SMT生产过程优化.doc

摘 要论文是结合SMT生产线的基础知识与生产线生产的基本情况为前提,以提高SMT生产效率为目标而展开论题SMT生产线要达到最大的产量,必须考虑两个问题：生产线平衡和生产线的效率生产线的平衡可以通过负荷的优化分配来实现建立优化程序只是获得了静态的平衡,而生产线的效率要求获得动态平衡关键词：质量；优化；瓶颈；高速贴装机；高精度贴装机 / 目 录第1章 绪论 11.1 SMT概念 11.2 SMT有何特点 11.3 课题研究背景 1第2章 SMT生产流程 22.1 生产流程 22.2 SMT产线线体配置 32.3 印刷机 32.3.1 印刷方式 32.3.2 印刷工作流程 32.3.3 典型的印刷缺陷 42.3.4关于锡膏的印刷 42.4 贴片机 42.4.1 作用 42.4.2 贴片机工作流程 52.4.3 常见的贴装缺陷 52.4.4 SMT元件贴装标准 62.5 AOI〔自动光学检查〕 82.5.1 AOI定义 82.5.2 主要特点 82.5.3原理简图 82.5.4 AOI的合理安排 92.6 回流焊 112.6.1 预热区 112.6.2 恒温区 112.6.3 回焊区 122.6.4 冷却区 122.7 目检 122.7.1 作用 122.7.2相关外观判定标准: 122.7.3 SMT常见焊点缺陷及分析 12第3章 SMT品质管理 153.1品质管理的定义 153.2 SMT生产中的不良 15第4章 SMT生产过程优化 204.1 优化概况 204.2 生产线平衡 204.2.1 生产线平衡原理与改善方法 204.2.2负荷分配与生产线平衡 214.2.3 生产线平衡软件 224.2.4设备优化 224.2.5 如何生成优化的贴装程序 234.2.6 生产线平衡硬件 244.3生产线的效率 244.3.1目的 244.3.2影响产能效率因素分析, 244.3.3改善方案的设计与分析 254.3.4瓶颈现象及解决办法 264.3.5 生产实施严格有效的管理措施 284.4 生产线平衡和生产线的效率 28第4章 结论 29致 谢 30参考文献 31附 录 32附录1 32SMT生产过程优化第1章 绪论1.1 SMT概念表面组装技术〔SurfaceMountTechnology简称SMT〕是由混合集成电路技术发展而来的新一代电子装联技术,以采用元器件表面贴装技术和回流焊接技术为特点,成为电子产品制造中新一代的组装技术。

SMT的广泛应用,促进了电子产品的小型化、多功能化,为大批量生产、低缺陷率生产提供了条件1.2 SMT有何特点在组装密度高、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%1.3 课题研究背景随着IC封装就向着高度集成化、高性能化、多引线和窄间距化方向发展,它推动了SMT技术在高端电子产品中的广泛应用,但由于受到工艺能力的限制,面临许多技术难题1998年以后,BGA器件开始广泛应用,尤其是通信制造业中,BGA类器件的应用比例呈现了快速的增长,同时,SMT技术在通信等高端产品的带动下,进入了快速、良好的发展期 目前,电子产品呈现了小型化、多功能化的趋势,尤其是以、MP3为代表的消费类电子产品的市场呈现爆发式的增长,进一步带动了表面贴装元器件的小型化和产品组装的高密度化,0201元件、CSP、flipchip等微小、细间距器件也进入了SMT的实际应用中,极大提高了SMT技术的应用水平,同时也提升了工艺难度。

对于印制板组装厂商来讲,要想在激烈的竞争中取胜,最重要的是使生产线发挥最大的效率,提高合格产品的产量然而,要达到这一目标,,必然会受到诸多因素的影响所以必须对SMT生产线进行优化,才可以实现高效生产第2章 SMT生产流程2.1 生产流程功能测试成品包装送检清洗向上级反馈改善PCB来料检查后焊〔红胶工艺可过波峰焊〕炉前检查贴 片通知IQC处理IPQC确认印刷锡膏/红胶印刷效果检查夹下已贴元件通知技术人员改善校正过回流炉焊接/固化焊接效果检查向上级反馈改善交修理维修后焊效果检查交修理员进行修理2.2 SMT产线线体配置 SMT线体配置如图2.1所示AOI贴片机印刷机目检回焊炉2.3 印刷机图2.1产线线体配置2.3.1 印刷方式钢网刻孔要根据零件的类型,基材的性能来决定,其厚度和孔的大小及形状其优点是速度快、效率高2.3.2 印刷工作流程SMT印刷工作流程如图2.21．基板搬入 2．基板定位 3．视觉系统对位4．印刷平台上升 图2.2印刷机印刷简图 5．刮刀向前后挂印锡膏6．慢速脱模 7．印刷平台下降 8．基板搬出 2.3.3 典型的印刷缺陷1．焊盘上焊锡不足2．焊盘上焊锡过多。

　3．焊锡对焊盘的重合不良 　4．焊盘之间的焊锡桥2.3.4关于锡膏的印刷1．锡膏的成分、熔点： 1> 含银锡膏其成对分及比例为：锡：铅：银=62%：37%：1%；其熔点为183 摄 氏度 2> 不含银锡膏其成分及比例为：锡：铅=63%：37%；其熔点为179 摄氏度2．锡膏的保存：一般的锡膏保存在冰箱或冻库中,保存的温度围一般为 5±3 摄氏度3．锡膏的使用步骤及有关印刷作业参数： 1〕从冰箱或冻库中取出锡膏,于室温下回温 4 小时 2〕手工均匀搅拌锡膏 5分钟以上 3〕印刷角度一般为 45—60 度左右 4〕印刷速度一般为 30—40mm/s 5〕印刷时的力度：根据 PCB 板的大小和刮刀类别,在3—8kg力之选取最佳印刷力度2.4 贴片机2.4.1作用其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上所用设备为贴片机,位于SMT生产线中印刷机的后面2.4.2贴片机工作流程 S MT贴片机工作部流程如图<2.3><2.4> 1．基板搬入 2．基板定位 3．支撑平台上升4．视觉系统定位 5．贴片头取料 6．贴片头贴片7．支撑平台下降8．基板搬出 图2.3贴片机工作简图2.4.3 常见的贴装缺陷1. 偏位 2.立碑 3.反白4.侧立5.压件6.错件图2.4贴片机工作简图7.少件2.4.4SMT元件贴装标准2.5 AOI〔自动光学检查〕2.5.1 AOI定义自动光学检测仪〔AOI-Automated Optical Inspection〕是应用于表面贴装〔SMT-Surface Mounted Technology〕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将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板2.5.2主要特点1〕高速检测系统,不受PCB贴装密度影响；2〕快速便捷的编程系统,图形化界面,所见即所得,运用贴装数据自动进行检测程序编制；3〕针对不同的检测项目,结合光学成像处理技术,分别有不同的检测方法〔检测算法〕；4〕在被检测元件的贴装位置有偏移的情况下,检测窗口会自动化定位,达到高精度检测；5〕显示实际错误图像,方便进行工人进行最终的目视核对；6〕统计NG数据分析导致不良原因,实时反馈工艺信息2.5.3原理简图SMT中应用的AOI技术的形式多种多样,但其基本原理是相同的〔如图2.5所示〕,即用光学手段获取被测物图形,一般通过一传感器〔摄像机〕获得检测物的照明图像并数字化,然后以某种方法进行比较、分析、检验和判断,相当于将人工目视检测自动化、智能化 图2.5 AOI基本原理示意2.5.4 AOI的合理安排AOI可以在SMT生产的各个环节起到检测作用,但目前AOI价格非常昂贵,对占大多数比例的中小型电子生产商来说,为每个环节都配置AOI是不合适的。

因此当一条生产线上只有一台AOI时,应把它放在哪个环节,这是非常值得探讨的1. 主导思想如图2.6所示,有两种检查主导思想：缺陷防止或缺陷发现,适当的方法应该是缺陷防止在这样一个方法中,AOI机器应当放在SMT生产线的焊膏印刷机之后,或者放在元件贴装之后主导思想为缺陷发现时,AOI机器应当放在回流炉之后这是制造工艺中的最后步骤,以保证产品质量2. 实施目标应用AOI的主要目标在于最终品质和过程跟踪最终品质注意力主要集中在产品生产的最终状态当生产问题非常清楚、产品混合度高、数量和速度为关键因素的时候,优先采用这个目标,设备可以产生大围的过程控制信息使用AOI设备来监视生产过程,典型容包括详细的缺陷分类和元件贴放偏移信息当产品可靠性高、混合度低、大批量制造和元件供应稳定时,优先采用这个目标,监控具体生产状况,并为生产工艺的调整提供必要的依据图2.6 AOI在SMT生产线中放置位置3. 实施策略机器所放置的位置可以实现或阻碍检查目标,不同的位置可产生相应不同的过程控制信息AOI放置位置是由下面因素决定的： 特殊生产问题,如果生产线有特别的问题,检查设备可增加或移动到这个位置,监测缺陷,尽早发觉重复性的缺陷。

实施目标,对于AOI设备,没有一个最好的位置来处理所有的生产线缺陷如果应用AOI的目标是要改进全面的最终品质,机器放在过程的前面可能没有放在后面的价值大机器放在前面是为了避免对已有缺陷的产品再增加价值,此外在过程的早期,维修缺陷的成本大大低于发货前后的维修成本但许多缺陷是在生产的后期出现的,意味着不管前面发现多少缺陷,发货前还是需要全面的视觉检查4. 放置位置实施AOI的关键,就是将检查设备配置到一个可以尽早识别和改正最多缺陷的位置虽然AOI可用于生产线上的多个位置,但有三个检查位置是主要的 印刷之后：SMT中60～70%的焊点缺陷是印刷时造成的如果焊膏印刷过程满足要求,就可以有效减少后期出现的缺陷数量回流焊前：这是一个典型的放置位置,因为可发现来自焊膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷在这位置上可以产生程控信息,提供贴片机和密间距元件贴装设备核准的信息,用来修改元件贴放或表明贴片机需要校准,满足过程跟踪的目标回流焊后：这是AOI最流行的选择,因为这个位置可发现全部装配错误,避免有缺陷的产品流入客户手中回流焊后检测能够提供高度的安全性,它可识别由焊膏印刷、元件贴装和回流过程引起的错误,支持最终品质目标。