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文檔簡介
1、貼片技術與貼片機貼片精度達60um,光學定位的精度高于機械定位,但定位時刻稍長。(-)x-y 與 z/ x-y定位系統是評價貼片機精度的主要指標,它包括傳動機構和伺 服系統:貼片速度的提高意味著x-y傳動機構運行速度的提高而發 熱,而滾珠絲桿是主要的熱源,其熱量的變化會影響貼裝精度,最新 研制的x-y傳動系統在導軌內設有冷卻系統:在高速機中采用無磨擦 線性馬達和空氣軸承導軌傳動,運行速度做得更快。西門子貼片機采用同步帶一直線軸承驅動,該系統運行噪聲低,匚作 環境好x-y伺服系統(定位控制系統)由交流伺服電機驅動,并在傳感器及控制系統指揮下實現精確定位, 因此傳感器的精度起關健作用。位移傳感器有
2、園光柵編碼器、磁柵尺 和光柵尺。1 .國光柵編碼器園光柵編碼器的轉動部位上裝有兩片園光柵,園光柵由玻璃片或透明 塑料制成,并在片上彼有明暗相間的放射狀格線,相鄰的明暗間距稱 為一個柵節,整個園周總柵節數為編碼器的線脈沖數。錨線的多少也 表示精度的高低。其中一片光柵固定在轉動部位作指標光柵,另一片則隨轉動軸同眇 運動并用來計數,因此指標光柵與轉動光柵組成一對掃描系統,相節 于計數傳感器。圓光柵編碼器裝在伺服電機中,它可測出轉動件的位 置、角度及角加速度,它可以將這些物理量轉換為電信號輿給控制系 統。編碼器能記錄絲桿的放置數并將信息反饋給比較器,直至符合被 線性量。該系統抗干擾性強,測量精度取決于
3、編碼搟中光柵盤上的光柵數及溢 珠絲桿導軌的精度。2 ,磁柵尺由磁柵尺和磁頭檢測電路組成,利川電磁特性和錄磁原理對位移進行 測量。磁柵尺是在非導磁性標尺基礎上采用化學涂覆或電鍍1:之在非 磁性標尺上沉積一層磁性膜(一股1020um)在磁性膜上錄制代 表一定年度具有一定波長的方波或正弦波磁軌跡信號。磁頭在磁柵尺 上移動和讀取磁恪,并轉變成電信號輸入到控制電路,最終控制ac 伺服電機的運行。磁柵尺的優點是制造筒中、安裝方便、穩定性高、量程范困大,測量 精度高達15um,貼片精度一般在。3 .光柵尺由光柵尺、光柵讀數頭與檢測電路組成。光柵尺是在透明下班或金屬 鏡面上真空沉積鍍膜,利用光刻技術制作均勻密
4、集條紋(每亮米 100-300條),條紋距離相等且平等。光柵讀數頭由指示光柵、光 源、透鏡及光敏器件組成,光柵尺有相同的條紋,光柵尺是根據根據 物理學的莫爾條紋形成原理進行位移測量,精度高達him,其 定位精度比磁柵尺還要高12個數量級。光柵尺對環境要求比較而,特別是防塵,塵埃落在光尺上會引起貼片 機故障c上述三種測量方法僅能對單.軸向運動位置的偏差進行檢測,而對導軌 的變形、彎曲等因素造成的正交或旋轉誤差卻無能為力。軸方向運行的同步性新型貼片機x軸運行采取完全同步控制回路的雙ac伺服電機驅動系 統,將內部震動降至最低,從而保證/y軸方向同步運行,其速度快、 口音低、貼片頭運行流暢輕松。運動系
5、統的速度控制調整機運行速度高達150nxn. s,瞬時的啟動和停止都會產生震動和 沖擊。最新的x-y運動系統采用模糊控制技術.運行過程中分三段控 制“慢一一快一一慢”(“s”型)從而使運動變得柔和,也有利于貼 片精度的提高,降低噪音。軸伺服、定位系統在泛用機中,支撐貼片頭的基座固定在x導軌上,z軸控制系統的形 式有:1.園光柵編碼器一一ac/dc馬達伺服2.系統 與x-y伺服定位類似,采用園光柵編碼器的ac/dc伺服馬達一濂珠 絲桿或同步機構,馬達可安裝在側位,通過齒輪轉換機構實現吸nr在 z軸方向的控制。3 ,圓筒凸輪控制系統在松下mvb型貼片機中,吸嘴z方向運動就是這類,貼片時在pcb 裝
6、載臺的配合下完成貼片程序。軸的旋轉定位早期采用氣缸和擋塊來實現,只能做到0、90度控制,現在的貼片 機已直接將微型脈沖馬達安裝在貼片頭內部,以實現旋轉方向高精度 控制。msr型的分辨率為度/脈沖,它通過高精度的詣波驅 動器(減速比為30: 1),直接驅動吸嘴裝置,由于詣波驅動器具有輸 入軸與輸出軸同心度高、間隙小、振動低等優點,故放置方向分辨率 高達度/脈沖。(二)光學對中系統指貼片機在吸取元件時要保證吸喘吸在元件中心。原理:貼裝頭吸取元件后,ccd攝像機對元器件成像,并轉化成數 字圖象信號,經計算機分析出元器件的幾何中心和幾何尺寸,并與控 制程序中的數據進行比較,計算出吸嘯中心與元器件中心在
7、x、丫、0的誤差,并及時反饋給控制系統進行修正,以保證元器件引腳與焊 盤重合。組成:光源、ccd、顯示器以及數模轉換與圖像處理系統組成。ccd 在給定的視野范圍內將實物圖像的光強度分布轉換成模擬電信號,模 擬電信號再通過*d轉換成數字量,經圖像系統處理后再轉換為模 擬圖像,最后由顯示器瓜出來.ccd的分辨率:灰度分辯率和窗分辯率灰度值分辯率是利用圖像多級高密度來表示分辯率,機器能分辨給定 點的測量光強度,所需光強度越小則其分辯率就越高,一般采用256 級灰度值(入眼處理的灰度值僅在5060左右)。空間分辯率是指ccd分辯精度的能力,通常用像元素來表示,即規 定覆蓋原始圖像的柵網的大小,柵網越細
8、,網點和像元素越而,分辨 精度越高。通常在分辯率高的場合下,ccd能見到的視野小,而大視野的情況 下分辯率較低,故在高速、高精度的場合下裝有兩種不同視野的 ccdaccd的光源為了配合貼片機貼好bga、csp之類的器件,在以往元件照明(周 國、同釉)基礎上增加jbga照明。bga照明是led比以往更加 水平。光學系統的作用:(1)對pcb的位置的確認,(2)識別定位標(3)志,(4)通 過bus反饋計算機,(5)計算出貼片機原點位置誤差,(6)反饋 給運動控制系統(7)對元器件的確認:元件外形、元件中心、元件引腳的共面性和 形變在pcb設計時還增加了小范圍幾何位置識別,即在要貼裝的細間距qfp
9、位置上再增加元器件圖像識別標忐,確保細間距器件貼裝準確 無誤飛行對中技術一一在運動中就將位置校正好(1)ccd安裝在貼片頭上,(2)用此方法qfp的貼裝速度由原 來的下降到;(3) ccd采用懸掛式安裝,(4)有利于syc/smd運動中校正 位置。(三)貼片頭固定式貼片頭一一通用型貼片機(1)吸噴的真空系統:吸片時必須達到一定的真空度方能判別拾起 元件是否正常,(2)當元件側立或因元件“卡帶”時會發出報警信 號.(3)吸嘴的軟著陸:貼件時吸嘴會根據元件與pcb接觸的瞬間產生的反作用力,(4)在壓力傳感器的作用下實現軟著陸,(5)又一 稱為z軸的軟著陸(6)吸疇的材料與結構:陶瓷材料、金剛石旋轉
10、式多頭一一高速機(1)水平旋轉/轉塔式(松下、三洋、富士)有16個貼片頭,每個頭上有46個吸嘴,可以吸放多種大小不同的元件,16個頭只能做水平方向旋轉,貼片頭從一號位從送料器吸件在運動過程中完成校正、測試直到完成貼片(2)垂直旋轉/轉盤式貼片頭(西門子)旋轉頭上有12個吸嚨,工作時每個吸嘴都吸取元件,并在ccd處調整角誤差,吸嘴中均裝有真空傳感器。通常此類貼片機安裝有二組或四組旋轉頭,其中一組在吸件,另一組在貼片,然后交換功能。組合式貼片頭一一安必昂fcm型貼片機由16個獨立貼征頭組合而,每小時可貼萬片,但每個貼片頭只貼6000個,因此精度高、故障率低、噪音低。供料器通常有帶狀(tape)、管
11、狀(stick)、秀狀(waffle)和散料傳憾器一一用得越影,表示其智能化水平越高(1)樂力傳感器一一監視壓力變化(2)負壓傳感器一一由負壓發生器和真空傳感器組成(貼片頭),(3)出現吸不(4)到元器件或吸不(5)住元器件時,(6)它能及時報警(7)位置傳感器一一pcb的傳輸定位及計數、貼片頭和1:作臺運動檢測、輔助機構的運動(8)圖像傳感器一一pcb位置、器件尺寸的圖像信號。ccd圖像傳感器(9)激光感器一一差別元件腳的共面性(識別缺陷),(10)當反射光束與發射光束年度相同(11)時。器件共面性合格(12)區域傳感器一一利用光電原理監控運行空間以保護貼片頭的安全(13)元件檢查一一包括供
12、料器供料以及元件的型號與精度檢查 (14)貼片頭樂力傳感器一一通過霍(15)爾壓力傳感器及伺服(16)電機的負載特性實現,17)有效防止立碑,(18)無此傳感器則會出現成錯位及飛片現象計算機控制系統使用windows可通過因特網與機器制造商進行聯系,維修工程師能 很快判斷故障原因。貼片機的技術參數1.基木參數:pcb尺寸、貼片速度、貼片精度、標2,準8mm供 料器數量、貼裝元件尺寸、機器動力參數(電壓、氣壓、功率)3 技術參數解析貼片精度:定位精度(placement accuracy) 一實際貼片位置與設定貼片位置 的偏差x、丫、重更精度replacabihty一描述貼片機重更地返回貼片位置
13、的能力, 貼片精度通常以之代替,與中心的離散度分辨率(resolution) 一指貼片機機械位移的最小當量,它取決于伺服電機和軸驅動機構上的哉線性編碼器的分辨率實際生產中的貼片精度/貼片準確度貼片精度除了重更精度外,還應包括pcb/焊盤定位誤差、焊盤尺寸 誤差、pcb光繪誤差(cad)以及片式元器件制造誤差貼片機的過程能力指數cp/cpkcp=t/b= (tu-tl) /6q=(tu-tl)/6s t為公差范圍;上限和下限的中心為公差中心(設計中心)tm,分布中心u,公差中心和分布 中心重合時u=tm過程無偏移;不重合時出現偏移量,此時應對過 程能力指數的計算進行修正。修正后的過程能力指數記為
14、cpk. cpk =(1-k) cp對貼片機來說為單.向偏差,cpk = zmm/3qcpk=2能力因素充足l=cpkcpk能力因素欠缺4 .貼片速度:實際貼片速度通常為理論貼片速度的6570%5 .貼片機簡介1. msr型:16個貼片頭的旋轉頭組成,2.貼片速度為萬3.片 /小時,4.它由mk、mq型發展而5.來,6. 1站吸件,7. 2站檢 測元件高度,8. 3站根據2站檢測進行自動調焦并通過ccd識別三 個偏差,9. 4站校正角度偏差,10.5站對位置念頭和高度念頭進行 校正并在瞬間完成貼片過程,11.在3站判別不12.合格的元件將 不13,貼裝,14.11站吸嘴選擇,15.12站吐料.
15、16. 13站吸嘴 返回,17. 15站吸嘴伸出吸起0r采用雙吸嘴位置, 18.兩處交 替拴取元件,19,使行程減少一半(使貼片速率提高30%)20 .西六子hs-5021 . assembleon_22. fcm23.多功能一體機spark 400第十章:波峰技術與設備基本知識:傳熱方式:傳導、對流、輻射二、波峰技術也稱群焊或滾動焊接c1.波峰焊機工位:裝板一涂布焊劑一預熱一焊接一熱風刀一冷卻一卸板波峰面:chip波,解決橋聯的辦法:(1)使用可焊性好的元器件/pcb;(2)提高助焊劑的活性;(3)提高pcb的偵熱溫度,(4)增加焊盤的澗濕性能;(5)提高焊料的溫度:(6)去除有害雜質,(7
16、)減低焊料的內聚力,(8)以利于兩焊 點之間的焊料分離。焊劑涂布方法有:發泡法、浸漬法、噴霧法和刷涂法。(1)發泡法涂布焊劑:在液態焊劑槽內埋有一根管狀多孔陶瓷,(2) 且在管內裝接有低壓壓縮空氣,(3)迫使焊劑流出陶直管并產生均勻的微小泡沫,(4)當sma焊接面經過噴喘時就均勻地附著上焊 劑的涂布。焊劑的質量主要由多孔陶瓷微孔的均勻性及焊劑的密謀 決定。焊劑發泡工藝參數:a,焊劑的液面必須高于多孔陶在管頂部】0、25mm;b.空氣壓力必須根據多孔陶瓷管孔徑來調節,c. 一般在、左右;d.壓縮空氣必須嚴格去水、去油,e.以免污染焊劑;f.噴嘴上部的泡沫高度應在0、15mm之間調整,g,即保證s
17、ma通過時不h.應浸漬i.到sma頂層。(5)浸漬(6)涂布法這種方法就是把sma的焊接而浸到液態焊劑中,但焊劑不應浸到元 件面。適于間歇性小批量生產。(7)刷涂法涂布在焊槽中放置一個園柱形刷體,在轉動時下部浸入焊劑,當被焊pcb 在上面通過時,毛刷可將焊劑飛濺到pcb上。用于pcb表面保護。(8)噴霧法涂布a,超聲波振蕩方式:產生的高頻振蕩能(20f0hz) , b.并通過 換能器轉化為機械振蕩,c.強迫焊劑成霧化狀并送至sma的焊接面 上,d.目前最先進。優點:適于任何品牌的助焊劑,可減少70%的不良焊點,采用密閉 式可避免助焊劑污染并可均勻地涂沫在pcb上,噴口不會堵塞。e,噴嘴噴霧法:
18、類似噴漆,f.在*kg/cm2的壓力下,g,焊劑通過噴嘯產生霧化,h.涂布在sma焊接而上,i,適于低固含量5%)的焊劑,j,不k.用稀釋劑,l助焊劑與空氣隔離不m會 被污染,n,可調節噴嘴寬度;噴身均勻性差,。,且有飄浮焊劑分子, p.噴嘴有時會出現堵塞。q.有網目的滾筒:以不,銹鋼制成的極精細滾筒在焊劑中旋轉,s.在滾筒內加壓縮空氣可促使焊劑噴出。焊劑的烘干(預熱)在波峰焊過程中,sma涂布焊劑后應立即烘干,可使焊劑中大部分 溶劑及pcb制造過程中夾帶的水汽揮發;如果依輪焊料槽中的溫度 進行揮發,會出現冷焊,但如果焊劑過早地從sma焊接面上揮發, 會使焊盤澗濕性變差,出現橋接。預熱的另一個
19、優點是降低焊接期間 對元器件及pcb的熱沖擊(片式電容,通常預熱溫度控制在90110度。常見的偵熱方法:空氣對流加熱、 紅外線加熱器加熱熱空氣和輻射相結合的方法。預熱溫度的測試采用溫度記錄儀,控頭放置在sma焊接面上,取三 個點。波峰焊接工藝曲線解析:工藝時間預熱開始一一與焊劑接觸一一達到潤濕一一與焊劑分離一一焊料開 始凝固一一凝固結束預熱時間潤濕時間停留/焊接時間冷卻時間預熱溫度:指pcb與波峰面接觸前所達到的溫度sma類型元器件預熱溫度單面板組件通孔器件與混裝9000雙面板組件通孔器件100110雙面板組件混裝100110多層板通孔器件115r25多層板混裝115r25焊接溫度:通常高于焊
20、料熔點(183) 50飛0度,多指錫鍋波峰高度:指pcb吃錫深度,控制在板厚的1/22/3傳送傾角:高檔波峰焊機通常傾角控制在37度,通過傾斜角的調 節,可以實現調控pcb與波峰面的焊接時間,適當的傾角會有利于 焊料與pcb更快的剝離,使之返回錫鍋中。熱風刀:20世紀90年代出現的新技術,是sma剛離開焊接波峰后, 在sma的下方放置一個窄長的“腔體”,窄長的開口處能吹出4、個標準大氣壓和500、525度的氣流,尤如刀狀。熱風刀的高溫高壓氣流吹向sma上尚處于熔融狀態的焊點,過熱的 風可以吹掉多余的焊錫,也可以填補金屬化孔內焊錫的不足,對有橋 接的焊點可以立即得到修身,同時由于可使焊點的熔化時
21、間得以延 長,故原來那些帶有氣孔的焊點也能得到修更,可使焊接缺陷大大降 低。為獲得最佳效果,可調整熱風刀的角度10、90度(以水平為基準) 以及與sma底面之間的距離(盡可能近);若焊錫吹到板子上部,則 應減少風刀的壓力,既要吹掉多余的焊錫,又要保證不使焊料吹到板 子上;通常對所有類型的板子壓力設置為5“個標準大氣 壓,溫度為426度,以得到很好的焊接效果。熱風刀參數如下: sma元器件傳送帶速度壓力熱風刀溫度熱風刀角度單面板通孔元器件min 12x 398 4560雙面板混裝用通孔1 10x 426 55*70多層板混裝及通孔r 14x 454 65、70焊料張度的影響雜技主要來源于pcb上
22、焊盤中銅的浸析,過量的銅會導致焊接缺陷 增多,如拉尖、橋接和虛焊。當銅的含量達到%以上時,就應采 取措施處理。引起焊料中雜技含量:高的另一個原因是過高的錫鍋溫度,高溫下焊料 的氧化相當迅速。新型波峰焊機采用氮氣充滿錫鍋上方的空間以防焊 料氧化。助焊劑通常選用固含量低的品種,對于可焊性相對差的pcb,易產生虛焊。工藝參數的協調:波峰焊機的:藝參數帶速、預熱溫度、焊接時間和傾角之間需要互相 協調,反豆調節,帶速影響生產量c協調的原則是,以焊接時間為基 礎(2、3s),它可以通過波峰面的寬度與帶速來計算,反豆調節帶速 與傾斜角以及預熱溫度,就可以得到滿意的波峰焊接溫度曲線。在計算生產能力時還要考慮p
23、cb之間的間隔:pcb的長度為l,間 隔為l1,傳遞速度為v,停留時間為t,每小時產量為n,波寬為w, 則傳動速度為v=w/t n=6ov/(l1+l)例:一臺波峰機波峰面寬度為50mm,停留時間3s,現焊接 -100x100mm, pcb的間距100mm,求單班產量。的班時間為7h 帶速=(3/60)=lm/mm 單班產量=(60x7 )/+=840 塊實際生產時根據l/min的速度再調節預熱溫度,而波峰面的寬度則可調節傳送帶傾角來保證。smt生產中的混裝工藝特點:在pcb 一側 特面)有數量不等的ic器件,并插有通孔元件, 在pcb的另一側(b面)有許多貼片阻容器件(也有ic),常稱之 為
24、“混裝”。操作過程:在a面采用錫吉一再流焊工藝焊接ic等器件爐中固化; 再轉至a面,插入通孔元件;波峰焊接b面;pcb整理、清洗、測試 和總裝c焊接死區:因片式元件沒有引腳,直接黏接在pcb上,元件與pcb 表而成銳角,這樣流動的焊料沿切線方向沖擊電阻和電容的表面而不 易達到矩形元件與pcb頰所形成的角落,在這個角落中聚集者的焊 劑易形成氣泡和殘留物,從而出現焊接不良,稱這個角落為“焊接死 區”。貼片一波峰焊的另一問題是:為保證pcb的平整其表面涂覆常為 鍍金或預熱助焊劑,助焊效果不及片式元件端頭的sn/pb涂層熱風 整平i:藝。兩者的潤濕時間不同,元件端頭首先與焊料接觸,故也易 造成焊接死區
25、。為克服“焊接死區”,通常采用雙波峰焊接技術,即嗇脈沖波,使 焊料波從垂直方向沖擊“焊接死區”;此外還應使用低固含量的焊劑, 以減少死區內的殘笛物;增加pcb偵熱溫度,以改善可焊性;改進元 件的排列方向(垂直于運動方向),ic盡量放在a而,若要放在b 面不僅要注意方向還應增加輔助焊盤。并用減少死區角落等手段達到 減少不良焊點率。波峰焊機的改進與發展1. 一2.波:波由一個平坦的主峰區(較寬)和一個彎曲的副峰區組 成。sma與波峰接觸時間較長,困此焊料的擦洗作用最佳。由于噴嘴前 安裝有擋板控制波峰形狀,從而就控制r波峰的速度特性,這樣在噴 嘯前面形成較大的相對速度為零的區域,在其相對速度為零的那
26、點 進行焊接,有助于減少焊點拉尖和橋接現象c3. t形波:將一,l波主峰波縮短、副峰波引伸而5.成,6.其特點 是把波峰變得很寬,7,使焊接時間得到保證,8.焊料表面張力有充 分時間把多余的焊料完全拖回波峰,9從而10.減少了橋接現象。11.振蕩波(omega譚ave):波,12,也是由一 13.波演變而14.來,15.焊料出口內裝有振動源,16.使,17.使錫波表面產 生小波幅振動,18,增加焊接功能. 19.突破焊盤附近包困的氣體,20.促使焊料澗濕元器件引腳,21.有效地解決“焊接死區”問題, 22,但在元件高低差異大或密謀過高時不23.佳。24.氣泡式錫波(日本):bubble wav
27、e, 25.將空氣或氮氣由錫 槽下方打入錫鍋中,26.這些氣泡隨焊料上浮有較高的動能,27.從 而28.打散焊點處包圍的氣體,29使焊料較易進入焊盤。30. “0”型放置波:采用一個主峰并對其運動狀態做/改進,31.在 噴嘴中裝有一組s型柵欄,32.并做往紅33.運動,34從而35.導致液態焊料產生“0”型運動,36.當它與smc接觸時能有效地 包圍smc焊點,37.從而38,達到減少“焊接死區”的目的,39. 制造成本和焊料氧化程度也減低。40.雙峰波:增加一個湍流波,41,又稱脈沖波,42.其作用是在 “垂直”方向上沖擊片式元件的焊盤,43.故能有效地克服44. “焊接死區”現象,45.再
28、加上平波的整理作用,46.更使焊接效果得 到有力保證。47.噴射式波峰焊接機:80年代西歐滸,48.高速單向流動的焊料 波,49.流速快,50.焊料始終被防氧化油粗蓋,51.高溫油還配 有過濾循環系統和加熱功能,52.既可保持焊料與空氣的隔離又可清 除掉少量的氧化物,53.故具有優良的焊接效果和節約焊料的特點。54.充氮氣的波峰焊機:蟻氣下可以提高焊料的潤濕力,55.特別是可以波峰處的氧化,56. il算機輔助波峰焊機(ca譚):利用計算機有效地控制波峰焊機 的參數,57.如焊劑密謀、助焊劑的泡沫密度、傳送帶速度、預熱溫 度、焊料高度、焊料溫度和波峰高度等。58.電磁泵波峰焊接機的工作原理:耗
29、電量少,59.焊料氧化程度明顯下降波峰焊接機中常見缺陷:1.拉尖:原因一2,預熱溫度低、錫缸溫度低、pcb傳送傾角小、 波峰不3,良、焊劑失敗和元件引線可焊性差等因素。對策一4,調整一5,橋連:緣故一6,預熱溫度低、錫缸溫度低、焊錫銅含量太高,7.助焊劑失效或密謀推失調,8.印制板布局不9.合適、pcb變形。對策一 10,調整溫度、化驗雜質1l虛焊:原因一 12,元器件可焊性差、預熱溫度低、焊料問題、助焊劑活性低;焊盤孔太大、pcb氧化、板面有污染、傳送速度過快 和錫缸溫度低。對策一 13.調整溫度、化驗、調整密謀、設計小焊盤 孔、清除pcb氧化物、調整傳送速度14.錫薄:原因一 15.元器件
30、引線可焊性差,16.焊盤太大,17.焊 盤孔太大,18.焊接角度太大傳送速度過快,19.錫缸溫度高,20.焊劑涂敷不21.均勻和焊料含錫量不22.足。23.漏焊(局部開孔):原因一24.引線可焊性差,25.焊料波峰不26.穩,27.助焊劑失效、焊劑噴涂不28,均勻、pcb局部可焊性 差、傳送鏈抖動、預涂焊劑和助焊劑不29.相溶和工藝流程不30.合 理。31. pcb板變形大:原因一32,工裝夾具故障、裝夾具操作問題、pcb預加熱不33.均勻、預溫度過高、錫缸溫度過高、傳送速度慢、pcb選材問題、pcb儲藏愛潮和pcb太寬;對策一34.修理或理發 設計、加強工藝紀律、修理預熱裝置、調整預熱溫度、
31、調整錫缸溫度、 調整傳送速度、另選板材、加強管理和波峰中間位置加鋼絲。35. pcb銅箔翹起:原因一36.板材質量差、pcb儲藏不37.好、 焊接溫度過高和導條設計不38,合理;對策-39.設il更換紀律、加 強管理、調整溫度和更改設計。40.浸潤性差:原因一11.元件/焊盤可焊性差,42.助焊劑活性差 和預熱/錫鍋溫度不夠。第十一章再流焊1、概述:再流焊亦稱回流焊,通過重新熔化預先放置的焊料而形成焊點,在焊 接過程中不需添加任何額外焊料的一種焊接方法。與波峰焊相比有如下優點:l焊膏定量分配,2.精度高、焊料受熱次數少、不3.易混入雜 技且使用量較少;4.適用于各種高精度、高要求的元器件;5焊
32、接缺陷少,6.不7.良焊點率小于loppm。2、紅外再流焊1)第一代一2)熱板式再流焊爐3)第二代一4)紅外再流焊爐熱能中有80生的能量是以電磁波的形式一一紅外線向外發射的。其波長在可見光之上限到1mm之間, 為近紅外;、為中紅外;、1000皿 為遠紅外,微波則在遠紅外之上。升溫的機理:當紅外波長的振動頻率與被輻射物體分子間的振動頻率 一致時,就會產生共振,分子的激烈振動意味著物體的升溫。波長為 18um第四區溫度設置最高,它可以導致焊區溫度快速上升,提高泣濕力。 優點:使助焊劑以及有機酸和鹵化物迅速水利化從而提高潤濕能力; 紅外加熱的輻射波長與吸收波長相近似,因此基板升溫快、溫差小; 溫度曲
33、線控制方便,彈性好;紅外加熱器效率高,成本低。缺點:穿透性差,有陰影效應一一熱不均勻 對策:在再流焊中增加r熱風循環c5)第三代一6)紅外熱風式再流焊對流傳熱的快慢取決于風速,但過大的風速會造成元件移位并助長焊 點的氧化,風速控制在飛。熱風的產生有兩種形式:釉向風扇產生(易形成層流,其運動造成各溫區分界不清)和切向風扇 (風扇安裝在加熱器外側,產生面板渦流而使第個溫區可精確控制。基本結構與溫度曲線的調整:1.加熱器:管式加熱器、板式加熱器(鋁板或不2.銹鋼板)3.傳送系統:耐熱四氟乙烯玻璃纖維布,4.運行平穩、導熱性好,5.但不6.能連線,7.適用于小型熱板型;不&銹鋼網,9.不10.適用于雙
34、面pcb, 1l也不12,能連線;鏈條導軌,13.可實現連線生產14 .強制對流系統:15 .溫控系統:3、通孔再流焊(pihr)工藝流程:1 .單面板:(1)在貼裝與插件焊盤同(2)時鯉錫膏;(3)貼放 smc/smd;(4)插裝 tmc/tmd;(5)再流焊2 .雙面板(1)錫哲一(2)再流焊工藝,(3)完成雙面片式元件的焊接;(4)然后在b面的通孔元件焊盤上涂覆錫膏;(5)反轉pcb并插入通孔元件;(6)第三次再流焊。4、無鉛錫西再流焊的注意事項1.與smb的相容性,2.包括焊盤的潤濕性和smb的耐熱性;3 ,焊點的質量和焊點的抗張強度;4焊接i:作曲線:預熱區:升溫率為、度/s,溫度在
35、90、100s內升至150度保溫區:溫度為150170度,時間40、60s再流區:從170到最高溫度240度需要10、15s,回到保溫區約30s快速冷卻5、flip chip再流焊技術即倒裝貼片,可采用類似bga的焊接方法l底層填料1:藝:裸芯片傾涂助焊劑一一放置到pcb上一一再流焊一一清洗助焊劑一一檢驗合格點膠一一固化2,助焊/固化劑工藝:在smb上涂具有助焊又能固化的樹脂一一將放于smb上一一再流焊*在焊后加膠一一由于的熱膨脹系數(cte)與環氧板的差異性會導致的使用壽命縮短。選用:應有下加熱器,并有獨立溫控系統,以實現對sma底部的加熱六、6、汽相再流焊又稱汽相焊(vapor phase
36、 soldering, vps),美國最初用于厚膜集成電路的焊接,具有升溫速度快和溫度均勻恒定的優點,但傳熱介質fc-70價格昂貴,且需fc-113,又是臭氧層損耗物質優點:1 .汽相潛熱稱放對sma的物理結構和幾何形狀不2.圾感,3.使組件均勻加熱到焊接溫度4,焊接溫度保持一定,5,無需采用溫控手段,6.滿足不7.同8.溫度焊接的需要9.vps的汽相場中是飽和蒸氣,10.含氧量低11.熱轉化率而。7、激光再流焊l原理和特點:利用激光束直接照射焊接部位,2.焊點吸收光能轉變成熱能,3.加熱焊接部位,4,使焊料熔化。5.種類:固體yag(乙鋁石榴石)激光器,6.另一種是c02氣體激光器第12串焊
37、接質量評估與檢測smt自動檢測方法:元件測試、pcb光板測試、自動光學測試、x光測試、smt在線測試、非向量測試以及功能測試。一連接性測試1 .人匚目測檢驗(加輔助放大鏡):ipc-a-610b焊點驗收標2.準 基本上以目測為主。1)優良的外觀:潤濕程度良好;焊料在焊點表而鋪展均勻連續,2)邊 沿接觸角一般應v30, 3)對于焊盤邊緣的焊點,4)應見到變月面;焊點處的焊料層要適中,5)避免過多過少;焊點位置必須準確;焊點 表面應連續和圓滑。6)主要缺陷:(1)橋連/橋接一7)短路;(2)立碑,8)吊橋、曼哈 頓和墓碑一9)片式阻容元件;(3)錯位一 10)元件位置移動出現開 路狀態;(4)焊野
38、未熔化;(5)吸料/芯吸現象- 11qfp、s0ic3.自動光學檢查(a0i):通過淘汰對sma進行照射,4,用光學鏡 頭將sma反射光采集進行運算,5.經過計算機圖像處理系統處理 從而6,判斷sma上元件位置及焊接情況。automaded optical inspection.1)絲網印刷后aoi:焊彎缺失、焊15橋接、焊彎塌落;進一步要求能夠測量焊價的高度及面積;2)器件貼裝后a0l元件漏貼、元器件極性錯/器件品名3)識別、 元器件偏移/歪斜、片式元件側立/直立;4)再流焊后a0l通過焊錫的浸潤狀態可以推斷出焊錫的焊接強度。攝像頭拍攝下的圖像是由許多像素組成,5)并且每一像素都有一定的灰度
39、值(0、256), 6)通過一定的數學模型進行圖像信息處理,7)可以精確判定焊接質量。7.回流焊后a0i檢測原理及算法檢測方法及原理:ccd對sma需要檢測的部位進行圖形拍攝,每一幅圖像稱為視場fov (field of view), 一個f0v是由許多像素(pixel)組成組成,每一像素都有一灰度值(0256), a0i就是根 據每一個元件焊點所拍攝到像素多少以及每一個像素的灰度值進行 量比評估,并以此為依據做出焊點質量好壞的結論。1.在aoi檢測程序中將同2.一類器件設有相同,的模型(model), 4.每個模型都有許多與檢測有關的窗口 (inspectionwindow), 5.每個檢測
40、窗口都設有一種計算規則(algorithm).6 .雙稱“算法”7 .用一個角度攝像頭(camera), 8.配有一種燈光(light mode),9.設置一個通過值(pass level), 10.窗口檢查的故障類型(error class)aoi的基木算法1 .亮度(bright)2 .暗度(dark)3 .對比度(contrast)4 .無對比度(no contrast)5,水平線(horizontal lixe)6 .無水平線7 .垂直線(vertical line)8 ,無垂直線9 .亮度百分比(percent white)和暗百分比(percentblack)激光/紅外線組合式檢測
41、系統原理:通過激光光束對被測物進行照射,利用熱容量的大小所產生的 表面狀態變化,即由物體發熱、溫度上升的強弱差異,來實現對焊點 的自動檢測不同smd對激光光束吸收率的變化與多種不良狀態有著密切的關系。焊接溫度過度的的pcb組件,焊點面常常模糊無光澤,或者容易出現表面粗糙的魄微粒狀,這些不良焊接對光束的吸收率而,檢測 時會使焊接點溫度快速上升,使熱過程曲線處于高水平。x射線檢測儀:具有很強的穿透性,其透視圖可顯示焊點厚度、形狀及質量密度分布, 這此指標能充分反映出焊點的焊接質量,如開路、短路、孔、洞內部 氣泡以及錫量不足。有兩種類型:直射式x光檢測儀、斷層剖面x光檢測儀。最小分辨率/用途:50u
42、m整體缺陷;loum 一般pcb檢測與質量控制、bga檢測;5um細間距引線與焊點檢測um級bga檢測、倒裝片檢測、pcb缺陷分析與工藝控制;1皿鍵合裂紋檢測、微電 路缺陷檢測。在線測試儀(in-circuit test)簡稱ict:對元件極性貼錯、元件品種貼錯、數值超過標稱值允許的范圍進行性 能測試,并同時檢查出影響其性能的相關缺陷,包括橋聯、虛焊、開 路以及元件極性貼錯、數值超差等,并根據暴露出的問題及時調整生 產工藝。接觸式檢測技術。有兩種:制造缺陷分析儀mda ( manutactunng defectsanalyzer), ict的早期形式,它只能模擬測試模擬電路的組伯板;另一種是ict,它幾乎可以測試到所有與制造過程有關的缺陷,并能 精確判斷出有缺陷元件,多采用中央處理器技術。向量法測試技術指把n分頻器il算器的輸出方波加到器件的輸入端,以完成對器件 的激勵并根據器件的真值表確定所加的測試頻率,測試系統再用測試 標準板與被測器件進行比較和評估。也稱格密碼法
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