表面组装设备

1、表面组装设备,印刷设备 贴装设备 焊接设备 测试设备,来料检验 IQC,上板 上板机,印锡/点胶 丝印机/ 点胶机,多功能贴片 多功能机,下板 下板机,回流焊接 回流焊机,贴片质量检 AOI/X_Ray,插件 插件机,波峰焊接 波峰焊机,剪脚 剪脚机,丝印/点胶 检验AOI,高速贴片 高速贴片机,终检 FQ,ICT,产品包装,焊后检验 AOI/FT/ICT,电子产品 生产工艺 流程图,表面组装设备_ 印刷设备,在SMT工艺中，印刷是SMT工序 的第一环节，也是最重要的环节 之一。印刷机的作用就是将焊膏 印到PCB焊盘上，或者将胶体印 刷到PCB的虚拟焊盘上，而SMT缺陷产品中往往占大部分的缺陷就是在这道工序。印刷机印刷现在主要是依靠金属模板进行印刷。 目前市场上主流的印刷机品牌有西门子，日立，富士，松下，三星，DEK印刷机等。以自动化程度来分类，可以分为手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机,金属模板的结构 金属模板的结构如图所示，常见模板的外框是铸铝框架(或铝方管焊接而成)，中心是金属模板，框架与模板之间依靠张紧的丝网相连接，呈“钢一柔一钢”的结构。这种结构可以确保金属模板既平整又有

2、弹性，使用时能紧贴PCB表面。铸铝框架上备有安装孔供印刷机上装夹之用，通常钢板上的图形离钢板的外边约50mm，以供印刷机刮刀头运行所需要的空间，周边丝网的宽度约3040mm。,a)结构示意图 b)实物照片1 c) 实物照片2,表面组装设备_印刷设备,表面组装设备印刷设备,焊锡膏印刷机的种类 当前，用于印刷焊锡膏的印刷机品种繁多，若以自动化程度来分类，可以分为：手工印刷机、半自动印刷机、视觉半自动印刷机、全自动印刷机。PCB放进和取出的方式有两种，一种是将整个刮刀机构连同模板抬起，将PCB放进和取出，PCB定位精度取决于转动轴的精度，一般不太高，多见于手动印刷机与半自动印刷机；另一种是刮刀机构与模板不动，PCB平进与平出，模板与PCB垂直分离，故定位精度高，多见于全自动印刷机。,手动印刷机 手动印刷机的各种参数与动作均需人工调节与控制，通常仅被小批量生产或难度不高的 产品使用。图示是手动焊锡 膏印刷机的照片。,表面组装设备 印刷设备,表面组装设备印刷设备,半自动印刷机 半自动印刷除了PCB装夹过程 是人工放置以外，其余动作机 器可连续完成，但第一块PCB 与模板的窗口位置是通过人工 来对

3、中的。通常PCB通过印刷 机台面下的定位销来实现定位 对中，因此PCB板面上应设有 高精度的工艺孔，以供装夹用。,全自动印刷机 全自动印刷机通常装有光学对中系统，通过对PCB和模 板上对中标志的识别，可以自动实现模板窗口与PCB焊盘的 自动对中，印刷机重复精度达0.01mm。在配有PCB 自动装载系统后，能实现 全自动运行。但印刷机的 多种工艺参数，如刮刀速 度、刮刀压力、漏板与 PCB之间的间隙仍需人 工设定。,表面组装设备印刷设备,漏印模板印刷法的基本原理 将PCB板放在工作支架上，由真空泵或机械方式固定，将已加工有印刷图形的漏印模板在金属框架上绷紧，模板与PCB表面接触，镂空图形网孔与PCB上的焊盘对准，把焊锡膏放在漏印模板上，刮刀(亦称刮板)从模板的一端向另一端推进，同时压刮锡膏通过模板上的镂空图形网孔印刷(沉淀)到PCB的焊盘上。假如刮刀单向刮焊锡膏，沉积在焊盘上的焊锡膏可能会不够饱满；而刮刀双向刮焊锡膏，焊锡膏图形就比较饱满。高档的SMT印刷机一般有A、B两个刮刀：当刮刀从右向左移动时，刮刀A上升，刮刀B下降，B压刮焊锡膏；当刮刀从左向右移动时，刮刀B上升，刮刀A下降，A压

4、刮焊锡膏。两次刮焊锡膏后，PCB与模板脱离(PCB下降或模板上升),完成焊锡膏印刷过程。,表面组装设备印刷设备,漏 印 模 板 印 刷 法 的 基 本 原 理,表面组装设备印刷设备,表面组装设备印刷设备,表面组装设备贴装设备,贴片机：又称“贴装机”、“表面贴装系统”（Surface Mount System），在生产线中，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备。分为手动和全自动两种。 全自动贴片机是用来实现高速、高精度地全自动地贴放元器件的设备，是整个 SMT生产中最关键、 最复杂的设备，也是 SMT的生产线中的主 要设备。,表面组装设备贴装设备,贴片机的种类,表面组装设备贴装设备,表面组装设备贴装设备,台式半自动贴片机,TP39手动型贴片机,多功能贴片机,典型的贴片机有富士的NXT,XPF,松下CM602；西门子的D系列等 。 主要厂商 Siemens西门子(德国) Panasonic松下(日本) FUJI富机(日本) YAMAHA雅马哈(日本) JUKI(日本) SAMSUNG三星(韩国) SANYO三洋(日本) 三菱MIT

5、SUBISHI(日本),表面组装设备贴装设备,自动贴片机的主要结构 贴片机有多种规格和型号，但它们的基本结构都相同。贴片机的基本结构包括设备本体、片状元器件供给系统、电路板传送与定位装置、贴装头及其驱动定位装置、贴片工具(吸嘴)、计算机控制系统等。为适应高密度超大规模集成电路的贴装，比较先进的贴片机还具有光学检测与视觉对中系统，保证芯片能够高精度地准确定位。,表面组装设备贴装设备,表面组装设备波峰焊机,波峰焊机结构及其工作原理 波峰焊机是在浸焊机的基础上发展起来的自动焊接设 备，两者最主要的区别在于设备的焊锡槽。波峰焊是利用 焊锡槽内的机械式或电磁式离心泵，将熔融焊料压向喷 嘴，形成一股向上平稳喷 涌的焊料波峰并源源不断 地从喷嘴中溢出。装有元 器件的印制电路板以平面 直线匀速运动的方式通过 焊料波峰，在焊接面上形 成润湿焊点而完成焊接。 波峰焊机的焊锡槽示意图,表面组装设备波峰焊机,PCB移动方向,波峰焊内部结构图,表面组装设备波峰焊机,装板涂助焊剂预热焊接热风刀冷却卸板,表面组装设备回流焊机,回流焊的概念 回流焊，也称为再流焊，是英文Re-flow Soldering的直译，再流焊

6、工艺是通过重新熔化预先分配到印制板焊 盘上的膏装软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。 回流焊主要应用于各类表面组装元器件的焊接。 回流焊的特点 操作方法简单，效率高、质量好、一致性好，节省焊料，是一种适合自动化生产的电子产品装配技术,表面组装设备回流焊机,回流焊机分类 有铅回流焊机和无铅回流焊机 回流焊机结构 一般由:预热区、保温区、再流区、冷却区等几大温区组成,同时各大温区又可分成几个小温区。 主要技术参数 加热方式： 管式/板式 红外 /热风/气相 温区： 3-9 温度控制： 5 2,表面组装设备回流焊机,表面组装设备检测设备,针床式在线测试,X射线检测(AXI),自动光学检测（AOI）,表面组装设备检测设备（ICT）,ICT的概念 ICT(In-circuit test)是能够对印制电路板的短路、开路、电阻、电容等属性进行测试的一种测试过程，一般称为在线测试。通过测量这些属性，可以帮助电路板生产者判断电路板的电装过程时是否有错误。通常会用探针去接触被测的电路板，然后用专门的机器去完成。探针接触的方式可以用针床，也可以不用针床。 ICT同时

7、也可以指进行在线测试的工具在线测试仪。,表面组装设备检测设备（ICT）,ICT的通用功能 1.能够在短短的数秒钟内，全检出组装电路板上零件：电阻、电容、电感、电晶体、普通二极体、稳压二极体、光藕器、等零件，是否在我们设计的规格内运作。 2.能够先期找出制程不良所在，如线路短路、断路、组件漏件、反向、错件、空焊等不良问题，回馈到制程的改善。,表面组装设备检测设备（ICT）,ICT_测试原理概述 以一小块电路板为例，说明如何用ICT进行测试。被测电路板原理图如图所示：,表面组装设备检测设备（ICT）,在电路的每个网络上设一个针，如上图所示的 ，保 证板中每个元件都可以用两个针（如同万用表的两个表笔）检 测到。再根据所设的针号，启动软件的“偏辑”，编写测试数据 文件.,表面组装设备检测设备（AOI）,AOI定义 自动光学检测仪（AOI-Automated Optical Inspection）是应用于表面贴装生产流水线上的一种自动光学检查装置，可有效的检测印刷质量、贴装质量以及焊点质量。通过使用AOI 作为减少缺陷的工具,在装配工艺过程的早期查找和消除错误,以实现良好的过程控制。早期发现缺陷

8、将避免将不良品送到后工序的装配阶段，AOI将减少修理成本，避免报废不可修理的电路板。,表面组装设备检测设备（AOI）,随着表面组装技术（SMT）中使用的印制电路板线路图形精细化、SMD元件微型化及SMT组件高密度组装、快速组装的发展趋势，采用目检或人工光学检测的方式检测已不能适应，自动光学检测（AOI）技术作为质量检测的技术手段已是大势所趋。,表面组装设备检测设备（AOI）,原理说明 塔状的照明系统给被检测 的元器件予以360 度全方位照 明，然后利用高清晰的CCD 摄 像机高速采集被检测元器件的 图像并传输到电脑，专用的AOI 软件根据已经编制的检测程序进行比较、分析；判断被检测元器件是否符合预订的工艺要求。 简单来说AOI检测元器件的过程就是模拟人工目视检查SMT 元器件，是将人工目视检测自动化、智能化、程序化。,表面组装设备检测设备（AOI）,AOI技术的检测功能 PCB光板检测 焊膏印刷检测 元件检测 焊后组件检测 PCB光板检测、焊后组件检测，一般采用相对独立的AOI检 测设备，进行非实时性检测；焊膏印刷检测、元件检测一般采 用与焊膏印刷机、贴片机配套的AOI系统，进行实时检

9、测。,表面组装设备检测设备（AXI）,AXI是近几年才兴起的一种新型检测技术，它可 以用于焊接过程的质量控制，特别适用于复杂的 SMB的焊接质量控制和焊后质量评估，是获得高 可靠性的SMB焊接质量质量评估和焊接工艺过程 控制的重要检测技术。 整个缺陷测试和检查的最终目的是，尽可能在产品出厂之前发现缺陷，把产品的保修成本和废品率降到最低。,表面组装设备检测设备（AXI）,检测原理 当待测电路板进入机器内部后，位于电路板上方有一X射线发射管，其发射的X射线穿过电路板后被置于下方的探测器（一般为摄像机）接收，由于焊点中含有可以大量吸收X射线的铅，因此与玻璃纤维、铜、硅等其它材料的X射线相比，照射在焊点上的X射线被大量吸收，而呈黑点产生良好图像，使得对焊点的分析变得相当直观。下图是通过X射线拍摄到的电路板桥接短路的照片。,表面组装设备检测设备（AXI）,种类 X射线传输(2D)测试系统：适用于检测单面贴装了BGA等芯片的电路板。 X射线断面测试或三维(3D)测试系统：可以进行分层断面检测，X射线光束聚焦到任何一层并将相应图像投射到一个高速旋转的接受面上。3D检验法可对电路板两面的焊点独立成像。 X射线和ICT结合的检测系统：用ICT在线测试补偿X射线检测的不足之处，适用于高密度、双面贴装BGA等芯片的电路板。,表面组装设备检测设备（AXI）,3DX射线技术除了可以检验双面贴装电路板外，还可以对那些不可见焊点如BGA等进行多层图像切片检测，即对BGA焊接连接处的顶部、中部和低部进行逐层检验。同时利用此方法还可测通孔元器件的焊点，检查通孔中焊料是否充实，从而极大地提高焊点连接质量。,2D传输影像 放大图像 3D影像 电路板焊点虚焊,表面组装设备返修设备,SMT生产系统的基本组成,由表面涂敷设备、贴装机、焊接机、清洗机、测试设备等 表面组装设备形成的SMT生产系统习惯上称为SMT生产线。,SMT生产线基本组成示例,大型SMT生产线,

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