SMT生产管理培训教案.docx
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SMT生产管理培训教案
SMT生产管理
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说明
1.0
初版
版本記錄2
目錄3
1.運輸、儲存和生産環境5
1.1.一般運輸及儲存條件5
1.2.錫膏的儲存、管理作業條件6
1.3.印刷電路板(PCB)的儲存、管理作業條件6
1.4.點膠用的膠水儲存條件6
1.5.不同類型電子元器件在倉庫貨架上最大的儲存時間7
1.6.濕度敏感的等級表(MSL)7
1.7.濕度敏感元件的烘烤條件7
乾燥(烘烤)限制8
防潮儲存條件8
1.8.錫膏之規定9
2.鋼網印刷制程規範10
2.1.刮刀10
2.2.鋼板10
2.3.真空支座11
2.4.鋼網印刷的參數設定12
2.5.印刷結果的確認13
3.自動光學檢測(AOI)14
3.1.AOI一般在生產線中的位置14
3.2.AOI檢查的優點14
3.3.元件和錫膏的抓取報警設定14
4.1.吸嘴15
4.2.Feeders15
4.3.NC程式15
4.4.元件數據/目檢過程16
4.5.Placementprocessmanagementdatacompatibilitytable?
16
5.回焊之PROFILE量測17
5.1.Profile量測設備17
5.2.用標準校正板量測PROFILE之方法17
6.標準有鉛製程19
6.1.建議回焊爐設置20
7.無鉛焊接製程22
7.1.無鉛製程之profile定義22
7.2.無鉛製程profile一般規定22
7.3.無鉛製程標準校正板之profile基本規定24
7.5.對PCB的回焊profile量測26
8.點膠製程27
8.1.概要27
8.2.CSP元件點膠方式29
9.手工焊接製程以及手工標準30
10.目檢相關規定,不良判定標準,不良分類以及培訓資料30
11.相關文件30
1.
运输、储存和生产环境
1.1.一般运输及储存条件
组件和物料的运输及储存条件1
相对湿度
RH15%~70%
温度
-5°C~+40°C
储存条件2
相对湿度
RH10%~70%
温度
15°C~30°C3
组件包装等级
组件至少要达到第一等级,即密封包装。
湿度敏感组件须使用MBB(防潮袋)包装。
ESD(静电释放)防护包装。
Airflow防护塑料包装(真空与否均可,但须密闭)。
非以上情况则用纸箱包装。
一般储存要求
物料不允许储存与以下环境中:
阳光直射或穿过窗户照射。
接近冷湿物体,热源或光源。
靠近户外环境导致温湿度经常超限。
生产条件
相对湿度
35%~55%
温度
20.5°C~26.5°C
注:
1 外部环境:
鉴于一些特殊要求(例如不可超出点胶胶水的最大温度),应包装物料。
锡膏有其特定的运输条件。
2 一般条件:
请见下面有关锡膏和点胶胶水之特殊储存条件。
3 组件:
组件质量较大时(例如:
PCB),在投入制程前一定要回到室温。
1.2.
锡膏的储存、管理作业条件
储存温度
冰箱保存5~10°C或锡膏规范所要求的
最大的库存时间
最长6个月
室温下储存的时间
4周(20.5°C~25°C)
使用前回温时间
4小时
运输过程中的环境温度
+5°C~+25°C
最佳运输封装方式
SEMCO650g筒装
注意:
锡膏使用前,必须在室温下回温至少4个小时。
锡膏已经回温到室温后,不能再放回冰箱。
1.3.印刷电路板(PCB)的储存、管理作业条件
运输包装及储存
真空,防潮袋包装(参照EIA583CLASS2,50PANEL/BAG,HIC湿度标示卡)
加干燥剂,并且在每个包装的两侧面用PWBSTACK板放置弯曲
进料检验
检查真空包装有没有破损,HIC卡片是否是<=40%,如果不合格:
●退回给供货商
●烘烤@60度,5小时,RH<=5%,烘烤完毕后24小时内焊接。
仓库货架储存条件及时间
物料必须放在水平的物料架上以防止PCB变形,翘曲,时间见下表。
裸露在空气中的时间
表面Ni-Cu处理:
48小时 表面OSP处理:
24小时
清除锡膏,清洗PCB
绝对不允许
1.4.点胶用的胶水储存条件
胶的型号
Loctite3593
EmersonandCumingE1216
Code
7520029(30cc,30ml)
7520025(55cc,50ml)
7520031(6oz,150ml)
7520027(20oz,500ml)
7520033(30cc,30ml)
7520035(55cc,50ml)
7520037(6oz,150ml)
7520039(20oz,500ml)
最长的运输时间
供货商发货后,4天之内必须到生产线
储存的条件
用冰箱冷藏起来-20°C~+8°C
冷藏-20°C
记录信息:
LOT号,DateCode,无变形的颜色,运输的时间,干冰的数量。
最大储存时间
6个月@-20°C~+8°C条件下
6个月@-20°C条件下
使用前稳定时间
使用前须达到室温
3小时
罐装的储存时间
5周 +25°C
5天 +25°C
1.5.不同类型电子元器件在仓库货架上最大的储存时间
下表规定了从收到物料开始,NMP以及NMP下级制造商在仓库或加上的最大储存时间。
组件制造和接收所销耗时间不包括在内。
一般最多12个月,半导体的包装材料应满足MES00025以及EAI-583&JESD625和先进先出(FIFO)原则。
期限
原件类型
组件厂内存放
12个月
如包装上无特殊说明,适用于所有组件
敞开的货架,组件包装在内部包装内
6个月
PCB
真空包装,带干燥剂
6个月
包装在防潮袋中的镀银组件
真空包装,带干燥剂
3个月
包装在纸箱和打开的塑料袋中的镀银组件
如果组件没有放入真空包装中,超过此期限会破坏上锡性并影响可靠性。
如果储存超过了上面提到的期限,物料只有在以下情况下可以使用:
(1)越来越多的受潮物料,恰当的烘烤。
(2)并且在样本数量不小于30pcs的抽样检验中证明上锡性良好。
1.6.湿度敏感的等级表(MSL)
等级
储存期限
时间
条件
1
不限
<=30°C/85%RH
2
一年
<=30°C/60%RH
2a
4周
<=30°C/60%RH
3
168小时
<=30°C/60%RH
4
72小时
<=30°C/60%RH
5
48小时
<=30°C/60%RH
5a
24小时
<=30°C/60%RH
6
卷标所示之时间(TOL)
<=30°C/60%RH
1.7.湿度敏感组件的烘烤条件
常见类型的湿度敏感组件例如:
所有类型的PCB,大部分的QFP组件(一般管脚数大于50),所有的CSP组件,而不管锡球的数量,大部分的光学组件(如所有的LED,IR红外模块),一些特殊的塑料集成组件,如电源,功率放大器等。
组件内部包装上标有JEDECMSL。
如果组件暴露在外部环境中超过MSL所规定的时间,在使用前应进行烘烤。
回焊前,对组件进行烘烤的目的是为了降低塑料包装中的湿气。
这是因为,包装中含有的水分在回焊过程中会蒸发出来,蒸气的压力会造成裂缝以及其它一些可见或隐藏着的不良,例如分层。
爆米花现象就是此种原因造成的常见不良。
请注意湿度敏感组件运输和储存过程中保护包装的相关标准,说明及以下规定。
生产时烘烤遵照IPC/JEDECJ-STD-033烘烤条件。
MSL
烘烤@40°C,RH<5%
暴露在外部环境的时间在FLL和FLL+72小时之间
暴露在外部环境的时间超过FLL+72小时
2a–4
5倍于超过FLL的时间
5天
5–6
10倍于超过FLL的时间
10天
注意:
料盘严禁接触烘烤箱的壁面和底面,这是因为这些地方的温度明显高于炉内控制器指示的温度。
经过仔细研究炉内温度控制系统,证明烘烤炉组件去湿的可行性和各种装载条件的效果。
1.7.1.干燥(烘烤)限制
对组件进行烘烤,会导致焊盘的氧化或锡膏内部发生化学变化。
在板子的组装过程中,超过一定量的发生化学变化的锡膏会导致上锡性的不良。
出于上锡性的考虑,应限制烘烤温度及时间。
通常,只允许进行一次烘烤。
如果多于一次,应讨论制程贴装解决方案。
注1:
暴露于外部环境的组件,其暴露时间小于其floorlife,并且放入干燥袋或小于5%RH的干燥箱中时,应暂停其计算其FLOORLIFE,但是累积的存放时间必须在规定的范围内。
注2:
应考虑PCB的湿度敏感性,尤其是针对经过OSP处理的PCB。
允许暴露于外部环境的总时间不超过72小时,并且两次回焊的时间间隔应小于24小时。
如果超出,应如前所述之方法对其进行烘烤。
请见1.3小节【印刷电路板(PCB)的储存、管理作业条件】。
对即将进入重工(例如更换CSP)阶段的PCB,应预先干燥或者将WIP储存于干燥箱或真空袋中。
1.7.2.防潮储存条件
对于湿度敏感组件,当生产线暂时停线或于到周末需要停线,针对湿度敏感的组件若不用真空包装机来保存,干燥箱储存是一种短期的,暂时的储存方式,干燥箱的目的是用来储存而不是烘干的。
所以针对双面板制程,表面是OSP处理的,如果生产一面后,这个中间的储存时间一定要在规定的期限内,干燥储存的时间也包括在内.。
(我们产线规定的时间是:
24hrs,超过这个规定后,就意味着需要烘烤。
)
干燥储存之规定
温度
25±5ºC
湿度
<5%RH
最大储存时间
按照MSL分类
控制方法
在料盘上做标记
1.8.锡膏之规定
锡膏型号
MulticoreSoldersSn62MP100ADP90
AlphaMetalsOmnix-6106
LeadFreepaste
Multicore
96SCLF300AGS88.5
NMP码
7602005(650gcartridge)
7602007(500gjar)
7600029
7600033
运输包装
650gSemcocartridge
500gjar
650gSemcocartridge
600ggreenSEMCOcartridge
合金
Sn62Pb36Ag2
Sn62Pb36Ag2
(EcosolTSC96SC)
颗粒大小
ADP(45-10μm)
IPCtype3(25-45μm)
AGS(45–20μm
金属含量
90.0%(+0.3%,-0.6%)
89.3+/-0-3%
88.5
助焊剂分类
(J-STD-004)
ROL0
REL0
ROL0
注意1:
锡膏的具体规定请见MS/BA。
注意2:
停产超过15分钟后,如果50%以上体积的锡膏已经使用或者脱离刮刀印刷区域,则需要重新加锡膏或者将锡膏收回到刮刀印刷区域。
2.
钢网印刷制程规范
2.1.刮刀
属性
规格
刮刀刀片的材料
镀镍或镀钛不锈钢,有足够的强度,能够满足高速印刷要求。
厚度275±10μm。
不推荐使用普通不锈钢。
印刷的角度*(关键参数)
60±2.5度
刮刀旁锡膏档片
按照要求,在印刷过程中如果没有装载钢板,Retainer接近钢板表面但是不能接触钢板。
DEK&MPM及同等印刷机的刮刀宽度
板的长度四舍五入,接近标准宽度。
建议的刮刀类型
MPM 8"or10"
DEK:
200mmor250mmDEKsqueegee
assembly
注意!
刮刀弯曲力是一个关键的参数。
*量测方法:
Bevel量角器
2.2.钢板
属性
规定
钢板材料
一般等级的聚脂板55T-66T(140-167mesh/inch),同等的不锈钢也可以,但不推荐。
对应框架的可交换之钢板也可以使用。
钢板装上后钢板各点张力(量测可能会不准确,但是可以显示结果)
最小25N/cm
钢板开口精度
最大±10μmor±5%
钢板厚度
0.10mm±0.01mm
钢板厚度(0402ormin0.4mmpitchQFP,min0.75mmpitchCSP)
0.12mm±0.01mm
钢板材料/制造工艺
对于微小间距组件(0201,0.5CSPs),未保证良好脱模,钢板开口使用E-fab类型。
电镀镍或激光刻不锈钢。
建议钢板与框架面积比
60%±10%
在生产过程中量测任何点之钢板张力拒收标准*
小于等于20N/cm
基准点
蚀刻在钢板上的两个直径为1mm的半球状点
Stepstencils?
Maxstepthickness=25%ofnominalstencilthickness(e.g.100μmstencil,steparea125μm?
注意:
如果使用聚脂材料,则应注意ESD防护措施。
*量测方法:
FabricTensionGauge,例如:
ZBFTetkomat,CH-8803之类工具。
2.3.真空支座
性质
规定
材料
机械构造金属:
如钢或铝合金。
建议使用上表面摩擦较大者,使用材料符合静电防护要求。
支撑台与钢板平行度
在支撑台区域上最大0.2mm
支撑表面光滑度
整个区域±0.025mm
加工深度*
大于最大组件高度+5mm
组件边缘支撑*
组件边缘支撑从边缘指向组件中心1.5mm±0.5mm。
最大无支撑的关键区域间距:
15MM。
支撑台大小应或等于待印板子的大小。
支撑台上的真空孔
真空孔定位在非印刷区域,并且防止真空泄漏到印刷区域。
如果真空可以可靠的限制在100-200mbar范围内,在仔细制程调节下整个区域的真空才成为可能。
真空支撑台
-支撑台凹槽应足够大且深,保证组件不能接触到支撑台。
-应对支撑台进行记录和版本控制,并且同意产品的所有支撑台应该是一样的。
Panelalignment?
Mechanical,socalled“HardStopper”recommendedespeciallyforproductshaving0.5mmpitchCSPcomponents?
*只有第2面支撑台
2.4.
钢网印刷的参数设定
参数
设定
印刷速度
建议100mm/s,范围70~120mm/s。
无铅制程:
100±30mm/s。
在constantforcemode模式下(力大小可自动调节,印刷头悬浮),200mm宽的刮刀压力
安全边界:
可擦干净钢板的最小力+5N。
通常在40-50N之间。
MPM印刷机刮刀调整(刮刀距PWB表面距离固定?
)
可擦干净钢板的最小距离+5mm作为安全边界.
Snap-off脱模距离
在整个板子区域-0.5~0.0mm(建议负的snap-off以抵消机器的误差)
分离速度
在分离的阶段,要保持PCB与底座的接触所最大速度
建议MPM印刷机的SlowSnap-Off设定为“No”。
自动擦拭频率(有铅)
每印刷5-15次。
注意:
如果出现临时性的技术问题,可提高擦拭频率。
自动擦拭频率(无铅)
每印刷3-6次。
建议擦拭方式
一次真空干擦或者一次湿擦加上一次不带真空的干擦。
钢板上锡膏量控制
开始时的用量:
200mm宽的刮刀:
150–160g;250mm宽的刮刀:
190-200g。
重要规则:
锡膏滚动直径最大20mm(10centcoin),最小12mm。
增加锡膏
在锡膏滚动直径达到12mm前,增加锡膏量20–40g。
锡膏的再使用
钢板上的锡膏可以转移到其它钢板上,或者可被暂时储存于干净的塑料罐子中。
在钢板上以及被临时储存的有效期一共为6个小时。
停线超过15分钟,应用塑料薄膜将钢板上的锡膏封盖保存。
如果锡膏在钢板上无保护的停留超过1个小时,应更换新的锡膏,原有锡膏做报废处理。
建议使用的钢板自动擦洗剂
MulticoreProzoneSC-0,Kiwoclean或者印刷机制造商许可的同类快速溶剂.出于防火安全的考虑,异丙醇(IPA)或此类溶剂不推荐使用。
清洗印错的板子以及手动清洗钢板和设备建议使用之清洗剂
最好使用MulticoreProzoneSC-01,Kiwoclean(SC-02对丙烯酸和一些橡胶手套有轻微伤害)。
异丙醇(IPA)允许但不推荐使用,妥善处理废弃物。
注意!
在清洗完PCB及其激光过孔后,不允许液体清洗之组件应更换。
经过OSP处理以及全部或部分Aramidbased之PCB不允许清洗!
清洗液进入PCB结构内部,而且会降低尤其是CSP组件的焊点可靠性。
2.5.印刷结果的确认
注意:
获取更多信息,请见3.3小节【组件和锡膏的抓取报警设定】
锡膏印刷的精度(X&Y)
有铅:
±150μm。
无铅:
±120μm。
锡膏量的变化
正常情况下的50-120%
面积
一般50–150%,CSP35–150%
搭桥
孔径的0.3倍
制程CPK能力
±100μm@6σ,Cpk>1.00
程控的方法
如果条件允,使用AOI,在生产过程中应使用印刷机的2D检查,使用显微镜进行目检。
不使用显微镜对0.5mmpitch的组件进行目检不够精确。
3.
自动光学检测(AOI)
3.1.AOI一般在生产线中的位置
在大多数情况下,AOI的最佳位置应在高速贴片机之后。
在这一环节上,所有被贴片的CHIP组件和集成电路上的锡膏仍然可见。
3.2.AOI检查的优点
使用AOI检测机最主要的目的就是用来监视锡膏的印刷和贴片的结果。
它是经过统计分析的软件对制程监视的结果进行分析判断。
还可以经过AOI检查出的不良进行相应合理的维修,重工。
3.3.组件和锡膏的抓取报警设定
下表为不同组件类型和锡膏印刷的推荐警戒限度值。
目的是为了探测出在回焊流程中无法自我校准的贴装错误,避免不必要的报警。
组件类型
贴装误差
有铅制程
无铅制程
0402,0603和0805CHIP型组件
X&Y误差:
±180μm
θ误差:
±15°
X&Y误差:
±150μm
θ误差:
±15°
大于0805chip组件
X&Y误差:
±220μm
θ误差:
±15°
X&Y误差:
±200μm
θ误差:
±15°
0.5mmpitchCSP
X&Y误差:
±220μm
θ误差:
±10°
X&Y误差:
±100μm
θ误差:
±10°
?
Pasteregistration(X&Y):
±150μm
面积:
35%-150%
搭桥:
0.4倍孔径
Pasteregistration(X&Y):
±120μm
面积:
35%-150%
搭桥:
0.3倍孔径
Otherpastedeposits
?
Pasteregistration(X&Y):
±150μm
面积:
50%-150%
搭桥:
0.4倍孔径
Pasteregistration(X&Y):
±150μm
面积:
50%-150%
搭桥:
0.3倍孔径
其它组件一般误差
X&Y误差:
±250μm
θ误差:
±15°
X&Y误差:
±250μm
θ误差:
±15°
4.贴片制程规定
4.1.吸嘴
不同包装类型的锡嘴大小:
0201(0603)
FujiCP系列:
0.4mm圆形吸嘴
Siplace:
702型
0402(1005)
FujiCP系列:
0.7mmcircularnozzle
Siplace:
901型或者925型
特殊形状的组件(连接器,双工器,电源模块等)
为保证贴装速度和精度,应尽量使用大吸嘴(通常直径最小5mm/面积最小20mm2)
4.2.Feeders
高速机
Fuji:
标准料带7”,0402电阻及电容可使用13”料带(13”纸带,水泡带不可以使用)。
Siplace:
可使用13"或15"料带
低速机
13”标准料带,7”和15”也可以使用。
不允许使用stick和tray。
4.3.NC程序
0402组件贴装频率
在高速机中,通常优先贴装低高度组件(0402电阻0.3mm),然后是高度0.3-0.5mm(通常是0402电容),最后是其它组件。
独立的/相连的feeder平台
为了减少因部分坏掉而整个都要中断的不必要的麻烦,在高速机中一般建议使用独立的上料器平台。
如果必须使用相连的上料器,最好使用“NextDevice”功能或13”轨,以降低组件高速运转程序代码的缺陷。
NC程序优化/混合所有的模块?
通常这是组装一个panel最快的方法(把所有的模块当作一个大PWB同时混合组装),因而建议使用。
NC程序的优化/顺序和循环?
如果使用了“stepandrepeat”模式(offset),则其它模块要使用相反的模式。
这样保证了在组件偏位时,上料器不需做不必要的左右移动。
4.4.组件数据/目检过程
Chip组件
可能的话建议使用2D
IC组件
要检查每个管脚间距和长度
CSP组件
通常建议使用最外面的球进行组件调整
复杂连接器
通常建议使用最外面的管脚进行组件调整。
需根据组件规格检查管脚插入深度误差,因为这影响到组件本身的位置。
贴装速度
100%贴装速度一直是所期望的。
选择合适的吸嘴,则针对大多数的包装类型都可以实现100%贴装速度(参看8.1,吸嘴).
4.5.Placementprocessmanagementdatacompatibilitytable?
Fuji
从F4G(ProductionData->Analyzer->Device)可手动的计算出以下比率:
拋料率=1-[总拋料数/总组件数]
贴装率=1-[总拋料数/(总组件数–总拋料数)]
Siplace
从线上计算器MaDaMaS系统中得到的比率:
Comp.ok=总贴装数–id.错误.–vac.错误
贴装率=Comp.ok
5.
回焊之PROFILE量测
5.1.Profile量测设备
回焊炉profile的量测应使用专门为了量测通过回焊炉profile的温度量测设备。
建议使用量测profile之设备
Datapaq9000
SlimKICseries
量测设备应根据供货商提出的维护说明做定期的校正
此外还需
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