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毕业论文smt工艺论文
第一章SMT的表面贴装工艺
第一节概述
概述
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SMT就是表面组装技术（Surface Mounted Technology的缩写），是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。
1.SMT有何特点：
◎组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量
减轻60%~80%。
◎可靠性高、抗振能力强。
焊点缺陷率低。
◎高频特性好。
减少了电磁和射频干扰。
◎易于实现自动化，提高生产效率。
降低成本达30%~50%。
节省材料、能源、设备、人力、时间等。
2.为什么要用SMT：
◎电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小
◎电子产品功能更完整，所采用的集成电路（IC）已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件。
◎产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力
◎电子元件的发展，集成电路（IC）的开发，半导体材料的多元应用
◎电子科技革命势在必行，追逐国际潮流
3.SMT有关技术组成：
◎电子元件、集成电路的设计制造技术
◎电子产品的电路设计技术
◎电路板的制造技术
◎自动贴装设备的设计制造技术
◎电路装配制造工艺技术
◎装配制造中使用的辅助材料的开发生产技术
4.SMT的基本知识：
◎一般来说,SMT车间规定的温度为25±3℃;
◎锡膏印刷时,所需准备的材料及工具锡膏、钢板﹑刮刀﹑擦拭纸、无尘纸﹑清洗剂﹑搅
拌刀;
◎一般常用的锡膏合金成份为Sn/Pb合金,且合金比例为63/37;
◎锡膏中主要成份分为两大部分锡粉和助焊剂。
◎助焊剂在焊接中的主要作用是去除氧化物﹑破坏融锡表面张力﹑防止再度氧化。
◎锡膏中锡粉颗粒与Flux（助焊剂）的体积之比约为1:
1,重量之比约为9:
1;
◎锡膏的取用原则是先进先出;
◎锡膏在开封使用时,须经过两个重要的过程回温﹑搅拌;
◎钢板常见的制作方法为：
蚀刻﹑激光﹑电铸;
◎零件干燥箱的管制相对温湿度为<10%;
◎常用的SMT钢板的材质为不锈钢;
◎常用的SMT钢板的厚度为0.15mm（或0.12m;
◎５S的具体内容为整理﹑整顿﹑清扫﹑清洁﹑素养;
◎QC七大手法中鱼骨查原因中４M1H分别是指（中文）:
人﹑机器﹑物料﹑方法﹑环境
◎锡膏的成份包含：
金属粉末﹑溶济﹑助焊剂﹑抗垂流剂﹑活性剂﹔按重量分﹐金属粉
末占85-92%﹐按体积分金属粉末占50%﹔其中金属粉末主要成份为锡和铅,比例为63/37﹐熔点为183℃;
◎锡膏使用时必须从冰箱中取出回温,目的是：
让冷藏的锡膏温度回复常温﹐以利印如
果不回温则在PCBＡ进Reflow后易产生的不良为锡珠;
◎SMT的PCB定位方式有：
真空定位﹑机械孔定位﹑双边夹定位及板边定位;
◎QC七大手法中,鱼骨图强调寻找因果关系;
◎RSS曲线为升温→恒温→回流→冷却；
◎锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是90%:
10%,50%:
5
◎常用的MARK形状有：
圆形,“十”字形﹑正方形,菱形,三角形,万字
◎SMT零件维修的工具有：
烙铁﹑热风拔取器﹑吸锡枪,镊子;
◎高速贴片机可贴装电阻﹑电容﹑IC﹑.晶体管;
◎贴片机应先贴小零件，后贴大零件;
第二节SMT基本工艺构成
SMT 基本工艺构成：
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1.基本工艺构成要素：
丝印（或点胶）--> 贴装 --> （固化） --> 回流焊接 --> 清洗 --> 检测 --> 返修
丝印：
其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备。
所用设备为丝印机（丝网印刷机），位于SMT生产线的最前端。
点胶：
它是将胶水滴到PCB的的固定位置上，其主要作用是将元器件固定到PCB板上。
所用设备为点胶机，位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。
贴装：
其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。
所用设备为贴片机，位于SMT生产线中丝印机的后面。
固化：
其作用是将贴片胶融化，从而使表面组装元器件与PCB板牢固粘接在一起。
所用设备为固化炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。
回流焊接：
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。
所用设备为回流焊炉，位于SMT生产线中贴片机的后面。
清洗：
其作用是将组装好的PCB板上面的对人体有害的焊接残留物如助焊剂等除去。
所用设备为清洗机，位置可以不固定，可以在线，也可不在线。
检测：
其作用是对组装好的PCB板进行焊接质量和装配质量的检测。
所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪（ICT）、飞针测试仪、自动光学检测
（AOI）、X-RAY检测系统、功能测试仪等。
位置根据检测的需要，可以配置在生产线合适的地方。
返修：
其作用是对检测出现故障的PCB板进行返工。
所用工具为烙铁、返修工作站等。
配置在生产线中任意位置。
第三节SMT生产工艺流程
SMT生产工艺流程：
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1.表面贴装工艺
①单面组装：
（全部表面贴装元器件在PCB的一面）
来料检测->丝印焊膏->贴片->回流焊接->（清洗）->检验->返修
②双面组装；（表面贴装元器件分别在PCB的A、B两面）
来料检测->PCB的A面丝印焊膏->贴片->A面回流焊接->翻板->PCB的B面丝印膏->贴片->B面回流焊接->（清洗）->检验->返修
2.混装工艺
①单面混装工艺：
（插件和表面贴装元器件都在PCB的A面）
来料检测->PCB的A面丝印焊膏->贴片->A面回流焊接->PCB的A面插件->波峰焊或浸焊（少量插件可采用手工焊接）->（清洗）->检验->返修（先贴后插）
②双面混装工艺：
（表面贴装元器件在PCB的A面，插件在PCB的B面）
A.来料检测->PCB的A面丝印焊膏->贴片->回流焊接->PCB的B面插件->波峰焊（少量插件可采用手工焊接）->（清洗）->检验->返修
B.来料检测->PCB的A面丝印焊膏->贴片->手工对PCB的A面的插件的焊盘点锡膏->PCB的B面插件->回流焊接->（清洗）->检验->返修
（表面贴装元器件在PCB的A、B面，插件在PCB的任意一面或两面）
先按双面组装的方法进行双面PCB的A、B两面的表面贴装元器件的回流焊接，然后进行两面的插件的手工焊接即可
第四节SMT工艺设备
SMT工艺设备介绍：
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1.模板：
首先根据所设计的PCB确定是否加工模板。
如果PCB上的贴片元件只是电阻、电容且封
装为1206以上的则可不用制作模板，用针筒或自动点胶设备进行锡膏涂敷；当在PCB中含有SOT、SOP、PQFP、PLCC和BGA封装的芯片以及电阻、电容的封装为0805以下的必须制作模板。
一般模板分为化学蚀刻铜模板（价格低，适用于小批量、试验且芯片引脚间距>0.635mm）；激光蚀刻不锈钢模板（精度高、价格高，适用于大批量、自动生产线且芯片引脚间距<0.5mm）。
对于研发、小批量生产或间距>0.5mm,我公司推荐使用蚀刻不锈钢模板;对于批量生产或间距<0.5mm采用激光切割的不锈钢模板。
外型尺寸为370＊470（单位：
mm），有效面积为300﹡400（单位：
mm）。
2.丝印：
其作用是用刮刀将锡膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上，为元器件的贴装做准备。
所用设备为手动丝印台（丝网印刷机）、模板和刮刀（金属或橡胶），位于SMT生产线的最前端。
我公司推荐使用中号丝印台（型号为EW-3188），精密半自动丝印机（型号为EW-3288）方法将模板固定在丝印台上，通过手动丝印台上的上下和左右旋钮在丝印平台上确定PCB的位置，并将此位置固定；然后将所需涂敷的PCB放置在丝印平台和模板之间，在丝网板上放置锡膏（在室温下），保持模板和PCB的平行，用刮刀将锡膏均匀的涂敷在PCB上。
在使用过程中注意对模板的及时用酒精清洗，防止锡膏堵塞模板的漏孔。
3.贴装：
其作用是将表面贴装元器件准确安装到PCB的固定位置上。
所用设备为贴片机（自动、半自动或手工），真空吸笔或镊子，位于SMT生产线中丝印台的后面。
对于试验室或小批量我公司一般推荐使用双笔头防静电真空吸笔（型号为EW-2004B）。
为解决高精度芯片（芯片管脚间距<0.5mm）的贴装及对位问题，我公司推荐使用半自动高精密贴片机（型号为EW-300I）可提高效率和贴装精度。
真空吸笔可直接从元器件料架上拾取电阻、电容和芯片，由于锡膏具有一定的粘性对于电阻、电容可直接将放置在所需位置上；对于芯片可在真空吸笔头上添加吸盘，吸力的大小可通过旋钮调整。
切记无论放置何种元器件注意对准位置，如果位置错位，则必须用酒精清洗PCB，重新丝印，重新放置元器件。
4.回流焊接：
其作用是将焊膏熔化，使表面贴装元器件与PCB牢固钎焊在一起以达到设计所要求的电气性能并完全按照国际标准曲线精密控制，可有效防止PCB和元器件的热损坏和变形。
所用设备为回流焊炉（全自动红外/热风回流焊炉，型号为EW-F540D），位于SMT生产线中贴片机的后面。
5.清洗：
其作用是将贴装好的PCB上面的影响电性能的物质或焊接残留物如助焊剂等除去，若使用免清洗焊料一般可以不用清洗。
对于要求微功耗产品或高频特性好的产品应进行清洗，一般产品可以免清洗。
所用设备为超声波清洗机或用酒精直接手工清洗，位置可以不固定。
6.检验：
其作用是对贴装好的PCB进行焊接质量和装配质量的检验。
所用设备有放大镜、显微镜，位置根据检验的需要，可以配置在生产线合适的地方。
7.返修：
其作用是对检测出现故障的PCB进行返工，例如锡球、锡桥、开路等缺陷。
所用工具为智能烙铁、返修工作站等。
配置在生产线中任意位置。
第五节SMT辅助工艺
SMT辅助工艺：
主要用于解决波峰焊接和回流焊接混合工艺
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１．点胶：
作用是将红胶滴到PCB的的固定位置上，主要作用是将元器件固定到PCB上，一般用于PCB两面均有表面贴装元件且有一面进行波峰焊接。
所用设备为点胶机（型号为TDS9821），针筒，位于SMT生产线的最前端或检验设备的后面。
２．固化：
其作用是将贴片胶受热固化，从而使表面贴装元器件与PCB牢固粘接在一起。
所用设备为固化炉（我公司的回流焊炉也可用于胶的固化以及元器件和PCB的热老化试验），位于SMT生产线中贴片机的后面。
第二章SMT设备
第一节印刷机
印刷机：
将锡膏放在钢板上，用刮刀将锡膏漏印到PCB的焊盘上，为贴片做准备.
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㈠印刷机的型号：
DEK、MPM。
（以下主介绍DEK）
㈡DEK的外观介绍：
①触屏显示器：
可用手指触摸屏幕上的相关处以执行相应的功能。
②JOGBUTTON：
用以手动驱动执行相应的动作，当用此两键执行动作时，请注意屏幕上的提示。
③鼠标触屏：
用手在屏幕上移动来移动鼠标。
④系统键：
在机器开机或机器的急停键被解除后（此时屏幕上会显示SYSTEMPOWERDOWN），按下此键执行机器初始化。
⑤急停开关：
当机器发生严重故障或遇到紧急情况时，按下此键以保护机器免受破坏。
⑥静电接口
⑦主电源开关
⑧机器前盖
⑨锡膏滚动灯开关
灯塔：
用三种颜色标示机器当前的工作状态。
㈢.DEK的常用参数表
参数
说明
规格
1：
ProductName
设定所生产机种的名称
最多可由8个字母﹑符号或数字组成。
例如：
850T-004
2：
Board Width
设定所印的PCB板的宽度
min=40mm，max=510，板宽如重新设定则下列参数会自动改变：
印刷范围﹑钢板清洁范围﹑Boardstop在Y轴的位置及自动顶pinY轴范围（选配）
3：
BoardLength
设定所印的PCB板的长度
min=50mm，max=510mm，板长如重新设定则下列参数会自动改变：
Boardstop在X轴的位置及自动顶pinX轴范围（选配）﹑自动添加锡膏范围（选配）。
4:
BoardThickness
设定板厚
min=0.2mm，max=6mm。
板厚如被重新设定，则自动调整VisionHeight及PrintHeight。
5:
PrintFrontLimit
前刮刀冲程起点之调整
机器自定为0mm，可调整其起始点位置。
min=0，max视PCB大小而定。
6：
PrintRearLimit
后刮刀冲程起点之调整
机器自定为0mm，可调整其起始点位置。
min=0，max视PCB大小而定。
7：
PrintFrontSpeed
设定前刮刀速度
Min=2mm/sec,max=150mm/sec
8：
PrintRearSpeed
设定后刮刀速度
Min=2mm/sec,max=150mm/sec
9:
FrontPressure
设定前刮刀压力
min=0kg，max=20kg
10:
RearPressure
设定后刮刀压力
min=0kg，max=20kg
11:
PrintGap
设定印刷间隙
设定PCB板与钢板在印刷时的间隙min=0mm，max=6mm
12:
SeperationSpeed
设定脱模时的分离速度
设定PCB板与钢板在分离距离时的运动速度
Min=0.1mm/s,Max=20mm/s,
13:
SeperationDistance
设定脱模分离距离
设定PCB板与钢板的分离距离min=0mm，max=3mm
14:
PrintMode
设定印刷模式
可设定印刷方式，例如：
Print/Print，Flood/Print等等。
15:
PrintDeposits
设定印刷行程的次数
min=0，max=3
16:
ScreenCleanMode1
设定钢版擦拭模式为1
可选择干擦﹑湿擦及真空擦等组合模式，最多至六次
17:
ScreenCleanRate1
设定钢版擦拭模式1的频率
min=0表示不擦，max=200
18:
ScreenCleanMode2
设定钢版擦拭模式为2
可选择干擦﹑湿擦﹑真空擦等组合，最多至六次
19:
ScreenCleanRate2
设定钢版擦拭模式2的频率
min=0表示不擦，max=200
20:
Drycleanspeed
设定干擦速度
Min=10mm/s,Max=120mm/s
21:
Wetcleanspeed
设定湿擦速度
Min=10mm/s,Max=100mm/s
22:
Vaccleanspeed
设定真空擦速度
Min=10mm/s,Max=100mm/s
23:
Frontstartoffset
设定前方擦拭起始点
Min=0mm,Max视PCB板大小而定。
24:
Rearstartoffset
设定后方擦拭起始点
Min=0mm,Max视PCB板大小而定。
25:
Board1fiducialtype
设定PCB板上第一个Mark点的形状
可选择的类型有；圆形﹑方形﹑三角形﹑十字﹑菱形及影像模组等
26:
Board2fiducialtype
设定PCB板上第二个Mark点的形状
可选择的类型有；圆形﹑方形﹑三角形﹑十字﹑菱形及影像模组等
27:
Board3fiducialtype
设定PCB板上第三个Mark点的形状
可选择的类型有；圆形﹑方形﹑三角形﹑十字﹑菱形及影像模组等
28:
Screen1fiducialtype
设定钢版上第一个Mark点的形状
可选择的类型有；圆形﹑方形﹑三角形﹑十字﹑菱形及影像模组等
29:
Screen2fiducialtype
设定钢版上第二个Mark点的形状
可选择的类型有；圆形﹑方形﹑三角形﹑十字﹑菱形及影像模组等
30:
Screen3fiducialtype
设定钢版上第三个Mark点的形状
可选择的类型有；圆形﹑方形﹑三角形﹑十字﹑菱形及影像模组等
31:
Fiducial1XCoordinate
设定第一个Mark点的X轴坐标
Min=0mm,Max=508mm
32:
Fiducial1YCoordinate
设定第一个Mark点的Y轴坐标
Min=0mm,Max=508mm
33:
Fiducial2XCoordinate
设定第二个Mark点的X轴坐标
Min=0mm,Max=508mm
34:
Fiducial2YCoordinate
设定第二个Mark点的Y轴坐标
Min=0mm,Max=508mm
35:
Fiducial3XCoordinate
设定第三个Mark点的X轴坐标
Min=0mm,Max=508mm
36:
Fiducial3YCoordinate
设定第三个Mark点的Y轴坐标
Min=0mm,Max=508mm
37:
ForwardXoffset
补偿前行程的X方向视觉差
刮刀由后向前运动时,调整在X方向的印刷偏位（Max=1mm）
38:
ForwardYoffset
补偿前行程的Y方向视觉差
刮刀由后向前运动时,调整在Y方向的印刷偏位（Max=1mm）
39:
Forwardoffset
补偿前行程的角度视觉差
刮刀由后向前运动时,调整在角度的印刷偏位
40:
ReverseXoffset
补偿后行程的X方向视觉差
刮刀由前向后运动时,调整在X方向的印刷偏位（Max=1mm）
41:
ReverseYoffset
补偿后行程的Y方向视觉差
刮刀由前向后前运动时,调整在Y方向的印刷偏位（Max=1mm）
42:
Reverseoffset
补偿前行程的角度视觉差
刮刀由前向后运动时,调整在角度的印刷偏位
43:
ScreenXforward
调整钢板X轴前方的Actuator
此参数为编写程式LearnFiducial后,电脑自动计算出的值,在编写程式前请先归零
44:
ScreenXrear
调整钢板X轴后方的Actuator
此参数为编写程式LearnFiducial后,电脑自动计算出的值,在编写程式前请先归零
45:
ScreenYaxis
调整钢版Y轴Actuator
此参数为编写程式LearnFiducial后,电脑自动计算出的值,在编写程式前请先归零
46:
Alignmentmode
选择对位模式
可设定由2个或3个Mark点对位
47:
Toolingtype
设定PCB板的支撑方式
可选择:
Autoflex自动顶板﹑Vacuum真空支撑﹑Magnetic磁铁式支撑方式
48:
Rightfeeddelay
右侧进板迟滞时间
在右侧进板时必须设定,一般为0.2—0.3sec
第二节贴片机
贴片机：
贴片部分为SMT重要一环，置件头快速把元件从料枪取出高速准确放置在印锡的PCB上。
1.贴片机的型号：
本公司为：
FUJI（左图）、SANYO（右图）
2．FUJI与SANYO的参数对比
1）.置件头（Head）
FujiSanyo
2）.吸嘴（Nozzles/Station）:
Fuji
6nozzlesｘ16stations=96nozzles
Sanyo
5nozzlesｘ12stations=60nozzles
3）.MainSpecifications
Fuji
Sanyo
HighestTact（sec）
0.068
0.075
XYMovementWithin
14.2mm
ZMovementWithin
under1．１９mm
ApplicableComponent
0603to□19
0603to□26
PartsCollationFunction
fromtheworkerwhocarrypowercodeleader
SIF（IPC）
PlacementAccuracy
0.066mm/3σ
0.060mm/3σ
PCBSize
457x356
330x250
PCBMax.Height
0.3～4.0
No.ComponentInput（8mm）
70+70
30+30
BodySize
4700x1800x1714
2400x1963x1695
3.贴片机类型
目前贴片机大致可分为四种类型：
动臂式、复合式、转盘式和大型平行系统。
不同种类的贴片机各有优劣，通常取决于应用或工艺对系统的要求，在其速度和精度之间也存在一定的平衡。
动臂式机器具有较好的灵活性和精度，适用于大部分元件，高精度机器一般都是这种类型，但其速度无法与复合式、转盘式和大型平行系统相比。
不过元件排列越来越集中在有源部件上，比如有引线的QFP和BGA阵列元件，安装精度对高产量有至关重要的作用。
复合式、转盘式和大型平行系统一般不适用于这种类型的元件安装。
动臂式机器分为单臂式和多臂式，单臂式是最早先发展起来的现在仍然使用的多功能贴片机。
在单臂式基础上发展起来的多臂式贴片机可将工作效率成倍提高，如YAMAHA公司的YV112就含有两个带有12个吸嘴的动臂安装头，可同时对两块电路板进行安装。
复合式机器是从动臂式机器发展而来，它集合了转盘式和动臂式的特点，在动臂上安装有转盘，像Simens的Siplace80S系列贴片机，有两个带有12个吸嘴的转盘。
由于复合式机器可通过增加动臂数量来提高速度，具有较大灵活性，因此它的发展前景被看好，如Simens最新推出的HS50机器就安装有4个这样的旋转头，贴装速度可达每小时5万片。
转盘式机器由于拾取元件和贴片动作同时进行，使得贴片速度大幅度提高，这种结构的高速贴片机在我国
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