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3大作业分析PCBA工艺!

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发表于 2021-6-30 13:24 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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01$ y6 b2 b( f4 g' |/ c& n
ABC分享会2 u6 ?6 q4 ^5 O) W8 G+ s# f4 Z

# |2 P0 @/ w- {7 |产品加工作业$ O- @$ Y% L' [3 }& Y, X- Q% I6 D
4 [( G8 B) Q* T6 I. v% p

% T* e: J. E4 d9 E# B8 Wa. 锡膏印刷
* F, ~' o2 d4 R$ S5 C  N% @% r) }0 I. @$ Y6 c
需要使用到Stencil,即钢网。钢网会根据PCB焊盘的设计进行开孔,钢网的厚度就是锡膏的厚度。由于锡膏印刷的质量会直接影响到后续的焊锡质量,因此锡膏印刷前需要仔细的调试刮刀速度、刮刀压力等参数。
) P% p7 T% j8 t2 A, E6 d7 E; Y8 i+ I& w4 [6 x8 L" c8 I# |( q5 u
锡膏印刷所需的治具工装是钢网,钢网是专用的,根据PCB设计而定,价格根据不同工艺在300~1000人民币/块。锡膏印刷需要的耗材是锡膏,种类可分为有铅锡膏和无铅锡膏。基于越来越严格的环保要求,目前使用较多的是无铅锡膏,但价格相较于有铅锡膏也会贵一点。不同型号的锡膏不能混用,使用锡膏时需要进行回温和搅拌操作。
& J7 o9 n; P1 K1 q9 ~6 T2 c# x. _7 }6 B) n8 j

1 I+ L; X% b7 H- _目前市面上的钢网可分为化学蚀刻钢网,激光切割钢网,电铸钢网,混合式钢网和电抛光激光钢网。下面是整理的每种钢网的相关信息供大家参考。6 L& I$ i% U% T( ^# O/ a
6 @- r( U& u9 r) Z  W2 _
9 [# c2 J6 J% \4 t; @
- o* h. t. l/ l6 m* [4 B
" D; ?' e' U: v$ O  O
b. 贴片P&P
  c3 q/ y- a# V( v* |0 X也可称为SMT(SuRFace Mounting Technology)表面贴装技术。贴片需要专用的贴片程序;通用的喂料系统;吸嘴在大部分情况下是通用的,对于某些异形的元器件需要厂商开发专用的系统。8 z( \' K# ]/ h9 l. T0 g1 Y
" `1 X/ s$ c: ?

3 K8 N8 M1 A8 v5 l0 g" n: i贴片机按功能分:/ A0 a/ d4 ?5 ^& r
高速机:以电阻、电容等尺寸外形规则的贴片式元器件为主体。+ Q/ t: B) f" B

# I. T$ ?- x) B通常含10-15个工作头,每个工作头可换2-5个吸嘴。$ f$ E0 W/ ^6 Y/ B7 o
# b9 ^# U1 ]* w8 f  T# Y) M( W
贴装速度:10+个元器件/秒。$ D2 u* Q  F; J  v* z/ O& V+ O

& y! c/ V: Q' J$ e; r9 h每条SMT线通常设置1-3台高速机。
! E* u" O4 H2 V: F; X2 P0 M) `, d
9 H9 z% f. }6 k( H0 j  m, l1 |4 m高速机会存在抛料问题,因此样品阶段的备料不能按照实际打板数量来备货,最好预留10%的缓冲空间。
) `, r( Z5 V7 f% i
2 C4 [" @9 A% @$ H& O. w, J
, U  W$ A& y2 X2 {$ h0 s, t
5 S5 N) f+ V& V" A; H" R3 M4 |/ q" P2 M! n, C1 Q0 J/ S
泛用机:能贴装大型器件和异形器件。
3 x5 k. v' o" f5 a
8 s# H; y5 I% t# m7 ]通常含3-5个工作头,  每个工作头可换2-5个吸嘴。' W# P4 E! O. m/ L

& J0 ?0 p2 ]* L/ A' n贴装速度:料带1-2秒/个,托盘1-3秒/个。
+ w* I2 [+ ?) Z9 g% {3 l8 a2 i
& z% _% V$ E& h9 w- C每条SMT生产线通常会设置1台泛用机。
3 e% V/ p, I% L. \/ Z, N8 Y5 c* Q* k5 {
' h9 x$ t3 _, A( `
; a9 z! ?. q9 v- `# }) \
贴片机按贴片速度分:
( \% @( k/ n9 K' p% z- ?* d/ W1 c3 b" B6 }# ?7 O
中低速贴片机的理论贴装速度为30,000片/小时(片式元件)以下。: p6 H+ r6 j$ r( y# x

  K4 ^- K7 Z$ J" L- l: q" f) ~高速贴片机的理论贴装速度为每小时30,000~60,000片/小时。
* h; E: Z( H+ B2 f. ?4 F9 K  O; e/ F0 \/ o
超高速贴片机的理论贴装速度高于60,000片/小时。
, |7 d5 m% C% ]. j" l2 ?4 j( O6 b: m, c" O- O3 v" \1 X  {, @+ R( L/ r
8 m9 h' k2 x! e0 J0 T! |0 M
( H1 ]/ I6 i4 L; M+ S, Y; v1 V
c. 元器件焊接-回流焊
) Q3 G$ x1 Q$ C6 m' r9 a' W
' l7 X/ ^$ v0 @! Z; {将焊锡融化,并在元件引脚与PCB焊盘之间形成可靠连接的工艺。回流焊是SMT工艺中特定的工序,在回流焊机中通入惰性循环气体,保证一个高温的气体氛围,重新熔化分配到焊盘上的锡膏,在最后经过冷却风凝固。回流焊通常使用氮气,不过也有真空回流焊的设备。由于回流焊只能进行单面的焊接,因此如果是双面的SMT,需要在一面SMT完成后,第二次过回流焊进行另一面的焊锡。由于锡膏固化以后再溶解的温度大于回流焊的温度,所以反面的SMT原件不会脱落。
+ G1 M  w  x' ?! P5 ~$ n4 w( `/ w  o& \7 v  [8 }5 x% P# e

! ]' x4 D5 u' o8 c3 y回流焊之后是PCBA最容易发现不良品的地方,但产生不良产品的原因并不一定是回流焊过程中发生了问题,也可能是锡膏印刷或者贴片过程中有问题,亦可能和PCB和元器件表面的可焊性有关,只是说这些有问题的地方会在经过回流焊之后才能被发现。下面是不良品形成的过程,在这个小动图里,锡膏融化过程中由于元器件两边的拉力不均衡,导致元器件站立起来了,形成了断路。造成这种情况的原因,可能是由于锡膏印刷不合格,也可能是由于贴片没贴好。
4 d- F* ~) b8 a1 |
8 y" W; \1 P! y% \4 c- C
回流焊最重要的是温度曲线,例如在预加热阶段,助焊剂会开始挥发;如果此时的温度曲线过陡,没有给排气过程预留足够的时间便进入下一步的焊接和冷却步骤,就会形成锡焊空洞,造成不良品。下面是回流焊的温度曲线示意图。/ l8 A/ a0 b# S. ^. J
& y; d$ f: g# c+ ]

4 B$ ]  H: v' [. m一般在锡膏的data sheet里会有建议的温度曲线,进行温度曲线的调试时需要:温度传感器/线;已校正的测温仪;PCB板或者实装板。温度曲线的设置需要SMT工程师前期根据锡膏说明书,结合测温装置及实装板反复测试,可调温区越多,温度曲线越好。  r! \' Q) E, b) a! v8 G
9 U- ~4 R9 u% H- ~) G. ~

( G4 E2 @. w4 L: s* f& v1 |c. 元器件焊接-通孔类元器件
/ q: B6 `- E$ H9 ^/ ?: B! E% S' P% U9 D" g; c
SMT只适用于贴片类元器件(SMD)焊接,对于过孔插装元器件(PTH)需要使用其它焊接工艺:
% s5 }  A( R$ z$ l! K7 i( ?5 H3 j& g# q  s
9 \5 h$ _7 k$ d4 q7 n
c1. 波峰焊(Wave Soldering)" E% d/ C% t0 e3 z9 z
; T$ Z% t) C1 {0 \5 I
利用高温将锡料(锡棒)熔化,变成液态锡。1 K6 c  ]' r1 W9 t5 m9 g2 q

) g$ O2 C4 A+ V2 {' K在锡槽液面形成特定形状的锡波。" L& l7 |8 U2 e! x# c6 O9 {, Q

; h7 J0 R- Q$ t! {  y' ^将插装了元件的PCB置于传送带上,以一定的角度以及浸入深度穿锡波实现焊点焊接。
; ~9 x' l+ `8 T  p. j, F) {0 z3 g4 f- k5 H* ]$ f) }9 O* M- W
! a, T' x0 T& F
' L2 _9 k) a! Q
回流焊通过上方热风加热,而波峰焊通过下方的锡波进行焊接。波峰焊的缺点:
' N  T# H; C6 k5 B# n/ _# s焊接面焊点附近不能有元器件,这是因为锡波范围较大,如果焊点附近有元器件,容易掉件。/ |3 P! I& ?- I

6 M/ N' l* T% Y9 Z焊接面元器件容易受到热冲击影响。
4 t( j7 \1 A; s, l( G9 U- Y4 X  W4 z
PCB受热冲击较大,容易翘曲变形。5 [2 m- u+ v% p" W' J% _. z

  N% H, w# W: |% `6 f5 _锡槽中有很多融化的液态锡,如果停线,锡料浪费大。
3 G( z/ q+ I+ `9 H; V2 }( d1 B
; f6 M) i7 [; t  a  L# X, G3 t4 d% e# s, ?$ E1 y  G
波锋焊有两种形式, 单波峰与双波锋。2 `3 y' p& t! u% `- |2 {
. s. S7 e" q' v6 Y2 D6 S% r3 F
对单波峰而言,只有一个波峰即平流波。
6 B) z- g# {0 R6 f+ \" z9 y3 n7 j0 Q/ Z5 O$ V3 F- m! ?7 @! F+ i2 C
对双波峰而言,第一个波峰成为扰流波,第二个波峰称为平流波。
6 M& E  O* n; A3 w  I
, A7 w4 w6 B8 ?, X7 y+ E4 Z9 i
( V* L3 U) R+ t5 |3 Z: B
5 x$ ?! `( |: K1 |* C8 K# Y扰流波
, o5 L. b4 A1 Q! ~2 N! I3 L& v8 D% g9 a4 z
扰流波基本能完成焊接。& W. k: h; I4 m4 v' H6 }& e4 C

2 L: K* [$ b  t! U' v0 M0 ?. M$ d扰流波中的焊料活跃运动,以较高速度通过狭小缝隙,使焊料分布均匀。) J/ @' Q( ~$ B' F. |  s

. U5 t7 ~5 z) Q* ]但容易在焊点上留下不平整和过剩的焊料,因此需要第二个波---平流波。
3 g. G2 a* W# G
2 K% Z. M0 ^- u& i1 Y平流波
3 ?- I5 G1 m8 P2 S% [8 A4 D8 [* r" H/ h4 T  C
整个波面基本上保持水平,像一个镜面。乍看起来,好像锡波是静态的,实际上焊锡是不停在流动着,只是波峰非常平稳。
+ V3 Q% }  l/ v7 G
1 e6 F# V# s8 I$ z6 t' ^作用:协助消除由扰流波产生的锡尖和短路。1 X/ V* a* }8 G# o4 s" P

7 D8 F- }8 c: ^' ], G9 X) B- g; R: ^$ d  `4 A& J! {8 i1 l9 ~- Z( E
6 Q* E  M' y$ F1 I( V8 a
c2.选择性波峰焊(Selective wave soldering, SWS)$ I* i! P; X, M; m  v
+ f9 e9 z( T, f+ Y5 j
    SWS全称为Selective Wave Soldering。焊接过程和波峰焊类似,进板→助焊剂喷涂→预热→ 焊接→冷却→收板,与波峰焊的区别为:+ b" k' U0 s' F+ ^' N1 t; f

2 \$ Q5 V2 M3 R& w$ r焊接面的元器件不会受到影响7 c/ f% j- w) \* j2 P
热冲击小0 C6 c9 s& s& h1 j& U

3 O  R( n* ^- \) T) `锡料浪费少2 B8 s4 J: ]$ E, w$ e; M$ `

- g/ o: v8 u# A+ |8 M: f焊接质量稳定,更易于控制。% t* [/ B" `& H# a' f
- _. @6 x4 f  I1 T1 q0 W% V# ?3 ]
波峰焊的缺点:当焊点较多时,焊接效率没有传统波峰焊高。
, |+ k8 Z* @- c  z4 L! D
+ |4 `: B/ q- _$ F! d1 Y
# B3 u& \4 D. bc3. 通孔回流焊THR
3 |( Q5 ~9 d+ q1 v7 k) L9 B# tTHR全称为Through-hole Reflow。简单来说就是让插装件与SMD贴片元器件一起完成锡膏印刷,贴片和回流焊的过程。
. E1 \/ j( Z# G/ X- a  @0 f* V优点:由于整个过程是与与SMT一道完成,因此可以省掉一道后段焊接工艺。
; R3 a( a7 D- A5 _5 N" @7 m
2 d% w' \1 ]/ A3 H缺点:普通PTH元器件耐温要求不高,但THR 元器件需要耐更高温度(回流焊最高温度约在250~260 ℃),因此物料成本会增加。
+ g# ]: A  ]0 y
2 x( J* w$ r) r5 N
: N9 F9 }/ F! a. Y: Y) N4 ]0 @& x' [$ p# c$ R
c4. 自动点焊
) c6 `6 {$ v- D2 M) L* e% d. c: e自动点焊即由自动化机械模拟手持点焊的过程,通过机械手臂和温控进行焊接,需要利用程式来编辑焊接路径、焊接温度、焊接时间。
. z. M! ?1 L; W& O. u; W3 Q0 T/ g. h5 ^( J" K
, @2 O, E* l, h% a. _

3 Y2 _* @# R- G: E7 Q( t' F% t* od. 分板Routing/Punch/V-Cut & d& l9 P3 q# P7 r6 C
为了提高生产效率,PCBA一直以拼版形式生产,直到分板这一步。分板之后PCBA就是以单片的形式进行生产。分板形式有:
  U8 q0 ]7 O) }4 V- c8 n! j& k
2 v; |3 |! `) Y5 Y! |9 l( a% g% x& _9 z6 ]0 H  I9 I+ [- n1 Q
) l+ S: D9 r- }, Y' `
d1. 手折
2 i! ~( |6 ~: h3 F- g4 ^* Y
0 ~6 c$ a4 q1 t2 T. U( j通常在初始样件阶段,为了节约治具费用,可以采用手折的方式进行分板,应力大,而且需要将PCB加工成邮票孔才能够进行手折分板。6 `; N# G. q7 }9 W8 l& b

3 M  s1 x4 M% xd2. 冲压式分板机 (Punch)
" e% j8 P6 n1 q, H+ Q: O
$ X1 P0 ?7 f" G# A刀模在PCB上方进行冲切,直接将PCB切开。
; S5 t/ E+ f( D: a! c+ {' p0 R/ s- t- ]! h3 {8 a% b
优点:设备成本低,速度快,效率高。
3 _& k8 x* Y# Y* S2 k3 J9 I/ R  [/ |8 O0 _" ?3 [
缺点:由于必须专板专模,刀模成本高。; p8 d. C' C6 {

1 K) V5 I% W5 @4 ?: k' C7 T' k6 ~, i硬板若采用冲压式分板的应力非常大,可能损伤元器件。
  H8 N1 j% |  e" k8 r
0 J$ C" I. J1 x; r. H1 B$ `5 d多适用于软板,软板没有应力问题。, s$ `" [  G; G7 ]4 V

% T- T% \, u( J$ A! Q6 F; U$ d, g1 H& wd3. 走刀式/走板式分板机 (V-Cut)
9 Z. P& F. K$ L& i( v  t% d: H7 C* I6 R' x( V
优点:成本低,设备价格低,基本不需治具。, z3 y) `8 p$ P9 ^( |% E; A

2 l9 H+ O% y% o) S* f/ x缺点:只能进行直线分板,有毛边,PCB上需开V型槽。3 b3 Q8 e* f' }1 w7 E! T9 k1 X8 {  |% w
9 P+ x6 M# K0 P( F4 j
d4. 铣刀式分板机 (Routing)
! A2 i- Q/ B0 }( w
2 d# C4 b) B& q/ p5 {; H' S" n! J硬板PCB最常见的分板形式,采用铣削加工的模式。/ a# e8 v4 N1 z8 U! G

' J7 Z+ b( [. s优点:可进行任意形状分板,应力很小,切割边缘无毛边。: c/ f8 o9 B( h

  M0 p% y" R! |! {! t, Z缺点:设备成本高。治具用来定位和遮盖元器件,成本不高,但是铣刀是耗材,损害非常快。* J' X) y, a# H7 a& _, D3 D* V( i) w) _

/ L9 i6 j; T( d, b. g! Pd5. 激光式分板机 (Laser)
/ m) p$ E4 d; H  S# b2 B2 K
- k) E8 k8 _0 N- Y' |优点:具备铣刀式分板机的优点,并可对PCB板进行微分切,无应力。9 L- }, l5 }/ W

6 _) H8 O0 P+ u8 I缺点:设备价格昂贵。2 Z% m0 H9 l; {4 m3 e, x# `7 ^/ T

! A; O: D+ N4 f( I
/ S8 w; U; R* i; P3 N6 P( E% l( Y4 g5 G2 o! T6 N# S
e. 烧录OBP
  o) r/ I" B$ s: |0 Q. a& r6 uOBP全称为On Board Programming。PCBA上如果贴装IC类元器件,可能会需要将程序烧录到IC中,烧录软件一般由客户提供。% h3 _% e# {9 Z+ M  |4 u

3 r( C  K( {) Z- X# H, f5 r: M9 i; F) _

, X  @5 @2 x1 W$ W) V0 A4 r6 Q; m028 ?5 O" \7 N6 ~% [  N0 Z0 T2 x
ABC分享会
" t# J4 ?5 S' q8 A3 m, _- G# _# I2 m) d+ T
物流周转作业
- H: S" T- ]- F7 Z4 {) X- a' a) w0 f+ z- D5 t! ]& k6 D' {0 }

7 \9 z( \- l$ c+ N, T6 i, o% W' T0 i上板/下板/周转/缓存
; q' F5 m7 X7 X. [# |
* I9 c, G0 e4 r1 \传统上板方式:人工上板,由1个操作工负责贴标签和上板工作。% P/ N! J* K* `) ?% m9 D" m1 A0 b
4 o# t: \& B: Q' J* L, j! Q9 L1 i
自动化上板方式:自动打码和自动上板。
$ a. k, w# V" J$ l3 E+ W
: A& H# Y6 m1 `; A# _' f. Z0 g
考虑到效率和日益上涨的人工成本,越来越多的公司采用自动化方式进行上板,从而衍生出来一个完整的PCB上板/下板/周转/缓存的系统,这个系统会包含多台设备,下面是我们从网络上搜索到的系统配置,供大家参考。
; Q1 K0 E$ [6 e& @- m; Y+ k3 h& U

  V- o: Q: C0 \6 g( J2 r( S" {
  `; e4 M( G' i8 h7 O  y# l. LMulti Magazine Loader:多层上板机
$ G! I) l6 ^/ }6 c& g! O( [
" l# v3 b3 Q3 n. X* BTurn Conveyor: 转向载板机  `& P' N; m: E( \- q
, W' C: N: {5 `' l
Destacker:吸板机2 S9 @' @1 R2 y  m, }/ O* I

. n: |, H, I% L$ s, lHigh Speed laser Masking:高速激光打码机4 ?3 f, i/ w! g: q. s
: Z+ s0 v/ m' r
Work station:工作站
, K. _& {) z" g1 z& X6 @% E- I% K5 o" Y$ ]6 e
FIFO Buffer:先进先出暂存机) D0 O! P% ?& Y. j( g
) K7 z  `* e& c  p" y
Dual Unloader:双重下板机% S6 g% G: Y/ k) ~/ z
4 S+ C1 l/ j3 ?
' F$ d3 T& a& g' i+ v* h; V

: w, y7 z( A2 U3 P  m2 L* s9 D4 n1 @8 B

/ o) G. C$ q+ ^6 @3 ?
5 t) H' a1 C1 d/ j5 j9 d3 L. ?4 z03
+ ]% Z2 w; l2 d; gABC分享会
  f0 ~& r0 g( [( P; K9 M$ {4 Z) [, m$ b" e: b
质量控制作业7 y9 [! Y- ?' G& G) y* D4 i7 ?

; z) L' s( o# h/ g$ l9 A: G; B6 M+ s, f8 k! a6 n- z6 B
a. 来料检查IQC* l5 h* u9 I& `: f$ J9 u& S

6 Z3 _4 @& k; ], h当零件到货后,需要进行全检或者抽检后才能才能收货入库的操作。整个入库过程都是可追溯的,可以通过零件包装上的条形码或者二维码,追溯入库日期,物料检查报告,甚至是供应商的生产批次等信息。, v& T0 c6 }) z8 n( {# h* ^. X% X

0 g3 m4 d* Z3 |' R* O5 M% r* _9 h9 r8 X; k; }' j
9 V# A5 F) n0 J- [/ k
不同零件需要检测的内容并不相同,对应需要的检测设备也是不同的。以下列了几种常见的物料的检测内容:
* E: }  ^: e% k( b# @$ p8 O# F- X
2 b9 \! q& }: ?" ~8 m7 _
: \9 X/ ]5 S) [7 l: e! h" b
PCB:抽检尺寸,首批入料100%全检尺寸。
5 I( K" ^' x2 T2 b1 r
! T& @! K( Q1 \7 u& |电子元器件(电阻/电容/二极管/芯片等):抽测电阻值/电容值等。
" j& M" W$ l( j( ~* m. E
0 k! d$ T# r1 E* }0 `! o连接器:抽测阻抗。
( h8 w0 ^" _) t' S$ X2 v% g
" \5 X. n% h( g7 \' ^6 [% ]- M线束:抽测阻抗。! k& F9 n5 E0 o

. x5 b$ P3 [0 \) b结构件:抽测尺寸,首批入料100%全检尺寸。* n5 X1 }, n2 @: }% L# ~# Z  k

0 y! G+ L/ m( i$ Q, N
( g; R; s4 x3 C& VTips图片: 如何读懂来料信息?
6 W) W/ E; N% P- i8 [6 d, m零件的标签上有很多信息,乍一看可能觉得有点无从下手,其实耐下心来一条条的核对,我们可以获得很多信息。比如从下面这个标签上,我们可以知道什么呢?
4 }' P& l  j0 t9 q5 W, ]. m% X- K1 V0 @
% ^# Y7 \$ \/ s7 [# i9 f- ~. `
CPN:Customer Part Numberg,即客户型号或者是料号。
/ E' s0 g6 v. o  E3 }8 jQTY:Quantity, 即来料数量。一般电阻电容的规格有3000片/卷和5000片/卷两种。" K' N0 a# ?5 m! j& \6 \
DC:Date Code,即日期代码。此处的1638表示这个零件是在16年的第38周生产的。
0 ~' w5 s$ [1 t2 i! U5 t* T$ q5 P" V
B/C:Batch Code, 即批次代号。批次代号供元器件厂商内部追溯时使用,像是在出现质量问题的时候,元器件厂商往往会要求提供B/C便于他们内部查询。
; ~- ]4 c1 n, c6 _( \0 q! D( ~4 s+ B/ v
MPN:Manufacture part number, 原始生产商型号或者是料号。
# Z+ D) i# m( p+ w1 w7 I' J) B. m8 B6 ~' I, T
二维码:里面包含了生产商的相关的追溯信息。: N1 o! C* V% \+ u

) L( L% ~4 O, \. j3 V" ~ROHS:这是一种环保标志。ROHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准,它的全称是《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(Restriction of Hazardous Substances)。
7 }/ k* X6 q# E6 N
; E1 Q3 @) s. \2 w( H  KYAGEO:原始生产商名称(不是代理商)。
, [$ }3 ]( O  E& l
$ t5 h5 \, C0 }' s% Y; m3 [
0 W8 x: S* V. _Tips图片图片:如何读懂MPN?1 G) z6 l" y) Z9 }& s

5 o( E& v" l+ H2 ?访问元器件制造商官网,获取元器件Datasheet,查询MPN命名规则。
7 p' ?- t7 z9 U7 l0 T# f5 g/ ]" \搜索“MPN”或“PN”快速查找到讲解编码规则的部分。2 D2 |0 T  v: h6 @7 |1 P
以RC0603FR–0768RL为例:
! [! T; D( m6 LRC:系列号。. y# g2 h+ M( U: q% G' @5 M
0603:尺寸代号,0603表示0.6英寸*0.3英寸,其它同理。
1 ]& V! u% Y& E: N% h, {! H' eF:阻值公差,这里YAGEO定义:
- l5 y/ f! M" @$ W* _0 Y5 D# F4 HB=+/-0.1%
( k0 @' U# j7 ]; lD=+/-0.5%
6 ]% r+ I. A  A, gF=+/-1.0%
0 B7 e2 q. d% C& n! xJ=+/-5%
' M; k( s4 z0 N0 J8 g6 ~2 wR:包装类型。
) b, B6 T7 T" r+ }8 ]-:电阻温度系数,“-”表示基于详细规范。, n+ h8 _0 u7 h9 j( c1 R" _
07:料卷直径,07表示料卷直径是7英寸。2 F, K9 N# u5 D1 G
68R:阻值,68R表示阻值为68Ω。0 x3 V& R. k- t. n4 L6 E7 y7 N
L:系统默认代码。8 d/ _  m. f) j& s% e1 I! c4 a6 D
  K) m' Y) V: j: R* {- T! \) E
) r! Z$ }/ d  a' j8 l
b. 贴标签追溯0 T/ s6 y1 Y7 s

% U' D: I# F- G  l包括生产中的追溯和后续的追溯。在生产过程中,每一站都会扫描PCB上的标签,将不良品及时的拦截下来,避免不良品流向客户端。2 I5 V: ?5 @2 A% {8 j
& P* Y# @3 d+ |+ N( o

- K9 R5 H% q; O& r9 }5 u. o7 {$ @2 A% ~: N+ ]7 C
目前常见的标签形式有:
# C! h' t8 X$ [  \0 ?  ^- b4 ^
传统纸标签(防静电耐高温标签):方式有标签列印和人工贴标签/机器自动贴标签5 S0 i( g  z8 }) t; z

* T5 U" l' Z# F. c/ c* h: r2 y油墨喷印  M! q+ |, \8 R' ~

; V  V" X' O4 W, n2 S7 {6 C* ^( B激光镭雕
9 x4 Q& w' N% b1 ]6 d
3 {) L$ |$ M. y/ j. h标签/喷印/镭雕的内容包括:文字或者是条形码/二维码。4 z6 ?0 G5 I% k7 |+ _

. ^' S3 Y  [. C( R. d( S- S, ~/ X7 K. r6 n
' v) j. s5 I& R% v; y0 e! {& E: N
文字/条形码/二维码的内容各家公司会有不同定义,一般都会包括料号,批次号,日期代码等。9 v: _3 x' |, F* R: N
0 ?" X. J( a8 b5 f

. c8 b) {, J" Z* M: ~; L: R" i4 {! i, A6 k* k- n% o
c. 锡膏检测SPI全称为Solder Print Inspection
% z9 r2 `4 M2 l8 H4 C/ V这一站的目的是检测锡膏的印刷质量,主要就是测量锡膏的高度,可分为在线和离线两种形式。离线式通常采用首批10~20片全检,量产后首件连续检查5片加上2小时抽检一次的方式;而在线式的锡膏检测通常为100%在线检查,以便及时阻止锡膏印刷不良品进入下一站。不同公司的检测要求会有一定差异性,不能一概而论。
" C! {" e7 Q9 h: w7 @. N: A; [* j0 R

8 ]( V5 b' z  u6 W$ R7 q4 ^6 j, V% ?3 k! K
锡膏检测的工作原理有两种:基于激光扫描光学检测和基于摩尔条文光学检测。  f4 y/ h5 u# b7 F$ V# `8 j( C$ L  @

) n6 B( e  I% b8 f( L
' g3 b; U4 f$ |9 F* k  A1 \% [! ^, H; z) [# @: D
c1. 基于激光扫描光学检测
7 X+ l" l, E/ |, }0 G! v/ B
6 a  O  Q! g/ z. z7 {; ]& K测锡膏高度。
$ H3 o5 c! S8 m! {5 _5 k9 n0 P$ A5 ?1 ^8 R' ?  f, A! l$ Y8 _8 D
通过镭射激光及三角函数原理计算得出锡膏当前点高度。
* h9 f5 k, ~0 Z) V4 U9 y- ?2 q2 A" n- l0 o
通过计算获得每个监测点的高度值。
5 I' K& r% v9 ^! Y: ^: D1 l! X; F# z; H7 h' |" s; J; e
利用每个监测点的高度值模拟得到锡膏形状/表面分布等信息。
% _; q1 R9 \7 S1 @7 S  s. @# l8 q! }& [! V) m4 ^
反馈高度不达标的异常点位。
2 f* O& j9 j" Z% d$ [( {: k. H5 ]( y" l2 T+ j) u& e5 }( b* x8 S

4 ]1 _; a( O4 e- q& j$ N3 p0 d$ }* F. X+ R) f& W
c2. 基于摩尔条纹光学检测:+ x# ^& S! H" v& t  L! W+ ^* G
白色光源通过光栅,将预先定义好、周期性变化的、条纹型的光投射到锡膏上。
0 J/ ~/ j' i( }) Q/ L3 ~" y# S3 q8 ~& @
由高解析度的CCD 相机(1-4M pix)拍摄一个周期(4个象限)内的四张图片,图片中包含了每个像素点的高度信息。
" h+ s: |2 W3 j8 t1 R7 g4 D. Q# b3 c
通过四张图片的对比计算,获得每个像素点的高度值。
  @% }% K# p" g) d
) c; M7 S* y; r! @利用每个像素点的高度值模拟得到锡膏形状,表面分布,体积値等信息。
) |7 i" x5 d6 L8 |
* }# P/ Z3 Z4 m反馈高度不达标的异常点位。
# ?3 F# ^- N* M# ^$ v' I, x2 m3 Q! e: |6 Y4 D; Q
d. 自动光学检测AOI; W1 `/ C* \0 @1 {6 W. @% B! ?
在回流焊之后检测是否有焊锡不良。需要注意的是AOI只能检查焊点从顶面可见的元器件,如果焊点从顶面不可见,则需要通过自动X光检测设备来检查是否有焊锡不良。0 p7 U* O' S9 W' _8 Q' J( S
2 m, s* ]' k- V$ l
& l# _( K, d5 r
d1. AOI检测的原理:
, d* @3 p9 b8 s" D; x8 @4 r3 b# Z' n3 X0 x9 Q
摄像头自动快速扫描PCB采集图像。
; W5 |4 X1 T* e' B8 Q& V# e) b3 W
项目初期通过Golden Sample 建立合格图像数据库。: T  H% f7 ?; h0 L3 m
  M3 H6 P: f( Q# B1 f3 G6 y6 |( \
系统自动将焊点与数据库中的合格图像进行对比,检查出PCB上的焊接缺陷。
& N7 r0 g3 `  E; e" M8 u# f3 _  U7 V' U4 V( l2 s; c+ H7 X/ o# c
通过显示器把缺陷标示出来,供维修人员修整。
# J: m$ A0 O4 A) U( a
# i- d& D. E$ ?5 I$ ld2. AOI检测的工作逻辑:+ o8 d  s: v- F  I! P$ s

: T& r$ M: W; m* v图像采集阶段(光学扫描和数据收集)。
3 ^- Y; [! Z+ `3 ]
& K$ ^+ W: v; p- g" L! o数据处理阶段(数据分类与转换)。- f( D: t. B# ?$ F1 _% k% Z

* H+ y; `6 A+ S5 s图像分析段(特征提取与模板比对)。
5 J  g# o/ r  N  R# X' h, ^+ L+ t4 x$ P7 d& I
缺陷报告阶段(缺陷大小类型分类等)。& l$ s3 {* n$ A  u9 ^0 q* |* l+ ^' _( v
8 U* m% n% A& H3 G7 W/ c, f& b
d3. AOI设备的硬件系统:3 P, ~) {% b! H- G* D
% N1 o6 S0 Q% x) g
工作平台。
  L. r' k, N1 Z" G
# S8 F. L2 y0 [/ p1 ]3 |5 X成像系统。
- A2 B) J0 b. {3 d3 O# {, i, N# e2 S4 T5 \7 N3 `' W$ W
图像处理系统。
' f5 _9 b4 a7 V8 W2 G6 f' z5 X0 l2 `/ [" m
电气系统。
+ w2 ?' F; k3 R% Z$ |# J- e- X, I

( x; ^0 E, S  X: o
% f1 R' j: \; _# b2 [! y1 G0 Be. 自动X射线检查AXI. i! M" \9 n  t

, c$ U7 d& Q2 N" T0 M可以检查焊点在底部不可见的元器件,例如采用BGA球栅阵列封装的元器件。AXI设备可能是在线的,也可能是离线的。; w7 A6 @* o( Y5 k. S
, y  h* N7 C4 G
7 W/ @9 e* H7 T3 G9 q/ c. V/ V! |! _' w
' y' m/ `/ w& I" l# ?, q, r4 c
检测原理类似于平时在医院照的CT:
& H. m0 q8 o4 \# T9 f% F' ePCB上方有X射线发射管。
" N% l# x8 d- d9 Q8 l$ d
- S& O/ T- a$ @* P+ z$ X% RX射线穿过PCB后被置于PCB下方的探测器接收。
' d8 ~2 Q3 F6 I' u$ t! z' N  l# f3 v; s' }6 \4 n
焊点中含有大量可吸收X射线的物质,在图像上呈现黑点。
. i8 E- O9 z& r- G: b( ?
# S5 J' m% @4 N5 L玻璃纤维/铜等其它材料对X射线吸收较少,在图像上呈现灰色区域。
) N3 Q: \" D6 ]) `; |! T. P! N7 b( ?' v! W" F0 x5 O
调节黑/灰对比度后可以直观地看出零件底部焊点的焊锡不良(连锡/虚焊/气泡等)。
8 u1 _' x( k2 F% @) Q1 y) a- u- q0 A4 d) K( a
6 O9 K+ ~: p1 ~! s  \5 G
8 x6 J  A1 z# ~3 d. ]; {
) g8 H+ ]/ S  I2 K4 a! e

. W5 ^5 e, W- l  L! G$ o- M* Bf. 人工目检
% _/ ]2 E& c4 D- }* v9 A( D5 H人工目检是对AOI和AXI的补充检测。目检的检测标准文件是IPC-A-610-F;一般需要的器具为放大镜、低倍显微镜、电脑和扫码枪。. j+ E1 P1 B( a, r, K/ e( b0 U
) b8 E' T) t! f2 H

+ ?. z# P; t% T6 o. W% t0 S! [% q9 J; d4 t0 G  D! A, [
g. 电路测试ICT - ~% z+ h( A! c4 X
ICT全称为in-circuit testing。ICT可以在分板前测,也可以在分板后测,分板前测检测效率高,但无法检出到由于分板导致的不良(零件损坏/锡裂断路等)。ICT的检测原理可将其想象成一台高级的万用电表,不同的是万用电表一次只能测一个元器件,ICT可以在同一时间测PCBA上的多个零件。
6 V" E, ~* H5 f# l+ l; ^/ t+ R; N$ L  \* l: E3 j0 j
针床(Bed of Nails)下压,接触PCB上时,先预留的测试点(Test point)。类似于拿万用电表测量电阻时需要将探针接触电阻两端。- J: q3 l; Q' g
可以把一串或局部的线路想象成一个零件,然后量测其等效电阻值/电容值/电压(降低测试点数量)。
7 F  b' O3 }% X1 O1 L: [ICT有覆盖率的问题,由于测试点数量有限,不一定能做到100% 覆盖。优秀的测试点设计可以提高测试覆盖率。
. K) R2 \# {* |9 s5 A( V8 j5 c. h4 u" Q5 d

* W) H$ A  D: v& Wh. 功能测试FCT 0 J" p) {: O+ ?8 @8 l
FCT全称为Function test,目的是检测整个PCBA是否符合设计目标,是否能正常工作。FCT设备根据测试要求、测试时间和设备初衷的不同,价格差异非常大。/ M5 D7 X/ s6 @. a8 [2 h1 k+ E3 R

; o# X) k( v+ x4 }6 v. x* T; T
2 L' C, d  o9 r* E8 b- t  c将PCBA视作一个功能体,提供输人信号,按照功能体的设计要求检测输出信号。7 a. s& F0 {# k; J; k( P  ?" @" z
测试要求和测试设备根据设计初衷各不相同,设备价格差异大。
1 \4 A7 Y0 {$ {+ w+ S; H

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2#
发表于 2021-6-30 14:10 | 只看该作者
锡膏印刷所需的治具工装是钢网,钢网是专用的,根据PCB设计而定,价格根据不同工艺在300~1000人民币/块。锡膏印刷需要的耗材是锡膏,种类可分为有铅锡膏和无铅锡膏。基于越来越严格的环保要求,目前使用较多的是无铅锡膏,但价格相较于有铅锡膏也会贵一点。不同型号的锡膏不能混用,使用锡膏时需要进行回温和搅拌操作。

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3#
发表于 2021-6-30 14:18 | 只看该作者
将焊锡融化,并在元件引脚与PCB焊盘之间形成可靠连接的工艺。回流焊是SMT工艺中特定的工序,在回流焊机中通入惰性循环气体,保证一个高温的气体氛围,重新熔化分配到焊盘上的锡膏,在最后经过冷却风凝固。回流焊通常使用氮气,不过也有真空回流焊的设备。由于回流焊只能进行单面的焊接,因此如果是双面的SMT,需要在一面SMT完成后,第二次过回流焊进行另一面的焊锡。由于锡膏固化以后再溶解的温度大于回流焊的温度,所以反面的SMT原件不会脱落。

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4#
发表于 2021-6-30 14:19 | 只看该作者
焊接面焊点附近不能有元器件,这是因为锡波范围较大,如果焊点附近有元器件,容易掉件。
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