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1、会计学1SMT生产线的检测生产线的检测(jinc)设备介绍设备介绍第一页，共108页。本章本章(bnzhn)(bnzhn)内容内容SMT生产线组成(zchn)主要设备(shbi)：印刷机点胶机贴装机再流焊机检测设备(shbi)第1页/共107页第二页，共108页。全自动生产线是指整条生产线设备都是全自动设备，通过自动上板机、缓冲连接线和卸板机将所有生产设备连一条自动线；半自动生产线是指主要生产设备没有连接起来或没有完全连接起来印刷机是半自动的，需要人工印刷或人工装卸印制板SMT生产线生产线按照生产线的规模大小可分为按照生产线的规模大小可分为大型、中型大型、中型(zhngxng)和小型生产线。和
2、小型生产线。按照自动化程度按照自动化程度(chngd)分为分为全自动生产线和半自动生产线全自动生产线和半自动生产线第2页/共107页第三页，共108页。n n图中：n n1自动(zdng)上板装置2高精度全自动(zdng)印刷机3缓冲带（检查工位）n n4高速贴装机5高精度、多功能贴装机6缓冲带（检查工位）n n7热风或热风远红外再流焊炉8自动(zdng)卸板装置SMT生产线所需设备生产线所需设备(shbi)第3页/共107页第四页，共108页。组织组织(zzh)实施实施双面双面SMD/THC组装组装(zzhun)工艺流程工艺流程此类要用混合安装工艺，主要(zhyo)用于消费类电子产品的安装。
3、主要(zhyo)流程如下：AB面面印刷锡膏印刷锡膏点贴片胶点贴片胶贴贴装装元元件件翻翻转转回流焊回流焊加热固化加热固化第4页/共107页第五页，共108页。SMD/THCSMD/THC组装组装组装组装(zzhun)(zzhun)主要流程主要流程主要流程主要流程印刷锡膏贴装元件回流焊翻转先作先作A A面面：点贴片胶贴装元件加热固化翻转再作再作B B面：面：第5页/共107页第六页，共108页。插通孔元件插通孔元件插通孔元件插通孔元件(yunjin)(yunjin)(yunjin)(yunjin)后再后再后再后再过波峰焊过波峰焊过波峰焊过波峰焊 插通孔元件(yunjin)波峰焊清洗(qngx)波峰
4、焊插通孔元件清洗第6页/共107页第七页，共108页。n nSMT生产线主要生产设备包括印刷机、点胶机、贴装机、再流焊炉和波峰焊机。辅助设备有检测设备、返修设备、清洗(qngx)设备、干燥设备和物料存储设备等。第7页/共107页第八页，共108页。印刷机印刷机手工(shugng) 印刷机和刮刀半自动印刷机全自动印刷机第8页/共107页第九页，共108页。印刷机的基本印刷机的基本(jbn)(jbn)结结构构机架机架夹持基板的夹持基板的X X、Y Y、工作台工作台印刷头系统印刷头系统丝网丝网(swn)(swn)或模或模板的固定、分离机构板的固定、分离机构视觉定位系统、擦板视觉定位系统、擦板系统系统
5、二维、三维测量系统二维、三维测量系统传输(chunsh)控制系统和刮刀固定机构印刷精度的基本保证第9页/共107页第十页，共108页。印刷机的主要印刷机的主要印刷机的主要印刷机的主要(zhyo)(zhyo)技技技技术指标术指标术指标术指标最大印刷面积：根据最大的 PCB尺寸确定印刷精度 (jnd)：一般要求达到。重复精度 (jnd)：一般要求达到印刷速度：根据产量决定可能可能(knng)就这些吧就这些吧第10页/共107页第十一页，共108页。按照网板与按照网板与PCB是否是否(shfu)接触分为接触和非接触印刷接触分为接触和非接触印刷按照印刷方向分为按照印刷方向分为(fnwi)单向和双向印刷
6、单向和双向印刷按照网板分离方式分为按照网板分离方式分为(fnwi)：PCB工作台固定工作台固定印刷头、刮刀系统和模板固定印刷头、刮刀系统和模板固定开放式印刷开放式印刷密闭式印刷密闭式印刷第11页/共107页第十二页，共108页。刮刀刮刀(udo)(udo)的种类的种类A）橡胶(xingjio)刮刀B）金属(jnsh)刮刀C）橡胶+金属刮刀第12页/共107页第十三页，共108页。手工手工(shugng)(shugng)印刷机印刷机n n手工装卸(zhungxi)PCBn n手工图形对准n n手工印刷第13页/共107页第十四页，共108页。半自动印刷机半自动印刷机n n手工装卸PCBn n印刷
7、机自动完成(wnchng)印刷和网板的分离n n可以配置视觉定位系统第14页/共107页第十五页，共108页。全自动印刷机全自动印刷机n n自动装卸(zhungxi)PCBn n视觉定位n n印刷n n分离印刷锡膏是印刷锡膏是 SMT的关键的关键(gunjin)工序工序第15页/共107页第十六页，共108页。印刷机发展方向印刷机发展方向半自动印刷机配备半自动印刷机配备1、全自动视觉对位、全自动视觉对位2、二、二D检验检验3、自动清洗模板底部、自动清洗模板底部全自动印刷机增加功能全自动印刷机增加功能(gngnng)部件部件1、CCD自动视觉识别功能自动视觉识别功能(gngnng)、二维三维测、
8、二维三维测量系统量系统2、封闭式印刷、离板速度调整、网板自动清洁功能、封闭式印刷、离板速度调整、网板自动清洁功能(gngnng)3、对、对QFP器件进行器件进行45角印刷角印刷4、推出、推出PlowerFlower等密闭式等密闭式“流变泵流变泵”印刷头印刷头技术技术5、喷印功能、喷印功能(gngnng)：设备昂贵（：设备昂贵（$30万以上）万以上）第16页/共107页第十七页，共108页。1818点胶机是一种通用电子生产设备，点胶机是一种通用电子生产设备，具有结构紧凑、操作方便、性能具有结构紧凑、操作方便、性能稳定稳定(wndng)、经济实用等优、经济实用等优点，是集运动控制技术和点胶控点，是
9、集运动控制技术和点胶控制技术于一体的机电一体化产品，制技术于一体的机电一体化产品，已广泛应用于电子元件制造、电已广泛应用于电子元件制造、电路板组装、电器产品生产、集成路板组装、电器产品生产、集成电路封装等行业。电路封装等行业。第17页/共107页第十八页，共108页。n n点胶机第18页/共107页第十九页，共108页。点胶机设备参数点胶机设备参数(cnsh)、性能、性能程序程序(chngx)容量：容量：100个程序个程序(chngx)/6000点点编程界面编程界面(jimin)：中：中/英文英文英寸触摸屏示教器英寸触摸屏示教器最大承重：工作台最大承重：工作台8千克千克Z轴轴3千克千克有效行程
10、：有效行程：X轴轴400mm（左右移动），（左右移动），Y1轴、轴、Y2轴轴400mm（工作台前后移动）（工作台前后移动）Z轴轴100mm（点胶头上下移动）（点胶头上下移动）最高速度：最高速度：X轴轴800mm/s，Y1轴、轴、Y2轴轴800mm/s，Z轴轴300mm/s重复精度：编程方式：触摸屏控制，编程方式：触摸屏控制，PC编程输入编程输入气压：06Kgf/C第19页/共107页第二十页，共108页。印刷机的发展印刷机的发展(fzhn)(fzhn)由于新型由于新型SMDSMD不断出现不断出现(chxin)(chxin)、组、组装密度的提高装密度的提高以及免清洗要以及免清洗要求，印刷机的求，
11、印刷机的高密度、高精高密度、高精度的提高以及度的提高以及多功能方向发多功能方向发展展半自动印刷机加视觉半自动印刷机加视觉 (shju)识别系统。识别系统。增加了增加了CCD图像识别图像识别 全自动印刷机：自动识别系统自动更换漏印模板、清洗网板对QFP器件进行45度角印刷二维和三维检查印刷结果（焊膏图形）等功能。第20页/共107页第二十一页，共108页。贴片机贴片机第21页/共107页第二十二页，共108页。n n贴片机是片式元器件自动安装装置，是一种由微电脑控制的对片式元器件实现自动检选、贴放的精密设备。n n提示贴片机是表面安装工艺的关键设备，它是SMT生产线中最昂贵的设备之一，能达到(d
12、do)高水平的工艺要求。贴贴片片机机第22页/共107页第二十三页，共108页。n n贴片机的结构(jigu)框图如图所示。贴片机的结构贴片机的结构(jigu)图图贴片机的结构贴片机的结构(jigu)框图框图第23页/共107页第二十四页，共108页。n n全自动贴片机如图所示。贴片机各部分贴片机各部分(b fen)的的功能功能图图1.10 1.10 全全自动贴片机自动贴片机第24页/共107页第二十五页，共108页。n n贴片机各部分的功能如下。n n1坚固的机械结构n n采用重型耐用的直线滚珠(gnzh)导轨系统，提供坚固和耐用的机械装置。n n2直线编码系统n n采用闭环直流伺服马达并配
13、合使用无接触式直线编码系统，提供非常高的重复精度（）和稳定性。第25页/共107页第二十六页，共108页。n n3 3智能式送料系统智能式送料系统n n智能式送料系统能够快速智能式送料系统能够快速(kui(kuis)s)、准确地送料。、准确地送料。n n4 4点胶系统点胶系统n n点胶系统可在点胶系统可在ICIC的焊盘上快速的焊盘上快速(kuis)(kuis)进行点焊膏。进行点焊膏。第26页/共107页第二十七页，共108页。n n高精密度BGA及QFPIC的视觉对中系统外形如图所示。该系统具有线路板识别摄像机和元器件识别摄像机，采用彩色显示器，实现人机对话，也称为光学视觉系统，能够纠正片式元
14、器件与相应焊盘图形(txng)间的角度误差和定位误差，以提高贴装精度。这类贴片机的贴装精度达，贴装件接脚间距为，贴装速度为件。5飞行飞行(fixng)视觉对中系统视觉对中系统第27页/共107页第二十八页，共108页。图图1.11 1.11 飞行视觉飞行视觉(shju)(shju)对中系统对中系统第28页/共107页第二十九页，共108页。n n内置精密摄像系统可自动学习PCB基准点，除标准(biozhn)的圆形基准点外，方形的PCB焊盘和环形穿孔焊盘也可作基准点来识别，如图所示；还可精密贴装BGAIC和QFPIC，如图所示。6灵巧灵巧(ln qio)的基准点系统的基准点系统第29页/共107
15、页第三十页，共108页。圆形的PCB焊盘方形的PCB焊盘环形穿孔焊盘图图 基准点系统基准点系统(xtng)(xtng)识别基准点识别基准点第30页/共107页第三十一页，共108页。 （a）BGAIC（b）QFPIC图图1.13精密精密(jngm)贴装贴装BGAIC和和QFPIC第31页/共107页第三十二页，共108页。n n1 1按贴片机的贴装速度及所贴装元按贴片机的贴装速度及所贴装元器件种类器件种类(zhngli)(zhngli)分分n n 高速贴片机高速贴片机适合贴装矩形或适合贴装矩形或圆柱形的片式元器件。圆柱形的片式元器件。贴片机的种类贴片机的种类(zhngli)第32页/共107页
16、第三十三页，共108页。n n低速高精度贴片机适合贴装SOP形集成电路、小型(xioxng)封装芯片载体及无引线陶瓷封装芯片载体等。n n多功能贴片机既可贴装常规片式元器件，又可贴各种芯片载体。第33页/共107页第三十四页，共108页。n n2 2按机器归类按机器归类(uli)(uli)分分n n贴片机按机器归类贴片机按机器归类(uli)(uli)分为分为标准型片式元器件贴片机和异形片标准型片式元器件贴片机和异形片式元器件贴片机。式元器件贴片机。n n3 3按贴片机贴装方式分按贴片机贴装方式分n n贴式机按贴装方式分为同时式、贴式机按贴装方式分为同时式、顺序式、顺序顺序式、顺序/ /同时式与
17、流水线式，同时式与流水线式，如表所示。如表所示。第34页/共107页第三十五页，共108页。类 别贴 装 方 式特 点顺序式印制电路板AP装在X-Y工作台上，表面安装元器件（SMD）一个一个地顺序贴装工作灵活同时式多个SMD通过模板一次同时贴于AP上贴装率高，但不易更换AP流水线式AP在排成流水线的多个贴装头下，一步一步地行进，每到一个头下，贴装一个SMD投资大、占地大，但贴装效率高顺序/同时式兼有顺序式和同时式两种方式表表贴片机按贴装方式贴片机按贴装方式(fngsh)分类表分类表第35页/共107页第三十六页，共108页。贴片机贴片机贴装机相当于机器人，把元器件从包装中取出，并贴放到印制板相
18、应(xingyng)的位置上。n n贴装机的的基本结构贴装机的的基本结构(jigu)(jigu)n naa底座底座n nbb供料器。供料器。n ncc印制电路板传输装印制电路板传输装置置n ndd贴装头贴装头n nee对中系统对中系统n nff贴装头的贴装头的X X、Y Y轴定轴定位位n n传输装置传输装置n ngg贴装工具（吸嘴贴装工具（吸嘴n nhh计算机控制系统计算机控制系统第36页/共107页第三十七页，共108页。贴片机的主要贴片机的主要(zhyo)(zhyo)技术指标技术指标n n3.2.2.2贴装机的主要技术指标贴装机的主要技术指标n nn na贴装精度：包括三个内容：贴装精度：
19、包括三个内容：贴装精度、分辨率、重复精度。贴装精度、分辨率、重复精度。n n贴装精度贴装精度是指元器件贴装是指元器件贴装后相对于印制板标准贴装位置后相对于印制板标准贴装位置的偏移量，一般的偏移量，一般n n来讲，贴装来讲，贴装Chip元件要求达元件要求达到，贴装高密度窄间距的到，贴装高密度窄间距的SMD至少至少(zhsho)要求达到。要求达到。n n分辨率分辨率分辨率是贴装机运分辨率是贴装机运行时每个步进的最小增量。行时每个步进的最小增量。n n重复精度重复精度重复精度是指贴重复精度是指贴装头重复返回标定点的能力装头重复返回标定点的能力n nb贴片速度：一般高速机为元贴片速度：一般高速机为元件
20、以内，多功能机度为件以内，多功能机度为n n元件左右。元件左右。n nc对中方式：有机械对中、激光对中方式：有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光对中、全视觉对中、激光/视觉视觉混合对中。混合对中。n nd贴装面积：指贴装头的运动贴装面积：指贴装头的运动范围，可贴装的范围，可贴装的PCB尺寸，最尺寸，最大大PCB尺寸应大于尺寸应大于n n250300mm。n ne贴装功能：是指贴装元器件贴装功能：是指贴装元器件的能力。一般高速机只能贴装的能力。一般高速机只能贴装较小的元器件；较小的元器件；n n多功能机可贴装最小多功能机可贴装最小0.603mm最大最大6060mm器件，还器件，还可以贴装连接器
21、等异可以贴装连接器等异n n形元器件。形元器件。n nf可贴装元件种类数：是指贴装可贴装元件种类数：是指贴装机料站位置的多少（以能容纳机料站位置的多少（以能容纳8mm编带供料器编带供料器n n的数量来衡量）的数量来衡量）n ng编程功能：是指在线和离线编程功能：是指在线和离线编程优化功能。编程优化功能。第37页/共107页第三十八页，共108页。日本日本日本日本(r bn)SONY(r bn)SONY(r bn)SONY(r bn)SONY公司的公司的公司的公司的SI-E1000MKSI-E1000MKSI-E1000MKSI-E1000MK高速贴装机的高速贴装机的高速贴装机的高速贴装机的45
22、454545旋转贴装头旋转贴装头旋转贴装头旋转贴装头第38页/共107页第三十九页，共108页。贴片机的发展趋势贴片机的发展趋势n n随着随着SMCSMC小型化、小型化、SMDSMD多引脚窄间距化和复合式、组合式多引脚窄间距化和复合式、组合式片式元器件、片式元器件、BGABGA、CSPCSP、DCADCA（芯片直接贴装技术）、以（芯片直接贴装技术）、以及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断出现，对及表面组装的接插件等新型片式元器件的不断出现，对贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动化贴装机贴装技术的要求越来越高。近年来，各类自动化贴装机正朝着高速、高精度和多功能方向发展。采用多贴装头、正朝
23、着高速、高精度和多功能方向发展。采用多贴装头、多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术，使贴装速度多吸嘴以及高分辨率视觉系统等先进技术，使贴装速度(sd)(sd)和贴装精度大大提高。和贴装精度大大提高。目前最高的贴装速度目前最高的贴装速度(sd)(sd)可达到元件左右；高精度贴可达到元件左右；高精度贴装机的重复贴装精度为装机的重复贴装精度为0.05-0.25mm;0.05-0.25mm;多功能贴片机除了多功能贴片机除了能贴装能贴装0201(0.6mm*0.3mm)0201(0.6mm*0.3mm)元件外元件外, ,还能贴装还能贴装SOIC(SOIC(小外型小外型集成电路集成电路) )、PLCCPL
24、CC（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距（塑料有引线芯片载体）、窄引线间距QFPQFP、BGABGA和和CSPCSP以及长接插件（以及长接插件（150Mm150Mm长）等长）等SMD/SMCSMD/SMC的的能力。能力。 第39页/共107页第四十页，共108页。贴片机的发展趋势贴片机的发展趋势n n此外，现代的贴片机在传动结构（此外，现代的贴片机在传动结构（Y Y轴方向由单轴方向由单丝械向双丝杠发展丝械向双丝杠发展(fzhn)(fzhn)）；）；n n元件的对中方式（由机械向激光向全视觉发展元件的对中方式（由机械向激光向全视觉发展(fzhn)(fzhn)）；图像识别（采用高分辨）；图像识别（采
25、用高分辨CCDCCD）；）；BGABGA和和CSPCSP的贴装（采用反射加直射镜技术）；采用的贴装（采用反射加直射镜技术）；采用铸铁机架以减少振动，提高精度，减少磨损；铸铁机架以减少振动，提高精度，减少磨损；n n增强计算机功能等方面都采用了许多新技术，使增强计算机功能等方面都采用了许多新技术，使操作更加简便、迅速、直观和易掌握。操作更加简便、迅速、直观和易掌握。 第40页/共107页第四十一页，共108页。回流回流(huli)(huli)炉（再流炉（再流炉）炉）n n再流焊炉主要有热板式、红外、热风(rfn)、红外热风(rfn)和气相焊等形式。n n再流焊热传导方式主要有辐射和对流两种方式。
26、第41页/共107页第四十二页，共108页。n n辐射传导主要有红外炉。其优点是热效率高，温度陡度大，易控制温度曲线，双面焊接时PCB上、下温度易控制。其缺点是温度不均匀；在同一块PCB上由于器件的颜色和大小不同、其温度就不同。为了使深颜色和大体积的元器件达到焊接温度、必须提高焊接温度，容易造成焊接不良和损坏(snhui)元器件等缺陷。第42页/共107页第四十三页，共108页。n n对流传导主要有热风炉。其优点是温度均匀、焊接质量好。缺点是PCB上、上温差以及沿焊接长度(chngd)方向的温度梯度不易控制。第43页/共107页第四十四页，共108页。n n（1）目前再流焊倾向采用热风小对流方
27、式，在炉子下面采用制冷手段，以保护炉子上、下和长度方向的温度梯度，从而达到工艺曲线的要求。（2）是否需要(xyo)充N2选择（基于免清洗要求提出的）充N2的主要作用是防止高温下二次氧化，达到提高可焊性的目的。第44页/共107页第四十五页，共108页。再流焊炉再流焊炉再流焊炉是焊接表面贴装元器件的设备。再流焊炉主要有红外炉、热风炉、红外加热风炉、蒸汽再流焊炉是焊接表面贴装元器件的设备。再流焊炉主要有红外炉、热风炉、红外加热风炉、蒸汽(zhnq)焊炉等。目前最流行的是全热风炉以及红外加热风炉。焊炉等。目前最流行的是全热风炉以及红外加热风炉。热风、红外再流焊炉的基本热风、红外再流焊炉的基本(jbn
28、)(jbn)结构结构炉体上下加热(ji r)源PCB传输装置空气循环装置冷却装置排风装置温度控制装置以及计算机控制系统第45页/共107页第四十六页，共108页。再流焊炉的主要技术指标 a 温度控制精度：应达到0.10.2； b 传输带横向温差：要求5以下； c 温度曲线测试功能：如果(rgu)设备无此配置，应外购温度 曲线采集器； d 最高加热温度：一般为300350，如果(rgu)考虑无铅焊 料或金属基板，应选择350以上。 e 加热区数量和长度：加热区数量越多、加热区长度越 长，越容易调整和控制温度曲线。一般中小批量生产 选择45温区，加热区长度左右即能满足要求。 f 传送带宽度：应根据
29、最大和最小PCB尺寸确定。第46页/共107页第四十七页，共108页。n n再流焊的核心环节是利用外部热源加热，使焊料熔化而再次流动浸润，完成印制电路板的焊接(hnji)过程。n n提示再流焊接(hnji)是精密焊接(hnji)，热应力小，适用于全表面贴装元器件的焊接(hnji)。第47页/共107页第四十八页，共108页。n n常用的再流焊接机有红外线再流焊接机、气相再流焊接机、热传导再流焊接机、激光再流焊接机、热风再流焊接机等。应用最多的是红外线再流焊接机、热风再流焊接机和气相再流焊接机。n n图所示为大型全热风回流焊接机，图所示为智能无铅回流焊接机。n n各种再流焊的原理(yunl)和性
30、能如表所示。再流焊接机的种类再流焊接机的种类(zhngli)第48页/共107页第四十九页，共108页。 图图1.5 1.5 大型全热风大型全热风(r fn)(r fn)回流焊接机回流焊接机 第49页/共107页第五十页，共108页。图图1.6智能智能(zhnn)无铅回流焊接机无铅回流焊接机第50页/共107页第五十一页，共108页。加热方式 原 理焊接形式（典型）焊 接 温 度备注红外线再流焊由红外线的辐射加热225235调节范围：310预热：远红外焊接：近红外适合于不需要部分加热场合，可大批量生产气相再流焊利用惰性气体的汽化潜热215调节范围：1030热板再流焊利用芯板的热传导加热2152
31、35调节范围：310表表1.21.2再流焊的原理再流焊的原理(yunl)(yunl)和性能表和性能表第51页/共107页第五十二页，共108页。局部加热方式专用加热工具利用热传导进行焊接100260调节范围：510加压：78.5274.6N激光束利用激光进行焊接（CO2与YAG激光）红外光束红外线高温光点焊接同激光焊接相比较，成本低热气流通过热气喷嘴加热焊接230260调节范围：310加 热 方 式原 理焊接形式（典型）焊 接 温 度备 注焊接时对其他元件不产生热应力，损坏性小续表续表第52页/共107页第五十三页，共108页。n n再流焊又称回流焊，焊料是焊锡膏。再流焊是将适量焊锡膏涂敷在印
32、制电路板的焊盘上，再把表面(biomin)贴装元器件贴放到相应的位置，由于焊锡膏具有一定黏性，可将元器件固定，然后让贴装好元器件的印制电路板进入再流焊设备。在再流焊设备中，焊锡膏经过干燥、预热、熔化、润湿、冷却，将元器件焊接到印制电路板上。再流焊接机再流焊接机第53页/共107页第五十四页，共108页。n n再流焊炉主要(zhyo)由炉体、上下加热源、PCB传送装置、空气循环装置、冷却装置、排风装置、温度控制装置以及计算机控制系统组成，如图所示。再流焊接机的组成再流焊接机的组成(z chn)第54页/共107页第五十五页，共108页。图图 再流焊接机的结构再流焊接机的结构(jigu)(jigu
33、)第55页/共107页第五十六页，共108页。n n提示单纯的红外加热再流焊，很难使组件上各处的温度都符合规定的曲线要求，而红外/热风混合式，采用强力空气对流的远红外再流焊，热空气在炉内循环，在一定程度(chngd)上改善了温度场的均匀性。第56页/共107页第五十七页，共108页。n n红外/热风再流焊接机也称热风对流红外线辐射再流焊接机，其结构如图所示。n n预热区的作用是激活焊膏中的助焊剂，使焊膏中的熔剂(rngj)挥发物逐渐地挥发出来并保证组件整体温度均匀，从而防止焊料飞溅和基板过热。红外红外/热风热风(r fn)再流再流焊接机焊接机第57页/共107页第五十八页，共108页。图图1.
34、8 1.8 红外红外/ /热风热风(r fn)(r fn)再流焊接机的结构再流焊接机的结构 第58页/共107页第五十九页，共108页。n n再流区是实现各焊点充分均匀地润湿，采用多嘴加热组件，鼓风机将被加热的气体从专门设计的多喷嘴系统中喷入炉腔，确保工作区温度分布(fnb)均匀，能分别控制顶面和底面的热气流量和温度，在实现对印制电路板顶面焊接的同时，对印制电路板底面进行冷却，以免焊接好的元器件松动。第59页/共107页第六十页，共108页。浸浸锡锡炉炉n n浸焊是把已完成元器件安装的印制电路板浸入熔化状态(zhungti)的焊料液中，一次完成印制电路板上的焊接。n n浸锡炉是在一般锡锅的基础
35、上加焊锡滚动装置和温度调节装置构成的，是浸焊专用设备。自动浸锡炉如图所示。第60页/共107页第六十一页，共108页。图图 自动自动(zdng)(zdng)浸锡炉浸锡炉第61页/共107页第六十二页，共108页。n n想一想浸锡炉有哪些用途呢？n n浸锡炉既可用于对元器件引线、导线端头、焊片等进行浸锡，也适用于小批量印制电路板的焊接(hnji)。由于锡锅内的焊料不停地滚动，增强了浸锡效果。第62页/共107页第六十三页，共108页。n n使用浸锡炉时要注意调整温度。锡锅一般设有加温挡和保温挡。开关置加温挡时，炉内两组电阻丝并联，温度较高，便于熔化(rnghu)焊料。当锅内焊料已充分熔化(rng
36、hu)后，应及时转向保温挡。此时电阻丝从并联改为串联，电炉温度不再继续升高，维持焊料的熔化(rnghu)，供浸锡用。第63页/共107页第六十四页，共108页。n n为了(wile)保证浸锡质量，应根据锅内焊料消耗情况，及时增添焊料，并及时清理锡渣和适当补充焊剂。第64页/共107页第六十五页，共108页。n n图为现在小批量生产中仍在使用的浸焊设备示意图。图（a）所示为夹持式浸焊炉，即由操作者掌握浸入时间(shjin)，通过调整夹持装置可调节浸入角度。图（b）所示为针床式浸焊炉，它可进一步控制浸焊时间(shjin)、浸入及托起速度。这两种浸焊设备都可以自动恒温，一般还配置预热及涂助焊剂的设备
37、。第65页/共107页第六十六页，共108页。图图5.2 5.2 浸焊设备浸焊设备(shbi)(shbi)示意图示意图第66页/共107页第六十七页，共108页。n n想一想什么是波峰焊呢？n n如图所示，波峰焊是将熔融的液态焊料，借助机械或电磁泵的作用，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波峰，将插装了元器件的印制电路板置于传送链上，以某一特定的角度、一定的浸入深度和一定的速度穿过(chunu)焊料波峰而实现逐点焊接的过程。波峰焊适于大批量生产。5.2波峰波峰(bfng)焊接焊接机机第67页/共107页第六十八页，共108页。n nHS-350DS触摸屏波峰焊第68页/共107页第六十九页，共10
38、8页。图图5.3 5.3 波峰焊示意图波峰焊示意图第69页/共107页第七十页，共108页。n n提示波峰焊是自动焊接中较为理想的焊接方法(fngf)，近年来发展较快，目前已成为印制电路板的主要焊接方法(fngf)。第70页/共107页第七十一页，共108页。5.2.1 波峰波峰(bfng)焊接焊接机的组成机的组成n n波峰焊接机通常由涂助焊剂装置(zhungzh)、预热装置(zhungzh)、焊料槽、冷却风扇和传送装置(zhungzh)等部分组成，其结构形式有圆周式和直线式两种，如图所示。第71页/共107页第七十二页，共108页。n n图（a）所示为圆周式，焊接机的有关装置沿圆周排列，台车
39、运行一周完成一块印制电路板的焊接任务。这种焊接机的特点是台车能连续(linx)循环使用。n n图（b）所示为直线式，通常传送带安装在焊接机的两侧，印制电路板可用台车传送，也可直接挂在传送带上。第72页/共107页第七十三页，共108页。图图5.4 5.4 波峰波峰(bfng)(bfng)焊接机焊接机第73页/共107页第七十四页，共108页。n n表面安装使用(shyng)的波峰焊接机是在传统波峰焊接机的基础上进行改进，以适应高密度组装的需要。主要改进在波峰上，有双峰、峰、喷射式峰和气泡峰等新型波峰，形成湍流波，以提高渗透性。它们的工作原理和性能如表所示。5.2.2 表面安装使用表面安装使用(
40、shyng)的波峰焊接机的波峰焊接机第74页/共107页第七十五页，共108页。n n表面(biomin)安装用波峰焊接机的主要技术指标有焊剂容量610L，最高18L；焊料量10kg1000kg；带速06m/min；带宽300mm450mm；焊料温度220250；焊接时间3s4s。第75页/共107页第七十六页，共108页。方 法工 作 原 理特 点双峰波峰焊（1）适用于混装SMT的焊接（2）生产率高，工艺成熟（3）易桥接、漏焊，漏焊率18%（4）AP承受焊料冲剂（5）SMD须预先固定峰波峰焊（1）适用于混装SMT的焊接（2）生产率高，工艺成熟（3）易桥接、漏焊，漏焊率18%（4）AP承受焊料
41、冲剂（5）SMD须预先固定表表5.1 5.1 表面安装使用的波峰焊接机工作原理表面安装使用的波峰焊接机工作原理(yunl)(yunl)和性能表和性能表第76页/共107页第七十七页，共108页。方 法工 作 原 理特 点喷射式波峰焊（1）适用于混装SMT的焊接（2）生产率高，工艺成熟（3）易桥接、漏焊，漏焊率18%（4）AP承受焊料冲剂（5）SMD须预先固定气泡波峰焊（1）漏焊率20%（2）适于细线焊接续表续表第77页/共107页第七十八页，共108页。预热温度预热温度预热温度预热温度(wnd)(wnd)(wnd)(wnd)：室温：室温：室温：室温250250250250n n不同厂家不同厂家
42、所生产的所生产的波峰焊设波峰焊设备的参数备的参数和性能和性能(xngnng(xngnng) )会略有不会略有不同，现以同，现以威海海天威海海天机电有限机电有限公司生产公司生产的八温区的八温区无铅波峰无铅波峰焊设备为焊设备为例进行讲例进行讲解：解：运输运输(ynsh)速度：速度：0-1800mm/minPCB宽度：宽度：Max.350mm预热区数量：预热区数量：3个预热温区个预热温区预热器：预热器：220v/AC3.0KWX3焊接温度：室温焊接温度：室温400传送方向：传送方向：LR&(RL)传输导轨角度：传输导轨角度：4-7预热长度：预热长度：1800mm预热方式：微循环全热风加热预热方式：微
43、循环全热风加热预热控温方式：西门子温控模块预热控温方式：西门子温控模块波峰焊设备参数、性能波峰焊设备参数、性能第78页/共107页第七十九页，共108页。SMT检测检测(jinc)n nSMT品检是提高SMT产品质量的重要步骤，它能改善产品品质，努力达到“零缺陷”。组装到仪器上再发现故障(gzhng)的费用是在装配印刷电路板时发现故障(gzhng)所耗费用的几十倍；而将产品投入市场后发现故障(gzhng)的费用将是在装配印刷电路板时发现故障(gzhng)所耗费用的上百倍。作业过程中为了确保SMT产品质最，就要进行有效的检测，及时发现缺陷和故障(gzhng)并修复，从而有效降低因制造含有故障(g
44、zhng)的产品及返修所需的费用。第79页/共107页第八十页，共108页。n nSMT品检技术基本内容主要有：可测试性设计；原材料来料检测；工艺过程检测和组装后的组件检测等。SMT品检从检测位置上可分为来料检测(简称IQC)、工艺过程检测(简称IPQC)、成品检测(简称FQC)、出厂检验(简称OQC)等方面；从检测方法上可分为：目视检验、在线测试(简称ICT)、自动(zdng)光学检测(简称AOI)、X-ray检测(简称X-ray或AXI)、功能测试(简称FT)等方面。第80页/共107页第八十一页，共108页。n n目视检验是目视检验是SMTSMT检验作业的一个检验作业的一个基本手段，其主
45、要目的是检验基本手段，其主要目的是检验外观不良。作业的重点是来料外观不良。作业的重点是来料检验、印制电路板检验、印制电路板(PCB)(PCB)及焊点及焊点外观、缺件、错件、极性反、外观、缺件、错件、极性反、偏移偏移(piny)(piny)、立碑等项目。、立碑等项目。 目视检验作业所使用的工具包括：游标卡尺、千分尺、3-20倍放大镜、显微镜、防静电手套、工作服、镊子、防静电刷子等。此外，结构性检验工具：如拉力计、扭力计。特性检验：使用检测仪器或设备(shbi)(如万用表、电容表、LCR表、示波器等)。第81页/共107页第八十二页，共108页。n n目视检验作业内容主要包括元器件来料检验、印制电
46、路板(PCB)基板质量、工艺(gngy)材料来料检验及SMT部品的印刷、贴片与回流焊、印制电路板组件(PCBA)等工艺(gngy)制程方面问题进行检验。第82页/共107页第八十三页，共108页。XXXXXXXXXXXXXX文件编号：XXXXXXXXXXX编制：XXX来料检验版本号：XX页码：XX本页修改序号：XX名称：集成电路(IC)检验项目 检验方法 检验内容 判定等级1型号规格 目检检查型号规格是否符合规定要求A2包装、数量目检检查包装是否为防静电密封包装A清点数量是否符合A3封装、标志目检检查封装是否符合要求，表面有无破损、引脚是否平整且无氧化现象A检查标志是否正确、清晰A4功能测试替
47、代法测试将需测试的IC与车台板(振动传感器)上相同型号的IC替换，再进行功能测试，功能正常的则判合格A测试用仪器、仪表、工具： 1放大镜(5倍) 2模拟板 3车台控制板工装、振动传感器注意事项： 1检验时需戴手套，不能直接用手接触集成电路 2要有防静电措施 注：车台CPU与遥控器CPU不作第3项功能测试第83页/共107页第八十四页，共108页。ICT测试仪测试仪n nICTICT是是InCircuitTesterInCircuitTester英文简称，中文含义是在线英文简称，中文含义是在线测试仪，是现代电子企业必备的测试仪，是现代电子企业必备的PCBA(PrintedPCBA(Printed
48、CircuitBoardAssemblyCircuitBoardAssembly，印刷电路板组件，印刷电路板组件) )生产的生产的测试设备，测试设备，ICTICT使用范围，测量准确性高，对检测使用范围，测量准确性高，对检测出的问题指示明确，即使电子技术水准一般的工人出的问题指示明确，即使电子技术水准一般的工人处理处理(chl)(chl)有问题的有问题的PCBAPCBA也非常容易。使用也非常容易。使用ICTICT能能极大地提高生产效率，降低生产成本，在线测试仪极大地提高生产效率，降低生产成本，在线测试仪检出故障覆盖率可达检出故障覆盖率可达9595，其在生产线上的合理配，其在生产线上的合理配置能够
49、尽早发现制造故障并及时维修，或对生产工置能够尽早发现制造故障并及时维修，或对生产工艺进行及时调整，有效降低因制造带有故障的产品艺进行及时调整，有效降低因制造带有故障的产品及返修所需的费用。及返修所需的费用。 第84页/共107页第八十五页，共108页。n n先进的测试技术先进的测试技术n n先进的电解电容极性测试技术可测率高达先进的电解电容极性测试技术可测率高达100100。n n开短路及开短路及ICIC保护二极体之测试程式自动学习生成。保护二极体之测试程式自动学习生成。n n电脑自动隔离点选择功能，最高可达电脑自动隔离点选择功能，最高可达1010个点。个点。多连板程式自动生成功能。多连板程式
50、自动生成功能。n nCMOS+RELAYCMOS+RELAY结合的开关板设计，使测试既快又稳定结合的开关板设计，使测试既快又稳定n n相位相位(xingwi)(xingwi)分离技术分离技术n n杂散电容杂散电容OFFSETOFFSET功能功能n n 系统自我诊断功能。系统自我诊断功能。n n 完整的统计报表功能，资料可自动存储，不因断完整的统计报表功能，资料可自动存储，不因断电而丢失数据。电而丢失数据。n n对小电阻使用特殊四线式测试模式，可排除探针与对小电阻使用特殊四线式测试模式，可排除探针与电路板之间不稳定接触电阻。电路板之间不稳定接触电阻。n n应用应用ICClampingDiodeI
51、CClampingDiode特性，检测特性，检测ICIC脚位故障及脚位故障及焊接不良。焊接不良。n n 体积小，重量轻，使用灵活，符合高科科技产品体积小，重量轻，使用灵活，符合高科科技产品轻，薄，短，小的要求轻，薄，短，小的要求第85页/共107页第八十六页，共108页。第86页/共107页第八十七页，共108页。n nICT单面治具ICT双面治具第87页/共107页第八十八页，共108页。FCT夹具夹具(jij)n nFCTFCT功能功能(gngnng)(gngnng)治具治具FCT气动(qdn)治具第88页/共107页第八十九页，共108页。ICT的工作的工作(gngzu)原原理及分类理及
52、分类n n电气测试使用的最基本仪器是在线测试仪(ICT)，采用一种(yzhn)元器件级的测试方法用来测试装配后的电路板上的每个元器件。ICT可分为针床ICT和飞针ICT，飞针HCT基本只进行静态的测试，优点是不需制作夹具，程序开发时间短。针床式ICT可进行模拟器什功能和数字器件逻辑功能测试，故障覆蒜率高，但对每种单板需制作专用的针床夹具，夹具制作和程序开发周期长。第89页/共107页第九十页，共108页。检测检测(jinc)(jinc)设备设备n n目视(msh)检查：放大镜、双面显微镜、三维旋转显微镜、投影仪n n自动检测设备：n n自动光学检测（AutoopticalInspect，AOI
53、）n n在线检测（In-CircuitTester，ICT）n nX光检测（X-Ray）n n功能检测（Functionaltester，FT）n n超声波检测第90页/共107页第九十一页，共108页。AOI设备设备(shbi)第91页/共107页第九十二页，共108页。第92页/共107页第九十三页，共108页。n nAOI的关键技术就是软件，而软件中的n n检测能力就在于你对算法(sunf)的运用。n nAOI的算法(sunf)分为两种：学习型和调试型，学习型的算法(sunf)主要采用了图像对比;第93页/共107页第九十四页，共108页。AOI基本原理基本原理n nAOIAOI（Aut
54、omatedOpticalInspectionAutomatedOpticalInspection）自动光学检测，利用）自动光学检测，利用(lyng)(lyng)光学和数字成像技术，采用计算机和软件技术分析图像光学和数字成像技术，采用计算机和软件技术分析图像而进行自动检测的一种新型技术。而进行自动检测的一种新型技术。n nAOIAOI的定义是广泛的，运用是多领域的，如文字印刷检测，金的定义是广泛的，运用是多领域的，如文字印刷检测，金属表面检测，零件几何测量（二次元、三次元、影像量测仪），属表面检测，零件几何测量（二次元、三次元、影像量测仪），各种证件识别（车牌违章拍照）以及人的面容识别等等。但
55、从各种证件识别（车牌违章拍照）以及人的面容识别等等。但从本世纪起，本世纪起，SMTSMT行业对此技术运用得相对较早和更加广泛，久行业对此技术运用得相对较早和更加广泛，久而久之而久之SMTSMT行业通常将行业通常将AOIAOI误认为是误认为是SMTSMT行业中行业中“ “专用名词专用名词” ”。在此，为了尊重在此，为了尊重AOIAOI行业其他领域的工作人员，我们将行业其他领域的工作人员，我们将SMTSMT行行业的业的AOIAOI可定义为可定义为SMT-AOISMT-AOI，n n另外一种仅检测另外一种仅检测PCBPCB基板（基板（PCBPCB厂生产的厂生产的PCBPCB基板，无元件）基板，无元件
56、）的的AOIAOI，可定义为，可定义为PCB-AOIPCB-AOI。第94页/共107页第九十五页，共108页。AOI的组成的组成(zchn)第95页/共107页第九十六页，共108页。SMT-AOI的运用的运用(ynyng)及发展及发展n nSMT-AOISMT-AOI可用于可用于SMTSMT生产过程生产过程(guchng)(guchng)中对锡膏中对锡膏印刷、贴片机贴片、回流焊接、波峰焊接的相关工艺印刷、贴片机贴片、回流焊接、波峰焊接的相关工艺进行品质监控和检测，相关检测项目如下：进行品质监控和检测，相关检测项目如下：n n锡膏印刷检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、污锡膏印刷检测项目：少
57、锡、多锡、连锡（短路）、污染、偏位等染、偏位等n n自动贴片检测项目：缺件、错件、错位、极性错误、自动贴片检测项目：缺件、错件、错位、极性错误、破损、污染等破损、污染等n n回流焊接检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、虚回流焊接检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、虚焊等焊等n n波峰焊接检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、虚波峰焊接检测项目：少锡、多锡、连锡（短路）、虚焊等焊等第96页/共107页第九十七页，共108页。AOI发展发展(fzhn)历史历史n n上世纪末，在欧美和日本，一些多年从事SMT检测设备制造的厂商一直都在研发一种(yzhn)能够代替人（目测）的自动检测技术，基础理论上各个
58、厂商无一例外的选择了光学原理，同时随着计算机的不断发展，在成像上可借助数字相机和软件处理来完成复杂的数学模型运算，由此加速AOI技术的发展和成熟。第97页/共107页第九十八页，共108页。n n在在AOIAOI技术普及以前技术普及以前SMTSMT的主流测试技术是的主流测试技术是ICTICT技术技术（In-CircuitTestIn-CircuitTest，在线测试），在线测试）,ICT,ICT测试技术是基测试技术是基于物理接触及加电测试的，对元器件连接性及电路通于物理接触及加电测试的，对元器件连接性及电路通电性能电性能(xngnng)(xngnng)进行测试。但随着元器件小型化和进行测试。但
59、随着元器件小型化和ICIC脚密集化，脚密集化，ICTICT的接触式测试越来越无法应对这类的接触式测试越来越无法应对这类狭小空间的狭小空间的PCBPCB测试。测试。ICTICT制造商基本上都投入了制造商基本上都投入了n nAOIAOI技术的研发队伍中，如技术的研发队伍中，如Agilent(Agilent(安捷伦安捷伦) )，TERADYNE(TERADYNE(泰瑞达泰瑞达) )，TRITRI（德律）等。（德律）等。第98页/共107页第九十九页，共108页。n nAOI的使用在中国是比较早的，早期使用此类设备的用户基本上都是在中国的外资企业，设备全部从国外进口。n n2003-2006年，中国国
60、内的SMT行业人士也投入到了AOI的研发事业中，其代表是东莞的神州视觉和厦门的福兴光电。通过(tnggu)他们的努力，基本上打破国外AOI在中国的垄断地位，同时也推动了该行业在国内的迅速发展。第99页/共107页第一百页，共108页。现有技术现有技术(jsh)(jsh)概况概况n n总体而言，总体而言，SMT-AOISMT-AOI技术分为两大技术阵营：图像对比技术分为两大技术阵营：图像对比和调试算法。国内的和调试算法。国内的AOIAOI厂商基本上采用的都是图像对厂商基本上采用的都是图像对比技术，无论是否是比技术，无论是否是“统计建模统计建模”和和“权值技术权值技术”，其，其主要代表主要代表“神
61、州视觉神州视觉”、“振华兴振华兴”等，该技术主要通等，该技术主要通过对拍摄的图像进行不断过对拍摄的图像进行不断(bdun)(bdun)的的“学习学习”进而来检进而来检测判断。测判断。n n国外的设备基本上采用国外的设备基本上采用“调试调试”方法，如方法，如OMRONOMRON采用的采用的“颜色分析颜色分析”，SAKISAKI采用的采用的“灰阶解析灰阶解析”，TRITRI也采用也采用的的“灰阶解析灰阶解析”等等。等等。第100页/共107页第一百零一页，共108页。发展趋势发展趋势n n无论采用任何一种检测方式，最终目的是降低误判率，在未来的几年中，AOI的检测算法将逐步精确，误报率将会趋近于“
62、零”，同时随着计算的运算速度(sd)的提高和相机的清晰度和传输速度(sd)加快，AOI的检测算法将会逐渐采用立体成像和“立体算法”，以避免平面检测所无法解决的难题，如元件引脚浮高造成的“虚焊”。第101页/共107页第一百零二页，共108页。第102页/共107页第一百零三页，共108页。AOI设备的制造设备的制造(zhzo)技术技术n n外壳及机架n n平台及横梁（XY轴）n n夹具(jij)设计第103页/共107页第一百零四页，共108页。机架机架在AOI设备整体架构的设计可以决定设备的运行的稳定性，对于设备的整体结构的基本要求是：整机重心偏下（重心在设备高度的1/2以下），保证设备运行
63、过程中不至于出现过度(gud)的摇晃（简单检测：在设备运行时，将手放在设备上不感觉到明显的抖动），当设备运行时，如果震动过大，会导致相机拍摄的图像的一致性低，镜头定位不准确，以至影响检测结果。第104页/共107页第一百零五页，共108页。平台平台(pngti)(pngti)及横梁及横梁（XYXY轴）轴）n n为保证为保证XYXY轴运行顺畅和长寿命轴运行顺畅和长寿命的使用，必须保证丝杆和滑轨的的使用，必须保证丝杆和滑轨的安装精度，安装精度主要包括滑安装精度，安装精度主要包括滑轨的平行度（公差在）、丝杆与轨的平行度（公差在）、丝杆与马达轴的同心度（公差在）。马达轴的同心度（公差在）。n nXX轴
64、的与平台（轴的与平台（YY轴）的垂直度轴）的垂直度（公差：（公差：1010）同样需要整体加工）同样需要整体加工装配精度来保证，如此才能保证装配精度来保证，如此才能保证在相机拍照在相机拍照(pizho)(pizho)时位置的时位置的准确性。准确性。n n对于光源和相机的夹具的精度也对于光源和相机的夹具的精度也相当重要，相机安装的垂直度相当重要，相机安装的垂直度（公差：）会影响拍摄图片的平（公差：）会影响拍摄图片的平整度，镜头与光源的同心度可减整度，镜头与光源的同心度可减少因光照度不一致而导致的图像少因光照度不一致而导致的图像的不一致（清晰度，颜色干扰等）的不一致（清晰度，颜色干扰等）。第105页
65、/共107页第一百零六页，共108页。夹具夹具(jij)(jij)设计设计夹具（运输轨道）设计的基本原则是固定和传输PCB时快捷准确。夹具与PCB（被夹具固定）是在高速不规则的平面运动，所以同时必须保证夹具能将PCB板夹持紧固，一般采用对PCB两边同时夹持，避免在运动中产生位移而影响(yngxing)检测效果（图像偏移，检测框无法定位）。另外为保证在固定和运送PCB方便快捷，在设计时必须考虑到夹具在上面的两个动作期间能自动松开PCB，便于传输或手动取出。第106页/共107页第一百零七页，共108页。内容(nirng)总结会计学。最大印刷面积：根据最大的PCB尺寸确定。按照网板与PCB是否接触分为接触和非接触印刷。智能式送料系统能够快速、准确地送料。多功能机可贴装最小0.603 mm最大6060mm器件，还可以贴装连接器等异。元件的对中方式（由机械向激光向全视觉发展(fzhn)）。锡锅一般设有加温挡和保温挡。（3）易桥接、漏焊，漏焊率18%。检查包装是否为防静电密封包装。另外为保证在固定和运送第一百零八页，共108页。
