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工艺技术介绍

学习情境 1. 工艺技术介绍. 广东科学技术职业学院. 工艺内容. 工艺设计 工艺调制 工艺管制 返修工艺 生产测试工艺 可靠性测试 生产环境控制. 一、概要. 目的：. 范围：. 工艺设计 工艺调制 工艺管制 返修工艺 生产测试工艺 可靠性测试 生产环境控制. 通过对可制造性设计的控制，对生产过程方法的控制，达到符合 Q （质量）、 C （成本）、 D （交期）生产的要求。. 工艺技术简要介绍. 二、可制造性设计（ DFM ）. 1 、定义

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Presentation Transcript

  1. 学习情境1 工艺技术介绍 广东科学技术职业学院

  2. 工艺内容 工艺设计 工艺调制 工艺管制 返修工艺 生产测试工艺 可靠性测试 生产环境控制

  3. 一、概要 目的： 范围： • 工艺设计 • 工艺调制 • 工艺管制 • 返修工艺 • 生产测试工艺 • 可靠性测试 • 生产环境控制 通过对可制造性设计的控制，对生产过程方法的控制，达到符合Q（质量）、C（成本）、D（交期）生产的要求。

  4. 工艺技术简要介绍

  5. 二、可制造性设计（DFM） 1、定义 在新产品设计阶段，能够按照各企业自身制造资源的能力进行产品设计，以最短的生产周期、最低的成本设计出最高质量的新产品。 2、意义 据统计，进行DFM 可以降低2/3的成本和装配时间，直通率从89%提高到99%。 3、实施 通常采用项目组的方式进行。要对DFM足够重视，设计人员要了解生产能力。

  6. 可制造性设计要点

  7. 三、SMT工艺技术 • 1、SMT：Surface mounting technology这三个字带来了印刷电路板贴装的一次飞跃。现在，SMT不再仅仅是将元件放置到PCB上的一种方法，相反，SMT是从元件设计到所有PCB装配产品的整个贴装工艺。 • 2、SMT的特点 • 装配密度高、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。

  8. 3、SMT有关的技术组成 ·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

  9. 3.1 SMT工艺流程 • 电子装联技术 • 单面装配 • 双面装配

  10. 3.1.1 电子装联技术 • 一级装配：可分为三级装配技术。 • 二级装配：板件级装配，常称为组装。 • 三级装配：系统级装配，常成为装配。 • 新类型：1.5级装配，比如COB、FLIP-CHIP等。

  11. 发料 Parts Issue 基板烘烤 Barc Board Baking 錫膏印刷 Solder Paste Printing 高速机贴片 Hi-Speed Chips Mounting 點固定膠 Glue Dispensing 回焊后目检 泛用机贴片 Multi Function Chips Mounring 回焊前目检 Visual Insp.b/f Reflow 热风炉回焊 Hot Air Solder Reflow 修理 Rework/Repair 测试 品管 入库 Stock 修理 Rework/Repair 修理 Rework/Repair 3.1.2贴片技术组装流程图

  12. 3.1.4 我司smt工艺流程 1、印刷锡膏=>贴装元件=>回流焊接 2、印刷锡膏=>贴装元件=>回流焊接=>反面印刷锡膏=>贴装元件=>回流焊接 3、印刷红胶=>贴装元件=>回流焊接=>反面印刷锡膏=>贴装元件=>回流焊接=>反面=>丝印锡膏=>贴装元件=>回流焊接 4、印刷锡膏=>贴装元件=>回流焊接=>插件=>过波峰焊=>执锡

  13. 3.2 焊膏印刷

  14. 3.2.1 焊膏 1、焊膏：它是由焊料颗粒、焊剂、溶剂均匀混合的浆体，在常温下具有一定粘性，可以将元件粘在既定位置。在焊接温度下，焊剂、溶剂能自行挥发掉，留下焊料形成永久连接。应用最多的合金成分为Sn63/Pb37, 金属含量90%，锡球规格20-45um。 2、储藏于5-10度冰箱中，使用前应回温4小时致室温，到室温后需搅拌才可使用。 3、锡膏为含Pb有毒物，操作时要戴手套，不要触及皮肤。 4、出于环保的要求，含Pb焊膏将逐步被无铅焊膏 （ Lead-free)所取代。

  15. 3.2.2 印刷设备

  16. 3.2.3 印刷质量控制 • 印刷设备：合理的印刷速度、压力 和角度，刮板形状、材质，印刷间隙的 设定，脱板速度的设定，印刷的平行度。 • 焊膏印刷检查： 1.焊膏高度、面积测量：高度、面积主要 决定于钢网厚度、开孔大小，用激光测 试仪测量。 2.目视检查：印刷后贴装前，目视或用放 大镜检查是否有偏位、少锡、连锡和塌 边、拉尖等缺陷。 3.用AOI光学检测设备自动控制。

  17. 3.3 元件贴装

  18. 3.3.1 贴装设备

  19. 3.3.2 元件贴装控制 1。操作员按正确上料表上料，检查员必须检查；生产中换料时，需填写换料记录表。 2。贴装后过炉前，应抽查贴装是否正确，无移位、漏件、错料、反向、翘脚等不良。 3。机器报警、连续出现贴装不良时，应及时反馈技术人员处理。

  20. 3.4 SMT焊接工艺

  21. 3.4.1 焊接工艺 焊接基板要素之一：加热 • 加热的作用： －使焊接面锡膏溶化润湿而形成可靠的焊点 －不能损坏被焊接的元器件 • 影响焊接的因素： －加热温度 －加热时间 －加热方式 －元器件

  22. 3.4.1 焊接工艺

  23. 3.4.1 焊接工艺

  24. 3.4.2 回流焊炉

  25. 3.4.3 回流焊工艺

  26. 3.5 分板 1、为充分利用贴片机的贴装速度和适应大批量生产的需要，PCB通常设计成组合板的形式，贴装后需手工或机器分板。 2、我司使用SAYAKA全自动切板机，确保内存条板边沿平整。

  27. 分扳机设备图：

  28. 4.6 清洗 1。回流焊接后，为去除带腐蚀性的焊剂残渣，需采用水洗或溶剂洗工艺。 2。记忆使用惰性松脂焊膏（RMA），腐蚀残留物极低，PCB焊后免洗。 3。印刷不合格板铲去焊膏后，需用焊膏溶剂彻底清洗，以防产生锡珠。 4。印刷完后，钢网也需清洗，保证无残留干结焊膏堵塞网孔。

  29. 4.6.1 免清洗工艺 1.生产过程中产品清洗后排出的废水，带来水质、大地以至动植物的污染。 2.除了水清洗外，应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗，亦对空气、大气层进行污染、破坏。 3.清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象，严重影响产品质素。 4.减低清洗工序操作及机器保养成本。 5.免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。仍有部分元件不堪清洗。 6.助焊剂残留量已受控制，能配合产品外观要求使用，避免目视检查清洁状态的问题。 7.残留的助焊剂已不断改良其电气性能，以避免成品产生漏电，导致任何伤害。 8.免洗流程已通过国际上多项安全测试，证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的。

  30. 4.7 返修 3种返修 Rework Repair Tough up Replacement

  31. 4.7.1 返修的观念 • 返修总是有害的。 • 返修依赖于人员（知识、技能、经验、态度）。 • 返修是一门受一些技术影响的科学。 • 返修是完整生产流程的一部分。 • 返修比正常生产总是更困难。

  32. 4.7.2 返修流程 检查 测试 元件 放置 PCB 准 备 元件 去除 焊盘 清理

  33. 五、生产环境控制 • 洁净度控制 • 温湿度控制 • 防静电控制 • 5S管理

  34. 5.1 温湿度控制 • 目的：SMD元件为精密元器件，在制程使用中，为确保印刷、贴装和焊接性能，必须控制工作环境。 • 印刷时一般温度范围：20－27℃，不同温度有不同的印刷结果。焊膏不可在29℃以上印刷，可能会短路，所以印刷机和外部环境要严格控制。一般为：25℃，60RH。

  35. 5.1 温湿度控制 • 部分IC为潮湿敏感器件，一般分为6级敏感度，对存储环境湿度、时间有严格要求。 比如5级器件的存储要求为〈30 ℃ 60%RH条件下存储48H，处理条件为30 ℃60%RH条件下72H，或者60 ℃60%RH条件下15H。 • 元器件在高温中易氧化，一般每升温10度，氧化速度会加快一倍。 • 我司生产车间温湿度控制范围是：18℃-28℃/40%-70%。

  36. 静电放电(ESD, electrostatic discharge)是电子工业最花代价的损坏原因之一，影响生产合格率、制造成本、产品品质与可靠性、和公司的可获利润。按照ESD协会，专家们估计对电子工业的ESD损坏的实际成本达到每年数十亿美元。其它有人估计，由于ESD的产品损失范围在8%~33%。近年来随着科学技术的飞速发展、微电子技术的广泛应用及电磁环境越来越复杂，对静电放电的电磁场效应如电磁干扰（ＥＭＩ）及电磁兼容性（ＥＭＣ）问题越来越重视。 静电是引起计算机故障的重要因素之一。由静电引起的计算机故障往往是随机故障，重复性不强，因此，故障原因一般很难查清。不仅硬件维护人员很难查出，有时还会使软件人员误认为是软件故障，从而造成工作混乱。 5.2 防静电控制

  37. 5.2 防静电控制 • 静电防护的基本原则：抑制静电荷的积聚，迅速、安全、有效的消除已产生的静电荷。 • 防静电场地： 1、防静电系统必须有独立可靠的接地装置，接地电阻应小于10欧。 2、防静电地线不得接在电源零线上，使用三相五线制供电，其大地线可以作为防静电地线。 3、可用防静电地板，也可在普通地面铺设防静电地垫或涂防静电漆。

  38. 5.2 防静电控制 • 防静电设施： 1、静电安全工作台：由工作台、防静电桌垫、碗带接头和接地线组成。 2、防静电腕带：直接接触静电敏感器件的人员须戴腕带，腕带与人体皮肤有良好接触。 3、防静电容器：生产元件袋、周转箱、PCB料架等应具备静电防护作用，不允许使用普通容器。 4、防静电工作服、鞋：进入静电工作区的人员均应穿防静电工作服和鞋，防静电工作服和鞋应符合国家标准。 • 各类防静电设施均应定期检测其有效性。

  39. 示意图

  40. 5.3 5S管理 • 5S基本概念： • 整理 • 整顿 • 清扫 • 清洁 • 素养

  41. 5.3.1 整理 将处于混乱状态的物品加以收拾,分类区分后清除不需要的物品 ---关键是分类 ---清除不只是丢弃,还有资源的的重新分配

  42. 5.3.2 整顿 将所需的物品依使用程度放在周围,并收拾整齐使大家都能一目了然,免除寻找时间的浪费. ---常整顿不是陈列而是随时尽快取得所需物品.

  43. 5.3.3 清扫 扫除清理污垢的过程 ---重要的是无垃圾无污秽的彻底清洁 ---窗缝及墙角等不可疏忽

  44. 5.3.4 清洁 反复不断的坚持常整理、常整頓和常清扫状态 维持上面3S的成果 ---善于利用目视管理法、红牌、查检表等手法并坚持标准化

  45. 5.3.5 素养 养成遵守身为社会、组织一分子所应做的一切事情的习惯 ---强调创造一个有着良好习惯的工作氛围

  46. 5.3.6 5S的作用 避免故障 加强安全 激发干劲 降低成本 提升效率 提高品质

  47. 谢 谢！

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