AP2000)DEK锡膏储存：低温(5+-3).钢板生产制程主要区分有化学蚀刻及极光雷射两种。影响SMT制程最重要的因素---Printing及Reflow。锡膏回温：常温(8小时)锡膏使用前需搅拌：手动或自动(3～5MIN)钢板清洗：自动：大板5片擦拭一次,小板30片擦拭一次,(手动)30片擦拭一次，先以不织布擦拭后再用AIR吹拂.影响锡膏印刷作业条件：(1)速度(2)压力(3)刮刀角度(45～60度)(4)锡膏黏度(5)锡膏粉粒大小(6)钢板上加入锡膏量SMTMOUNTERVISION贴片机主要用于电子组装领域，是新一代电子组装技术中的重要设备。它的功能就是在不对组件和印制电路板造成任何损伤的情况下，快速准确地从料盘上取出表面贴装组件，再准确地贴放在印制电路板的对应位置上。MT生产线是通过贴片机进行的，贴片之前必须在贴片机前面装上原料盘，贴片式组件都是附在原料盘传输纸带上的原料盒上，大型的BGA封装的芯片如主板芯片组（Chipset）的原料盘则放在贴片机的后面。在一台贴片机上通常有多个原料盘同时进行工作，但组件大小应该相差不多，以利于机械手臂的操作。一条完整的SMT生产线是由几台贴片机来完成的，根据组件的大小不同，贴片机的组件吸嘴互不相同，通常情况下是先贴上小组件，而较大的芯片像主板芯片组都是在最后进行贴片安装的。目前多数生产厂家都使用中速贴片机，这种机型的速度在0.2X～0.3X秒/片，它的操作过程是通过单片机编制的程序设定来完成的，并使用了激光对中校正系统。贴片时贴片机按照预设的程序动作，机械手臂在相应的原料盘上利用吸嘴吸取组件，放到PCB对应位置，使用激光对系统进行组件的校正操作，最后将组件压放在相应的焊接位置。高速装着机(FUJICP7430.069Sec/chip)泛用实装机FUJI线8高3泛串接Panasonic线8高4泛SMT影响贴装质量的要素﹕贴装质量的三要素﹕组件正确﹑位置正确﹑压力（贴片高度）合适1﹑组件正确﹕要求各装配位号元器件的类型﹑型号﹑标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和不能贴错位置2﹑位置准确﹕元器件的端头或引脚均和焊盘图形要尽量3寸齐﹑居中。元器件贴装位置要满足工艺要求。因为两个端头CHIP自定位效应的作用比较大﹐贴装时组件长度方向搭接到相应的焊盘上﹐宽度方向有2分之一搭接在焊盘上﹐回流焊时能够自定位﹐但如果其中一个端头没有搭接到﹐焊接时就会产生移位和吊桥。对于SOP﹑SOJ﹑QFP﹑PLCC等器件的自定位作用比较小﹐贴装偏移是不能通过回流焊的。对于此﹐贴装时必须保证引脚宽度的四分之三处与焊盘上。SMT3﹑压力（贴片高度）合适贴片压力（高度)要恰当合适﹐元器件焊端或引脚不小于二分之一厚度要浸入锡膏.对于一般元器件贴片时的焊锡高度应小于0.2mm,对于间距元器件贴片时的焊膏挤出粮（长度）应小于0.1mm.贴片压力过小﹐元器件焊端或焊锡面﹐锡膏粘不住元器件﹐在传递和回流焊时容易产生位置移动﹔贴片压力过大﹐锡膏挤出量过大﹐容易造成焊锡不良。焊时容易产生桥接﹐严重时还会损坏元器件。SMT贴片机抛料（零件）的原因﹕材料影响因素﹕1﹑组件的尺寸或封装尺寸不符2﹑料皮张力3﹑组件间尺寸有差异SMT设备影响因素﹕1﹑Feeder方面﹕Feeder放置不平﹐有异物或组件垫在下面。Feeder垫片没有垫好（纸带﹑塑料带切换时使用）Feeder弹片或卷料工作不顺畅Feeder进给精度吸料位（换料后吸取位置发生变化）Feeder与设备发生共振SMT2﹑NOZZLE设备方面吸嘴脏﹑磨损﹑堵塞﹑变形过滤棉没有更换气压过低（长期使用或气压下降）Feeder吸料位不对（调整Feeder或Carriage吸着Offset)吸着时Nozzle下降高度适当组件识别系统要精确（照相机不清洁或长期使用亮度降低）吸着时瞬间真空破坏不够精确。设备的运行速度SMT3﹑程序设定方面﹕吸嘴的选择零件的大小﹑厚度﹑种类.4﹑操作方面换料前后吸取位置变化大﹐没有调整好料带过紧过松（在换料后的前几个组件有可能抛料）视教方式不当可于此以人工放置Component.检查置件的稳定性.SMTBUFFERProfile回焊炉SMTREFLOW所有贴片组件安装完成后，合格的产品将送入回流焊接机。回流焊接机采用分为多个温区的内循环式加热系统，由于焊锡膏采用多种材质构成，温度的不同将引起锡膏状态的改变。在高温区时焊锡膏变成液化状态，贴片式组件容易与焊接相结合；进入较冷温区后，焊锡膏变成固体状态，就将组件引脚和PCB牢牢焊接起来了。红外热风再流焊这类再流焊炉是在IR炉基础上加上热风使炉内温度更均匀，是目前较为理想的加热方式。这类设备充分利用了红外线穿透力强的特点，热效率高，节电，同时有效克服了红外再流焊的温差和遮蔽效应，并弥补了热风再流焊对气体流速要求过快而造成的影响，因此这种IR+Hot的再流焊在国际上目前是使用最普遍的。随着组装密度的提高，精细间距组装技术的出现，还出现了氮气保护的再流焊炉。在氮气保护条件下进行焊接可防止氧化，提高焊接润湿力润湿速度加快，对未贴正的组件矫正人力，焊珠减少，更适合于免清洗工艺。SMTUNLOADERSOLDERPASTE随着再流焊技术的应用，焊膏已成为表面组装技术（SMT）中最要的工艺材料，近年来获得飞速发展。在表面组装件的回流焊中，焊膏被用来实施表面组装元器件的引线或端点与印制板上焊盘的连接。焊膏涂覆是表面组装技术一道关键工序，它将直接影响到表面组装件的焊接质量和可靠性。焊膏的构成焊膏是一种均质混合物，由合金焊料粉，糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变性的膏状体。在常温下，焊膏可将电子元器件初粘在既定位置，当被加热到一定温度时（通常1830C）随着溶剂和部分添加剂的挥发，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盘连在一起，冷却形成永久连接的焊点。对焊膏的要求是具有多种涂布方式，特别具有良好的印刷性能和再流焊性能，并在贮存时具有稳定性。合金焊料粉合金焊料粉是焊膏的主要成分，约占焊膏重量的85％—90％。常用的合金焊料粉有以下几种：锡–铅（Sn–Pb）、锡–银–铜（Sn–Ag–Cu）、锡–铅–铋（Sn–Pb–Bi）等。合金焊料