SMT制程与设备能力介绍课件.ppt
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1、SMTSMT製程與製程與设备设备能力介紹能力介紹1課程內容課程內容nSMTSMT簡介簡介n各工序介紹各工序介紹n波峰焊波峰焊nSMTSMT周邊設備介紹周邊設備介紹nESDESD防護防護2SMTSMT簡介簡介1.SMT1.SMT定義定義 表面貼裝技術(Surface Mounting Technology簡稱SMT)是新一代電子組裝技術,它將傳統的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件,從而實現了電子產品組裝的高密度、高可靠、小型化低成本以及生產的自動化.這種小型化的元器件稱為:SMD器件(或稱SMC、片式器件).將元件裝配到印刷線路板或其他基板上的工藝方法稱為SMT工藝.相關的組裝設備則稱
2、為SMT設備.3SMTSMT簡介簡介2.SMT2.SMT特點特點(1)組裝密度高、電子產品體積小、重量輕,貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右,一般採用SMT之後,電子產品體積縮小40%60%,重量減輕60%80%.(2)可靠性高、抗震能力強、焊點缺焊率低.(3)高頻特性好,減少了電磁和射頻幹擾.(4)易於實現自動化,提高生產效率.降低成本達30%50%.節省材料、能源、設備、人力、時間等.4SMTSMT簡介簡介3.3.為什麼要用為什麼要用SMTSMT(1)電子產品追求小型化,以前使用的穿孔插件元件已無法縮小(2)電子產品功能更完整,所採用的積體電路(IC)已無穿孔元件,特別是大
3、規模、高集成IC,不得不採用表面貼片元件(3)產品批量化,生產自動化,廠方要以低成本高產量,出產優質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力(4)電子元件的發展,積體電路(IC)的開發,半導體材料的多元應用電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流5SMTSMT簡介簡介PCBPCB零件零件錫膏錫膏銅箔焊墊銅箔焊墊6SMTSMT簡介簡介7SMTSMT簡介簡介錫膏印刷-SPI-貼片-AOI-回流焊接-AOI8SMTSMT簡介簡介A面錫膏印刷-SPI-貼片-AOI-回流焊接-AOI-B面錫膏印刷-SPI-貼片-AOI-回流焊接-AOI9SMTSMT簡介簡介A面錫膏印刷-SPI-貼片-AOI-回流焊接-AOI-B面
4、錫膏印刷-SPI-貼片-AOI-回流焊接-AOI-插件-波峰焊10各工序介紹各工序介紹-11各工序介紹各工序介紹-SCLD-66規格規格M M L L LLLLXL XL PCBPCB尺寸尺寸(mm)(mm)8080* *50-33050-330* *2502508080* *50-46050-460* *3303308080* *50-51050-510* *3803808080* *50-51050-510* *460460可調高度可調高度(mm)(mm)900 900 20 (std.) 20 (std.)PCBPCB進料時間進料時間6.0 sec6.0 sec輸入電源輸入電源AC 11
5、0 / 220V AC 110 / 220V 10V 10V, 150 / 60 Hz150 / 60 Hz輸入氣壓輸入氣壓0.50.8Mpa0.50.8Mpa設備重量設備重量(kg)(kg)12012017017020020022022012各工序介紹各工序介紹- 將錫膏通過鋼板之孔脫膜接觸錫膏而印置於基板之焊盤上. 已印刷已印刷 未印刷未印刷13各工序介紹各工序介紹-MPM MPM 印刷機印刷機設備規格參數設備規格參數鋼板尺寸鋼板尺寸737 737 * * 737737 mm mmPCB PCB 尺寸尺寸5050* *4040* *0.25100.2510* *510510* *6mm6m
6、m精度精度+/-0.01mm+/-0.01mm印刷速度印刷速度Max 150mm / secMax 150mm / sec其他功能其他功能鋼板自動清洗鋼板自動清洗, 2D, 2D相機檢測識別相機檢測識別可滿足不同尺寸的可滿足不同尺寸的PCB, PCB, 不同規格的不同規格的Chip Chip R/C, IC, Connector, BGA R/C, IC, Connector, BGA 等零件的錫膏等零件的錫膏/ /紅膠紅膠 印刷要求印刷要求. .14各工序介紹各工序介紹-刮刀刮刀錫膏錫膏鋼板鋼板PCB15各工序介紹各工序介紹- 錫膏填充於鋼板錫膏填充於鋼板 控制錫膏左右對稱形狀控制錫膏左右對
7、稱形狀 鋼板脫膜後,讓錫膏與鋼板開口成相同形狀 鋼板脫膜速度鋼板脫膜速度 控制錫膏成型控制錫膏成型 填充填充脫膜脫膜正確正確不正確不正確正確正確不正確不正確16各工序介紹各工序介紹-刮削刮削-刮刀壓力過高刮刀壓力過高, ,削去部削去部 分錫膏分錫膏過量過量-刮刀力量太小刮刀力量太小, ,多出錫膏多出錫膏拖拽拖拽-鋼板脫離太快鋼板脫離太快17各工序介紹各工序介紹-偏位偏位-鋼板與鋼板與PCBPCB對位不准對位不准連錫連錫-刮刀壓力太大刮刀壓力太大 對位不准對位不准 鋼板開口不合適鋼板開口不合適少錫少錫-鋼板脫離速度得慢一點鋼板脫離速度得慢一點, ,刮刀壓減刮刀壓減. . 印刷機內溫度印刷機內溫度
8、3030時時, ,溶劑會被揮溶劑會被揮 發一些發一些, ,錫膏更粘錫膏更粘18各工序介紹各工序介紹-(1).何為錫膏19(2).錫膏主要組成成份 錫粉顆粒+助焊膏/劑各工序介紹各工序介紹-20(3).錫膏的存儲和使用 錫膏是一種化學特性很活躍的物質,因此它對環境的要求是很嚴格的.一般在溫度為0-10,濕度為20%-21%的條件下有效期為6個月,在使用時要注意幾點: A.保存的溫度 B.使用前應先回溫(一般4小時) C.使用前應先攪拌3-4分鐘 D.最佳作業環境溫度25+/-3濕度為50+/-10%RH E.儘量縮短進入回流焊的等待時間 F.在開瓶24小時內必須使用完,否則做報廢處理各工序介紹各
9、工序介紹-21(4).錫膏使用前為何必須攪拌 錫膏存儲時因錫粉與助焊劑比重不同的因素,會導致有錫粉在下而助焊劑在上的現象,最後產生分佈不均的問題.故使用前必須攪拌使錫粉與助焊劑均勻混合,而達到錫膏最佳的作用效果. 一般錫膏攪拌的方式有兩種: A.手動攪拌的方式 B.機器(自動公轉)攪拌的方式自自動動攪攪拌拌機機各工序介紹各工序介紹-22各工序介紹各工序介紹-23各工序介紹各工序介紹-24具有優良熱疲勞性具有優良機械特性 溶融溫度區域較為狹窄 適合各幾種形狀(錫棒/錫絲/錫膏/錫球等等) Pb的混入不良影響較少 缺點:溶融溫度較共晶焊錫合金約高30合金成份內含Ag成本較高 冷卻緩慢焊點表面易產生
10、凹凸各工序介紹各工序介紹-25各工序介紹各工序介紹-(1)什麼是鋼網 鋼網是一種SMT專用模具,其主要功能是是幫助錫膏的沉積;目的是將準確數量的錫膏轉移到空PCB上的準確位置.26各工序介紹各工序介紹- 目前鋼網主要有三種製作方法:化學腐蝕、鐳射切割、電鑄成型化學腐蝕化學腐蝕: :通常用於0.65mm以上間距比其他鋼網費用低鐳射切割鐳射切割: :費用較高而且內壁粗糙可以用電解拋光法得到光滑內壁梯形開孔有利於脫模可以用Gerber檔加工誤差更小,精度更高電鑄成型電鑄成型: :在厚度方面沒有限制在硬度和強度方面更勝於不銹鋼更好的耐磨性孔壁光滑且可以收縮最好的脫模特性 95%.成本造價昂貴、工藝複雜
11、、技術含量高27各工序介紹各工序介紹-鋼網三種製作方法橫截面對比28各工序介紹各工序介紹-(3).鐳射鋼板製作主要設備激光切割機張網29各工序介紹各工序介紹- 一般業界使用標準在30牛頓/每平方公分以上30各工序介紹各工序介紹- 錫膏厚度檢測是利用光學的原理,通過三角測量的方法把印刷在PCB板上的錫膏高度計算出來的一種SMT檢測設備.它的作用是能檢測和分析錫膏印刷的品質,及早發現SMT工藝缺陷.31各工序介紹各工序介紹- SPITR7006SPITR7006單次掃描寬度單次掃描寬度25.6mm25.6mm解析度解析度16um16um機械精度機械精度水平解析度水平解析度1um;1um;垂直解析度
12、垂直解析度1um1umX-YX-Y軸掃描解析度軸掃描解析度1040um1040um可測錫膏高度範圍可測錫膏高度範圍1.25mm40um1.25mm40um檢測速度檢測速度1616* *16um 3160mm16um 3160mm2 2/sec 5.7in/sec 5.7in2 2/sec/sec3232* *16um 6320mm16um 6320mm2 2/sec 11.4in/sec 11.4in2 2/sec/sec輸送帶速度輸送帶速度50700mm/sec50700mm/sec外觀尺寸外觀尺寸1000mm1000mm* *940mm940mm* *2100mm2100mm可測電路板尺寸
13、可測電路板尺寸5050* *50mm51050mm510* *460mm460mm電路板厚範圍電路板厚範圍0.5mm5mm0.5mm5mm最大板重限制最大板重限制5Kg5Kg32各工序介紹各工序介紹-33各工序介紹各工序介紹-34各工序介紹各工序介紹-35各工序介紹各工序介紹-36各工序介紹各工序介紹-37各工序介紹各工序介紹-貼片貼片 貼片機就是用來將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上的設備,貼片機貼裝精度及穩定性將直接影響到所加工電路板的品質及性能.38各工序介紹各工序介紹-貼片貼片 FUJI NXT FUJI NXT 貼片機貼片機元件類型元件類型Chip R/C/LChip R/
14、C/LICICBGABGAConnectorConnector元件尺寸元件尺寸Chip R/C-010051608Chip R/C-010051608IC-IC-最小間距最小間距0.4mm,0.4mm,最小寬最小寬度度0.17mm,0.17mm,最小間隔最小間隔0.23mm0.23mmBGA-BGA-最小間距最小間距0.5mm,0.5mm,最小寬最小寬度度0.25mm,0.25mm,最小間隔最小間隔0.25mm0.25mm元件高度元件高度可貼裝不大於可貼裝不大於9.5mm9.5mm高度之元件高度之元件元件包裝元件包裝卷帶卷帶/ /料盤料盤/ /管狀管狀貼裝精度貼裝精度+/-0.05mm+/-0
15、.05mm產能產能每個模組為每個模組為1200012000點點/H/H產能產能39各工序介紹各工序介紹-貼片貼片 貼片機按結構形式大致可分為四種類型:過頂動臂拱架型、轉塔式貼片機、複合式貼片機、大型平行系統貼片機等.40各工序介紹各工序介紹-貼片貼片 拱架式貼片機有較好的靈活性和精度,適用於大部分元件,高精度機器一般都是這種類型,但其速度無法與複合式、轉塔式和大型平行系統相比.41各工序介紹各工序介紹-貼片貼片(2)轉塔式 轉塔式貼片機是使用一組移動送料器,轉塔從料站吸取元件,然後把元件貼放在位於移動工作臺上的電路板上面.由於拾取元件和貼片動作同時行進,貼片速度大幅度提高.42各工序介紹各工序
16、介紹-貼片貼片(3)複合式 複合式貼片機從拱架式機器發展而來,集合了轉塔式和拱架式特點,動臂上安裝有轉盤,又稱“閃電頭”,可實現每小時60000片貼片速度.43各工序介紹各工序介紹-貼片貼片(4)大型平行系統 大規模平行系統(又稱模組機),使用一系列單獨小貼裝單元.各單元有獨立絲杆位置系統、安裝有相機和貼裝頭.各貼裝頭可吸取部分的帶式送料,貼裝PCB一定區域,PCB以固定間隔時間在機器內步進.單獨地各個單元機器運行速度較慢,但其連續或平行運行會有很高的效率.44各工序介紹各工序介紹-貼片貼片料盤料盤FEEDERFEEDER吸嘴吸嘴45各工序介紹各工序介紹-貼片貼片貼片機貼裝動態示意圖貼片機貼裝
17、動態示意圖下面演示貼裝动态示意图下面演示貼裝动态示意图46 金金 立立 金金 立立A相机 B相机8/2247 8/22 金金 立立 金金 立立 金金 立立 48 128/22 金金 立立 金金 立立 金金 立立 49 12 8/22 金金 立立 金金 立立50 128/22 金金 立立 金金 立立51 12识别图像识别图像8/22 金金 立立 金金 立立52 12 8/22 金金 立立 金金 立立53 128/22 金金 立立 金金 立立5418/22 金金 立立 金金 立立55 18/22 金金 立立 金金 立立56 18/22 金金 立立 金金 立立57 18/22 金金 立立 金金 立立
18、58 128/22 金金 立立 金金 立立59128/22 金金 立立 金金 立立60128/22 金金 立立 金金 立立61 128/22 金金 立立 金金 立立62 128/22 金金 立立 金金 立立63各工序介紹各工序介紹-貼片貼片偏位偏位少件少件飛件飛件下壓下壓過深過深64各工序介紹各工序介紹-Reflow-Reflow 回流焊是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊.它是靠热气流对焊点的作用,胶状的焊剂在一定的高温气流下进行物理反应达到SMD的焊接.65各工序介紹各工序介紹-Reflow-Reflow規格
19、參數規格參數溫區溫區10&12 Heater-Zone, 2 10&12 Heater-Zone, 2 Cooling-ZoneCooling-Zone速度速度0.54.0m per sec0.54.0m per secPCBPCB尺寸尺寸5050* *50-5050-50* *510MM510MM氮氣控制氮氣控制250L per min250L per min氮氣用量氮氣用量500 PPM in average.500 PPM in average.溫度控制溫度控制 5 5 其他其他 異常自動報警異常自動報警, ,自帶自帶UPSUPS電電源源FOLUNGWIN FOLUNGWIN 回焊爐回焊
20、爐66各工序介紹各工序介紹-Reflow-Reflow 理論上理想的曲線由預熱、恒溫、回流和冷卻四個溫區組成.前面三個溫區加熱,最後一個溫區冷卻.67各工序介紹各工序介紹-Reflow-Reflow68各工序介紹各工序介紹-Reflow-Reflow,升溫斜率13/秒.將PCB的溫度從室溫提升到所需的活性溫度,適當揮發Flux中的溶劑.注意事項(1).太快,會引起熱敏組件的破裂(2).太慢,錫膏會感溫過度,沒有足夠的時間使PCB達到活性溫度69各工序介紹各工序介紹-Reflow-Reflow,時間:60120秒 使PCB上的所有零件達到均溫,避免熱補償不足在回流區段時有熱衝擊現象產生. 促使F
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