表面装贴工艺技术(2

1、表面组装工艺技术第二章第二章SMTSMT工艺流程与组装生产线工艺流程与组装生产线 2.1 SMT组装方式与组装工艺流程 SMTSMT的组装方式及其工艺流程主要取的组装方式及其工艺流程主要取决于表面组装决于表面组装组件组件(SMA)(SMA)的类型、使用的元的类型、使用的元器件器件种类种类和和组装设备组装设备条件。大体上可将条件。大体上可将SMASMA分成分成单面混装、双面混装和全表面组单面混装、双面混装和全表面组装装3 3种类型共种类型共6 6种组装方式。种组装方式。 工艺流程与组装生产线工艺流程与组装生产线工艺流程与组装生产线工艺流程与组装生产线单面混合组装单面混合组装2.1.1单面混合组装

2、单面混合组装 单面混合组装是指将两种封装形式的元器件单面混合组装是指将两种封装形式的元器件放置在放置在PCBPCB板的两面，但是只有一面用来焊接的组板的两面，但是只有一面用来焊接的组装方式。装方式。 SMCSMCSMDSMD与通孔插装元件与通孔插装元件(THC)(THC)分布在分布在PCBPCB不不同的一面上混装，但其焊接面仅为单面。这一类同的一面上混装，但其焊接面仅为单面。这一类组装方式均采用单面组装方式均采用单面PCBPCB和波峰焊接和波峰焊接( (现一般采用现一般采用双波峰焊双波峰焊) )工艺，具体的操作有以下两种组装方式工艺，具体的操作有以下两种组装方式（具体流程见图（具体流程见图2

3、21 1）。）。单面混合组装单面混合组装来料检测组装开始B面涂粘接剂贴SMC粘接剂固化翻版A面插THC波峰焊清洗最终检测A面插THC翻版B面涂粘接剂贴SMC粘接剂固化翻版图图21 单面组装的流程图单面组装的流程图单面混合组装单面混合组装 (1)(1)先贴法。先贴法。第一种组装方式第一种组装方式称为先贴法，即在称为先贴法，即在PCBPCB的的B B面面( (焊接焊接面面) )先贴装先贴装SMCSMCSMDSMD，而后在，而后在A A面插面插装装THC. THC. (2) (2)后贴法。后贴法。第二种组装方式第二种组装方式称为后贴法，是先在称为后贴法，是先在PCBPCB的的A A面插装面插装THC

4、THC，后在，后在B B面贴装面贴装SMDSMD。工艺流程与组装生产线2双面混合组装双面混合组装 双面混合组装，双面混合组装，SMCSMCSMDSMD和和THCTHC可混合可混合分布在分布在PCBPCB的同一面，同时的同一面，同时, SMC, SMCSMDSMD也可也可分布在分布在PCBPCB的双面。双面混合组装采用的双面。双面混合组装采用双面双面PCBPCB、双波峰焊接或再流焊接、双波峰焊接或再流焊接。在这一类组。在这一类组装方式中也有先贴还是后贴装方式中也有先贴还是后贴SMCSMCSMDSMD的区的区别，一般根据别，一般根据SMCSMCSMDSMD的类型和的类型和PCBPCB的大小的大小合

5、理选择，通常采用先贴法较多。合理选择，通常采用先贴法较多。工艺流程与组装生产线 双面组装常用两种组装方式。双面组装常用两种组装方式。 (1)SMC(1)SMCSMDSMD和和THCTHC同侧方式同侧方式 (2)SMC(2)SMCSMDSMD和和THCTHC不同侧方式。不同侧方式。 这类组装方式由于在这类组装方式由于在PCBPCB的单面或双面的单面或双面贴装贴装SMCSMCSMDSMD，而又把难以表面组装化的，而又把难以表面组装化的有引线元件插入组装，因此组装密度相当有引线元件插入组装，因此组装密度相当高。高。 双面混和组装双面混和组装 波峰焊插通孔元件清洗图图21混合安装工艺混合安装工艺多用于

6、消费类电子产品的组装印刷锡膏贴装元件再流焊翻转点贴片胶贴装元件加热固化翻转先作A面：再作B面：插通孔元件后再过波峰焊：跳转工艺流程与组装生产线3 3全表面组装全表面组装 第三类是全表面组装，在第三类是全表面组装，在PCBPCB上只有上只有SMCSMCSMDSMD而无而无THCTHC。由于目前元器件还未。由于目前元器件还未完全实现完全实现SMTSMT化，实际应用中这种组装形式化，实际应用中这种组装形式不多。这一类组装方式一般是在细线图形的不多。这一类组装方式一般是在细线图形的PCBPCB或陶瓷基板上，采用细间距器件和再流或陶瓷基板上，采用细间距器件和再流焊接工艺进行组装。焊接工艺进行组装。工艺流

7、程与组装生产线全表面组装也有两种组装方式。全表面组装也有两种组装方式。 （1 1）单面表面组装方式。表）单面表面组装方式。表2121所列的第所列的第五种方式，采用单面五种方式，采用单面PCBPCB在单面组装在单面组装SMCSMCSMDSMD。 (2)(2)双面表面组装方式。表双面表面组装方式。表2121所列的第六所列的第六种方式，采用双面种方式，采用双面PCBPCB在两面组装在两面组装SMCSMCSMDSMD，组装密度更高。，组装密度更高。双面双面SMT组装组装 通常先作B面再作A面印刷锡膏贴装元件再流焊翻转贴装元件印刷锡膏再流焊翻转清洗图图22 双面纯双面纯SMT再流焊工艺再流焊工艺组件：A

8、面布有大型IC器件 B面以片式元件为主特点：充分利用 PCB空间，实现安装面积最小化， 工艺控制复杂，要求严格。常用于密集型 或超小型电子产品，如 手机。跳转工艺流程与组装生产线2.2 SMT生产线的设计生产线的设计 不同的SMA组装过程所采用的流程及其设备是有差异的，但是基本的构成单元又是相同的（图21，22）。典型的SMA组装流程包含的主要环节有： 与基本流程相应的与基本流程相应的SMTSMT生产线基本构成为：点生产线基本构成为：点胶机、焊膏印刷机、胶机、焊膏印刷机、SMCSMCSMDSMD贴片机、再流焊贴片机、再流焊接设备、检测设备等组装和检测设备组成，图接设备、检测设备等组装和检测设备

9、组成，图2 23 3是一种适用于双面表面组装的是一种适用于双面表面组装的SMTSMT生产线组成示生产线组成示意图。意图。 来料检测粘结剂涂敷焊膏涂敷贴片焊接清洗工艺流程与组装生产线图23 SMT组装生产线的构成示意图总体设计总体设计 . . .总体设计总体设计 1.SMT1.SMT生产线设计的基本原则：生产线设计的基本原则： 组装生产线的设计必须结合所生产组件的结构特点和生产规模，同时要具有一定的适应性和先进性。 总体设计总体设计 2.SMT生产线设计一般步骤： 在需要的组装产品未确定的情况下，生产线在需要的组装产品未确定的情况下，生产线设计应考虑设计应考虑产品形状、单位时间生产量、换代周产品

10、形状、单位时间生产量、换代周期、投入强度期、投入强度等。等。 在已知组装产品对象的情况下，建立在已知组装产品对象的情况下，建立SMTSMT生产生产线前应该先进行线前应该先进行SMTSMT总体设计，确定需组装元器件总体设计，确定需组装元器件种类和数量、组装方式及工艺和总体设计目标，种类和数量、组装方式及工艺和总体设计目标，然后再进行生产线设计。而且然后再进行生产线设计。而且最好在最好在PCBPCB电路设计电路设计初步完成后，才进行初步完成后，才进行SMTSMT生产线设计生产线设计；这样可使所；这样可使所设计生产线设计生产线投入产出比投入产出比达到最佳状态。达到最佳状态。总体设计总体设计 3. 生

11、产线设计主要内容：生产线设计主要内容： A.A.元器件元器件( (含基板含基板) )选择选择 元器件元器件( (含基板含基板) )选择是决定组装方式及工艺复选择是决定组装方式及工艺复杂性和生产线及设备投资的第一因素。元器件选择杂性和生产线及设备投资的第一因素。元器件选择过程中必须建立元器件数据库和元器件工艺要求，过程中必须建立元器件数据库和元器件工艺要求，并注意以下几点并注意以下几点 ： (1)(1)要保证元器件品种齐套，应有后备供应商。要保证元器件品种齐套，应有后备供应商。 (2)(2)元器件的质量和尺寸精度应有保证。元器件的质量和尺寸精度应有保证。 (3) SMC(3) SMCSMDSMD

12、对组装工艺的要求。对组装工艺的要求。 (4)(4)确定元器件的类型和数量、元器件最小引确定元器件的类型和数量、元器件最小引脚间距、最小尺寸等，并注意其与组装工艺的关系。脚间距、最小尺寸等，并注意其与组装工艺的关系。 总体设计总体设计 B.B.组装方式及工艺流程的确定组装方式及工艺流程的确定 在生产线设计中，组装方式是决定生产在生产线设计中，组装方式是决定生产工艺复杂性、生产线规模和投资强度的确定工艺复杂性、生产线规模和投资强度的确定性因素性因素 。 组装方式确定之后，即可初步设计出工组装方式确定之后，即可初步设计出工艺流程，并制定出相应的关键工序及其工艺艺流程，并制定出相应的关键工序及其工艺参

13、数和要求，如贴片精度要求，焊接工艺要参数和要求，如贴片精度要求，焊接工艺要求等，便于设备选型之用。设计中应充分重求等，便于设备选型之用。设计中应充分重视视这一设计原则。这一设计原则。生产线自动化程度生产线自动化程度 2.2.2 生产线自动化程度生产线自动化程度 现代先进的现代先进的SMTSMT生产线属于柔性自动生产线属于柔性自动化化(Flexible Automation)(Flexible Automation)生产方式，其特征是生产方式，其特征是采用采用机械手机械手、计算机控制计算机控制和和视觉系统视觉系统，能从，能从一种产品的生产很快地转换为另一种产品的一种产品的生产很快地转换为另一种产

14、品的生产，能适合于多品种、中生产，能适合于多品种、中/ /小批量生产等。小批量生产等。其自动化程度主要取决于贴片机、运输系统其自动化程度主要取决于贴片机、运输系统和线控计算机系统。表和线控计算机系统。表2222表示了按生产效表示了按生产效率划分的率划分的SMTSMT生产线的类型。生产线的类型。 一般根据年产量、生产线效率系数和计一般根据年产量、生产线效率系数和计划投资额，来确定划投资额，来确定SMTSMT生产线的自动化程度。生产线的自动化程度。 生产线分类生产线分类表22 SMT生产线主要类型生产线自动化程度生产线自动化程度 1高速高速SMT生产线生产线 高速高速SMTSMT生产线一般由贴片速

15、度大于生产线一般由贴片速度大于80008000片片/h/h的高速贴片机组成，主要用于彩电调谐的高速贴片机组成，主要用于彩电调谐器、计算机板卡等大批量单一产品的组装生器、计算机板卡等大批量单一产品的组装生产。目前也出现了数万片产。目前也出现了数万片/h/h的高速高精度贴的高速高精度贴片机，主要应用于产量大的组装产品，如通片机，主要应用于产量大的组装产品，如通信产品等。信产品等。 生产线自动化程度生产线自动化程度 2中速高精度中速高精度SMT生产线生产线 细间距器件的发展很快，在计算机、通信、细间距器件的发展很快，在计算机、通信、录像机、仪器仪表等产品中已被广泛应用。组装该录像机、仪器仪表等产品中

16、已被广泛应用。组装该类产品较适宜采用中速高精度类产品较适宜采用中速高精度SMTSMT生产线，它不仅适生产线，它不仅适用于多品种中小批量生产，而且多台联机也适用用于多品种中小批量生产，而且多台联机也适用于大批量生产，能满足生产扩展需要。在投资强度于大批量生产，能满足生产扩展需要。在投资强度足够的情况下，应优选中速高精度足够的情况下，应优选中速高精度SMTSMT生产线，而不生产线，而不选普通中速线。一般认为中速贴片机的贴片速度为选普通中速线。一般认为中速贴片机的贴片速度为(30008000)(30008000)片片/h/h。 生产线自动化程度生产线自动化程度 3低速半自动低速半自动SMT生产线生产

17、线 低速半自动低速半自动SMTSMT生产线一般只用于研究生产线一般只用于研究开发和实验。因其产量规模、精度和适应性开发和实验。因其产量规模、精度和适应性难以满足发展所需，产品生产企业不宜选用。难以满足发展所需，产品生产企业不宜选用。低速贴片机的贴片速度一般小于低速贴片机的贴片速度一般小于30003000片片h h。生产线自动化程度生产线自动化程度 4手动生产手动生产 手动生产成本较低、应用灵活，可用于手动生产成本较低、应用灵活，可用于帮助了解熟悉帮助了解熟悉SMTSMT技术，也可用于研究开发技术，也可用于研究开发或小批量多品种生产，并可用作返修工具。或小批量多品种生产，并可用作返修工具。为此，

18、这种形式的生产也有一定的应用面。为此，这种形式的生产也有一定的应用面。设备选型设备选型 2.2.3 设备选型设备选型 SMTSMT生产线的建立主要工作是生产线的建立主要工作是设备选型设备选型。 建立生产线的目的是建立生产线的目的是要以最快的速度要以最快的速度生产出优质、富有竞争力的产品，要以效生产出优质、富有竞争力的产品，要以效率最高、投资最小、回收年限最短为目标。率最高、投资最小、回收年限最短为目标。由于贴片机是生产线的关键设备，其价格由于贴片机是生产线的关键设备，其价格占全线投资的比重较大，因此一般以贴片占全线投资的比重较大，因此一般以贴片机的选型为重点机的选型为重点 。设备选型设备选型

19、设备选型的原则：设备选型的原则： 1 1性能、功能及可靠性性能、功能及可靠性 A.A.设备选型首先要看设备性能是否设备选型首先要看设备性能是否满足技术要求；满足技术要求； B.B.选择设备生产厂家，保证设备的选择设备生产厂家，保证设备的可靠性；可靠性； C.C.根据组件要求和投入资金选择设根据组件要求和投入资金选择设备功能。备功能。设备选型设备选型 2 2可扩展性和灵活性可扩展性和灵活性 设备组线扩展性和灵活性主要指功能设备组线扩展性和灵活性主要指功能的扩展、指标提高、生产能力的扩大，以的扩展、指标提高、生产能力的扩大，以及良好的组线接口等。及良好的组线接口等。设备选型设备选型 3 3可操作性

20、和可维护性可操作性和可维护性 设备要便于操作，对于国内用户，计设备要便于操作，对于国内用户，计算机控制软件应该采用中文界面；对中高算机控制软件应该采用中文界面；对中高精度贴片机，一定要有自动生成贴片程序精度贴片机，一定要有自动生成贴片程序功能。设备要便于维护、调试和维修，应功能。设备要便于维护、调试和维修，应把维修服务作为设备选型的重要标准之一。把维修服务作为设备选型的重要标准之一。设备选型设备选型 2.2.4 生产线设计中的其它问题生产线设计中的其它问题 1 1生产线装配完成后的验收生产线装配完成后的验收 目前国内对目前国内对SMTSMT生产线和设备尚无成熟生产线和设备尚无成熟的验收方法与统

21、一的验收标准。常用的验的验收方法与统一的验收标准。常用的验收方式有收方式有3 3种：性能指标验收、标准样板验种：性能指标验收、标准样板验收和产品验收。收和产品验收。 设备选型设备选型 2 2技术队伍技术队伍 SMTSMT是复杂的综合系统工程。是复杂的综合系统工程。SMTSMT生产生产线的建立和使用必须依靠掌握线的建立和使用必须依靠掌握SMTSMT的技术队的技术队伍。要生产出优质合格产品，光有设备是伍。要生产出优质合格产品，光有设备是不行的，为此，建立不行的，为此，建立SMTSMT生产线时，就要考生产线时，就要考虑培养技术骨干和管理骨干队伍。虑培养技术骨干和管理骨干队伍。工艺流程与组装生产线2.3 工艺设计和组装设计文件 生产线设计完成后要进行组件的生产，必须有相关的设计文件支持。要保证生产线高效、稳定的生产出满足要求的组件，最基本的设计文件包括技术文件和工艺文件。技术文件用于指导产品的设计；而工艺文件则由于指导产品的制造。一般的工艺文件在产品设计过程中完成，包含了工艺设计和