SMT贴片机抛料的解决措施是什么?

SMT贴片机抛料的解决措施是什么?,第1张

所谓抛料,是指贴片机在贴片生产过程中的抛掷动作,被吸后不合身,然后试图将废料扔进抛料箱或其他地方,导致无法执行贴片生产任务。
抛料的主要原因:
原因一:
检查吸嘴问题。合金陶瓷套件是否松动有间隙,钢塑一体吸嘴是否有开裂,吸嘴变形、堵塞和损坏,内径加工凹凸有杂质等导致气压不足和漏气,脏污等导致无法吸收材料、回收不正确、无法识别和投掷材料。
对策:清洗或更换吸嘴,如果脏污频繁检查供气源,在贴片机进气口增加过滤装置(在进气前过滤掉进气的水汽与杂尘等)。
原因二:
识别系统存在问题,视力差,视力或激光镜头不干净,杂物干扰识别,识别光源选择不当,强度和灰度不够,可能导致识别系统损坏。
对策:清洁擦拭识别系统表面,保持清洁无杂物,调整光源强度和灰度,如有发现识别相机损坏更换识别系统部件。
原因三:
位置问题,取料不在料的中心位置,取料高度不正确(一般以碰到零件后下压005MM为准)而造成偏位,取料不正,有偏移,识别时跟对应的数据参数不符而被识别系统当作无效料抛弃。
对策:调整取料位置,检查编带料模在玻璃时是否有静电干扰移动,吸嘴清洁时除静电,供应料q出口处加除静电垫片,(必要的情况下在贴片机上增加除尘除静电装置)
原因四:
真空问题,气压不足,真空气管通道不顺畅,有导物堵塞真空通道,或是真空有泄漏造成气压不足而取料不起或取起之后在去贴的途中掉落。
对策:调气压陡坡到设备要求气压值(一般的是在05~~06Mpa),清洁气压管道,修复泄漏气路。检查集成气路的出口气压值是否符合要求,(有的车间线体多需要气量比较大,气体线路就一个管道供气源从开始走到末尾端头时气压值很弱)贴片机内部气管老化的话更换,有脏污的情况下清洗。
原因五:
程序问题,所编辑的程序中元件参数设置不对,跟来料实物尺寸,亮度等参数不符造成识别通不过而被丢弃。
对策:修改元件参数,搜寻元件最佳参数设定。或者元件立体形状与吸嘴不匹配需要更新匹配。
原因六:
来料的问题,来料不规则,为引脚氧化等不合格产品。
对策:IQC做好来料检测,跟元件供应商联系。物料存储温湿度管控,仓库先进先出等环境检查适合符合要求。
原因七:
供料器问题,供料器位置变形,供料器进料不良(供料器棘齿轮损坏, 料带孔没有卡在供料器的棘齿轮上,供料器下方有异物,d簧老化,或电气不良),造成取料不到或取料不良而抛料,还有供料器损坏。
对策:供料器调整与保养,交接班按时清洁清扫扫供料器平台,更换已坏部件或供料器。
原因八:贴片各结构高速运动会有杂尘沾浮在高频率传动的硬件上从而造成精度损耗,即使按照参数走到位,实际相差也很多这时也会造成吸取不良与抛料提升,更会出现没有规律的贴装不良,多表现与精微小电子元件,以及高精度植球等贴片工作,保养不及时不到位造成原有传动硬件精度损耗造成结构带来的不良贴片。
对策:按时制定保养计划,进行清洁保养丝杆,滑轨,贴片头传动机构,d簧清洁等工作,发现有问题的部件及时更换。
在实际生产中贴片有抛料现象出现要解决时,可以先询问现场人员,通过描述,再根据观察分析直接找到问题所在,这样更能有效地找出问题,加以解决,同时提高生产效率 ,不过多的占用机器生产时间。
如果贴片机的抛投率过高,会导致很多不良后果,如材料消耗过多、生产时间不合理延长等,这也会大大降低生产效率,使公司莫名其妙地付出更多的生产成本。

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第一步骤:制程设计
SMT加工组装制程,特别是针对微小间距元件,需要不断的监视制程,及有系统的检视。举例说明,在美国,焊锡接点品质标淮是依据
IPC-A-620及国家焊锡标淮 ANSI / J-STD-001。了解这些淮则及规范后,设计者才能研发出符合工业标淮需求的产品。
量产设计
量产设计包含了所有大量生产的制程、组装、可测性及可靠性,而且是以书面文件需求为起点。

一份完整且清晰的组装文件,对从设计到制造一系列转换而言,是绝对必要的也是成功的保证。其相关文件及CAD资料清单包括材料清单(BOM)、合格厂商名单、组装细节、特殊组装指引、PC板制造细节及磁片内含
Gerber资料或是 IPC-D-350程式。

在磁片上的CAD资料对开发测试及制程冶具,及编写自动化组装设备程式等有极大的帮助。其中包含了X-Y轴座标位置、测试需求、概要图形、线路图及测试点的X-Y座标。
PC板品质
从每一批货中或某特定的批号中,抽取一样品来测试其焊锡性。这PC板将先与制造厂所提供的产品资料及IPC上标定的品质规范相比对。接下来就是将锡膏印到焊垫上回焊,如果是使用有机的助焊剂,则需要再加以清洗以去除残留物。在评估焊点的品质的同时,也要一起评估PC板在经历回焊后外观及尺寸的反应。同样的检验方式也可应用在波峰焊锡的制程上。
组装制程发展
这一步骤包含了对每一机械动作,以肉眼及自动化视觉装置进行不间断的监控。举例说明,建议使用雷射来扫描每一PC板面上所印的锡膏体积。

在将样本放上SMT加工元件(SMD)
并经过回焊后,品管及工程人员需一一检视每元件接脚上的吃锡状况,每一成员都需要详细纪录被动元件及多脚数元件的对位状况。在经过波峰焊锡制程后,也需要在仔细检视焊锡的均匀性及判断出由于脚距或元件相距太近而有可能会使焊点产生缺陷的潜在位置。
细微脚距技术
细微脚距组装是一先进的构装及制造概念。元件密度及复杂度都远大于目前市场主流产品,若是要进入量产阶段,必须再修正一些参数后方可投入生产线。

举例说明,细微脚距元件的脚距为
0025“或是更小,可适用于标淮型及ASIC元件上。对这些元件而言其工业标淮有非常宽的容许误差,就(如图一)所示。正因为元件供应商彼此间的容许误差各有不同,所以焊垫尺寸必须要为此元件量身定制,或是进行再修改才能真正提高组装良率。
焊垫外型尺寸及间距一般是遵循
IPC-SM-782A的规范。然而,为了达到制程上的需求,有些焊垫的形状及尺寸会和这规范有些许的出入。对波峰焊锡而言其焊垫尺寸通常会稍微大一些,为的是能有比较多的助焊剂及焊锡。对于一些通常都保持在制程容许误差上下限附近的元件而言,适度的调整焊垫尺寸是有其必要的。
SMT加工元件放置方位的一致性
尽管将所有元件的放置方位,设计成一样不是完全必要的,但是对同一类型元件而言,其一致性将有助于提高组装及检视效率。对一复杂的板子而言有接脚的元件,通常都有相同的放置方位以节省时间。原因是因为放置元件的抓头通常都是固定一个方向的,必须要旋转板子才能改变放置方位。致于一般SMT加工元件则因为放置机的抓头能自由旋转,所以没有这方面的问题。但若是要过波峰焊锡炉,那元件就必须统一其方位以减少其暴露在锡流的时间。

一些有极性的元件的极性,其放置方向是早在整个线路设计时就已决定,制程工程师在了解其线路功能后,决定放置元件的先后次序可以提高组装效率,但是有一致的方向性或是相似的元件都是可以增进其效率的。若是能统一其放置方位,不仅在撰写放置元件程式的速度可以缩短,也同时可以减少错误的发生。
一致(和足够)的元件距离
全自动的SMT加工元件放置机一般而言是相当精确的,但设计者在尝试著提高元件密度的同时,往往会忽略掉量产时复杂性的问题。举例说明,当高的元件太靠近一微细脚距的元件时,不仅会阻挡了检视接脚焊点的视线也同时阻碍了重工或重工时所使用的工具。

波峰焊锡一般使用在比较低、矮的元件如二极体及电晶体等。小型元件如SOIC等也可使用在波峰焊锡上,但是要注意的是有些元件无法承受直接暴露在锡炉的高热下。

为了确保组装品质的一致性,元件间的距离一定要大到足够且均匀的暴露在锡炉中。为保证焊锡能接触到每一个接点,高的元件要和低、矮的元件,保持一定的距离以避免遮蔽效应。若是距离不足,也会妨碍到元件的检视和重工等工作。

工业界已发展出一套标淮应用在SMT加工元件。如果有可能,尽可能使用符合标淮的元件,如此可使设计者能建立一套标淮焊垫尺寸的资料库,使工程师也更能掌握制程上的问题。设计者可发现已有些国家建立了类似的标淮,元件的外观或许相似,但是其元件之引脚角度却因生产国家之不同而有所差异。举例说明,
SOIC元件供应者来自北美及欧洲者都能符合EIZ标淮,而日本产品则是以EIAJ为其外观设计淮则。要注意的是就算是符合EIAJ标淮,不同公司生产的元件其外观上也不完全相同。
为提高生产效率而设计
组装板子可以是相当简单,也可是非常复杂,全视元件的形态及密度来决定。一复杂的设计可以做成有效率的生产且减少困难度,但若是设计者没注意到制程细节的话,也会变得非常的困难的。组装计划必须一开始在设计的时候就考虑到。通常只要调整元件的位置及置放方位,就可以增加其量产性。若是一PC板尺寸很小,具不规则外形或有元件很靠近板边时,可以考虑以连板的形式来进行量产。
测试及修补
通常使用桌上小型测试工具来侦测元件或制程缺失是相当不淮确且费时的,测试方式必须在设计时就加以考虑进去。例如,如要使用ICT测试时就要考虑在线路上,设计一些探针能接触的测试点。测试系统内有事先写好的程式,可对每一元件的功能加以测试,可指出那一元件是故障或是放置错误,并可判别焊锡接点是否良好。在侦测错误上还应包含元件接点间的短路,及接脚和焊垫之间的空焊等现象。

若是测试探针无法接触到线路上每一共通的接点(common
junction)时,则要个别量测每一元件是无法办到的。特别是针对微细脚距的组装,更需要依赖自动化测试设备的探针,来量测所有线路上相通的点或元件间相联的线。若是无法这样做,那退而求其次致少也要通过功能测试才可以,不然只有等出货后顾客用坏了再说。

ICT测试是依不用产品制作不同的冶具及测试程式,若在设计时就考虑到测试的话,那产品将可以很容易的检测每一元件及接点的品质。(图二)所示为可以目视看到的焊锡接点不良。然而,锡量不足及非常小的短路则只有依赖电性测试来检查。
图二、焊点缺陷,以目视检测,包括因接脚共平面问题所造成的空焊及短路,自动测试机在发现肉眼无法检测出的缺陷时,是有其存在的必要的。
由于第一面及第二面的元件密度可能完全相同,所以传统所使用的测试方式可能无法侦测全部错误。尽管在高密度微细脚距的PC板上有小的导通孔(via)垫可供探针接触,但一般仍会希望加大此导通孔垫以供使用。
决定最有效率之组装
对所有的产品都提供相同的组装程序是不切实际的。对于不同元件、不同密度及复杂性的产品组装,至少会使用二种以上的组装过程。至于更困难的微细脚距元件组装,则需要使用不同的组装方式以确保效率及良率。

整个产品上元件密度的升高及高比率使用微细脚距元件都将使得组装(测试及检视)的困难度大幅提高。有些方式可供选择:SMT加工元件在单面或双面、SMT加工元件及微细脚距元件在单面或双面。

当制程复杂度升高时,费用也随之上升。举例说明,在设计微细脚距元件于一面或双面之前,设计者必须了解到此一制程的困难度及所需费用。另一件则是混载制程。PC板通常都是采用混载制程,也就是包含了穿孔元件在板子上。在一自动化生产线上,SMT加工元件是以回焊为主要方式,而有接脚的元件则是以波峰焊锡法为主。在这时有接脚的元件,就必须等回焊元件都上完后再进行组装。
回焊焊接
回焊焊接是使用锡、铅合金为成份的锡膏。这锡膏再以非接触的加热方式如红外线、热风等,将其加热液化。波峰焊锡法可用来焊接有接脚元件及部份SMT加工元件,但要注意的是,这些元件必须先以环氧树脂固定,才能暴露在熔融的锡炉里。以下几种连线生产方式可供参考:回焊焊接、双面回焊焊接、回焊/波峰焊锡、双面回焊/波峰焊锡、双面回焊/选择性波峰焊锡等方式。
回焊/波峰焊锡及双面回焊/波峰焊锡,需要先用环氧树脂将第二面的SMT加工元件全部固定起来(元件会暴露在熔融的锡中)。设计者在使用主动元件于波峰焊锡中要特别的注意。

选择性波峰焊锡法,是先用简单的冶具将先前以回焊方式装上的元件遮蔽起来,再去过锡炉。这种方式可以把元件以冶具保护起来,只露出部份选择性区域来通过熔融的锡。这方法还需要考虑到两种不同的元件(SMT加工元件及插件式元件)之间的距离,是否能确保足够的流锡能不受限制的流到焊点。较高的元件(高于3mm)最好是放到第一面,以免增加冶具的厚度。
在双面回焊后使用选择性波峰焊锡时,SMT加工元件和插件式元件接脚要保持一定的距离,以确保锡流能顺利流过这些焊点。
鲁柏特方式(Ruppert
process)提供制程工程师,一次就将回焊元件及插件式元件焊接好的方式。将一计算过的锡膏量放置到每一穿孔焊垫的四周。当锡膏熔化时会自动流入穿孔内,
填满孔穴并完成焊接接点。当使用这种方式时元件必须要能承受回焊时的高温。
冶具开发文件
开发PC板组装用冶具需要详细如CAD等的资料。Gerber
file或IPC-D-350用来制作板子的资料也常在撰写机器程式,开印刷钢版及制造测试冶具时被用到。尽管每一部份所使用的程式相容性都不同,但全自动的机械设备,通常都会有自动转换或翻译的软体来把CAD资料转成可辨视的格式。使用资料的单位包括组装机器的程式、印刷钢版制作、真空冶具制作及测试冶具等。
结论
工程师可能会使用数种不同的成熟制程方式,来焊接许多种类的元件到PCB基板上面。有著完整的计划及一清晰易懂的组装流程步骤及需求,设计者可以更容易淮备出一符合生产线生产的产品。提供一好的PC板设计及完整且清晰的文件,可以确保组装品质、功能及可靠度都能在一定预算下顺利达到目地。

SMT生产流程

1、编程序调贴片机

按照客户提供的样板BOM贴片位置图,进行对贴片元件所在位置的坐标进行做程序。然后与客户所提供的SMT贴片加工资料进行对首件。

2、印刷锡膏

将锡膏用钢网漏印到PCB板需要焊接电子元件SMD的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(印刷机),位于SMT贴片加工生产线的最前端。

3、SPI

锡膏检测仪,检测锡膏印刷是为良品,有无少锡,漏锡,多锡等不良现象。

4、贴片

将电子元器件SMD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。

贴片机又分为高速机和泛用机

高速机:用于贴引脚间距大,小的元件

泛用机:贴引脚间距小(引脚密),体积大的组件。

5、高温锡膏融化

主要是将锡膏通过高温融化,冷却后使电子元件SMD与PCB板牢固焊接在一起,所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。

6、AOI

自动光学检测仪,检测焊接后的组件有无焊接不良,如立碑,位移,空焊等。

7、目检

人工检测检查的着重项目:PCBA的版本是否为更改后的版本;客户是否要求元器件使用代用料或指定厂牌、牌子的元器件;IC、二极管、三极管、钽电容、铝电容、开关等有方向的元器件方向是否正确;焊接后的缺陷:短路、开路、假件、假焊。

8、包装

将检测合格的产品,进行隔开包装。一般采用的包装材料为防静电气泡袋、静电棉、吸塑盘。包装方式主要有两种,一是用防静电气泡袋或静电棉成卷状,隔开包装,是目前是最常用的包装方式;二是按照PCBA的尺寸定做吸塑盘。放在吸塑盘中摆开包装,主要对针较敏感、有易损贴片元件的PCBA板。

扩展资料

smt贴片加工的优点: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。

正是由于smt贴片加工的工艺流程的复杂,所以出现了很多的smt贴片加工的工厂,专业做smt贴片的加工,在深圳,得益于电子行业的蓬勃发展,smt贴片加工成就了一个行业的繁荣。

1、smt贴片程序设置:贴片程序设置是指贴片程序的环境设置,如机器的配置、坐标参考原点、元件数据库的选择和送料器数据 库的选择等。
①机器的配置是贴片程序的基本设置环境。贴片机的配置包括:贴片头的类型;相机的位置、类型和精度;线路板传送的参数;机器所储存的吸嘴型号和数量;自动托盘送料器的参数;机器各坐标轴的参数;其他参数。
②坐标参考原点是指线路板的坐标原点和贴片元件坐标原点间的差距。不同设备的坐标系方向不同,当线路板的坐标原点在线路板的角时,而贴片元件的坐标以拼板相同方向的角或者个基 准点为原点。
③元件数据库:有的机器可以根据不同的产品系列而设置存储多个元件数据库,在需要时可以调用不同的数据库。
④送料器数据库有如元件数据库,也可以存储多个送料器数据库,根据需要选用。
2、线路板规格——指线路板尺寸和拼板方式smt贴片机需要根据线路板的尺寸来调整线路板输送轨道的宽度和传输距离,线路板的支撑装置也可以根据 线路板的厚度来调整支撑高度。般产品的线路板采用单个产品;有部分产品由于单个线路板的尺寸太小 ,不利于贴片设备的生产,或者为了提高设备的生产效率、减少线路板的传送时间,故采用多个产品拼板方式。对于多个产品拼板,在元件贴装清单输入时,只需要输入个拼板的元件,其他拼板的元件位置可以自动复制。
3、线路板偏移校正——指利用线路板的基准J点进行贴片坐标的校正基准点是线路板上的些特征点,般是采用同印刷线路和元件的金属焊盘相同的工艺在线路板的制作同时产生的,它能提供固定、准确的位置,是用来对元件的贴装位置进行整体校正的特 征点。线路板上的基准点的校正方式可分为3种:利用全面校正的基准点对线路板上的所有元件进行整板校正Global Correction;利用拼板上的基准点对拼板以及它的偏置板上的元件进行校 正Circuit Correction;利用元件旁的基准点对局部单个高精度元件进行校正。
4、吸嘴的配置贴片机程序可根据现机器中所储存的吸嘴或者不限定吸嘴进行贴装步序的优化。如果是根据现机器中所 储存的吸嘴进行优化,那么吸嘴就不需要再重新配置;如果是不限定吸嘴进行优化,那么吸嘴就需要根据 优化完后产生的吸嘴清单重新进行吸嘴的配置。
5、产品的元件贴装清单贴装清单包括元件的位号Ref ID、物料代码Component ID、X坐标、y坐标和贴装角度Theta等,这是表面贴装所需要的关键数据,决定元件贴装在线路板上的准确位置。物料代码连接到元件数 据库,贴片头上的吸嘴在送料器的特定位置上吸取元件后,通过元件的照相和识别,按照贴片元件的坐标 和角度等,再加上通过校正而得到的元件的取料偏差,准确地将元件贴装在线路板上的指定位置。
元件的贴装顺序是元件贴装的先后次序,对于转塔式贴片机,元件的取料顺序和元件的贴装顺序相同; 而对于平台式贴片机,若贴片头上有多个吸嘴,元件的取料顺序和贴装顺序可以不样。由于计算机应用 的发展,现在各种贴片机的贴装顺序都可以自动优化,也有些通用软件可以对各种不同贴片机的贴片顺 序进行自动优化。贴片元件般可以分为Chip,Melf,QFP,SOlO,PLCC,SOJ,SOT和BGA等不同 类型。
元件数据库包含元件的长、宽和厚度,元件特征的尺寸、跨距及元件的包装等。另外,对于不同的 机器,元件的数据库还包括贴片头和吸嘴的型号,识别照相机的灯光强度、元件的默认送料器的型号和方 向,以及识别的方式和特殊要求等。元件的数据库所包含的所有数据将对元件的输送、取 料、识别、校正和贴装起到关键的作用。
6、送料器清单当在元件贴装清单中加入个新的元件时,这个元件就会根据元件数据库中的默认送料器的型号在送料 器清单中自动加入条记录。送料器清单包括各种元件的元件代码、所用的送料器的型号、所在位置的识 别代码和元件在送料器上的正确方向。如果有个别元件在识别中不能通过,这个元件就会按照元件数据库 或者程序中抛料站的设置抛掉。网页链接

锡膏—回流焊工艺,该工艺流程的特点是简单,快捷,有利于产品体积的减小。焊锡膏的印刷是SMT中第一道工序,焊锡膏的印刷涉及到三项基本内容——焊锡膏,模板和印刷机,三者之间合理组合,对膏质量地实现焊锡膏的定量分配是非常重要的,焊锡膏前面已说过,现主要说明的是模块及印刷机。

1全表面安装(Ⅰ型):

1)单面组装:来料检测 --》 丝印焊膏(点贴片胶)--》 贴片 --》 烘干(固化) --》 回流焊接 --》 清洗 --》 检测 --》 返修

2)双面组装:

2单面混装(Ⅱ型)

表面安装元器件和有引线元器件混合使用,与Ⅱ型不同的是印制电路板是单面板。

来料检测 --》 PCB的丝印焊膏(点贴片胶)--》 贴片 --》 烘干(固化)--》 回流焊接 --》 清洗 --》 插件 --》 波峰焊 --》 清洗 --》检测 --》 返修

3)双面混装 (Ⅲ型)

A:来料检测 --》 PCB的B面点贴片胶 --》 贴片 --》 固化 --》 翻板 --》 PCB的A面插件 --》 波峰焊 --》 清洗 --》 检测 --》 返修 先贴后插,适用于SMD元件多于分离元件的情况

B:来料检测 --》 PCB的A面插件(引脚打弯) --》 翻板 --》 PCB的B面点贴片胶 --》 贴片 --》 固化 --》 翻板 --》 波峰焊 --》 清洗--》 检测 --》 返修 先插后贴,适用于分离元件多于SMD元件的情况 C:来料检测 --》 PCB的A面丝印焊膏 --》 贴片 --》 烘干 --》 回流焊接 --》 插件,引脚打弯 --》 翻板 --》 PCB的B面点贴片胶 --》 贴片--》 固化 --》 翻板 --》 波峰焊 --》 清洗 --》 检测 --》 返修 A面混装,B面贴装。

D:来料检测 --》 PCB的B面点贴片胶 --》 贴片 --》 固化 --》 翻板 --》 PCB的A面丝印焊膏 --》 贴片 --》 A面回流焊接 --》 插件 --》B面波峰焊 --》 清洗 --》 检测 --》 返修 A面混装,B面贴装。先贴两面SMD,回流焊接,后插装,波峰焊

E:来料检测 --》 PCB的B面丝印焊膏(点贴片胶) --》 贴片 --》 烘干(固化) --》 回流焊接 --》 翻板 --》 PCB的A面丝印焊膏 --》 贴片--》 烘干 --》 回流焊接1(可采用局部焊接) --》 插件 --》 波峰


SMT是表面组装技术(表面贴装技术)(Surface Mount Technology的缩写),称为表面贴装或表面安装技术。是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC/SMD,中文称片状元器件)安装在印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的表面或其它基板的表面上,通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

参考资料:

百度百科-SMT



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