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SMT工藝流程及工藝中常見(jiàn)的缺陷分析
SMT工藝有兩類(lèi)基本的工藝流程,一類(lèi)是焊錫膏—再流焊工藝,另一類(lèi)是貼片膠—波峰工藝,
在各個(gè)工藝流程中都會(huì)出現(xiàn)一些常見(jiàn)地缺陷,例如,在印刷中會(huì)有焊錫膏圖形錯(cuò)位偏移、焊錫膏圖形沾污、塌陷、粘連等;在貼片時(shí)會(huì)有元器件偏移、元器件貼錯(cuò)、漏貼、極性貼反等。而在波峰焊、回流焊時(shí)都會(huì)有焊接缺陷如橋連、冷焊、多錫、少錫、焊點(diǎn)有氣泡、元器件偏移等。
什么是貼片機(jī)?
貼片機(jī)又稱作貼裝機(jī),是SMT行業(yè)生產(chǎn)線上一種極其核心的設(shè)備,主要用來(lái)將電子元件貼裝到電路板上,一般貼片機(jī)占據(jù)SMT生產(chǎn)線總投資60%以上,并且生產(chǎn)線的產(chǎn)能主要也有貼片機(jī)來(lái)決定。
貼片機(jī)是機(jī)-電-光以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的綜合體, 是一種精密的工作機(jī)器人,它充分發(fā)揮現(xiàn)代精密機(jī)械、機(jī)電一體、光電結(jié)合,以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的高技術(shù)成果,實(shí)現(xiàn)高速度、高1精度、智能化的電子組裝制造設(shè)備,它通過(guò)拾取、位移、對(duì)位、放置等功能,將各種電子元件快速準(zhǔn)確地貼放到電路板上指1定的焊盤(pán)位置,一般貼片機(jī)位于SMT整條生產(chǎn)線錫膏印刷機(jī)之后。
貼片機(jī)由機(jī)械部位、視覺(jué)系統(tǒng)、貼裝系統(tǒng)、供料器和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)組成的高科技含量設(shè)備,機(jī)械部位主要包含機(jī)架、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和伺服系統(tǒng),視覺(jué)系統(tǒng)包含相機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)控傳感器系統(tǒng),貼裝頭、供料器、吸嘴等相關(guān)硬件組成。
從成本構(gòu)進(jìn)三大方面來(lái)降低成本
1.質(zhì)量成本方面:包括返修和維修所花費(fèi)的成本,質(zhì)量成本主要是由預(yù)防成本、鑒定成本、內(nèi)部缺陷成本和外部缺陷成本四種所構(gòu)成。
統(tǒng)計(jì)資料證明,如以預(yù)防為主,加強(qiáng)質(zhì)量管理,可使質(zhì)量事故明顯下降,雖然預(yù)防成本可能增加3%到5%,但總質(zhì)量成本可能下降30%。在一般情況下,隨著鑒定成本和預(yù)防成本的增加,產(chǎn)品的質(zhì)量水平隨之提高,產(chǎn)品的缺陷大大減少,因而總質(zhì)量成本就會(huì)下降。在SMT生產(chǎn)中做好預(yù)防,加強(qiáng)過(guò)程控制,減少故障缺陷成本,減少返修和維修機(jī)率,而使總質(zhì)量成本下降。
2.人工成本方面:去除一些不增加價(jià)值的人員,包括間接人員, 多余的管理人員和SMT輔助人員,任用有能力的工程師,技術(shù)多能手。按IE的方法,對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)人員,生產(chǎn)工序,現(xiàn)場(chǎng)布局存在的不合理,不經(jīng)濟(jì),不均衡等進(jìn)行“取消,合并,重排,簡(jiǎn)化”。員工上班采用輪班制,因?yàn)榧影噘M(fèi)高于正常上班的工資,還有餐費(fèi),交通費(fèi)等等,輪班工資不是按加班來(lái)算。
在生產(chǎn)過(guò)程中,人員是比較不穩(wěn)定的因素,人的心態(tài),責(zé)任心,也是影響生產(chǎn)成本的一個(gè)因素。我們有些SMT工程師的朋友私1下交流,其實(shí)他們能靈活的控制生產(chǎn)中PCB板,元器件的報(bào)廢數(shù),老板給的那么點(diǎn)獎(jiǎng)金,其實(shí)只給少報(bào)廢幾塊板子就回來(lái)了。如果能給予更多的激勵(lì),將會(huì)提高員工的責(zé)任心,大大的減少生產(chǎn)報(bào)廢率。所以做好人員的激勵(lì)也是降低成本的一個(gè)方法。
5.作業(yè)方法方面:做好生產(chǎn)計(jì)劃,制定標(biāo)準(zhǔn)工時(shí),標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)及主要工序都要有工藝規(guī)程或作業(yè)指導(dǎo)書(shū),工人嚴(yán)格按工藝文件操作,工藝文件受控,現(xiàn)場(chǎng)可以取得現(xiàn)行有效版本的工藝文件。工藝文件資料要做到:字體工整,填寫(xiě)和更改規(guī)范、完整、準(zhǔn)確、及時(shí)。工藝流程要有科學(xué)合理,可操作性要強(qiáng)。消除了盲目作業(yè),不按工藝規(guī)程作業(yè),從而減少質(zhì)量問(wèn)題,降低生產(chǎn)成本。
無(wú)鉛PCB貼裝可焊性差帶來(lái)的影響
無(wú)鉛焊料的可焊性較差也帶來(lái)了幾個(gè)挑戰(zhàn)。雖然加熱元件引線或端子和線路板所需的時(shí)間較長(zhǎng)常常被認(rèn)為是無(wú)鉛焊料焊接性差的根本原因,但主要是錫基合金較高的表面張力(在沒(méi)有鉛的情況下)限制了潤(rùn)濕和擴(kuò)散行為。對(duì)于“更快”的組裝過(guò)程,如波峰焊和手焊,需要更長(zhǎng)的加熱時(shí)間是一個(gè)特別的問(wèn)題。然而,本質(zhì)上較差的可焊性會(huì)影響所有的裝配過(guò)程,因?yàn)樗鼤?huì)在短時(shí)間和較長(zhǎng)時(shí)間(如回流)的裝配過(guò)程中降低填充孔和圓角形成的質(zhì)量。
通過(guò)兩種方法提高無(wú)鉛焊料的固有可焊性能。
一,新的助焊劑配方可以更有效地降低焊料的表面張力。
二,可為提高無(wú)鉛合金所表現(xiàn)出的潤(rùn)濕性和擴(kuò)散活性的元件I/Os和/或電路板指1定可選表面鍍層。
嚴(yán)格地從PCB貼裝過(guò)程的角度來(lái)看,無(wú)鉛和傳統(tǒng)的錫鉛釬料的混合是有益的。錫鉛釬料通過(guò)兩種現(xiàn)象改善無(wú)鉛釬料的潤(rùn)濕和擴(kuò)展性能。首先,鉛污染降低了焊料熔液的表面張力。其次,鉛的污染降低了無(wú)鉛合金的熔化溫度。
然而,錫鉛和無(wú)鉛焊料的混合及其對(duì)熱-機(jī)械疲勞環(huán)境下互連的長(zhǎng)期可靠性的影響引起了人們的關(guān)注。
蕞后,無(wú)pb焊料的使用會(huì)影響裝配后的清洗步驟(第4步)和檢查步驟(第5步)。較高的工藝溫度會(huì)產(chǎn)生更堅(jiān)韌的助焊劑殘留物,需要更嚴(yán)格的清洗步驟來(lái)確保它們被去除。
此外,更堅(jiān)韌的殘留物影響測(cè)試探針接觸電路板上的測(cè)試點(diǎn)墊的能力。接觸不良可能是檢測(cè)到裝配上的錯(cuò)誤開(kāi)啟的原因。