【正文】 — 1 — 康博電子 SMT 員工培訓(xùn)手冊 上冊 SMT 基礎(chǔ)知識 目錄 一、 SMT 簡介 二、 SMT 工藝介紹 三、 元器件知識 四、 SMT 輔助材料 五、 SMT 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 六、 安全及防靜電常識 下冊 崗位基礎(chǔ)培訓(xùn) 目錄 一、 檢驗員 二、 印刷操作員 三、 貼片機操作員 四、 技術(shù)員 /工程師 五、 IPQC人員 六、 QA人員 — 2 — 第一章 SMT 簡 介 SMT 是 Surface mount technology 的簡寫，意為表面貼裝技術(shù)。 亦即是無需對 PCB 鉆插裝孔而直接將元器件貼焊到 PCB 表面規(guī)定位置上的裝聯(lián)技術(shù)。 從上面的定義上，我們知道 SMT 是從傳統(tǒng)的穿孔插裝技術(shù)（ THT）發(fā)展起來的，但又區(qū)別于傳統(tǒng)的 THT。那么， SMT 與 THT 比較它有什么優(yōu)點呢？下面就是其最為突出的優(yōu)點： 組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的 1/10 左右，一般采用 SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小 40%~60%，重量減輕 60%~80%。 可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。 高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 易于實現(xiàn) 自動化，提高生產(chǎn)效率。 降低成本達(dá) 30%~50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時間等。 采用表面貼裝技術(shù) (SMT)是電子產(chǎn)品業(yè)的趨勢 我們知道了 SMT 的優(yōu)點，就要利用這些優(yōu)點來為我們服務(wù)，而且隨著電子產(chǎn)品的 微型化使得 THT 無法適應(yīng)產(chǎn)品的工藝要求。因此， SMT 是電子裝聯(lián)技術(shù)的發(fā)展趨勢。其表現(xiàn)在： 電子產(chǎn)品追求小型化，使得以前使用的穿孔插件元件已無法適應(yīng)其要求。 電子產(chǎn)品功能更完整，所采用的集成電路 (IC)因功能強大使引腳眾多，已無法做成 傳統(tǒng)的穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成 IC，不得不采用 表面貼片元件的封裝。 產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求 及加強市場競爭力。 電子元件的發(fā)展，集成電路 (IC)的開發(fā)，半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用。 電子產(chǎn)品的高性能及更高裝聯(lián)精度要求。 電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流。 SMT 有關(guān)的技術(shù)組成 SMT 從 70 年代發(fā)展起來，到 90 年代廣泛應(yīng)用的電子裝聯(lián)技術(shù)。由于其涉及多學(xué)科領(lǐng)域，使其在發(fā)展初其較為緩慢，隨著各學(xué)科領(lǐng)域的協(xié)調(diào)發(fā)展， SMT 在 90 年代得到訊速發(fā)展和普及，預(yù)計在 21 世紀(jì) SMT 將成為電子裝聯(lián)技術(shù) 的主流。下面是 SMT 相關(guān)學(xué)科技術(shù)。 ? 電子元件、集成電路的設(shè)計制造技術(shù) ? 電子產(chǎn)品的電路設(shè)計技術(shù) ? 電路板的制造技術(shù) ? 自動貼裝設(shè)備的設(shè)計制造技術(shù) ? 電路裝配制造工藝技術(shù) ? 裝配制造中使用的輔助材料的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù) — 3 — 第二章 SMT 工藝介紹 SMT 工藝名詞術(shù)語 表面貼裝組件（ SMA） （ surface mount assemblys）采用表面貼裝技術(shù)完成裝聯(lián)的 PCBA組裝件。 回流焊（ reflow soldering）通過熔化預(yù)先分配到 PCB 焊盤上的焊膏，實現(xiàn)表面貼裝元器件與 PCB 焊盤的 連接。 波峰焊（ wave soldering） 將溶化的焊料，經(jīng)專用設(shè)備噴流成設(shè)計要求的焊料波峰，使預(yù)先裝有電子元器件的 PCB 通過焊料波峰，實現(xiàn)元器與 PCB 焊盤這間的連接。 細(xì)間距 （ fine pitch） 小于 引腳間距 引腳共面性 （ lead coplanarity ） 指表面貼裝元器件引腳垂直高度偏差，即引腳的最高腳底與最低引腳底形成的平面 這間的垂直距離。其值一般不大于 。 焊膏 （ solder paste ） 由粉末狀焊料合金、焊劑 和一些起粘性作用及其他作用的添加劑混合成具有一定粘 度和良好觸變性的焊料膏。 固化 （ curing ） 在一定的溫度、時間條件下，加熱貼裝了元器件的貼片膠，以使元器件與 PCB 板暫時固定在一起的工藝過程。 貼片膠 或稱紅膠 （ adhesives）（ SMA） 固化前具有一定的初粘度有外形，固化后具有足夠的粘接強度的膠體。 點膠 ( dispensing ) 表面貼裝時，往 PCB 上施加貼片膠的工藝過程。 點膠機 ( dispenser ) 能完成點膠操作的設(shè)備。 1 貼裝（ pick and place ）將表面貼裝元器件從供料器中拾取并貼放到 PCB 規(guī)定位置上的操作。 1 貼片機 （ placement equipment ） 完成表面貼片裝元器件貼片裝功能的專用工藝設(shè)備。 1 高速貼片機 ( high placement equipment ) 貼裝速度大于 2 萬點 /小時的貼片機。 1 多功能貼片機 ( multifunction placement equipment ) 用于貼裝體形較大、引線間距較小的表 面貼裝器伯，要求較高貼裝精度的貼片機。 1 熱風(fēng)回流焊 ( hot air reflow soldering ) 以強制循環(huán)流動的熱氣流進(jìn)行加熱的回流焊。 1 貼片檢驗 ( placement inspection ) 貼片時或完成后，對于有否漏貼、錯位、貼錯、元器件損壞等情況進(jìn)行的質(zhì)量檢驗。 1 鋼網(wǎng)印刷 ( metal stencil printing ) 使用不銹鋼漏板將焊錫膏印到 PCB 焊盤上的印刷工藝過程。 1 印刷機 ( printer) 在 SMT 中，用于鋼網(wǎng)印刷的專用設(shè)備。 1 爐后檢驗 ( inspection after soldering ) 對貼片完成后經(jīng)回流爐焊接或固化的 PCBA 的質(zhì)量檢驗。 爐前檢驗 (inspection before soldering ) 貼片完成后在回流爐焊接或固化前作貼片質(zhì)量檢驗。 2 返修 ( reworking ) 為去除 PCBA 的局部缺陷而進(jìn)行的修復(fù)過程。 2 返修工作臺 ( rework station )能對有質(zhì)量缺陷的 PCBA 進(jìn)行返修的專用設(shè)備 。 — 4 — 表面貼裝方法分類 根據(jù) SMT 的工藝制程不同，把 SMT 分為點膠制程（波峰焊）和錫膏制程（回流焊）。它們的主要區(qū)別為： 1． 貼片前的工藝不同，前者使用貼片膠，后者使用焊錫膠。 2． 貼片后的工藝不同，前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊，后者過回流爐起焊接作用。 根據(jù) SMT 的工藝過程則可把其分為以下幾種類型。 第一類 只采用表面貼裝元件的裝配 IA 只有表面貼裝的單面裝配工序 : 絲印錫膏 =貼裝元件 =回流焊接 IB 只有表面貼裝的雙面裝配工序 : 絲印錫膏 =貼裝元件 =回流焊接 =反面 =絲印錫膏 =貼裝元件 =回流焊接 第二類 一面采用表面貼裝元件和另一面采用表面貼元件與穿孔元件混合的裝配 工序 : 絲印錫膏 (頂面 )=貼裝元件 =回流焊接 =反面 =點膠 (底面 )=貼裝元件 =烘干膠 =反面 =插元件 =波峰焊接 第三類 頂面采用穿孔元件 , 底面采用表面貼裝元件的裝配 工序 : 點膠 =貼裝元件 =烘干膠 =反面 =插元件 =波峰焊接 SMT 的工藝流程 領(lǐng) PCB、貼片元件 = 貼片程式錄入、道軌調(diào)節(jié)、爐溫 設(shè)置 = 上料 =上 PCB =點膠（印刷） = 貼片 = 檢查 = 固化（回流焊） = 檢查 = 包裝 = 抽檢 = 入庫 修理 各工序的工藝要求與特點： 1. 生產(chǎn)前準(zhǔn)備 ? 清楚產(chǎn)品的型號、 PCB 的版本號、生產(chǎn)數(shù)量與批號。 ? 清楚元器件的數(shù)量、規(guī)格、代用料。 ? 錫膏 /膠水及時回溫。 ? 清楚貼片程式的名稱。 ? 有清晰的 料站表 。 ? 有生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo) 書 、及清楚指導(dǎo) 書 內(nèi)容。 ? 清楚 BOM表的版本，臨時工程變更的內(nèi)容。 2． 轉(zhuǎn)機 型 時要求 ? 確認(rèn)機器程式正確。 ? 確認(rèn)每一個 Feeder 位的元器件與 料站表或程式的 站位元件 相對應(yīng)。 ? 確認(rèn)所有軌道寬度和定位針在正確位置。 ? 確認(rèn)所有 Feeder 正確、牢固地安裝與料臺上。 ? 確認(rèn)所有 Feeder 的送料間距是否正確。 ? 確認(rèn)機器上板與下板是非順暢。 ? 檢查點膠量及大小、高度、位置是否適合。 ? 檢查印刷錫膏量、高度、位置是否適合。 ? 檢查貼片元件及位置是否正確。 ? 檢查固化或回流后是否產(chǎn)生不良。 — 5 — 3. 點膠 點膠工藝主要用于引線元件通孔插裝（ THT）與表面貼裝（ SMT）共存的貼插混裝工藝。在整個生產(chǎn)工藝流程（見 下 ）中，我們可以看到，印刷電路板（ PCB）其中一面元件從開始進(jìn)行點膠固化后，到了最后才能進(jìn)行波峰焊焊接，這期間間隔時間較長，而且進(jìn)行其他工藝較多，元件的固化就顯得尤為重要。 PCB點膠 B面 = 貼片 B面 = 回流固化 = 錫膏印刷 A面 = 貼片 A面 = 回流焊接 = 自動插裝 AI = 人工流水插裝 = 波峰焊 B面 點膠過程中的工藝控制。生產(chǎn)中易出現(xiàn)以下工藝缺陷：膠點大小不合格、拉絲、膠水浸染焊盤、固化強度不好易掉片等。因此進(jìn)行點膠各項技術(shù)工藝參數(shù)的控制是解決問題的辦法。 點膠量的大小 根據(jù)工作經(jīng)驗，膠點直徑的大小應(yīng)為焊盤 間距的一半，貼片后膠點直徑應(yīng)為 點膠膠點直徑的 倍。這樣就可以保證有充足的膠水來粘結(jié)元件又避免過多膠水浸染焊盤。點膠量多少由點膠時間長短及點膠量來決定 (絲印膠工藝由模板開孔、厚度及印刷參數(shù)確定 )，實際中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)情況（室溫、膠水的粘性等）選擇點膠參數(shù)。 膠水溫度 一般環(huán)氧樹脂膠水應(yīng)保存在 05℃ 的冰箱中，使用時應(yīng)提前 2 小時拿出，使膠水充分與工作溫度相符合。膠水的使用溫度應(yīng)為 23℃ 25℃ ；環(huán)境溫度對膠水的粘度影響很大，溫度過低則會膠點變小，出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。環(huán)境溫度相差 5℃ ，會造成 多達(dá) 50％點膠量變化。因而對于環(huán)境溫度應(yīng)加以控制。同時環(huán)境的溫度也應(yīng)該給予保證，濕度小膠點易變干，影響粘結(jié)力。 膠水的粘度 膠的粘度直接影響點膠的質(zhì)量。粘度大，則膠點會變小，甚至拉絲；粘度小，膠點會變大，進(jìn)而可能滲染焊盤。點膠過程中，應(yīng)對不同粘度的膠水，選取合理的壓力和點膠速度。 固化溫度曲線 對于膠水的固化，一般生產(chǎn)廠家已給出溫度曲線。在實際應(yīng)盡可能采用較高溫度來固化，使膠水固化后有足夠強度。 氣泡 膠水一定不能有氣泡。一個小小氣泡就會造成許多焊盤沒有膠水 。 對于以上各參數(shù)的調(diào)整， 應(yīng)按由點及面的方式，任何一個參數(shù)的變化都會影響到其他方面，同時缺陷的產(chǎn)生，可能是多個方面所造成的，應(yīng)對可能 的因素逐項檢查，進(jìn)而排除?？傊?，在生產(chǎn)中應(yīng)該按照實際情況來調(diào)整各參數(shù)，既要保證生產(chǎn)質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)效率 — 6 — 4． 印刷 印刷前檢查 ? PCB外觀，翹曲，阻焊膜（綠油），焊盤氧化等 ? 使用的錫膏 /膠水 型號正確，回溫時間足夠 ? 模板安裝， PCB定位符合要求 在表面貼裝裝配的回流焊接中，錫膏用于表面貼裝元件的引腳或端子與焊盤之間的連接，有許多變量 ， 如錫膏、絲印機、錫膏應(yīng)用方法和印刷工藝過程。在印刷錫膏的過程中 ， 基板放在工作臺上，機械地或真空夾緊定位，用定位銷或視覺來對準(zhǔn)，用模板 (stencil) 進(jìn)行錫膏印刷。 在模板錫膏印刷過程中，印刷機是達(dá)到所希望的印刷品質(zhì)的關(guān)鍵。在印刷過程中，錫膏是自動分配的，印刷刮板向下壓在模板上，使模板底面接觸到電路板頂面。當(dāng)刮板走過整個圖形區(qū)域長度時，錫膏通過模板 /絲網(wǎng)上的開孔印刷到焊盤上。在錫膏已經(jīng)沉積之后，絲網(wǎng)在刮板之后馬上脫開 (snap off)，回到原地。這個間隔或脫開距離是設(shè)備設(shè)計所定的，大約 ~。 脫開距離與刮板壓力是兩個達(dá)到良好印刷品質(zhì)的與設(shè) 備有關(guān)的重要變量。 如果沒有脫開，這個過程叫接觸 (oncontact)印刷。當(dāng)使用全金屬模板和刮刀時，使用接觸印刷。非接觸 (offcontact)印刷用于柔性的金屬絲網(wǎng)。 在錫膏絲印中有三個關(guān)鍵的要素，我們叫做三個 S： Solder paste(錫膏 )， Stencils (模板 )，和 Squeegees(絲印刮板 )。三個要素的正確結(jié)合是持續(xù)的絲印品質(zhì) 關(guān)鍵所在。 刮板 (squeegee) 刮板作用，在印刷時，使刮板將錫膏在前面滾動，使其流入模板孔內(nèi)，然后刮去多余錫膏，在 PCB 焊盤上留下與模板一樣厚的錫 膏。 常見有兩種刮板類型：橡膠或聚