工藝技術介紹

1、 末經(jīng)許可不得翻印 2003年3月工藝技術介紹工藝設計工藝調(diào)制工藝管制返修工藝生產(chǎn)測試工藝可靠性測試生產(chǎn)環(huán)境控制工藝內(nèi)容一、概要n工藝設計n工藝調(diào)制n工藝管制n返修工藝n生產(chǎn)測試工藝n可靠性測試n生產(chǎn)環(huán)境控制通過對可制造性設計的控制，對生產(chǎn)過程方法的控制，達到符合Q（質(zhì)量）、C（成本）、D（交期）生產(chǎn)的要求。目的：范圍：工藝技術簡要介紹工藝技術簡要介紹 SMT工藝技術是整個SMT技術的核心。SMT技術是以工藝為中心而向設計和設備展開的技術。工藝在產(chǎn)品生命周期中的四個階段：產(chǎn)品設計工藝設計工藝設置工藝調(diào)制優(yōu)化工藝管制產(chǎn)品并行開發(fā)產(chǎn)品試制量產(chǎn)優(yōu)化的堅固的工藝可行的工藝二、可制造性設計（DFM）1、

2、定義 在新產(chǎn)品設計階段，能夠按照各企業(yè)自身制造資源的能力進行產(chǎn)品設計，以最短的生產(chǎn)周期、最低的成本設計出最高質(zhì)量的新產(chǎn)品。2、意義 據(jù)統(tǒng)計，進行DFM 可以降低2/3的成本和裝配時間，直通率從89%提高到99%。 3、實施通常采用項目組的方式進行。要對DFM足夠重視，設計人員要了解生產(chǎn)能力。可制造性設計要點單板總體設計根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格書中的單板尺寸和關鍵器件，結合經(jīng)驗，選定將采用哪種工藝路線。單板詳細設計所有單板詳細設計時的器件和CAD布局，都必須符合上面選定的工藝路線要求，并通過相應的DFM規(guī)范和器件工藝性規(guī)范來保證。所有違反前面選定的工藝路線要求及相應DFM規(guī)范的地方都要提出來討論并尋求解決措

3、施。所有超出工藝規(guī)范的地方都當作工藝難點進行FMEA分析并記錄在工藝檔案庫中。工藝主動牽引硬件詳細設計：單板總體設計選定工藝路線單板硬件詳細設計工藝詳細設計三、SMT工藝技術1、SMT：Surface mounting technology這三個字帶來了印刷電路板貼裝的一次飛躍?，F(xiàn)在，SMT不再僅僅是將元件放置到PCB上的一種方法，相反，SMT是從元件設計到所有PCB裝配產(chǎn)品的整個貼裝工藝。2、SMT的特點 裝配密度高、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

4、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30%50%。 節(jié)省材料、能源、設備、人力、時間等。3、SMT有關的技術組成有關的技術組成 電子元件、集成電路的設計制造技術 電子產(chǎn)品的電路設計技術 電路板的制造技術 自動貼裝設備的設計制造技術 電路裝配制造工藝技術 3.1 SMT工藝流程n電子裝聯(lián)技術n單面裝配n雙面裝配3.1.1 電子裝聯(lián)技術n一級裝配：可分為三級裝配技術。n二級裝配：板件級裝配，常稱為組裝。n三級裝配：系統(tǒng)級裝配，常成為裝配。n新類型：1.5級裝配，比如COB、FLIP-CHIP等。3.1.2 貼片技術組裝流程圖發(fā)料Parts Issu

5、e基板烘烤Barc Board Baking錫膏印刷Solder Paste Printing泛用機貼片Multi Function Chips Mounring 回焊前目檢Visual Insp.b/f Reflow熱風爐回焊Hot Air Solder Reflow修理Rework/Repair回焊后目檢測試品管入庫Stock修理Rework/Repair點固定膠Glue Dispensing高速機貼片Hi-Speed Chips Mounting修理Rework/Repair3.1.4 我司smt工藝流程 1、印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接 2、印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接=反面印刷錫膏=

6、貼裝元件=回流焊接 3、印刷紅膠=貼裝元件=回流焊接=反面印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接=反面=絲印錫膏=貼裝元件=回流焊接4、印刷錫膏=貼裝元件=回流焊接=插件=過波峰焊=執(zhí)錫3.2 焊膏印刷印錫工藝的四個步驟：定位填錫刮平脫模影響印錫質(zhì)量的因素：錫膏的流變性錫膏在鋼網(wǎng)上的時間和量錫膏的顆粒大小和含量刮刀的角度和壓力刮刀的速度刮刀的平整度刮刀的起跑行程鋼網(wǎng)的材質(zhì)和平整度鋼網(wǎng)的開孔形狀和孔壁光滑度鋼網(wǎng)脫模方式和速度鋼網(wǎng)和PCB是接觸還是非接觸方式鋼網(wǎng)的清潔度（清洗方式）PCB的平整度和精度等等SMT的缺陷中60以上與印錫有關！3.2.1 焊膏1、焊膏：它是由焊料顆粒、焊劑、溶劑均勻混合的漿體，在

7、常溫下具有一定粘性，可以將元件粘在既定位置。在焊接溫度下，焊劑、溶劑能自行揮發(fā)掉，留下焊料形成永久連接。應用最多的合金成分為Sn63/Pb37, 金屬含量90%，錫球規(guī)格20-45um。2、儲藏于5-10度冰箱中，使用前應回溫4小時致室溫，到室溫后需攪拌才可使用。3、錫膏為含Pb有毒物，操作時要戴手套，不要觸及皮膚。4、出于環(huán)保的要求，含Pb焊膏將逐步被無鉛焊膏 （ Lead-free)所取代。3.2.2 印刷設備3.2.3 印刷質(zhì)量控制n印刷設備：合理的印刷速度、壓力和角度，刮板形狀、材質(zhì)，印刷間隙的設定，脫板速度的設定，印刷的平行度。n焊膏印刷檢查：1.焊膏高度、面積測量：高度、面積主要

8、決定于鋼網(wǎng)厚度、開孔大小，用激光測 試儀測量。2.目視檢查：印刷后貼裝前，目視或用放 大鏡檢查是否有偏位、少錫、連錫和塌 邊、拉尖等缺陷。 3.用AOI光學檢測設備自動控制。3.3 元件貼裝元件貼裝貼片機是SMT中最熱門、最昂貴的設備。貼片機的功能：基板送入基板定位拾取元件元件供料壞板檢查元件定位貼片送板3.3.1 貼裝設備3.3.2 元件貼裝控制元件貼裝控制1。操作員按正確上料表上料，檢查員必須檢查；生產(chǎn)中換料時，需填寫換料記錄表。2。貼裝后過爐前，應抽查貼裝是否正確，無移位、漏件、錯料、反向、翹腳等不良。3。機器報警、連續(xù)出現(xiàn)貼裝不良時，應及時反饋技術人員處理。3.4 SMT焊接工藝焊接工

9、藝焊接的基本要點：加熱；焊錫的流動；潤濕能力；焊錫量；固定不動焊接標準：材料標準設計準則檢驗標準電路設計：功能質(zhì)量元件硬件設計：材料型號連接方式制造：工藝設備材料產(chǎn)品焊接的基本概念3.4.1 焊接工藝焊接工藝焊接基板要素之一：加熱n加熱的作用：使焊接面錫膏溶化潤濕而形成可靠的焊點不能損壞被焊接的元器件n影響焊接的因素：加熱溫度加熱時間加熱方式元器件焊接工藝基本要素之二：焊接面潤濕能力（焊料擴散能力）焊接面首先要有良好的潤濕性以便能形成合金層。影響潤濕的因素：金屬種類表面條件形狀3.4.1 焊接工藝焊接工藝3.4.1 焊接工藝焊接工藝焊接工藝要素之三：焊錫的流動溶化的焊錫應能夠流到要焊接的地方正

10、確的流動方向。（“ 燈芯” 現(xiàn)象是錯誤的流動方向的一個例子）焊接工藝要素之四：足夠的焊錫焊點的焊錫量要足夠焊接工藝要素之五：固定不動焊接過程中元器件不能發(fā)生移動。3.4.2 回流焊爐回流焊爐3.4.3 回流焊工藝回流工藝的四個區(qū)：最熱點最冷點預熱區(qū)均溫區(qū)或揮發(fā)區(qū)回流焊接區(qū)冷卻區(qū)1、預熱區(qū)：使PCBA升溫至助焊劑開始活化（約120C）2、均溫區(qū)：（120160C）有兩個作用：使PCBA上的各點溫度達到一致；助焊劑的溶劑大部分揮發(fā)掉。3、回流焊接區(qū)：(15-30s)錫膏溶化形成合金層.4、冷卻區(qū)：焊點冷卻固化.3.5 分板1、為充分利用貼片機的貼裝速度和適應大批量生產(chǎn)的需要，PCB通常設計成組合板

11、的形式，貼裝后需手工或機器分板。2、我司使用SAYAKA全自動切板機，確保內(nèi)存條板邊沿平整。分扳機設備圖：4.6 清洗清洗1?；亓骱附雍螅瑸槿コ龓Цg性的焊劑殘渣，需采用水洗或溶劑洗工藝。2。記憶使用惰性松脂焊膏（RMA），腐蝕殘留物極低，PCB焊后免洗。3。印刷不合格板鏟去焊膏后，需用焊膏溶劑徹底清洗，以防產(chǎn)生錫珠。4。印刷完后，鋼網(wǎng)也需清洗，保證無殘留干結焊膏堵塞網(wǎng)孔。4.6.1 免清洗工藝免清洗工藝1. 生產(chǎn)過程中產(chǎn)品清洗后排出的廢水，帶來水質(zhì)、大地以至動植物的污染。 2. 除了水清洗外，應用含有氯氟氫的有機溶劑(CFC&HCFC)作清洗，亦對空氣、大氣層進行污染、破壞。 3.

12、清洗劑殘留在機板上帶來腐蝕現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)素。 4. 減低清洗工序操作及機器保養(yǎng)成本。 5. 免清洗可減少組板(PCBA)在移動與清洗過程中造成的傷害。仍有部分元件不堪清洗。 6. 助焊劑殘留量已受控制，能配合產(chǎn)品外觀要求使用，避免目視檢查清潔狀態(tài)的問題。 7. 殘留的助焊劑已不斷改良其電氣性能，以避免成品產(chǎn)生漏電，導致任何傷害。 8. 免洗流程已通過國際上多項安全測試，證明助焊劑中的化學物質(zhì)是穩(wěn)定的、無腐蝕性的。4.7 返修3種返修RepairTough upReplacementRework4.7.1 返修的觀念n返修總是有害的。n返修依賴于人員（知識、技能、經(jīng)驗、態(tài)度）。n返修是一門

13、受一些技術影響的科學。n返修是完整生產(chǎn)流程的一部分。n返修比正常生產(chǎn)總是更困難。4.7.2 返修流程PCB準 備元件去除焊盤清理元件放置檢查測試五、生產(chǎn)環(huán)境控制n潔凈度控制n溫濕度控制n防靜電控制n5S管理5.1 溫濕度控制n目的：SMD元件為精密元器件，在制程使用中，為確保印刷、貼裝和焊接性能，必須控制工作環(huán)境。n印刷時一般溫度范圍：2027，不同溫度有不同的印刷結果。焊膏不可在29以上印刷，可能會短路，所以印刷機和外部環(huán)境要嚴格控制。一般為：25，60RH。n部分IC為潮濕敏感器件，一般分為6級敏感度，對存儲環(huán)境濕度、時間有嚴格要求。 比如5級器件的存儲要求為30 60%RH條件下存儲48

14、H，處理條件為30 60%RH條件下72H，或者60 60%RH條件下15H。n元器件在高溫中易氧化，一般每升溫10度，氧化速度會加快一倍。n我司生產(chǎn)車間溫濕度控制范圍是：18-28/40%-70%。5.1 溫濕度控制 靜電放電(ESD, electrostatic discharge)是電子工業(yè)最花代價的損壞原因之一，影響生產(chǎn)合格率、制造成本、產(chǎn)品品質(zhì)與可靠性、和公司的可獲利潤。按照ESD協(xié)會，專家們估計對電子工業(yè)的ESD損壞的實際成本達到每年數(shù)十億美元。其它有人估計，由于ESD的產(chǎn)品損失范圍在8%33%。近年來隨著科學技術的飛速發(fā)展、微電子技術的廣泛應用及電磁環(huán)境越來越復雜，對靜電放電的電

15、磁場效應如電磁干擾（）及電磁兼容性（）問題越來越重視。 靜電是引起計算機故障的重要因素之一。由靜電引起的計算機故障往往是隨機故障，重復性不強，因此，故障原因一般很難查清。不僅硬件維護人員很難查出，有時還會使軟件人員誤認為是軟件故障，從而造成工作混亂。5.2 防靜電控制n靜電防護的基本原則：抑制靜電荷的積聚，迅速、安全、有效的消除已產(chǎn)生的靜電荷。n防靜電場地：1、防靜電系統(tǒng)必須有獨立可靠的接地裝置，接地電阻應小于10歐。2、防靜電地線不得接在電源零線上，使用三相五線制供電，其大地線可以作為防靜電地線。3、可用防靜電地板，也可在普通地面鋪設防靜電地墊或涂防靜電漆。5.2 防靜電控制n防靜電設施：1

16、、靜電安全工作臺：由工作臺、防靜電桌墊、碗帶接頭和接地線組成。2、防靜電腕帶：直接接觸靜電敏感器件的人員須戴腕帶，腕帶與人體皮膚有良好接觸。3、防靜電容器：生產(chǎn)元件袋、周轉(zhuǎn)箱、PCB料架等應具備靜電防護作用，不允許使用普通容器。4、防靜電工作服、鞋：進入靜電工作區(qū)的人員均應穿防靜電工作服和鞋，防靜電工作服和鞋應符合國家標準。n各類防靜電設施均應定期檢測其有效性。5.2 防靜電控制示意圖n5S基本概念：整理整頓清掃清潔素養(yǎng)5.3 5S管理將處于混亂狀態(tài)的物品加以收拾,分類區(qū)分后清除不需要的物品-關鍵是分類-清除不只是丟棄,還有資源的的重新分配5.3.1 整理 將所需的物品依使用程度放在周圍,并收拾整