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SMT介紹

日期:2011年2月7日 14:08

        SMT就是表面組裝技術(Surface Mount Technology)的縮寫,是目前電子組裝行業里最流行的一種技術和工藝。

 

        表面組裝技術是一種無需在印制板上鉆插裝孔,直接將表面組裝元器件貼﹑焊到印制電路板表面規定位置上的電路裝聯技術。具體的說,表面組裝技術就是一定的 工具將表面組裝元器件引腳對準預先涂覆了粘接劑和焊膏的焊盤圖形上,把表面組裝組件貼裝元器件貼裝到未鉆安裝孔的PCB表面上,然后經過再流焊或波峰焊使 表面組裝元器件和電路之間建立可靠的機械和電氣連接。

       

          一、SMT的特點:

         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,一般采用SMT之后,電子產品體積縮小40%~60%,重量減輕60%~80%。

         2. 可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。

         3. 高頻特性好,減少了電磁和射頻干擾。

         4. 易于實現自動化,提高生產效率。

         5. 降低成本達30%~50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等。

 

         二、為什么要用表面貼裝技術(SMT)?

         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,所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件,特別是大規模、高集成IC,不得不采用表面貼片元件。

         3. 產品批量化,生產自動化,產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,集成電路(IC)的開發,半導體材料的多元應用。

         5. 電子科技革命勢在必行,追逐國際潮流。

 

         三、SMT工藝流程及作用:

         1. 單面板生產流程:供板--印刷紅膠(或錫漿)--貼裝SMT元器件--回流固化(或焊接)--檢查--測試--包裝。

         2. 雙面板生產流程:

         2.1 一面錫漿﹑一面紅膠之雙面板生產流程: 供板--絲印錫漿--貼裝SMT元器件--回流焊接--檢查--供板(翻面) 絲印紅膠--貼裝SMT元器件--回流固化--波峰焊接--檢查--包裝。

         2.2 雙面錫漿板生產流程:供板第一面(集成電路少,重量大的元器件少) 絲印錫漿--貼裝SMT元器件--回流焊接--檢查--供板第二面(集成電路多,重量大的元器件多) 絲印錫漿--貼裝SMT元器件--回流焊接--檢查--包裝。絲印:其作用是將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上,為元器件的焊接做準備。所用設備為絲印 機(絲網印刷機),位于SMT生產線的最前端。 點膠:它是將膠水滴到PCB的的固定位置上,其主要作用是將元器件固定到PCB板上。所用設備為點膠機,位于SMT生產線的最前端或檢測設備的后面。 貼裝:其作用是將表面組裝元器件準確安裝到PCB的固定位置上。所用設備為貼片機,位于SMT生產線中絲印機的后面。 固化:其作用是將貼片膠融化,從而使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為固化爐,位于SMT生產線中貼片機的后面。 回流焊接:其作用是將焊膏溶化,使表面組裝元器件與PCB板牢固粘接在一起。所用設備為回流焊爐,位于SMT生產線中貼片機的后面。 清洗:其作用是將組裝好的PCB板上面的對人體有害的焊接殘留物如助焊劑等除去。所用設備為清洗機,位置可以不固定,可在線上,也可不在線上。 檢測:其作用是對組裝好的PCB板進行焊接質量和裝配質量的檢測。所用設備有放大鏡、顯微鏡、線上測試儀(ICT)、飛針測試儀、自動光學檢測 (AOI)、X-RAY檢測系統、功能測試儀等。位置根據檢測的需要,可以配置在生產線合適的地方。 返修:其作用是對檢測出現故障的PCB板進行返工。所用工具為烙鐵、返修工作站等。配置在生產線中任意位置。

  

        四、SMT生產流程注意事項:

        1. 供板印刷電路板是針對某一特定控制功能而設計制造,供板時必須確認印刷電路板的正確性,一般以PCB面絲印編號進行核對。同時還需要檢查PCB有無破損, 污漬和板屑等引致不良的現象。如有發現PCB編號不符﹑有破損﹑污漬和板屑等,作業員需取出并及時匯報管理人員。

        2. 印刷錫漿確保印刷的質量,需控制其三要素:力度﹑速度和角度。據不同絲印鋼網,輔料(錫漿)和印刷要求質量等合理調校,錫漿平時保存于適溫冰箱中,使用前 從冰箱取出解凍至室溫下方可開蓋攪拌至均勻﹑流暢后投入使用。印刷后需檢查錫漿是否均勻適量地印刷于PCB焊盤上,有無坍塌和散落于PCB面,確保回流焊 接元器件良好,無錫珠散落于板面。

        3. 貼裝SMT元器件:貼裝SMT元器件主要控制元器件的正確性和貼裝質量。 (1) 元器件正確性的控制,使用正確型號和版本的排位表核對物料站位﹑物料名稱﹑物料編號,全部一致方可將物料裝于FEEDER上料于機組相應站位。以便與生產 技術員所調用貼裝程序匹配。 (2) 貼裝質量的控制,生產技朮員依據客戶品質標準調校機組貼裝質量,生產線作業員全面檢查,反饋貼裝不良信息予生產技朮員,再次調校機組,直至達到客戶品質標 準。

        4. 回流固化(或焊接):對已貼裝完成SMT元器件的半成品經生產線作業員檢查后,需經回流焊接爐熔焊錫漿。回流焊接是使用錫漿的PCB某一貼裝面將元器件與 之焊接。回流焊接所需溫度條件由PCB材質﹑PCB大小﹑元器件重量和錫漿型號類別等設定。在投入半成品前,需由生產技朮員確認爐溫,指導放板密度和方 向。

        5. 檢查:生產線作業員依據客戶品質標準,全面檢查半成品質量狀況,將不良點標識﹑數量記錄,并及時反饋與生產管理員,相應及時聯絡生產技朮員﹑品質人員針對不良情況分析原因,作出改善控制。

        6. 測試:若客戶要求對SMT半成品進行測試,確認元器件貼裝質量和性能等時,需經ICT測試機對所有半成品進行測試。針對不良現象,相關部門需及時分析原因作出改善控制,并跟蹤至完全改善。

        7. 包裝:依客戶包裝要求,對生產完成品用符合客戶要求的包裝材料和方式進行正確包裝,包裝時,需注意不混入異機種半成品,不得損壞PCB或PCB面元器件。

 

        五、SMT生產質量控制的方法和措施:

        在電子產品競爭日趨激烈的今天,提高產品質量已成為SMT生產中的最關鍵因素之一,產品質量水平不僅是企業技術和管理水平的標志,更與企業的生存和發展休戚相關。本文將結合生產實際情況,就如何控制SMT生產現場的生產質量做番討論。  

        1、生產質量過程控制:

        1.1 質量過程控制點的設置,為了保證SMT設備的正常進行,必須加強各工序的加工工件質量檢查,從而監控其運行狀態。因而需要在一些關鍵工序后設立質量控制 點,這樣可以及時發現上段工序中的品質問題并加以糾正,杜絕不合格產品進入下道工序,將因品質引起的經濟損失降低到最小程度。質量控制點的設置與生產工藝 流程有關,一般采用先貼后插的生產工藝流程,并在生產工藝中加入以下質量控制點。

         1)烘板檢測內容 a.印制板有無變形;b.焊盤有無氧化;c、印制板表面有無劃傷;檢查方法:依據檢測標準目測檢驗。

         2)絲印檢測內容 a. 印刷是否完全;b. 有無橋接;c. 厚度是否均勻;d. 有無塌邊;e. 印刷有無偏差;檢查方法:依據檢測標準目測檢驗或借助放大鏡檢驗。

         3)貼片檢測內容 a. 元件的貼裝位置情況;b. 有無掉件;c. 有無錯件;檢查方法:依據檢測標準目測檢驗或借助放大鏡檢驗或AOI。

         4)回流焊接檢測內容 a. 元件的焊接情況,有無橋接、立碑、錯位、錫球、虛焊等不良焊接現象;b. 焊點的情況;檢查方法:依據檢測標準目測檢驗或借助放大鏡檢驗或AOI。

         5)插件檢測內容 a. 有無漏件;b. 有無錯件;c. 元件的插裝情況;檢查方法:依據檢測標準目測檢驗或借助放大鏡檢驗。

         1.2 標準目測檢驗,檢驗標準的制定,每一質量控制點都應制訂有相應的檢驗標準,內容包括檢驗目標和檢驗內容,質檢員應嚴格依照檢驗標準開展工作。若沒有檢驗標 準或內容不全,將會給生產質量控制帶來相當大的麻煩。如判定元件貼偏時,究竟偏移多少才算不合格呢? 質檢員往往會根據自己的經驗來判別,這樣就不利于產品質量的均一、穩定。制定每一工序的質量檢驗標準的,應根據其具體情況,盡可能將所有缺陷列出,最好采 用圖示的方法,以便于質檢員理解、比較。

         1.3 質量缺陷數的統計,在SMT生產過程中,質量缺陷的統計十分必要,它將有助于全體職工包括企業決策者在內,能了解到企業產品質量情況。然后作出相應對策來 解決、提高、穩定產品質量。其中某些數據可以作為員工質量考核、發放獎金的參考依據。 在回流焊接和波峰焊接的質量缺陷統計中,我們引入了國外的先進統計方法—PPM質量制,即百萬分率的缺陷統計方法。計算公式如下:缺陷率[PPM]=缺陷 總數/焊點總數*106 焊點總數=檢測線路板數×焊點,缺陷總數=檢測線路板的全部缺陷數量,例如某線路板上共有1000個焊點,檢測線路板數為500,檢測出的缺陷總數為 20,則依據上述公式可算出:缺陷率[PPM]=20/(1000*50)*106=40PPM,同傳統的計算板直通率的統計方法相比,PPM質量制更能 直觀的反映出產品質量的控制情況。例如有的板元件較多,雙面安裝,工藝較復雜,而有些板安裝簡單,元件較少,同樣計算單板直通率,顯然對前者有失公平,而 PPM質量制則彌補了這方面的不足。

         2、管理措施的實施,為了進行有效的品質管理,除了對生產質量過程加以嚴格控制外,還采取以下管理措施:

         2.1 元器件或者外協加工的部件采購進廠后,入庫前需經檢驗員的抽檢(或全檢),發現合格率達不到國標要求的應退貨,并將檢驗結果書面記錄備案。

         2.2 質量部要制訂必要的有關質量的規章制度和本部門的工作責任制。通過法規來約束人為可以避免的質量事故,賞罰分明,用經濟手段參與質量考核,企業內部專設每月質量獎。

         2.3 企業內部建立全面質量(TQC)機構網絡,作到質量反饋及時、準確。挑選人員素質最好的作為生產線的質檢員,而行政上仍屬質量部管理,從而避免其他因素對質量判定工作的干擾。

         2.4 確保檢測維修儀器設備的精確。產品的檢驗、維修是通過必要的設備、儀器來實施的,如萬用表、防靜電手腕、烙鐵、ICT等等。因而,儀器本身的質量好壞將直接影響到生產質量。要按規定及時送檢和計量,確保儀器的可靠性。

         2.5 為了增強每名員工的質量意識,在生產現場周圍設立了質量宣傳欄,定期公布一些質量事故的產生原因及處理辦法,以杜絕此類問題的再度發生。同時質量部將每天 的生產質量缺陷統計數(回流焊PPM數、波峰焊PPM數)繪于質量坐標圖上,讓所有人能及時了解到當天的生產質量情況,以便采取相應的改善措施。

         2.6 召開一定次數質量分析會。參加人員是生產線上質量管理小組代表、生產工藝主管、質量部主管、生產部主管、各線線長等。會議內容:提出上一星期出現的質量問 題,會上討論確定解決問題的對策,并提出落實解決問題的責任人或責任部門。要求會議簡短、預先有準備,避免開會時間過長。

         2.7 搞好產品質量,應依靠全體員工,單純由質量部門盡心努力是不夠的。因為產品質量是靠優化設計、先進工藝、高素質的工人生產出來的,而不是依靠質量部門檢查 出來的,所以企業全體員工加強質量意識,在生產過程中我們提出了“向零缺陷奮斗”的口號,實際上這一目標是很難實現的,因為SMT生產過程的環節非常多, 不可能保證每一步不出現一點點差錯,因此“零缺陷”只是一種理想的頂點。但口號的提出與不提出效果大不一樣,正因為我們提出了“零缺陷”的奮斗目標,在生 產過程中就會想盡量靠近它,越接近,產品質量就越好。產品質量得到了大幅度提高。

        3、結束語:

        影響SMT生產質量的因素很多,但只要我們制訂了完善的生產質量控制工藝和嚴格的管理措施,并在實際工作中如以運用和實施,就一定會生產出高質量的產品來。

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