第3章smt生产设备及治具资料

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1、第3章 SMT生产设备及治具,第3章 SMT生产设备及治具,3.1 涂覆设备,3.2 贴片设备,3.3 焊接设备,3.4 检测设备,3.5 返修设备,3.6 清洗设备,第3章 SMT生产设备,涂敷设备,3.1.1 印刷设备及治具 3.1.2 点涂设备,第3章 SMT生产设备,手动印刷机,半自动印刷机,全自动印刷机,手动印刷机：各种参数和动作均需要人工调节与控制，仅用于小批量生产或难度不高的产品。,半自动印刷机：PCB装夹过程 第一块PCB与模板对位,全自动印刷机：光学对中，重复精度可达0.025mm；但工艺参数需要人工设定。,人工操作,特点：,第3章 SMT生产设备及治具,一、印刷机的基本结构

2、,机架,印刷工作台,模板固定机构,印刷头系统,PCB视觉定位系统,擦板系统,基 本 结 构,第3章 SMT生产设备及治具,印刷工作台： 工作台面 基板夹紧装置 工作台传输控制机构,基板夹紧装置,基板止档器装置,第3章 SMT生产设备及治具,印刷头系统： 刮刀 刮刀固定机构（浮动机构） 印刷头的传输控制系统,1、刮刀材料有橡胶、金属两大类。,2、标准的刮刀固定架长为480mm，视情况使用340mm、 380mm和430mm。,刮刀头装置,第3章 SMT生产设备及治具,滚筒式卷纸清洁装置,作用：清洁钢网背面和开孔上的焊膏微粒和助焊剂。,第3章 SMT生产设备及治具,二、主流印刷机的特征,1、釆用高

3、精密图像处理系统实现XY 轴的自动定位，高刚性一体化的机架结构保证了印刷机长期稳定的印刷性能 2、刮刀运行时更平稳，最优化的离网原理提高印刷质量。 3、具有自动清洗功能。 4、印刷机小型化可节省更多的安装场地，并能实现从左到右或从右到左的传送方式。,第3章 SMT生产设备及治具,5、运转高速化和图像快速化保证了高效生产的需要。 6、提供标准的基板边夹装置、真空夹紧装置作为选配件 7、印刷压力、刮刀速度、基板尺寸和清洁频率等印刷条件的参数釆用数字化输入。 8、图像处理系统的自动校正功能令钢网定位更简便。 9、釆用交互式操作系统，简单方便。,第3章 SMT生产设备及治具,模板是用来定量分配焊膏，它

4、是在一块金属片上，用化学方式蚀刻出漏孔或用激光刻板机刻出漏孔，用铝合金边框绷边，做成适应尺寸的金属板。,模板实物,三、印刷用治具模板,第3章 SMT生产设备及治具,1、模板结构 刚 铸铝外框 刚 铸铝外框 柔 丝网有弹性 刚 金属模板 刚 模板 金属模板材料：不锈钢 坚固，寿命长 锡磷青铜 价廉命短,全金属模板,柔性金属模板,第3章 SMT生产设备及治具,2、金属模板的制造方法： 化学腐蚀法、激光切割法、电铸法,第3章 SMT生产设备及治具,第3章 SMT生产设备及治具,三种模板制造方法比较,第3章 SMT生产设备及治具,3、模板开口设计 (1)开口形状,模板开口通常为矩形、方形、圆形三种。

5、矩形开口比方形和圆形开口具有更好的脱模效率。 开口喇叭口垂直或向下时焊膏释放顺利。,垂直开口易脱模,喇叭口向下易脱模,喇叭口向上脱模差,第3章 SMT生产设备及治具,3、模板开口设计 (1)开口形状,模板开口通常为矩形、方形、圆形三种。 矩形开口比方形和圆形开口具有更好的脱模效率。,第3章 SMT生产设备及治具,(2)模板开口尺寸 锡铅焊膏：模板开口宽度0.92*焊盘宽度 无铅焊膏：模板开口宽度焊盘宽度 无铅焊膏比重小于锡铅焊膏，表面张力大于锡铅焊膏润湿性差，窗口要大些。,第3章 SMT生产设备及治具,L,宽厚比W/H窗口宽度/模板厚度,面积比L*W/2(L+W)H窗口面积/窗口孔壁面积,(3

6、)模板宽厚比、面积比（模板良好漏印的必要条件） 模板窗口壁尽量光滑 宽厚比1.6 面积比0.66（有铅） 宽厚比1.7 面积比0.7 （无铅）,第3章 SMT生产设备及治具,第3章 SMT生产设备及治具,(4)模板的厚度直接影响印刷焊膏厚度 模板钢片材料选用不锈钢板，其厚度为0.10.3mm， A、普通模板：引脚间距大，片式元件尺寸大，厚度较厚。 B、局部减薄模板：PCB上既有需厚度较厚模板的元器件，也有需模板厚度较薄的FC、COB等。 C、局部增厚模板：PCB上已经贴好COB，再印刷时B和C两者均须用橡胶刮刀。,第3章 SMT生产设备及治具,点涂：通过压力的作用使液体发生移位。,第3章 SM

7、T生产设备及治具, 、气压泵滴涂法,最原始、最广泛的方法，灵活性好，控制方便，操作简单、可靠，针头、针管易清洗，但速度受粘度的影响大。高速和滴涂小胶点时一致性差。,气压泵一直被认为是最直接的涂敷方式，它根据时间-压力原理利用压缩机产生受控脉冲气流进行工作。它有一个注射器，在末端装有一针头，工作时气流脉冲作用时间越长，从针头推出的涂敷材料数量就越多。,第3章 SMT生产设备及治具, 螺旋泵滴涂法,灵活性强，适合滴涂各种贴片胶，与时间/压力滴涂法相比，对贴片胶混入的空气不太敏感。其缺点是对粘度的变化敏感，速度对滴涂一致性有影响,这项技术依靠一个精密设计的导引螺杆和圆筒结构，在它里面装有固定数量的涂

8、敷材料，这些材料填满了螺纹凹槽，其涂敷量与导引螺杆转动量成正比。螺杆的转动由一个电机驱动电磁离合系统进行精确控制，电机以恒定速度转动，通过离合器的咬合与释放来推动螺杆。根据螺旋泵转动时间、针管直径和导引螺杆的沟槽深度不同可得到各种涂敷尺寸。,第3章 SMT生产设备及治具, 活塞泵滴涂法,高速时胶点一致性好，能点大胶点。但清洗复杂，对贴片胶中的空气敏感。,该技术是在一个密封的容室中用活塞的运动精确控制相应体积的液体。因而，液体的粘性变化对流动率没有影响。针头大小同样也不会影响活塞泵的速率。,第3章 SMT生产设备及治具, 喷射滴涂法,非接触式，速度快。对板的翘曲和高度的变化不敏感。但大胶点速度慢

9、，需要多次喷射。清洗复杂。,这是一种新方法，它使用一个弹簧加力的针或“锤”以快速轮转的方式迫使材料通过针嘴。它类似于定量活塞泵用高速来喷射材料。空气压力将针提起到液体容器上面，当气压移开时，弹簧将针往下驱动，迫使胶剂通过针嘴。胶点的路径是一条在滴嘴和板上目标点之间的通道。,第3章 SMT生产设备及治具,点胶机的主要参数,喷嘴内径,喷嘴设计,喷嘴和板面距离,锡膏量控制技术,速度、重复精度,胶水特性,点胶停留时间,13,第3章 SMT生产设备及治具,1、贴片机的介绍 Pick and Place（拾与放） 将SMC/SMD等各种类型的表面组装芯片贴放到PCB的指定位置上的过程称为贴装，相应的设备称

10、为贴片机或贴装机。 贴装一般均采用贴片机自动进行，也可借助辅助仪器和设备进行人工或半自动化贴装。,一、贴片机概述,第3章 SMT生产设备及治具,2、贴片机的发展过程 手动贴片机到自动贴片机 低精度贴片机到高精度贴片机 低速贴片机到高速贴片机 3、常见的贴片机品牌 亚洲：松下、富士、JUKI、日立、三星等等 欧洲：西门子、飞利浦等等 美国：环球等,第3章 SMT生产设备及治具,二、贴片机结构,贴片机由以下几部分组成： 机架、基板传送系统、贴片头、供料器、机器视觉系统、定位系统、传感系统、计算机控制系统,基板处理,元件对中,供料器,贴片头,第3章 SMT生产设备及治具,1、机架 用来安装、支撑贴片

11、机的底座，是机器的基础。 2、基板传送系统 功能： 稳定安全地将PCB传送到贴片位置，并将其准确、稳定地固定在贴片位置，贴片完成后再将PCB送到下道工序。,第3章 SMT生产设备及治具, 传送特征: 一般是A、B、C三段皮带传送系统,PCB到达B区后，由PCB止动块来机械定位，同时支撑组件升起支撑PCB板。通过相机等识别系统找到PCB识别标志，然后计算出贴片的精确位置，保证贴片的准确性。,整体式、活动式导轨,第3章 SMT生产设备及治具,3、贴装头 作用 拾取元件后，把元件完整、准确的贴放到PCB上。是贴片机最复杂、最关键的部分，安装在X-Y定位系统上。, 种类 单头 贴片头 固定式 多头 水

12、平旋转式/转塔式 旋转 垂直旋转/转盘式,第3章 SMT生产设备及治具,转盘式 （垂直旋转头）,直线式(固定式),转塔式,第3章 SMT生产设备及治具,水平旋转/转塔式贴片机的结构图,多见于松下、三洋、富士,第3章 SMT生产设备及治具,垂直旋转/转盘式贴装头,多见于西门子贴片机,第3章 SMT生产设备及治具, 吸嘴 贴装头上用真空泵控制的贴装工具，也是具体吸取和贴片的部位。 吸嘴高速与元器件接触，磨损严重。,合金材料,碳纤维耐磨塑料材料,陶瓷材料及金刚石,防静电材料,早期,现在,先进材料,第3章 SMT生产设备及治具,4、供料器 作用： 将片式元器件SMC/SMD按照一定规律和顺序提供给贴片

13、头，以便其准确方便地拾取。 分类： 带式供料器 tape feeder 管式供料器 stick feeder 盘式供料器 waffle feeder 散料供料器 bulk feeder,第3章 SMT生产设备及治具,带式供料器,根据带宽制定其规格。,8、12、16、24、32、44、56、72mm等。,标准单带供料器,高占地效率双带供料器,带状供料器元器件的驱动方式： 机械打击驱动、电驱动、空气压力驱动,储存、工作台,第3章 SMT生产设备及治具,双带供料器,第3章 SMT生产设备及治具,管状供料器,重力推动式,振动推动式,单管式供料器,多管式供料器,第3章 SMT生产设备及治具,盘式供料器,

14、多层式,16,单层式,第3章 SMT生产设备及治具,散料供料器,带有一套线性振动的轨道，随着轨道的振动，元器件在轨道上排序。,第3章 SMT生产设备及治具, 总结： 1、通常以能装载8mm供料器的数量作为贴片机供料器的装载数。 如：盘式供料器约占20个8mm料位； 大型高速机一般可装载120个8mm带式供料器。 2、目前，元器件在Feeder中的驱动方式有三种：机械打击驱动、电驱动、空气压力驱动。,Feeder的站位号依据,第3章 SMT生产设备及治具,5、机器视觉系统 PCB的确认 俯视摄像头 搜索PCB基准标志，以便贴装前将电路板置于正确位置 元器件的确认 元器件外形确认、元器件对中、元器

15、件引脚的共面性和形变的确认。 元器件对中方式：机械对中、视觉对中、激光对中,第3章 SMT生产设备及治具, 元器件识别系统 仰视摄像头 CCD技术 安装于料盘和贴装位置之间，吸嘴吸取元件后经过该摄像头，完成元器件检测后，在进行贴装。 2) 头部摄像头 飞行对中技术 安装在贴装头上或贴片机上，在拾取元件到指定位置过程中，完成对元件的检测。 3) 激光对中与检测 激光束照在元件上，测量元件透射的影像，完成对元件的检测。,第3章 SMT生产设备及治具,6、X-Y定位系统 PCB不动，贴片头安装在X导轨上，X导轨沿Y方向运动从而实现在X-Y方向贴片的全过程。多见于泛用机。 贴片头固定，PCB承载平台做X-Y方向运动。多见于塔式旋转头。 贴片头仅做X方向运动，PCB仅做Y方向运动，二者配合完成贴片过程。,第3章 SMT生产设备及治具,7、传感系统 负压传感器 贴片头压力传感器 位置传感器 图像传感器 激光传感器,第3章 SMT生产设备及治具,第3章 SMT生产设备及治具,三、贴片机的分类,1、按贴装方式分类,第3章 SMT生产设备及治具, 顺序式：单头贴片机按顺序逐只贴SMC/SMD；