一般锡膏搅拌的方式有两种:一种是手搅拌的方式;一种是机器(自转公转)搅拌的方式.根据锡膏不同,以上相关数据会有较大差异.7ComputerSESC7四,丝网印刷简介1.模板(Stencil)种类板所用材料有不锈钢,尼龙,聚脂材料等.历史上,使用一种厚的乳胶丝网,它有别于丝印模板,现在只有少数锡膏丝印机使用.金属模板比乳胶丝网普遍得多,优越得多,并且也不会太贵.2.模板的开孔方式制作开孔的工艺过程控制开孔壁的光洁度和精度.有三种常见的制作模板的工艺:化学腐蚀,激光切割和电铸成型工艺.①化学腐蚀(Chemicallyetched)模板:在金属箔上涂抗蚀保护剂,用销钉定位感光工具,将图形曝光在金属箔两面,然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属箔.优点:成本最低,周转最快;缺点:开口形成刀锋或沙漏形状;②激光切割(Laser-cut)模板:直接从客户的原始Gerber数据产生,在作必要修改后传送到激光机,由激光光束进行切割.优点:错误减少,消除位置不正机会;缺点:激光光束产生金属熔渣,造成孔壁粗糙;③电铸成型(Electroformed)模板:通过在一个要形成开孔的基板上显影刻胶,然后逐个原子,逐层在光刻胶周围电镀出模板.优点:提供完美的工艺定位,没有几何形状的限制,改进锡膏的释放;缺点:要涉及一个感光工具,电镀工艺不均匀失去密封效果,密封块可能会去掉.化学腐蚀和激光切割是制作模板的减去工艺.化学蚀刻工艺是最老的,使用最广的.激光切割相对较新,而电铸成型模板是最新时兴的东西.3.刮板(squeegee)类型及特点刮板的磨损,压力和硬度决定印刷质量,应该仔细监测.对可接受的印刷品质,刮板边缘应该锋利和直线.刮板有两种形式:菱形和拖裙形,拖裙形分成橡胶或聚氨酯(Polyurethane)(或类似)材料和金属.10mm45度角SqueegeeStencil菱形刮刀拖裙形刮刀拖裙形刮刀SqueegeeStencil45-60度角①拖裙形:这种形式很普遍,由截面为矩形的金属构成,夹板支持,需要两个刮板,一个丝印行程方向一个刮板.无需跳过锡膏条,因锡膏就在两个刮板之间,每个行程的角度可以单独决定.大约40mm刮板是暴露的,而锡膏只向上走15-20mm,所以这种形式更干净些.②菱形:这种形式现在已很不普遍了,虽然还在使用,特别在美国和日本.它由截面为大约10mmx10mm的正方形组成,由夹板夹住,形成两面45°的角度.这种刮板可以两个方向工作,每个行程末都会跳过锡膏条,因此只要一个刮板.可是,这样很容易弄脏,因为锡膏会往上跑,而不是只停留在聚乙烯的很少的暴露部分.其挠性不够意味着不能贴合扭曲变形的PCB,可能造成漏印区域.不可调节.8ComputerSESC84.影响印刷品质的几个重要参数①刮刀压力:刮刀压力的改变,对印刷来说影响重大.太小的压力,导致印刷板上焊膏量不足;太大的压力,则导致焊膏印得太薄.一般把刮刀压力设定为0.5Kg/25mm,在理想的刮刀速度及压力下,应该正好把焊膏从模板表面刮干净.另外刮刀的硬度也会影响焊膏的厚薄.太软的刮刀会使焊膏凹陷,所以建议采用较硬的刮刀或金属刀;②印刷厚度:印刷厚度是由模板的厚度所决定的,机器设定和焊膏的特性也有一定的关系.模板厚度是与IC脚距密切相关的.印刷厚度的微量调整,经常是通过调节刮刀速度及刮刀压力来实现;0.80.6A0.4±0.040.31±0.020.25±0.0150.2±0.0150.15±0.01B2.0-2.52.0-2.21.7-2.01.71.750.15-0.120.1开口尺寸分类脚距(mm)金属模板的厚度③印刷速度:在印刷过程中,刮刀刮过模板的速度是相当重要的,因为焊膏需要时间滚动并流进网板的孔中,最大印刷速度决定于PCB上最小引脚间距,在进行高精度印刷时(引脚间距≤0.5mm)印刷速度一般在20mm-30mm/sec;④脱离速度:见下表.引脚间距小于0.3mm0.4-0.5mm0.5-0.65mm超过0.65mm推荐速度0.1-0.5mm/sec0.3-1.0mm/sec0.5-1.0mm/sec0.8-2.0mm/sec5.SESC印刷作业注意事项①焊膏领用遵循先进先出原则,并按要求回温4-8小时,填写锡膏回温管制标签;②锡膏开封需填写开封管制标签,开封后使用时间为24小时,未开封常温下保存期限为20天;③锡膏首次添加约1/2瓶,以后每30分钟左右添加一次,每次约1/3瓶;④每30分钟或机种变更时检查印刷状况并记录;⑤印刷不良板清洗后必须用气枪彻底清除PCB贯孔及缝隙中锡膏残渣;⑥每小时或停止印刷10分钟以上时人工擦拭钢板;⑦过期焊膏需区分放置统一区域,并由专人申请报废;⑧开封锡膏每8小时搅拌一次.五,贴片机简介贴片机就是用来将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上的设备,贴片机的贴装精度及稳定性将直接影响到所加工电路板的品质及性能.目前SESC车间内贴片机主要分为两种:1.拱架型(Gantry):元件送料器,基板(PCB)是固定的,贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动,将元件从送料器取出,经过对元件位置与方向的调整,然后贴放于基板上.由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上,所以得名.这类机型的优势在于:系统结构简单,可实现高精度,适于各种大小,形状的元件,甚至异型元件,送料器有带状,管状,托盘形式.适于中小9ComputerSESC9批量生产,也可多台机组合用于大批量生产.这类机型的缺点在于:贴片头来回移动的距离长,所以速度受到限制.SESC生产线所用之泛用机如Panasonic的MPAVXL,MPAV2B,Phlips的ACM Micro等都属于拱架型,主要贴装大型,异型零件以及细间距引脚零件;2.转塔型(Turret):元件送料器放于一个单坐标移动的料车上,基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上,贴片头安装在一个转塔上,工作时,料车将元件送料器移动到取料位置,贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件,经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度),在转动过程中经过对元件位置与方向的调整,将元件贴放于基板上.这类机型的优势在于:一般,转塔上安装有十几到二十几个贴片头,每个贴片头上安装2-4个真空吸嘴(较早机型)至5-6个真空吸嘴(现在机型).由于转塔的特点,将动作细微化,选换吸嘴,送料器移动到位,取元件,元件识别,角度调整,工作台移动(包含位置调整),贴放元件等动作都可以在同一时间周期内完成,所以实现真正意义上的高速度.目前最快的时间周期达到0.08-0.10秒钟一片元件.这类机型的缺点在于:贴装元件类型的限制,并且价格昂贵.SESC生产线所用之高速机,中速机如Fuji的CP-643E,CP-643ME ,CP-743E,Panasonic的MVⅡC,MVⅡF等都属于转塔型,主要贴装小型Chip零件,规则外形零件及脚间距较宽(0.8mm以上)的IC零件.六,回流焊简介1.回流焊的种类回流焊是SMT流程中非常关键的一环,其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起,如不能较好地对其进行控制,将对所生产产品的可靠性及使用寿命产生灾难性影响.回流焊的方式有很多,较早前比较流行的方式有红外式及气相式,现在较多厂商采用的是热风式回流焊,还有部分先进的或特定场合使用的再流方式,如:热型芯板,白光聚焦,垂直烘炉等.以下将对现在比较流行的热风式回流焊作简单的介绍.2.热风式回流焊现在所使用的大多数新式的回流焊接炉,叫做强制对流式热风回流焊炉.它通过内部的风扇,将热空气吹到装配板上或周围.这种炉的一个优点是可以对装配板逐渐地和一致地提供热量,不管零件的颜色和质地.虽然,由于不同的厚度和元件密度,热量的吸收可能不同,但强制对流式炉逐渐地供热,同一PCB上的温差没有太大的差别.另外,这种炉可以严格地控制给定温度曲线的最高温度和温度速率,其提供了更好的区到区的稳定性,和一个更受控的回流过程.3.温区分布及各温区功能热风回流焊过程中,焊膏需经过以下几个阶段,溶剂挥发;助焊剂清除焊件表面的氧化物;焊膏的熔融,再流动以及焊膏的冷却,凝固.一个典型的温度曲线(Profile:指通过回焊炉时,PCB上某一焊点的温度随时间变化的曲线)分为预热区,保温区,回流区及冷却区.(见附图)①预热区:预热区的目的是使PCB和元器件预热,达到平衡,同时除去焊膏中的水份,溶剂,以防焊膏发生塌落和焊料飞溅.升温速率要控制在适当范围内(过快会产生热冲击,如:引起多层陶瓷电容器开裂,造成焊料飞溅,使在整个PCB的非焊接区域形成焊料球以及焊料不足的焊点;过慢则助焊剂Flux活性作用),一般规定最大升温速率为4℃/sec,上升速率设定为1-3℃/sec,SESC的标准为低于2.5℃/sec.②保温区:指从120℃升温至160℃的区域.主要目的是使PCB上各元件的温度趋于均匀,尽量减少差,保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥,到保温区结束时,焊盘,锡膏球及元件引脚上的氧化物应被除去,整个电路板的温度达到均衡.过程时间约60-120秒,根据焊料的性质有所差异.SESC的标准为:130-160℃,MAX120sec;10ComputerSESC10③回流区:这一区域里的加热器的温度设置得最高,焊接峰值温度视所用锡膏的不同而不同,一般推荐为锡膏的熔点温度加20-40℃.此时焊膏中的焊料开始熔化,再次呈流动状态,替代液态焊剂润湿焊盘和元器件.有时也将该区域分为两个区,即熔融区和再流区.理想的温度曲线是超过焊锡熔点的尖端区"覆盖的面积最小且左右对称,一般情况下超过200℃的时间范围为30-40sec.SESC的标准为Peak Temp.:210-220℃,超过200℃的时间范围:40±3sec;④冷却区:用尽可能快的速度进行冷却,将有助于得到明亮的焊点并饱满的外形和低的接触角度.缓慢冷却会导致PAD的更多分解物进入锡中,产生灰暗毛糙的焊点,甚至引起沾锡不良和弱焊点结合力.降温速率一般为-4℃/sec以内,冷却至75℃左右即可,一般情况下都要用离子风扇进行强制冷却.SESC的标准为:Slope -3℃/sec.4.氮气的作用使用惰性气体,一般采用氮气,这种方法在回流焊工艺中已被采用了相当长的一段时间,因为惰性气体可以减少焊接过程中的氧化,因此,这种工艺可以使用活性较低的焊膏材料.这一点对于低残留物焊膏和免清洗尤为重要.另外,对于多次焊接工艺也相当关键.比如:在双面板的焊接中,氮气保护板子在多次回流工艺中有很大的优势,因为在N2的保护下,板上的铜质焊盘与线路的可焊性得到了很好的保护.使用氮气的另一个好处是增加表面张力,它使得制造商在选择器件时有更大的余地(尤其是超细间距器件),并且增加焊点表面光洁度,使薄型材料不易褪色.11ComputerSESC115.助焊剂简介在焊膏中,焊剂是合金焊料粉的载体,其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物,使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面.表面贴装用助焊剂的要求:具一定的化学活性;具有良好的热稳定性;具有良好的润湿性;对焊料的扩展具有促进作用;留存于基板的焊剂残渣对基板无腐蚀性;具有良好的清洗性;氯的含有量在0.2%(W/W)以下.助焊剂的物理化学作用是:辅助热传导,去处金属表面和焊料本身的氧化物或其它污染,浸润被焊接金属的表面,覆盖在高温焊料表面,保护金属表面避免氧化和减少熔融焊料表面张力,促进焊料扩展和流动,提高焊接质量.七,SMT测试方法简介电子组装测试包括两种基本类型:裸板测试和加载测试.裸板测试是在完成线路板生产后进行,主要检查短路,开路,网表的导通性.加载测试在组装工艺完成后进行,它比裸板测试复杂.组装阶段的测试包括:生产缺陷分析(MDA),在线测试(ICT)和功能测试(使产品在应用环境下工作)及其三者的组合.最近几年,组装测试还增加了自动光学检测(AOI)和自动X射线检测.SESC目前SMT生产线采用的测试有四种类型:1.AOI(Automatic Optical Inspection自动光学检查)由于电路板尺寸大小的改变,对传统的检测方法提出更大的挑战,因为它使人工检查更加困难.为了对这些发展作出反应,越来越多的原设备制造商采用AOI.通过使用AOI作为减少缺陷的工具,在装配工艺过程的早期查找和消除错误,以实现良好的过程控制.早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段,AOI将减少修理成本,将避免报废不可修理的电路板.AOI采用了高级的视觉系统,新型的给光方式,高的放大倍数和复杂的处理法,从而能够以高测试速度获得高缺陷捕捉率.AOI系统能够检验大部分的零件,包括有:矩形chip元件(0805或更大),圆柱形chip元件,钽电解电容,线圈,晶体管,排组,QFP,SOIC(0.4mm 间距或更大),连接器,异型元件等,能够检测以下不良:元器件漏贴,钽电容的极性错误,焊脚定位错误或者偏斜,引脚弯曲或者折起,焊料过量或者不足,焊点桥接或者虚焊等.但AOI系统不能检测电路错误,同时对不可见焊点的检测也无能为力.2.ICT(In-Circuit Tester在线测试仪)ICT测试的原理是使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件焊点接触,并用数百毫伏电压和10毫安以内电流进行分立隔离测试,从而精确地测了所装电阻,电感,电容,二极管,可控硅,场效应管,集成块等通用和特殊元器件的漏装,错装,参数值偏差,焊点连焊,线路板开短路等故障,并将故障是哪个元件或开路位于哪个点准确告诉用户.这种测试方式的优点是:测试速度快,适合单一品种民用型家电线路板及大规模生产的测试,而且主机价格便宜.但随着线路板组装密度的提高,特别是细间距SMT组装以及新产品开发生产周期越来越短,线路板品种越来越多,针床式在线测试仪存在一些难以克服的问题:测试用针床夹具的制作,调试周期长,价格贵;对于一些高密度SMT线路板由于测试精度问题无法进行测试.3.FCT(Functional Tester功能测试)FCT的工作原理是将线路板上的被测试单元作为一个功能体,对其提供输入信号,按照功能体的设计要求检测输出信号.特点是方法简单,投资少,但不能自动诊断故障.4.X-Ray(Automatic X-Ray Inspection自动X射线检查)当待测基板进入机器内部后,位于线路板上方有一X-Ray发射管,其发射的X射线穿过线路板后被置于下方的探测器(一般为摄像机)接收,由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅,因此与玻璃纤维,铜,硅等其它材料的X射线相比,照射在焊点上的X射线被大量吸收,而呈黑点产生良好图象,12ComputerSESC12使得对焊点的分析变得相当直观.3D X-Ray技术除了可以检验双面贴装线路板外,还可以对那些不可见焊点如BGA等进行多层图象"切片"检测,即对BGA焊接连接处的顶部,中部和低部进行逐层检验.同时利用此方法还可测通孔(PHT)焊点,检查通孔中焊料是否充实,从而极大地提高焊点连接质量.