SMT

SMT（共10篇）

SMT 篇1

SMT称之为表面贴装技术, 是一项先进电子装连技术。近些年来, 随着科技的快速发展, 电子产品的体积变得越来越小, 另外, 芯片的集成度已经明显提升, 单芯片的面积在逐渐加大, I/O的引脚变得更多, 引脚之间的距离在减小, 且具有多种封装模式, 同时系统对高密度的装联技术有着较高的要求。在此背景下, 表面贴装已然成为许多电子企业中必不可少的工艺流程。

1 SMT技术的工艺特征

SMT (表面装贴技术) 是一项现代化电路板组装技术。其内容主要指电路板的印刷技术、短引线或无引线元器件和盘供料的贴装技术以及再流焊、红外焊等相关自动焊接技术, 其正在取代以往的通孔插装技术, 推动电子装联技术的革新。SMT技术的运用推动了电路板组装渐渐向高密度、小体积及高可靠性等方向发展。通常情况下, 贴片元件体积与重量大致为以往插装元件的1/10, 在很大程度上降低了体积与重量, 同时节约了成本, 进一步提升了生产效率。电子产品整机与线路板的微型化与轻型化及高可靠性, 在一定程度上提高了电子元器件的精细度, 而元器件针脚之间的距离变得更小, 对于元器件的贴装强度与可靠性也有较高的要求。当前, SMT技术已经从初期的长引线元器件等向集成电路自动化插装与浸焊方向发展。其中第四代SMT技术已经是线路板生产过程中主流技术。在进行电子产品生产时, SMT的技术水平严重影响着线路板与电子整机的产品质量及产量, 因此一定要引起重视。

2 生产中遇到的问题及解决措施

2.1 印刷不良问题与解决措施

印刷不良一般体现在印刷内容方面的缺损和断线, 其中线画粗细不一或是不饱满等, 主要原因如下:首先, 锡焊膏的黏度相对较小, 流动性能比较差, 而且开孔阻塞或是一些锡焊膏黏在了网板的底部。其次, 焊膏中的金属含量不充足或是焊膏中的金属粉末颗粒相对较粗。在应用之前锡焊膏的搅拌并不是均匀、充分的, 导致颗粒度的分布不是很均匀。再次, 在印刷过程中刮刀的压力相对较小, 而且比较容易磨损。

解决的措施如下:选取黏贴度与金属颗粒适宜的锡焊膏, 确保焊膏的流动性可以满足相关需求, 认真清洗网板, 并且清除粘塞的焊膏。严格检查焊膏中的金属含量与金属颗粒的粒径, 选取适宜的锡焊膏。在印刷之前一定要充分搅拌锡焊膏, 确保焊膏中的每一种成分都分布均匀。认真检查刮刀, 如果刮刀损坏必须进行修磨或是更换, 调整刮刀的压力, 从而使其满足印刷的相关需求。

2.2 贴片机工作问题与解决措施

贴片机工作问题主要体现在以下几个方面:对组件的吸着不良, 错误识别有关组件, 而且光源的强度比较暗, 等等。而对组件的吸着不良一般原因是吸力不足和供料器卡带机供料器没有安装到位等。导致错误识别有关组件的原因为组件的数据库设置不科学、识别的镜头上存在异物。光源相对较暗的原因是光源灯光的运用时间较长, 不能良好地识别光源, 因此就难以有效识别组件。

解决的措施如下:认真排除吸力不足问题, 严格检查、调整空气压力, 使其能够满足相关要求。必须保持吸嘴清洁, 比如堵塞一定要进行清除疏通。而供料器的卡带一般是因为齿孔之间的距离误差比较大或带基和封料膜之间黏力较大等原因造成的。所以, 要合理地调节齿孔之间的距离以及去除封料膜的力度。另外, 需确保供料器的卡销推到底部, 认真检查、排除粒栈中的片状元件等一些异物。在运用管状供料器或是托盘供料器过程中, 组件的吸取位置应该正常输入, 如果偏差相对较大, 要及时对吸取位置进行修正。

2.3 焊接润湿的问题和解决措施

焊接润湿问题通常指焊接时焊料与基板焊接区域虽然经过浸润, 可是不会产生金属之间的反应, 进而导致漏焊或是少焊的问题。其主要原因是:第一, 焊接区域被污染或是氧化, 从而导致焊接润湿不良。第二, 焊料中存在的铝、锌、铬等超出了规定, 助焊剂活性程度严重降低, 导致润湿问题发生。第三, 焊接曲线选取不良。

解决问题的措施如下:第一, 基板与元件焊端的表面不能受到污染或是氧化, 如有则需清除污染物或去除氧化层。第二, 认真检查焊料中的铝、锌、铬等的用量, 科学、合理地选用焊料。第三, 要选取适宜的焊接曲线, 保证焊接质量。

3 结语

随着电子通信产业的发展, SMT工艺作为一种先进的电子装联技术已经日益成为电装行业的主流选择, 对于SMT工艺应不断加大研究力度, 从而促进SMT工艺技术良好应用, 只有对SMT各环节严格控制, 才能有效提高SMT生产质量。

摘要：在科学技术快速发展的背景下, 电子工艺技术正在向着科学化、现代化方向发展。而SMT技术的发展特别明显, 线路板已经向高密度和高精度及小体积方向发展。但是从现阶段情况来看, SMT技术依然存在许多难点, 影响着SMT工艺的总体水平。本文主要对存在问题的原因进行了分析, 总结出相应的对策, 从而提升SMT工艺技术。

关键词：SMT,工艺技术,线路板

参考文献

[1]史建卫, 宋耀宗.回流焊工艺中常见缺陷及其防止措施[J].电子工艺技术, 2011, 32 (1) :58-62.

[2]张林春.绿色塑封IC的吸湿敏感性等级评价[J].电子工艺技术, 2012, 26 (6) :336-339.

[3]吴红, 史晓松.鱼骨图分析用于BGA植球质量控制的研究[J].电子工艺技术, 2010, 31 (1) :36-40.

[4]汪思群, 王柳.BGA表面贴装技术及过程控制[J].电子工艺技术, 2011, 32 (3) :152-155.

[5]张文典.实用表面组装技术[M].电子工业出版社, 2010.

SMT 篇2

实训题目： 实训地点：指导教师：

学生班级：学生学号：姓名:

实训时间：

实训1：认识SMT生产线

信息1211班学号:201203020130姓名:戴登洋 <第二页内容>

小四号，行距：1.5倍。

实训报告应包含以下的要点：

一、实训的目的二、实训的时间与地点

三、实训的方式

四、实训的总结

 学校SMT生产实训基地生产线的主要设备有哪些？

 构成SMT生产设备的作用？生产线设备的布局？（请图示）

 SMT生产设备的主要性能指标？

 生产线有多少工位？

 主要从事哪方面的生产？

 对员工有哪些要求？

 该生产车间的动力源有哪些，主要的指标是什么？

 对SMT生产车间有哪些要求？指标是多少？

 SMT生产车间的工艺纪律有哪些？

 通过认识实习你对SMT生产过程有哪些认识与体会（此部分文写不能少于400汉字）

一、实训的目的:通过电子工艺实习，掌握基本手工焊接工艺及SMT加工

二、实训的时间与地点：2月26日 B区

SMT 篇3

关键词：SMT 印刷工艺 锡膏 模版

从20世纪60年代问世以来，历经五十余年的发展，已经进入崭新的成熟阶段，不仅成为现代电子组装技术的主流，而且将继续向高精度高密度的技术发展。随着电子产品制造技术的进步，微小型的片式单元代替了原有的晶体类电子元器件。由于SMT组装的电子产品在体积、性能、功能以及价位等方面具有综合优势，故作为新兴的电子组装技术，SMT已经广泛地应用到电子产品组装的各个领域。

印刷机是用来印刷焊膏或贴片胶的。印刷机将在PCB的焊盘上施加适量的焊膏，这样就能够使贴片元器件与PCB相对应的焊盘达到良好的电气连接，而且机械强度也会达到要求的相应值。印刷在保证SMT质量方面起着非常重要的作用。根据相关资料我们得知，如果PCB设计、印刷板与元器件质量都没有问题，那么在表面组装问题中出现的质量问题70%都是在印刷工艺方面。

1 影响印刷质量的主要因素

首先是模板质量。因为模板印刷是接触印刷，所以我们根据模板厚度与焊盘开口尺寸就可以来判断焊膏的印刷质量。当焊膏超量时就会发生桥接，焊膏量不够的话就会发生焊锡不足或虚焊的情况。而且脱模质量还会受到模板上焊盘的开口形状以及开口内壁光滑程度的影响。

其次是焊膏质量。焊膏的印刷性、触变性、黏度和常温下的使用寿命都对印刷质量产生影响。为了保证印刷质量对所施加的焊膏有如下要求：

①要使焊膏保持均匀、具有良好的一致性。不得使焊膏图形出现模糊的情形，相邻图形间最好不要发生粘连。焊膏图形与焊盘图形最好一致。

②一般焊盘上单位面积所施加焊膏量大约是0.8mg/mm3，对于窄间距元器件，要求为0.5mg/mm3左右。

③在基板上所印刷的焊膏与目标重量值之间可以有一些不同。焊膏覆盖焊盘的面积应超过75%。

④焊膏印刷完后要保证不出现严重塌陷、边缘整齐、错位保持在0.2mm之内。窄间距元器件焊盘要求错位小于0.1mm。

⑤基板要求被焊膏保持洁净。

第三是印刷工艺参数设置。刮刀的速度和压力、刮刀与模板的角度以及焊膏黏度之间都是有一定关系的，所以我们要保证这些参数都符合要求，进而使焊膏的印刷质量合格。

第四是设备精度方面。在印刷窄间距高密度产品时，印刷机的印刷精度和重复印刷精度也是有影响的。

其它因素为环境湿度、温度以及环境卫生。焊膏会因为环境湿度过大而吸收空气中的水分，会因为湿度过小而使焊膏中添加剂挥发的更快，温度过高将使得焊膏黏度变小，环境中灰尘混入焊膏中会使焊点产生针孔（工厂要求环境温度23±3℃，相对湿度45-70%）。从以上分析中可以看出，影响印刷质量的因素非常多，并且印刷焊膏是一种动态工艺。

2　常见印刷不良现象的分析

常见的不良现象有缺焊、偏离、渗透、拉尖、塌陷和凹陷等情况。如图1所示。

对应这六种情况我们一一分析并找到其解决方案。

2.1 缺焊

2.2 渗透

2.3 塌陷

2.4 偏离

2.5 拉尖

2.6 凹陷

3 提高印刷质量的主要措施

3.1 加工合格的模板

模板的厚度与开口尺寸要满足国际标准IPC-7525。即必须满足一定的宽厚比和面积比。其具体数值为：

宽厚比：开口宽度（W）／模板厚度（T）＞1.5。

面积比：开口面积（W×L）／孔壁面积[2×(L+W) ×T] ＞0.66。

孔壁粗糙程度也影响焊膏释放。其具体要求为当元件为窄间距时可采用激光和电抛光工艺加工模板开口。

刮刀的移动方向与模板开口方向同样也对印刷质量有影响。与刮刀移动方向垂直的模板开口，因刮刀通过的时间短，焊膏难以被填入，常造成焊膏量不足。因此，为了使与刮刀移动方向垂直与平行的模板开口的焊膏量相等，应加大垂直方向的模板开口尺寸。

3.2 选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏

第一，根据不同的产品选择不同的焊膏。产品本身的价值和用途决定了是否采用高质量的焊膏。

第二，根据PCB和元器件表面氧化程度和存放时间选择焊膏的活性。通常可采用RMA级；高可靠性产品选择R级；当元器件或PCB存放的时间长，表面氧化严重，应采用RA级，焊后必须清洗。

第三，根据印制板、元器件和组装工艺的具体情况选择焊膏合金成分。

第四，根据产品对清洁度的要求来选择是否采用免清洗工艺。免清洗工艺要选用不含卤素或其他强腐蚀性化合物的焊膏；高可靠、航天、军工、仪器仪表以及涉及生命安全的医用器材要采用水清洗或溶剂清洗的焊膏，焊后必须清洗干净。

第五，BGA和CSP一般都需要采用高质量的免清洗焊膏。

第六，热敏元件焊接时，应用含铋的低熔点焊膏，避免损坏元器件。

第七，根据PCB的组装密度（有无窄间距元器件）来选择焊膏合金粉末颗粒度。印刷性与焊膏合金粉末颗粒尺寸的关系：焊膏的合金粉末顆粒尺寸直接影响填充性和脱膜性，细小颗粒的焊膏具有不错的印刷性，尤其是对高密度、细间距的产品，因为模板开口不大，这就要求使用小颗粒合金粉末，不然会使印刷性和脱膜性变差。

本位对SMT中的印刷环节作了简单介绍，对常见不良现象作了分析并对其提出了解决方案。只要做到以上两点就尽可能的在印刷过程中不会出现不良现象，保障其整个生产环节。

参考文献：

[1]《SMT使用表面组装技术》张文典.电子工业出版社2012年1月2次出版.

[2]《电子组装技术》邱成悌.南京：东南大学出版社.2005.

SMT实训基地的建设 篇4

关键词：表面贴装技术,实训基地,工艺

目前, 我国的表面安装技术 (SurfaceMounted Technology) 正在快速地发展, 作为地方高校应把握SMT培训的机遇, 尽早建立SMT实训基地[1], 以便培养适合地方需要的SMT专业技术人才。

表面贴装技术[2], 是直接将表面黏着元器件贴装, 焊接到印刷电路板表面规定位置上的组装技术。覆盖了材料学、机械工程、自动控制等多方面的技术, 是电子组装行业里最流行的一种技术。SMT组装电子产品贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右, 采用SMT之后, 电子产品体积缩小40%—60%, 重量减轻60%—80%。此外, 还有可靠性高、抗振能力强、焊点缺陷率低、高频特性好等优点。

1 SMT的构成

SMT主要工艺点[3]包括:焊膏印刷、精确贴片、回流焊接。

锡浆印刷机的功能是将锡浆按照模板开孔的形状和位置涂印到PCB上。而SMT生产中一个关键工序是贴片, 它在生产工序中所占用的平均加工时间也是最长的, 也是设备故障率最高的一道工序, 因此贴片技术可以称为SMT技术的支柱和技术发展的重要标志。回流焊则是将在前道工序印好的锡浆熔化并在元件引脚与线路板上的焊盘之间形成美观、可靠联接的工艺过程。SMT工艺流程如图1所示。

2 SMT实训基地建设的要求

对于一套完整的SMT工艺设备基本需要去静电区和设备区两部分。静电区主要是消除人体所带静电, 进入SMT设备区需消除静电, 主要是穿静电服来消除。

设备区主要放置SMT实验设备, 选用的Quad贴片机长2.16 m, 宽1.45 m, 高1.8 m, Vitronics Soltec回流焊炉长7 m, 高1.45 m, 宽1.34 m。因此对于设备场地的宽度最小应为2.3 m—2.4 m, 另外, 设备两边都还需留有过道, 以便操作人员工作通行;长度则根据全部的设备来定。一套完整的SMT设备还应该需要丝网印刷机, 传送带, 工作台等设备。

2.1 对设备外部环境的要求

由于SMT 设备对静电要求非常高, 因此在机房建设中选择防静电活动地板应注意以下几点:

(1) 首先需准确地计算机房建设所需防静电地板的总面积 (或块数) 及各种配件 (标准配比1∶3.5、1∶5.5) 的数量, 并留有余量, 以免造成浪费或短缺。

(2) 充分了解生产厂商所生产防静电地板的品种和质量, 以及各种技术性能指标。防静电地板的技术性能主要指其机械性能和电性能。

机械性能主要考虑其承载能力、耐磨性。电性能主要是系统电阻、静电电压、表面电阻。其系统电阻应为105 Ω-108 Ω, 在温度为 (21±1.5) ℃, 相对湿度为30%时, 防静电地板的静电电压应低于2 500 V, 表面电阻值应为105Ω-108Ω。

(3) 以机房内所有设备中最重设备的重量为基准来确定防静电地板的载荷, 防止有些设备过重而引起地板的变形或破损。

(4) 防静电地板受外界环境条件的影响变化小。也就是在机房温度稍高时, 防静电地板伸展膨胀, 无法拆除和更换;温度低时防静电地板收缩, 产生松动感。防静电地板受环境影响的收缩量应小于0.5 mm, 板面的挠曲量应小于0.25 mm。

(5) 防静电地板表面应不反光、不打滑、耐腐蚀、不起尘、不吸尘、易于清扫。

根据经济及环境的要求实训基地使用环氧树脂地板, 该地板整体无缝, 能达到:防尘、坚韧耐磨、耐冲击、耐腐蚀、着色自由、便于清理、维护, 且使用寿命长。同时能达到:快速排泄电荷, 避免静电荷富集, 防静电效力持久, 表面电阻率达到105-109 Ω, 符合国标GB 6650—86A级标准。

2.2 对工艺环境的要求

2.2.1 电源

电源电压和功率要符合设备要求 , 要求:单相AC220 (220±10%, 50/60 Hz) ; 三相AC380V (220±10%, 50/60 Hz) 。如果达不到要求, 需配置稳压电源, 电源的功率要大于功耗的一倍以上。

2.2.2 温度和湿度

环境温度:23±3℃为最佳。一般为17～28℃。极限温度为15～35℃;相对湿度:45～70%RH 。

2.2.3 工作环境

工作间保持清洁卫生, 空气清洁度为100 000级 (BGJ 73—84) 。在空调环境下, 要有一定的新风量, 尽量将CO2含量控制在1 000×10-6 (PPM) 以下。CO含量控制10×10-6 (PPM) 以下, 以保证人体健康。因此, 实验室内应配备相应的工业空调。根据我们实验室的面积以及经济的角度考虑, 配备3—4个5P的工业空调即可。

2.2.4 防静电

生产设备必须接地良好, 应采用三相五线接地法并独立接地。生产场所的地面、工作台垫、坐椅等均应符合防静电要求。

2.2.5 排风与照明

回流焊和波峰焊设备都有排风要求。厂房内应有良好的照明条件, 理想的照度为800 Lux× 1 200 Lux, 至少不能低于300 Lux。

2.2.6 SMT生产线人员要求

生产线各设备的操作人员必须经过专业技术培训合格, 必须熟练掌握设备的操作规程。 操作人员应严格按"安全技术操作规程"和工艺要求操作。

2.3 对设备的要求

一套完整的SMT设备主要由丝网印刷机, 贴片机, 回流焊接机这几个主要设备组成。对于这些设备而言, 都需要一整套完整的抽风系统, 因此在吊顶上需要配抽风管道, 所以需要安装抽风机。另外对于每个设备在配电等方面还有自身的要求。

2.3.1 贴片机

在配电方面, QUAD Qsp—2型多功能贴片机额定电压为220 V, 额定功率为45 kW, 在装电过程中要注意电线的选择, 另外在贴装元器件时还需根据所要贴装的元器件选择合适的供料器。要达到培训的目的, 需要配4-5个供料器。

2.3.2 印刷机

在配电方面应该根据设备的型号来选用相应的配电线, 另外印刷机的主要目的是在印制电路板焊接部位预先涂敷焊膏的, 焊膏需冷藏保存, 所以冰箱是必不可少的设备。另外还必须配置一套焊膏搅拌机, 保证焊膏能以合适的黏度涂敷于印制电路板焊接部位。

2.3.3 回流焊接机

对于所选择的Soltec回流焊炉额定电压为380 V, 额定功率为63 kW, 在配电时一定要注意配电线的选择。另外对于印制电路板的焊接温度工艺上是有严格要求的, 所以必须配有炉温测试仪来测试每次焊接时的温度, 以便保护板子。

2.3.4 其它外围配件

对于贴片机和焊接机而言, 必须还要配套相应的空气压缩机, 以便保证设备可以运行。目前市场的空压机有三种, 活塞式、涡轮式和螺杆式。螺杆式的空压机性能比较稳定, 是比较合理的选择。如果配备了过板机, 在安装时也应该注意过板机的额定电压, 对于不同型号的过板机, 它的额定电压是不相同的, 有110 V和220 V两种。另外对于严格的SMT制造工艺而言, 还需配有检测装置。人工检测装置一般选择显微镜来检查元件的质量, 在检测调试时可采用手工调试, 因此需配有电烙铁以及烙铁温度测试仪。经过一系列完整合理的安装过程, 才能制作完成质量合格的电子产品。

3 小结

对于完整的SMT实训基地而言, 除了本身主要设备之外还需要许多外部的支持设备, 如排气、供电、照明、空压机、供料器、炉温测试仪等设备。目前, 大型的SMT生产流水线一般只适合于同一品种、大批量电子产品的生产。对于多品种、小批量的SMT电子产品的生产以及研发、教学的应用来说, 使用小型SMT生产线是完全可以满足要求, 还可为社会培养相应的技术人才, 所以建立SMT实训基地必将会对中国的电子行业起到推动作用。

参 考 文 献

1 潘志方, 元泽怀. 地方高校SMT实验室建设方案研究. 实验科学与技术 , 2007; (03) :122—124

2 周德俭, 吴兆华. 表面组装工艺技术 . 北京:国防工业出版社, 2002

3 黄春跃, 吴兆华.微电子制造工程专业实验课程体系建设湘潭师范学院学报 (自然科学版) , 2008;30 (2) :205—207

参考文献

[1]潘志方, 元泽怀.地方高校SMT实验室建设方案研究.实验科学与技术, 2007; (03) :122—124

[2]周德俭, 吴兆华.表面组装工艺技术.北京:国防工业出版社, 2002

SMT技术发展 篇5

一．概述

SMT是电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology），称为表面贴装或表面安装技术。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，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术

二．SMT设备

（一）上板机

上板机是贴片生产线上全自动上料（PCB）机，摆放在贴片线首位，即贴片机前。主要功能是接收到下位机要板信号后，从PCB料架上一件一件推出PCB板。料架结构：进出轨道分别放一个料架（一上一下），升降里一个料架，共三个。

（二）印刷机

1、手动印刷机

手动印刷机是通过人手动给PCB板上锡的机器，手动印刷机价格便宜，操作简单但其定位精度差，只适用于印刷要求较低的场合和科研。

2、半自动印刷机

SMT半自动印刷机,用于取代手印台,实现半自动锡膏印刷，钢网自动上升下降,PCB需要手工载入和取出。半自动印刷机特点是：（1）PLC控制系统，工作稳定可靠，触控式操作，简单方便。

（2）高精密架构，采用进口线形导轨、调速马达传动，确保印刷之稳定性和精密度。

（3）根据红胶和锡膏的各种不同的特性，自动设定运行参数，可适合不同的产品以达到良好效果。

（4）伸缩自如的手臂座，机台手臂可分别左右调整，适合于不同基板尺寸。

3、全自动印刷机

全自动印刷机是利用模板被印刷刮刀向下压，这样一来模板的底 部就可以充分的接触到电路板的顶面，从而进行印刷作业的。全自动印刷机优点：PCB尺寸兼容范围广，高精度印刷分辨率’全自动锡膏印刷机控制可以提高生产效率，控制品质，节省成本

（三）点胶机

1、手工点胶机

手工点胶机，就是由手动来控制点胶控制器的开关，属于半自动化点胶机的范畴，自动化程度不高，一般常用于点胶产品种类多，规格多的设备上，不适宜批量生产的物品的点胶。

2、全自动点胶机 全自动点胶机是通过压缩空气将胶压进与活塞相连的进给管中，当活塞处于上冲时，活塞室中填满胶，当活塞下推时胶从点胶头压出。全自动点胶机适用于流体点胶，在自动化程度上远远高于手动点胶机，从点胶的效果来看，产品的品质级别会更高。自动化的操作，简单可控。点胶机应用的行业在不断的扩大，生产技术也在不断的创新。

（四）贴片机

1、动臂式贴片机

动臂式贴片机运动机构、贴装头机构和控制系统，贴装头机构安装于运动机构上，控制系统通过线路控制运动机构和贴装头机构的工作，运动机构包括安装由贴装头机构的横梁、平行并列的两个运动轴和一对丝杠机构，横梁安装于运动轴上，且与运动轴垂直，其上设有导轨和用于贴装头横向移动的两个电机，运动轴上设有同步驱动横梁纵向移动的电机，一对丝杠机构分别安装于运动轴上。

2、转塔式贴片机

转塔式贴片机是元件送料器放于一个单坐标移动的料车上，基板(PCB)放于一个X/Y坐标系统移动的工作台上，贴片头安装在一个转塔上，工作时，料车将元件送料器移动到取料位置，贴片头上的真空吸料嘴在取料位置取元件，经转塔转动到贴片位置(与取料位置成180度)，在转动过程中经过对元件位置与方向的调整，将元件贴放于基板上。

3、模组式贴片机

元件送料器、基板(PCB)是固定的，贴片头(安装多个真空吸料嘴)在送料器与基板之间来回移动，将元件从送料器取出，经过对元件位置与方向的调整，然后贴放于基板上。由于贴片头是安装于拱架型的X/Y坐标移动横梁上，所以得名。

（五）焊接设备

1、电烙铁

电烙铁是电子制作和电器维修的必备工具，主要用途是焊接元件及导线，按机械结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为无吸锡电烙铁和吸锡式电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。

2、回流焊炉

回流焊炉在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种焊炉焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结。这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。

3、波峰焊炉

波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的,其高温液态锡保持一个斜面,并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象,所以叫波峰焊，完成波峰焊的机器就是波峰焊炉。

（六）清洗设备

1、超声波清洗机

超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动，液体与清洗槽振动时有自己固有频率，这种振动频率是声波频率，所以人们就听到嗡嗡声。超声波清洗机的优点是:超声波清洗效果好，操作简单。

三．电子制造工艺

（一）技术文件

技术文件是指公司的产品设计图纸，各种技术标准、技术档案和技术资料以及未打印出图的尚在计算机里的图纸资料、技术文档等。

（二）工艺文件

指导工人操作和用于生产、工艺管理等的各种技术文件。

一、品质管理

（一）ISO9000：2015 ISO9000质量管理体系是国际标准化组织(ISO)制定的国际标准之一，在1994年提出的概念，是指“由ISO/TC176(国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会)制定的所有国际标准”。该标准可帮助组织实施并有效运行质量管理体系，是质量管理体系通用的要求和指南。

（二）QC七手法 QC七手法又称品管七大手法，它是常用的统计管理方法，又称为初级统计管理方法。它主要包括控制图、因果图、直方图、排列图、检查表、层别法、散布图等所谓的QC七工具。

（三）5S 5S起源于日本，是指在生产现场中对人员、机器、材料、方法等生产要素进行有效的管理，这是日本企业一种独特的管理办法。因为这5个词日语中罗马拼音的第一个字母都是“S”，所以简称为“5S”，开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，称为“5S”活动。

四，工艺流程。

六，发展趋势。

未来SMT装备技术发展趋势：

新技术革命和成本压力催生了自动化、智能化和柔性化生产制造，组装、物流装连、封装、测试一体化系统MES。SMT设备通过技术进步提高电子业自动化水平实现少人作业，降低人工成本增加个人产出，保持竞争力，是SMT制造业的主旋律。高性能、易用性、灵活性和环保是SMT设备的主要发展必然趋势： 1）.高精度、柔性化：行业竞争加剧、新品上市周期日益缩短、对环保要求更加苛刻；顺应更低成本、更微型化趋势，对电子制造设备提出了更高的要求。电子设备正在向高精度、高速易用、更环保以及更柔性的方向发展。贴片头功能头实现任意自动切换；贴片头实现点胶、印刷、检测反馈，贴装精度的稳定性将更高，部品和基板窗口大兼容柔性能力将更强。

2）.高速化、小型化：带来实现高效率、低功率、占空间少、低成本。贴片效率与多功能双优的高速多功能贴片机的需求逐渐增多，多轨道、多工作台贴装的生产模式生产率可达到100000CPH左右。

3.半导体封装与SMT融合趋势:电子产品体积日趋小型化、功能日趋多样化、元件日趋精密化，半导体封装与表面贴装技术的融合已成大势所趋。半导体厂商已开始应用高速表面贴装技术，而表面贴装生产线也综合了半导体的一些应用，传统的技术区域界限日趋模糊。技术的融合发展也带来了众多已被市场认可的产品。POP技术已经在高端智能产品上广泛使用，多数品牌贴片机公司提供倒装芯片设备（直接应用晶圆供料器），即为表面贴装与半导体装配融合提供了良好的解决方案。

七．总结。

目前，封装技术的定位已从连接、组装等一般性生产技术逐步演变为实现高度多样化电子信息设备的一个关键技术。更高密度、更小凸点、无铅工艺等需要全新的封装技术，更能适应消费电子产品市场快速变化的需求。封装技术的推陈出新，也已成为半导体及电子制造技术继续发展的有力推手，并对半导体前道工艺和表面贴装技术的改进产生着重大影响。如果说倒装芯片凸点生成是半导体前道工艺向后道封装的延伸，那么，基于引线键合的硅片凸点生成则是封装技术向前道工艺的扩展。

在整个电子行业中，新型封装技术正推动制造业发生变化，市场上出现了将传统分离功能混合起来的技术手段，正使后端组件封装和前端装配融合变成一种趋势。不难观察到，面向部件、系统或整机的多芯片组件封装技术的出现，彻底改变了只是面向器件的概念，并很有可能会引发SMT产生一次工艺革新。

元器件是SMT技术的推动力，而SMT的进步也推动着芯片封装技术不断提升。片式元件是应用最早、产量最大的表面贴装元件，自打SMT形成后，相应的IC封装则开发出了适用于SMT短引线或无引线的LCCC、PLCC、SOP等结构。四侧引脚扁平封装（QFP）实现了使用SMT在PCB或其他基板上的表面贴装，BGA解决了QFP引脚间距极限问题，CSP取代QFP则已是大势所趋，而倒装焊接的底层填料工艺现也被大量应用于CSP器件中。

随着01005元件、高密度CSP封装的广泛使用，元件的安装间距将从目前的0.15mm向0.1mm发展，这势必决定着SMT从设备到工艺都将向着满足精细化组装的应用需求发展。但SiP、MCM、3D等新型封装形式的出现，使得当今电子制造领域的生产过程中遇到的问题日益增多。

由于MCM技术是集混合电路、SMT及半导体技术于一身的集合体，所以我们可称之为保留器件物理原型的系统。多芯片模组等复杂封装的物理设计、尺寸或引脚输出没有一定的标准，这就导致了虽然新型封装可满足市场对新产品的上市时间和功能需求，但其技术的创新性却使SMT变得复杂并增加了相应的组装成本。

SMT连续流创建研究 篇6

一个流 (one-piece flow) 生产方式可以简化企业复杂的生产问题, 减少浪费, 这种连续流生产主要围绕工艺流、物流和信息流展开优化工作。本文从产品、设备特性分析入手, 运用价值流工具建立适合电子产品发展的高效SMT连续流生产线, 从而提高综合运营效率和产品竞争力。

1 SMT 连续流定义

SMT线基本配置包含上板机、印刷机、锡膏检测机、N台贴片机 (根据产品需求合理评估) 、回焊炉、AOI和多个连接轨道。PCB从上板机流入, 经中间多个工作站后流出, 完成第一面PCB板零件贴片加工, 重复前一过程完成第二面零件贴片一加工过程。该过程可以在一条线或两条不同线上完成。

2 SMT 连续流创建影响因素

连续流生产线可缩短制造周期, 导致现场浪费更加严重, 归类分析影响SMT高效连续流的因素主要表现在设计、C.T、Layout、物料、转型、质量、在制品和排程计划等方面。

2.1 前期产品设计

PCB正、反面零件数量分布、PCB拼板数影响SMT贴片时间。

2.2 生产节拍时间

设备生产线瓶颈工时, 应在贴片机站节拍时间能满足客户需求的前提下设置非贴片机瓶颈。可通过减少贴片机数量释放设备产能。

2.3 布局设计

连续流布局设计需要考虑减少工人走动和人工传递。

2.4 物料供应

高、中频率使用的物料优先摆放靠近生产线, 同时, 以拉动方式实现物料供应, 使线边物料库存保持最小需求。

2.5 快速转型

生产线进行“一分钟转型”持续改善。

2.6 质量控制

考虑生产线不良品控制或采取不良品自动拒出, 不良品不传送至下一工站。

2.7 在制品管理

在SMT与后工艺之间设置一定数量的在制品, 满足后工艺生产不停线生产。

2.8 排程计划

根据产能变化, 定期召开会议检讨生产线安排产品种类和批量是否合理, 对产能不平衡性较高的线体可提出产线重组需求。

3 SMT 连续流创建过程

连续流实施需从产品整体价值流出发, 信息流、物流控制要促使排程计划指令通畅、有效, 达到各工艺流程之间统一的生产节奏;针对零件分布特性相似的产品评估贴片机等设备数量的需求, 根据现有工艺成流程实现连续流物理连接等布局规划设计, 同时, 需要进行持续线平衡优化、生产批量优化调整和快速转型等保障连续流得以稳定实施。因此, SMT连续流创建过程分为产品分类分析、节拍时间分析、布局设计和持续优化四个步骤。

3.1 产品零件分布特性分析

连线设备配置思路由选择产品决定与之匹配的设备型号、数量。为了充分发挥设备的产出效益, 建议将零件分布相似的产品优先放在同一条生产线上。基于PCB产品特点分析, 影响贴片效率的主要参数有板宽、标准零件数、异型零件数、第一面与第二面零件比值等参数, 产品特性分析如表1所示。

在表1中, 板宽会影响转型时间, 每条生产线建议选择唯一板宽, 可缩短转型设备的调整时间;标准件数量或异型件数量主要决定贴片时间, 零件点数可评估贴片设备数量;异型件百分比值可反映产品对异型件贴片设备的数量要求;1st与2nd零件的比值可反映对连线设备不同面别之间的贴片设备产出能力配置比例。

3.2 生产节拍计算

瓶颈应放在贴片机站, 因此, SMT生产节拍时间由贴片机配置决定。贴片机配置有设备型号、数量的选择。不同型号贴片机的贴片能力各不相同, 贴片能力以CPH衡量 (chips perhours, 每小时贴片chip零件数) 。松下贴片设备单机产能大, CM402-L型号理论CPH为60 000点, 松下CM602型号设备理论CPH为100 000点;FUJI NXTII模组设备单机产能小, 理论CPH为26 000点。实际CPH=每小时实际产出产品数量×单位产品零件数=3 600/C.T (标准工时) ×稼动率×单位产品零件数=理论CPH×编程效率 (程式完成后基于标准工时计算的实际CPH与理论CPH (参考设备供应商设备性能规格参数) 的比值, 该参数由设备特点、产品特点与编程人员的水平三者共同决定) ×设备运行效率。当程式经过长期优化后, 编程效率值趋向平稳, 因此, 理论上编程效率可代替C.T评估产能。第一面或第二面贴片机需求数量≈∑ (产品第一面或第二面零件数×单位小时FCST需求) / (理论CPH×编程效率×设备运行效率) , 其中, 设备运行效率可参考历史平均值, 编程效率预测有以下2种方法。

3.2.1 基于经验值预测编程效率

通过对当前产品的数据分析, 按照生产线建立不同生产线的编程效率平均值。由于工厂程式会持续优化, 所以, 产品与线体的选择会逐步趋向合理, 平均编程效率可作为新产品设备需求评估参考值。

3.2.2 基于历史数据的预测编程效率

基于工厂同类型产品, 建立同类型贴片机设备的编程效率回归方程, 用来对不同零件点数计算出样本范围内对应的编程效率水平。比如, 对Y公司100组同类产品编程效率进行数据分析, 建立的产品母板零件数与编程效率的回归方程为:编程效率=0.286+0.000 222母板零件 (满足条件R-S>85%, P<0.05, 残差值正态, 适合母板零件的数据范围为150~1 200点) 。编程效率并非与零件数线性正相关, 运用回归方程预测编程效率时要设定编程效率上限:编程效率最大值应接近或低于当前生产线的历史最大编程效率。通过计算分别得出两面Chip贴片的需求数量。完整的SMT贴片机配置还包含:异型贴片机 (或贴片模组) 能力配置, 即异型件CPH能力在贴片机组中的比例要匹配80%以上产品异性件比例;第一面贴片机与第二面设备产能比例应接近与1st/2nd零件比值。在组成生产线时需考虑非贴片机瓶颈问题, 比如印刷机、AOI等工站有最快速度限制。零件数少的产品生产瓶颈站一般会出现在印刷站, 要避免贵重贴片设备产能浪费, 应考虑是否减少贴片机的投入量。

3.3 SMT 布局设计

SMT连续流布局应重点推广U型线布局方式。直线型与U型生产线的优、劣势比较如表2所示。

工时平衡和提升操作效率的设备布局原则有以下6点:1应就近布置必要的物料和工具, 使产品流动顺畅、人员走动距离最短;2上板机至印刷机前增加1段0.5 m的轨道, 可降低上板机装料停顿损失;3设备背面需要操作 (选用单面贴片机则无此问题) , 布局需考虑方便操作员通过的移动轨道, 比如可伸缩式轨道或可上掀式轨道;4为了降低小异常停线对瓶颈设备的产能损失影响, 可在瓶颈设备前、后设置最小的在制品, 参考数量为两三片;5为了确保第2面印刷前PCB温度达到常温值, 应在第1面炉后至该设备前留有足够传板轨道;6为了避免完成贴片的PCB堆积在回焊炉内造成高温报废, 可在AOI设备后设置1台buffer机, 容量大小为20~30 min。

3.4 生产线持续优化

3.4.1生产批量设置

要想获得较高的生产效率, 需要减少转型次数, 每班可转型次数应遵循一定的原则, 从而使生产线可达成85%~90%的生产效率目标。缩短转型时间时, 可适当增加转型次数, 比如转型时间为10 min, 每班最多转型3次;考虑控制在制品总量, 根据客户需求将产品按照生产负荷分类为高频、中频和低频三类。对于不同负荷分类的产品定义对应不同的生产周期和在制品库存量而言, 高频生产产品每日都有生产需求, 转型批量设置1 d的需求量;中频生产产品为隔天生产, 转型批量设置2 d的需求量;低频生产产品每周仅需生产一次, 转型批量大小设置5 d的需求量, 客户一周的生产需求量安排一次性生产完成。

3.4.2 生产线工时平衡优化

SMT线瓶颈工站应出现在贴片站, 而印刷站、锡膏检测站、回焊炉和AOI站工时均应短于贴片工站工时。连线工时分析的主要任务是优化贴片机工时, 不断打破当前瓶颈, 持续优化直至达到生产线目标工时。

3.4.3 快速换型改善

为了缩短产品换型时间、提高生产效率, 应运用SMED方法 (Single Minute Exchange of Die, 一分钟换型) , 分析并将“内部作业”转化为“外部作业”的改善机会。

4 结束语

随着SMT自动化设备成本的下降, 人力成本在逐年上升, 同时, 厂房面积资源逐步成为工厂的资源瓶颈, 连续流生产方式成为解决这些问题的重要手段。连续流生产方式是对传统单线生产模式的升级, 其创建过程依托价值流改善为基础, 通过缩短制造周期, 实现价值增值流动。同时, 连续流实施可带来生产效率提升、在制品数量减少、人力投入减少和场地面积缩小等诸多好处, 是我国制造企业推进自动化进程中可大力推广的先进生产方式。

参考文献

[1]沈新海.SMT代工企业如何降低成本[J].现代表面贴片资讯, 2010 (3) , 38-40.

[2]杰弗瑞·莱克, 戴维·梅尔.丰田汽车:精益模式的实践[M].北京:中国财政经济出版社, 2006.

电子SMT虚拟制造技术的研究 篇7

在国内, 电子SMT虚拟制造方面的研究只是刚刚起步, 其研究也多数是在原先的cad/cae/cam和仿真等基础上进行的, 目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段, 系统地研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和国内环境的结合上。清华大学cims工程研究中心虚拟制造研究室是国内最早开展虚拟制造研究的机构之一, 主要进行了虚拟设计环境软件、虚拟现实、虚拟机床、虚拟汽车训练系统等方面的研究;浙江大学进行了分布式虚拟现实技术、虚拟工作台、虚拟产品装配等研究;西安交大和北航进行了远程智能协同设计研究;西北工业大学进行了虚拟样机的研究。国内在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术方面的研究都很活跃, 但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段, 与国际的研究水平尚有很大的差距。我国的研究多集中于高等院校和少量的研究所, 企业和公司介入的较少。

电子SMT虚拟制造是一门新兴的、综合性的先进制造技术, 目前, 大部分高职院校设立SMT电子制造相关培训, 但无实验设备和条件, 即使已有SMT生产线的, 也无资金或产品让学生开动生产线, 学生只能走马观花式地参观, 没有真正得到训练。再有国家劳动部门的职业技能认证也只有电工、电装工、焊接工等低端工种, 没有SMT相应的高端工种, 影响了学生和企业对电子SMT教育的认同度。在电子类专业工程实训和SMT实际生产中, 为了能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程, 了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术, 建立电子SMT虚拟制造系统和SMT认证培训是最好的解决思路。

2电子产品PCB设计与制造

包括PCB可制造性分析和PCB设计静态仿真, PCB可制造性分析根椐用户设计的Protel或Mentor电路PCB文件, 自动检测出用户设计电路的错误;PCB设计静态仿真直观显示设计的PCB板组装后的情况 (基板、器件、焊膏、焊点、胶点) 。

3电子SMT工艺设计与管理

包括SMT工艺设计和仿真、MIS管理, SMT工艺设计和仿真通过PCB设计的Demo板, 依据总体设计中元器件数据库、电路布线、工艺材料和现有SMT设备的实际情况来设计SMT生产线工艺流程, 根据所设计的工艺流程, 对其进行动态仿真, 让学生直观选择组装方式, 进行设备选择和产能估算, 最后确定自动化程度和工艺要求;MIS管理主要包括两方面:一是了解品质管理和国际、国内的SMT标准。二是SMT印刷管理、SMT贴片管理、回流炉管理、SMT文件及资料管理、SMT设备管理。

4电子SMT虚拟制造系统及其关键技术

包括丝印机、点胶机、贴片机、回流焊机、波峰焊机, AOI检测机等虚拟制造及其关键技术。

电子SMT虚拟制造系统主要在SMT关键设备编程设计和制造之间建立联系, 将SMT关键设备的生产过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来, 取代传统的试机过程, 缩短开发周期、降低成本、提高生产效率。下面以丝印机和贴片机为例:

丝印机主要对主流机型包括MPM、DEK和GKG丝印机进行CAM程式编程, 再进行模板设计, 最后模拟丝印机的界面、编程过程及控制参数的设置。

贴片机主要对主流机型包括YAMAHA、SAMSUNG、JUKI、FUJI、PANASONIC和SIEMENS贴片机进行编程, 贴片机虚拟系统包括模拟编程模块、贴片机2d/3d仿真模块、贴片程序优化模块和贴装数据库模块。贴片编程首先通过EDA电路设计的数据导入确定贴片坐标, 然后根据基板信息对标号Fiducial定位, 设置Mark点, 最后通过输入的元器件信息确定送料器的分配、生成贴装程序并调用程序进行生产动态模拟仿真。

5 SMT技术资格认证培训

包括技术员 (中职) 、见习工程师 (高职) 、助理工程师 (本科) 、工程师 (企业) 和高级工程师 (企业) 五个等级的资格认证培训。

考试分专业知识和实际操作两部分, 专业知识主要考查考生SMT电子制造的基础知识能力、综合运用能力、以及解决问题的能力。实际操作着重考查考生SMT电子制造实际动手能力。以见习工程师 (高职) 认证培训为例, 培训系统将PCB设计、SMT生产线工艺设计、关键SMT设备编程、加工过程可视化仿真和可制造性评价系统集成, 在计算机上以直观、生动、精确的方式模拟出先进电子SMT制造技术。不仅可以使学生进一步掌握EDA电路设计技术, 更可以使学生掌握SMT组装技术和各种SMT关键设备技术, 彻底改变了传统的一把烙铁学电子的局面。

6结束语

本文对电子SMT虚拟制造技术进行了研究, 针对印刷、贴片、焊接缺陷问题, 通过电子产品PCB设计与制造、电子SMT工艺设计与管理、电子SMT虚拟制造系统及其关键技术和SMT技术资格认证四个方面来开展研究分析, 实践表明, 电子SMT虚拟制造技术能够从更高的层面熟悉现代电子产品制造的全过程, 了解目前电子产品制造中最先进的设备和技术, 并对关键SMT设备进行编程操作, 将SMT关键设备的生产过程在计算机上以直观、生动、精确的方式呈现出来, 缩短开发周期、降低成本、提高表面组装质量和效率。

参考文献

[1]FUJITA Y, KAWAGUCHI H.Full-custom PCB implementation of the FDTD/FIT dedicated computer[J].IEEE Trans Magnetics, 2009, 45 (3) :1100-1103.

[2]裴玉玲, 庞佑兵.基于可制造性设计的PCB协同设计[J].微电子学, 2010, 40 (5) :732-734.

[3]邓北川, 申良.SMT回流焊工艺分析及其温控技术实现[J].电子工艺技术, 2008, 29 (1) :30-32.

得可助力培养中国SMT行业人才 篇8

近日, 全球领先的丝网印刷设备和工艺供应商得可 (DEK) 公司与清华大学辖下清华—伟创力SMT实验室共同向15名优秀学生颁发清华得可SMT奖学金。清华得可SMT奖学金是中国SMT业内首个并唯一一个针对本科生设立的奖学金, 每年为15名成绩优异的清华大学SMT课程学生提供奖学金。评判标准主要包括学生专业成绩和综合能力, 评审委员会由清华大学教授、得可代表和SMT行业代表组成, 今年是奖学金设立以来第二个年头。

得可全球电子组装总监许亚频先生表示清华得可SMT奖学金设立的初衷是为SMT行业培养本地人才, 为公司发展建立人才库, 履行企业的社会责任, 未来希望与清华以及国内的其他高校展开更多深层次的项目合作, 比如为高校提供技术资料等, 以求共赢, 促进SMT行业的发展和人才培养。

北京SMT协会主席刘利吉先生作为大会的特约评委, 对于得可在清华设立奖学金支持中国SMT行业的发展表示了肯定。刘主席介绍说因为当前中国电子工业形势发展良好, 在国民经济中已经成为第一支柱产业, 去年全球20000台SMT设备中有9640多台是中国采购的, 强大的市场需求与专业人才不足的矛盾越发明显, 未来SMT行业唯有依靠真正的产学研相结合方式才能培养出适应市场需要的人才, 促进行业进步。 (薛士然)

提高SMT焊接质量的方法与措施 篇9

一、立碑现象

立碑现象是指在回流焊中, 元器件常出现立起的现象, 也有人称之为“立片”或“曼哈顿”现象, 其表现形式如图1所示。

立碑现象产生的根本原因是元件两边的润湿力不平衡, 造成元件两端的力矩不平衡, 张力较大的一端拉着元件沿其底部旋转而致。产生立碑现象的原因有很多, 现将主要原因分析如下:

就造成立碑现象的主要因素作简要分析。

(一) 焊盘设计与布局不合理。若片式元件的一对焊盘不对称、元件两边焊盘之一与地线相连、大型器件周围的小型片式元件, 都会引起元件焊盘两端温度不均匀, 小焊盘对温度响应快, 其上的焊膏先熔化, 在表面张力的作用下, 将元件拉直竖起, 产生“立碑”现象。

(二) 回流焊接温度曲线设置不当。当预热温度设置较低、预热时间设置较短时, 元件两端焊膏不能同时熔化的概率就大大增加, 从而导致元件两个焊端的表面张力不平衡, 产生“立碑”现象。

(三) 焊锡膏与焊锡膏印刷质量问题。焊锡膏的活性不高、元件的可焊性变差, 都会引起焊锡膏表面张力不一样, 焊盘的润湿力不平衡。焊锡膏印刷时焊盘两边的锡膏量不均匀, 多的一边会因焊锡膏吸热量增多, 熔化时间滞后, 导致润湿力不平衡。当焊膏厚度变薄时, 焊膏熔化时的表面张力随之减小, 整个焊盘热容量减小, 两个焊盘上的焊膏同时熔化的概率大大增加, 立碑现象就会大幅减小。

(四) 贴装偏移。在回流焊中会由于焊膏熔化时的表面张力拉动元件而自动纠正, 称之为“自适应”, 它能纠正贴片移位较轻的现象。但贴装偏移严重, 与元件接触较多的焊锡端得到更多热容量, 从而先熔化, 使元件两端与焊膏的粘力不同, 拉动反而会使元件立起产生“立碑”现象。

(五) 元件和基板材料质量问题。贴片元件外形差异、重量太轻、可焊性差异;基板材料导热性差, 基板的厚度均匀性差;都可导致元件两端的力矩不平衡, 产生“立碑”现象。

克服产生立碑现象的解决方法与措施:

(一) 严格按照《表面贴装设计与焊盘布局标准》进行焊盘设计, 确保焊盘图形的形状与尺寸完全一致。

(二) 根据不同的元器件, 正确设置预热期工艺参数, 接近理想的预热温度曲线。预热温度一般设为150oC±10oC, 时间为60～90S。

(三) 选用活性较高的焊锡膏;改善焊锡膏的印刷参数, 特别是模板的窗口尺寸。

(四) 调节贴片机工艺参数。

(五) 优先选择重量较重的元件;选择质量好的元件和基板材料。

经实践证明, 引起立碑现象的关系分布图, 如图2所示。通过此图, 更有针对性地减少故障的发生率, 减少或避免立碑现象的发生, 提高SMT焊接质量。

二、焊锡球

在元件贴装过程中, 焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间, 随着印制板穿过回流焊炉, 焊膏熔化变成液体, 如果与焊盘和器件引脚等润湿不良, 液态焊锡会因收缩而使焊缝填充不充分, 所有焊料颗粒不能聚合成一个焊点, 部分液态焊锡会从焊缝流出, 形成焊锡球, 如图3所示。锡球常常藏于矩形片式元件两端之。

间的侧面, 成一个独立的大球状, 或出现在IC引脚的四周, 呈分散的小珠状。焊锡球不仅仅影响外观, 而且电子产品存在短路的危险, 因此必须排除。产生锡球的原因有很多, 现将主要原因分析如下:

(一) 回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数, 如果未到达足够的温度或时间, 焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快, 达到平顶温度的时间过短, 使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来, 到达回流焊温区时, 引起水分、溶剂沸腾, 溅出焊锡球。

(二) 焊锡膏的质量。焊锡膏中金属含量过低会导致助焊剂成分过多, 因此过多的助焊剂会因预热阶段不易挥发而引起飞珠。

焊锡膏中水蒸气和氧含量增加也会引起飞珠。由于焊锡膏通常冷藏, 当从冰箱中取出时, 如果没有确保恢复时间, 将会导致水蒸气进入;此外焊锡膏的瓶盖每次使用后要盖紧, 若没有及时盖严, 也会导致水蒸气的进入。

放在模板上印制的焊锡膏在完工后, 剩余的部分应另行处理, 若再放回原来瓶中, 会引起瓶中焊锡膏变质, 也会产生锡珠。

如果在贴片至回流焊的时间过长, 则因焊膏中焊料粒子的氧化, 焊剂变质、活性降低, 会导致焊膏回流性差, 导致焊锡球的产生。

(三) 印刷与贴片。贴片过程中Z轴的压力也是引起锡珠的一项重要原因, 却往往不引起人们的注意。部分贴片机Z轴头是依据元件的厚度来定位的, 如Z轴高度调节不当, 会引起元件贴到PCB上的一瞬间将焊锡膏挤压到焊盘外的现象, 这部分焊锡膏会在焊接时形成锡珠。

在焊锡膏的印刷工艺中, 由于模板与焊盘对中会发生偏移, 若偏移过大则会导致焊锡膏浸流到焊盘外, 加热后容易出现锡珠。焊膏印错的印制板清洗不充分, 使焊膏残留于印制板表面及通孔中。回流焊之前, 被贴放的元器件重新对准、贴放, 使漏印焊膏变形。

克服产生焊锡球的解决方法与措施:

(一) 将预热区温度的上升速度控制在2～40C/S, 使PCB表面温度在60～90S内升到1500C, 并保温约90S。 (二) 选择优质的焊锡膏;并注意焊锡膏的保管与使用要求。 (三) 重新调节贴片机的Z轴高度;改善印刷工作环境;严格遵照工艺要求和操作规程生产, 加强工艺过程的质量控制。

三、桥接

桥接经常出现在引脚较密的IC上或间距较小的片状元件间, 它会引起元件之间的短路, 所以必须要加以根除。

产生桥接的原因, 大多是焊料过量、焊锡膏质量问题、焊料印刷后严重塌边、贴装偏移等, 引起焊锡膏预热后漫流到焊盘外, 产生桥接短路现象。

根除桥接现象的解决方法与措施:

(一) 焊接时注意焊膏量不要过多; (二) 调整焊锡膏配比或改用质量好的焊锡膏; (三) 调整印刷机, 改善PCB焊盘涂覆层; (四) 调整贴装压力, 并设定包含元件本身厚度在内的贴装吸嘴的下降位置。

四、芯吸现象

芯吸现象又称抽芯现象, 是常见焊接缺陷之一, 多见于气相再流焊。芯吸现象使焊料脱离焊盘而沿引脚上行到引脚与芯片本体之间, 形成严重的虚焊现象。产生的原因主要是由于元件引脚的导热率大, 故升温迅速, 以致焊料优先润湿引脚, 焊料与引脚之间的润湿力远大于焊料与焊盘之间的润湿力, 此外引脚的上翘更会加剧芯吸现象的发生。

克服产生芯吸现象的解决方法与措施:

(一) 对于气相再流焊应将SMA首先充分预热后再放入气相炉中; (二) 应认真检查PCB焊盘的可靠性, 可焊性不好的PCB不能用于生产; (三) 充分重视元件的共面性, 对共面性不良的器件也不能用于生产。

总之, SMT的焊接缺陷还有很多, 解决的方法与措施也各不一样, 本文列举的只是四种最为常见的焊接缺陷。为了减少或避免各种焊接缺陷的出现, 只有提高工艺人员判断和解决这些问题的能力、提高工艺质量的控制技术、完善工艺管理, 综合考虑各种因素, 制定出行之有效的控制方法, 才能提高SMT焊接质量, 保证电子产品的质量。

摘要：SMT焊接工艺是电子装配的核心工艺, 其质量的优劣直接影响到产品的整体质量和成本。为了降低产品成本, 必须降低焊接缺陷, 提高焊接质量。文章针对常见的回流焊接缺陷, 分析其产生的原因, 并提出了行之有效的解决方法与措施。

关键词：SMT,焊接缺陷,解决方法与措施

参考文献

[1]何丽梅编著.《SMT—表面组装技术》[M].机械工业出版社, 2006年8月.

[2]周德俭编著.《SMT组装质量检测与控制》[M].国防工业出版社, 2007年1月.

SMT教学企业建设的探索与实践 篇10

表面贴装技术(surface mounted technology,SMT)是新一代电子组装技术,目前,先进的电子产品,特别是计算机及通信类电子产品,已普遍采用SMT技术,掌握SMT技术是高职电子专业学生的必需。SMT技术非常贴近企业实际,,必须筹建真实企业环境,在教学中贯彻“工学结合”和“校企双主体”理念[1]。

“双主体”人才培养模式就是让学校与企业共同成为人才培养主体,更加明确和真正发挥学校、企业人才培养“双主体”的地位和作用,真正把企业作为学校发展的一部分,让企业发挥学校人才培养的另一阵地作用,真正承担起人才培养的责任[2]。

1 SMT“教学企业”建设的必要性和可行性

SMT企业人才需求的能力有电子专业基础、SMT生产技术和各项综合素质,这些能力的综合培养学校和企业都无法单方面做到。需要一种全新的“教学企业”模式,既能满足SMT培训的全天候,有可以解决企业的长久生存。

1.1 SMT企业人才需求

通过企业走访,人才市场调查,网上招聘信息收集,企业SMT人才需求如下:(1)流水线操作员。要求懂仪器设备操作、材料安装核对、电子元器件及换算、SMT生产工艺流程和品质控制。(2)工程设计。熟悉标准作业程序,工艺设计,客户资料解读、审核、沟通确认,生产问题的确认和协助处理。(3)维修岗位。要求有较强的电子理论知识和电路分析能力。(4)物料采购。熟悉SMT相关物料、辅料、熟悉SMT工程。(5)销售、售后服务。具备SMT基础知识,熟悉SMT工艺流程,熟悉ST设备。

通过就业岗位调查发现,大部分SMT相关岗位都希望员工有SMT机器日常保养、实际生产操作的经验,然后再去从事采购/销售/服务/维修/管理等相关岗位。

1.2 各高职院校的教学体系

我国的高职教育体系是从本科教育复制过来的,是本科教育的“压缩饼干”,人才培养模式还不完整,目前正在由学科体系向“高技能、应用型、面向就业型”人才培养模式转变,高职教育中实训体系尤为重要,目前高职SMT的教育模式还是校内理论—校内实训—校外实习模式,前期校内教师通过录像、教材、网络资源进行授课,介绍SMT基本理论知识,后期学校联系企业,让学生在企业中进行短期的SMT实习操作。

企业实习也遇到很大问题,企业讲求经济利益,中大规模企业有能力给予学生实习机会,企业首先将机会给予相对优秀的学生;众多的中小企业,其规模小,生存压力很大,根本无暇接收学生实习,其规模也有限,远远无法满足高职院校对学生培养的需要。

1.3 SMT“教学企业”建设的必要性

建立“教学企业”对于校企双方都是的意义重大的。对于学校,有利于课程建设、学生学习和就业、教师双师素质的培养;对于企业来说,企业需要人才,需要理论、实践知识结构切合的高技能型人才源源不断地补充。

学校具备人才资源、技术资源、专家团队等优势;企业具备生产、服务,为社会创造价值的功能和真实的竞争环境,企业内部的激励机制能加速学生作为职业人的成长[3]。资金整合,合理使用职业教育经费,建造企业的真实环境,发挥校企优势,以实现双方优势的最大化建立“教学企业”模式,有利于实现校企结合,缩短学校与企业之间的距离,实现学生学习与就业,高校与社会的无缝对接,从而更好地整合利用企业的实践平台、学校的教学平台和师资力量,培养学生的专业技能,开发学生创新能力,促进校企共同发展,提高企业和学校在社会发展中的作用和效率。

2 SMT“教学企业”构建的主要内容

新加坡南洋理工学院认为教学企业应分为模拟、模仿、扩展和融合四个阶段,教学企业不是仿真或者模拟实训室,而是真实企业,具备真实的工作情境,学生的工作就是学习,并与未来工作、能力知识目标一致[4]。在教学企业中,学生会有很强的工作压力,逼迫自己不断地学习岗位知识和技能。教学企业建设阶段如表1所示。

2.1 建设形式

由于SMT实训活动是高投资、高消耗性的,SMT流水线设备昂贵,每次实训需要的耗材如基板、元器件、相关物料等需要近万元。这种高消耗性实训最好与企业联合,结合实际的生产活动,边工边学,不但解决了学生实训的实际内容和材料问题,变消耗性实训为创造效益的生产经营活动,也为实训的可持续性发展奠定了基础。

按照企业和学校各自的需求,SMT“教学企业”的建设应分为“校办企业”和“入驻企业”两部分,“校办企业”主要解决教学问题,“入驻企业”主要是自主生产,同时为“校办企业”提供及时的技术支持。

(1)“校办企业”,学校建立SMT流水线,以学校的电子专业师资为主体,承接电子加工业务,对学生展开常年无间断的实训,实训岗位可以经常轮换。这样,学校主控性和参与性高,学生管理方便,有助于校内双师队伍的培养。(2)“企业入驻”,校内实训:学校吸引企业入驻,学校提供优惠条件,企业正常生产,企业对“校办企业”提供及时的技术和学生培训,学校师生有更多机会参与企业运营,体会企业的文化氛围,同时能保证“校办企业”的长久生存。

2.2 建设内容

教学企业兼顾生产和教学,建设内容主要有教学目标变革、教学组织形式的变革、教学方法的变革和实施评价方法的变革。

SMT“教学企业”的具体架构如图1。

2.2.1 教学目标

按照姜大源教授的思路,“根据SMT就业目标,将职业和职业岗位(群)工作任务的内容,根据学习主体的心理特点,按照工作过程进行基于教学论的组合而构成的教学内容体系[5,6]。

2.2.2 教学组织形式的变革

校内实训虽然在校内,但是全部的教学案例、实训素材均来自生产第一线,教学文件来技术文件,实训的内容就是企业的订单,努力形成一种“课堂-车间结合、学习-生产结合、教材-技术文件结合、教师-技师结合”的工学结合模式。

2.2.3 教学方法的变革

以学生为中心,把教师、学生、项目和实训场所有效组合起来,形成学生自主学习的积极性。师生要面对实际项目的有效解决方案,“教学企业”在运作过程中的生存和发展的问题。

2.2.4 实施评价方法的变革

实行学生技能考核综合化,可以对学生的技能掌握程度、分析解决问题的能力、职业道德等全方位地进行评价。

“教学企业”各部门职能如表2所示。

3 存在的问题和解决的途径

3.1 存在的主要问题

(1)“教学企业”的持久运行能力。要解决SMT实训的高消耗性问题。学校教师目前还只是有教学经验,对于SMT行业认识不足,企业经历欠缺,对于真实生产项目执行能力还缺乏经验。(2)利益分配问题和师资问题。“校办企业”完成一定生产利益如何分配,“入驻企业”承担教学任务,如何调动企业积极性。

3.2 解决的途径

(1)与入驻企业进行深度融合。“校办企业”承接“入驻企业”部分订单,“入驻企业”技术人员要对在校师生进行充分的生产指导和帮助,“校办企业”可以让利给“入驻企业”。对学校来说,实施教学企业的根本目的是为了创造一种真实的企业环境让学生去进行实训,加强其职业技能训练,因此学校的关注点不是其在教学企业中获得的经济效益;而对于企业来说,其关注的重点是教学企业给他带来的经济效益,在进行效益分配时,将更多的经济效益返还给企业。(2)师资问题:促进双师型师资队伍建设。在教学企业的建设中,教师是一个核心力量,所以首先要做到的就是要建立一支双师型师资团队,先从企业聘请兼职教师,然后在企业帮助下开展生产活动,在生产活动不断加强锻炼。改革现有考核机制,对教师和学生的考核实行多元考核制,促进教师更快成长为合格的师资力量。

4 结束语

SMT课程的特点是以企业岗位技能为目标,在实训和实习方式上突出就业导向,采用“工学结合”和“校企双主体”的教学理念,这些理念只有“教学企业”才能真正承载,“教学企业”的建设需要学校和企业共同付出努力,是一个长期的过程,因此,我们还需要不断探索在高职院校如何更好地利用教学企业来培养符合企业需求的高技能型人才。

摘要：对国内外高职院校常用的教学企业模式进行分析,根据SMT专业的特点和企业的需求,提出适合本校应用电子技术专业的SMT“教学企业模式”,发挥校企优势,用生产活动带动教学实训,既解决学生实践问题又实现教学企业的持久生存。

关键词：教学企业,SMT,学生实训,长久生存

参考文献

[1]施纪红.SMT生产实训“工学结合”模式的探讨与实践.苏州市职业大学学报,2010,(9):83-85.

[2]周海英,严中华.双主体模式下物流管理专业教学企业建设探索与实践.齐鑫物流教育,2011,(7):224-226.

[3]王庆国.论高职经营类专业实践教学改革与创新[J].职教论坛,2009,(6):202-203.

[4]何兵.借鉴“教学工厂”模式丰富我国职业教育内涵[J].北京劳动保障职业学院学报,2008,(3).

[5]朱益新.新加坡南洋理工学院教学企业介绍与启迪.职业教育研究,2009,(7):157-158.