關于SMT貼片中的三大主要工序介紹了解
我們在做點在產(chǎn)品加工的時候經(jīng)常會和SMT貼片生產(chǎn)工廠交流溝通,但是沒有實際在工廠待過的人對生產(chǎn)的基本流程和重要工序不一定了解,今天給大家講講SMT貼片中的三大主要工序一些介紹,方便相關人士了解。
SMT貼片是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝。SMT貼片的工藝流程很復雜,不同的產(chǎn)品工藝有所不同,基本流程如下:來料檢驗——燒錄——印刷——檢驗——貼裝——爐前檢驗——回流焊接——AOI檢測——返修——測試——組裝。
在SMT貼片加工過程中,不管再多的流程或者工序都少不了SMT的三大主要工序:錫膏印刷——SMT貼片——回流(焊接)
錫膏印刷
錫膏印刷是把錫膏印刷在PCB基板上。印刷所用到的設備與工具有:
印刷機:全自動印刷機和半自動印刷機,
錫膏:錫膏是一種材料,是用來固定物料與PCB板的一種特殊材料;
鋼網(wǎng):簡單的說就是一個模具,把PCB板上有焊盤的位置鏤空,方便錫膏從這些鏤空的位置滲到焊盤上。它是一張很薄的鋼片,用網(wǎng)框固定鋼片,非常平整,最常用的厚度為0.10mm,根據(jù)不同產(chǎn)品上元器件的不同而選擇不同的鋼片厚度,和制作工藝。這個是根據(jù)研發(fā)或者客戶提供的Gerber文件中有一個paste mask文件來制作的,這個工作是在生產(chǎn)前需要完成的,因為鋼網(wǎng)制作有另外的制作流程和制作工藝,鋼網(wǎng)的質(zhì)量決定了貼片的產(chǎn)品質(zhì)量,所以至關重要。越是精密的元器件越能體現(xiàn)鋼網(wǎng)的重要性,而且不同的印刷機對鋼網(wǎng)開孔的要求也有輕微的不同,根據(jù)個人經(jīng)驗總結(jié),如果產(chǎn)品上有0.4pitchBGA等類似精密器件,建議不要客供鋼網(wǎng),可由生產(chǎn)工廠的專業(yè)人員制作,因為工藝是沒有嚴格標準的,具體的細節(jié),工廠的工藝工程師是最清楚和最了解的。
通過了解錫膏印刷所需要的工具后,相信大家對基本的操作有一些理解。簡單的操作就是把鋼網(wǎng)安裝在印刷機內(nèi),在鋼網(wǎng)上添加錫膏,PCB板進入到印刷機的軌道上,通過印刷機的相機掃描PCB板和鋼網(wǎng)上的mark 點,對位完成后,印刷機平臺上升,貼合鋼網(wǎng),印刷機上的刮刀45°傾斜的將錫膏從鋼網(wǎng)上刮過,通過鋼網(wǎng)鏤空的位置將錫膏刮到PCB板上的焊盤上,這就是一個完整的印刷過程。如果沒有不良就是完美的,如果有不良需要現(xiàn)場設備工程師微調(diào)。根據(jù)多年的現(xiàn)場工藝分析,錫膏印刷這個工序是SMT貼片三大工序的重中之重,因為SMT制程不良有70%與這個工序有關。
SMT貼片
SMT貼片就是把元器件用貼片機設備貼裝在印刷好的PCB板上。貼片這一過程之所以用“貼”字,是因為錫膏內(nèi)有助焊劑的成分,有一定的粘性,能夠在沒有熔化的時候,也能夠黏住元器件。
SMT貼片的原理簡單,同時也復雜,簡單的是因為它是由原始的手工焊接演化而來的,即用鑷子夾著元器件放在電路板上,而貼片機是用貼裝頭通過真空吸著元器件貼在PCB板上;復雜是因為實際貼片的情況是非常復雜的,設備也很精密,通過技術的改進把傳統(tǒng)的手插件全部改成了貼片件,大大的提供了生產(chǎn)效率,整個行業(yè)的供應鏈都隨之改變,發(fā)生了翻天覆地的變化。
那么貼片機的作業(yè)原理是怎樣的呢?
貼片程序:任何一種貼片機都將需要通過客戶提供的Gerber,坐標文件,BOM,位置圖來提前制作貼片程序。再通過貼片機的貼片頭(吸嘴),feeder,軌道共同完成整個貼片過程。
吸嘴:貼片頭上面由12個吸嘴,吸嘴中心的空的,通過真空吸取物料。
Feeder:就是供料器,根據(jù)貼片機程序員制作的貼片程序,將其打印成站位表,作業(yè)人員按照站位表順序把物料安裝在feeder上,一排排的feeder安裝到貼片機上,插電,齒輪帶動料帶,料帶前進程序指令指定吸嘴到指定的位置吸取物料,然后貼到坐標指定的位置。
注意事項:
a、不同大小的物料用不同大小的吸嘴和不同大小的feeder;
b、吸嘴是通過真空取料,所以在設計及物料承樣時就要注意物料表面是否平整,且不漏真空,方便吸取。如果是特殊物,如:接觸天線,鏤空器件,表面的則需要供應商增加“帽”或者表面貼高溫膠紙。
c、盡量不要使用散料。
回流焊接
經(jīng)過印刷錫膏和貼片兩個工序后就是回流焊接。所有的元器件都貼好以后,PCB板就會被貼片機的送至接駁臺,由人工目檢,或者由爐前AOI機器檢查,檢驗是否有元器件貼片不良,如果沒什么問題,就可以過爐。
說到回流焊這個名字,很多人可能不知道什么是“回流”,并不是說錫膏從這里流到那里,回流焊來自“Reflow Soldering”,此處“回流”的真實含義是“把顆粒狀的錫膏,變成能夠流動的液體,再凝固成合金狀態(tài)”的意思;亓鳡t是一個帶有像自行車鏈條一樣的“烤箱”,不過它是一個長方形爐子,通過鏈條運輸PCB板,把錫膏加熱、熔化,把元器件固化在PCB板焊盤上;亓鳡t內(nèi)有熱風裝置,分成多個溫度區(qū),逐步加熱,用一個曲線來形容一般分為四個關鍵區(qū)域。
預熱區(qū):將PCB與元器件進行預熱,針對回流爐說的是前一到三個加熱區(qū)間的加熱作用.更高預熱,使被焊接材料達到熱均衡,錫膏開始活動,助焊劑等成份受到溫度上升而開始適量的揮發(fā),主要是為后面的良好焊接起到一個鋪墊作用。
恒溫區(qū):除去表面氧化物,錫膏開始活躍,此時焊膏處在將溶未溶狀態(tài),針對回流焊爐的第五六七三個加熱區(qū)間加熱。
回流區(qū):也是焊接區(qū),是整個回流爐溫度最高的區(qū)域,使其達到錫膏的熔點,這個熔點常用的無鉛錫膏一般在220°C開始完成熔融,時間大約40s。
冷卻區(qū):從溶點緩慢的降至50度左右, 合金焊點的形成過程。
這樣,整個回流過程就算完成,這個過程通常需要持續(xù)6分鐘左右。
SMT貼片是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術和工藝。SMT貼片的工藝流程很復雜,不同的產(chǎn)品工藝有所不同,基本流程如下:來料檢驗——燒錄——印刷——檢驗——貼裝——爐前檢驗——回流焊接——AOI檢測——返修——測試——組裝。
在SMT貼片加工過程中,不管再多的流程或者工序都少不了SMT的三大主要工序:錫膏印刷——SMT貼片——回流(焊接)
錫膏印刷
錫膏印刷是把錫膏印刷在PCB基板上。印刷所用到的設備與工具有:
印刷機:全自動印刷機和半自動印刷機,
錫膏:錫膏是一種材料,是用來固定物料與PCB板的一種特殊材料;
鋼網(wǎng):簡單的說就是一個模具,把PCB板上有焊盤的位置鏤空,方便錫膏從這些鏤空的位置滲到焊盤上。它是一張很薄的鋼片,用網(wǎng)框固定鋼片,非常平整,最常用的厚度為0.10mm,根據(jù)不同產(chǎn)品上元器件的不同而選擇不同的鋼片厚度,和制作工藝。這個是根據(jù)研發(fā)或者客戶提供的Gerber文件中有一個paste mask文件來制作的,這個工作是在生產(chǎn)前需要完成的,因為鋼網(wǎng)制作有另外的制作流程和制作工藝,鋼網(wǎng)的質(zhì)量決定了貼片的產(chǎn)品質(zhì)量,所以至關重要。越是精密的元器件越能體現(xiàn)鋼網(wǎng)的重要性,而且不同的印刷機對鋼網(wǎng)開孔的要求也有輕微的不同,根據(jù)個人經(jīng)驗總結(jié),如果產(chǎn)品上有0.4pitchBGA等類似精密器件,建議不要客供鋼網(wǎng),可由生產(chǎn)工廠的專業(yè)人員制作,因為工藝是沒有嚴格標準的,具體的細節(jié),工廠的工藝工程師是最清楚和最了解的。
通過了解錫膏印刷所需要的工具后,相信大家對基本的操作有一些理解。簡單的操作就是把鋼網(wǎng)安裝在印刷機內(nèi),在鋼網(wǎng)上添加錫膏,PCB板進入到印刷機的軌道上,通過印刷機的相機掃描PCB板和鋼網(wǎng)上的mark 點,對位完成后,印刷機平臺上升,貼合鋼網(wǎng),印刷機上的刮刀45°傾斜的將錫膏從鋼網(wǎng)上刮過,通過鋼網(wǎng)鏤空的位置將錫膏刮到PCB板上的焊盤上,這就是一個完整的印刷過程。如果沒有不良就是完美的,如果有不良需要現(xiàn)場設備工程師微調(diào)。根據(jù)多年的現(xiàn)場工藝分析,錫膏印刷這個工序是SMT貼片三大工序的重中之重,因為SMT制程不良有70%與這個工序有關。
SMT貼片
SMT貼片就是把元器件用貼片機設備貼裝在印刷好的PCB板上。貼片這一過程之所以用“貼”字,是因為錫膏內(nèi)有助焊劑的成分,有一定的粘性,能夠在沒有熔化的時候,也能夠黏住元器件。
SMT貼片的原理簡單,同時也復雜,簡單的是因為它是由原始的手工焊接演化而來的,即用鑷子夾著元器件放在電路板上,而貼片機是用貼裝頭通過真空吸著元器件貼在PCB板上;復雜是因為實際貼片的情況是非常復雜的,設備也很精密,通過技術的改進把傳統(tǒng)的手插件全部改成了貼片件,大大的提供了生產(chǎn)效率,整個行業(yè)的供應鏈都隨之改變,發(fā)生了翻天覆地的變化。
那么貼片機的作業(yè)原理是怎樣的呢?
貼片程序:任何一種貼片機都將需要通過客戶提供的Gerber,坐標文件,BOM,位置圖來提前制作貼片程序。再通過貼片機的貼片頭(吸嘴),feeder,軌道共同完成整個貼片過程。
吸嘴:貼片頭上面由12個吸嘴,吸嘴中心的空的,通過真空吸取物料。
Feeder:就是供料器,根據(jù)貼片機程序員制作的貼片程序,將其打印成站位表,作業(yè)人員按照站位表順序把物料安裝在feeder上,一排排的feeder安裝到貼片機上,插電,齒輪帶動料帶,料帶前進程序指令指定吸嘴到指定的位置吸取物料,然后貼到坐標指定的位置。
注意事項:
a、不同大小的物料用不同大小的吸嘴和不同大小的feeder;
b、吸嘴是通過真空取料,所以在設計及物料承樣時就要注意物料表面是否平整,且不漏真空,方便吸取。如果是特殊物,如:接觸天線,鏤空器件,表面的則需要供應商增加“帽”或者表面貼高溫膠紙。
c、盡量不要使用散料。
回流焊接
經(jīng)過印刷錫膏和貼片兩個工序后就是回流焊接。所有的元器件都貼好以后,PCB板就會被貼片機的送至接駁臺,由人工目檢,或者由爐前AOI機器檢查,檢驗是否有元器件貼片不良,如果沒什么問題,就可以過爐。
說到回流焊這個名字,很多人可能不知道什么是“回流”,并不是說錫膏從這里流到那里,回流焊來自“Reflow Soldering”,此處“回流”的真實含義是“把顆粒狀的錫膏,變成能夠流動的液體,再凝固成合金狀態(tài)”的意思;亓鳡t是一個帶有像自行車鏈條一樣的“烤箱”,不過它是一個長方形爐子,通過鏈條運輸PCB板,把錫膏加熱、熔化,把元器件固化在PCB板焊盤上;亓鳡t內(nèi)有熱風裝置,分成多個溫度區(qū),逐步加熱,用一個曲線來形容一般分為四個關鍵區(qū)域。
預熱區(qū):將PCB與元器件進行預熱,針對回流爐說的是前一到三個加熱區(qū)間的加熱作用.更高預熱,使被焊接材料達到熱均衡,錫膏開始活動,助焊劑等成份受到溫度上升而開始適量的揮發(fā),主要是為后面的良好焊接起到一個鋪墊作用。
恒溫區(qū):除去表面氧化物,錫膏開始活躍,此時焊膏處在將溶未溶狀態(tài),針對回流焊爐的第五六七三個加熱區(qū)間加熱。
回流區(qū):也是焊接區(qū),是整個回流爐溫度最高的區(qū)域,使其達到錫膏的熔點,這個熔點常用的無鉛錫膏一般在220°C開始完成熔融,時間大約40s。
冷卻區(qū):從溶點緩慢的降至50度左右, 合金焊點的形成過程。
這樣,整個回流過程就算完成,這個過程通常需要持續(xù)6分鐘左右。
以上把SMT貼片加工過程中的印刷、貼片、回流三個主要工序進行的講解及描述,相信相關人士對SMT貼片的三大主要工序會有更深的了解。
英特麗電子SMT線體全部采用進口一線西門子、松下等品牌設備,同時采用智能工廠(ERP\MES\WMS)生產(chǎn)管理模式; 并通過ISO90001、ISO14000、IATF16949、ISO13485等各項體系認證;公司重點業(yè)務方向聚焦汽車電子、新能源、醫(yī)療電子、軍工、工控、物聯(lián)網(wǎng)、消費類等產(chǎn)品;公司規(guī)劃五座生產(chǎn)基地,2024年將達成150條SMT產(chǎn)線規(guī)模;目前,江西、安徽、山西、四川四個智造基地已初具規(guī)模(湖北工廠建設中);我們目標把英特麗電子打造成智能制造、電子制造服務行業(yè)國內(nèi)一流、世界一流.為眾多優(yōu)秀企業(yè)提供一站式EMS智造代工服務。
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