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情境二:柔性电路板( FPC )组装 项目三:柔性电路板 (FPC) 组装制程与设备点 检维护 PowerPoint PPT Presentation


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SMT 制程与设备维护. 情境二:柔性电路板( FPC )组装 项目三:柔性电路板 (FPC) 组装制程与设备点 检维护 作业 1 : FPC 组装准备与制程设计. 资讯与作业准备. 资讯与作业准备. 明确任务: 丙数码公司委托组装产品 C 电路板, PCB 为柔板,相关组装元器件由客户自带, 并支持 BOM 表、 ECN 组装电路图技术资料与 C 产品的试样,要求: ( 1 )无铅焊接工艺 ( 2 )在 2 小时之内回复并报价,给出组装完工期限

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情境二:柔性电路板( FPC )组装 项目三:柔性电路板 (FPC) 组装制程与设备点 检维护

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Presentation Transcript


Fpc fpc

SMT制程与设备维护

情境二:柔性电路板(FPC)组装

项目三:柔性电路板(FPC)组装制程与设备点

检维护

作业1:FPC组装准备与制程设计

淮安信息职业技术学院


Fpc fpc

资讯与作业准备

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Fpc fpc

资讯与作业准备

明确任务:

丙数码公司委托组装产品C电路板, PCB为柔板,相关组装元器件由客户自带,

并支持BOM表、ECN组装电路图技术资料与C产品的试样,要求:

(1)无铅焊接工艺

(2)在2小时之内回复并报价,给出组装完工期限

(3)宏达数码接收报价后,与其就商务、技术条款洽谈,并签订组装合同

(4)生产部下达组装通知任务单,任务完成后提交成品件及检验报告

问题引领:

学生通过查阅资料、网络、视频等途径获取以下信息:

1、柔性电路板与刚性电路板有何不同

2、柔性电路板有哪些特殊的组装工艺要求

3、柔性电路板的载板治具如何选择

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Fpc fpc

FPC特性—轻薄短小

  • 轻:重量比 PCB (硬板)轻

    • 可以减少最终产品的重量

  • 薄:厚度比PCB薄

    • 可以提高柔软度.加强再有限空间內作三度空间的组装

  • 短:组装工时短

    • 所有线路都配置完成.省去多余排线的连接工作

  • 小:体积比PCB小

    • 可以有效降低产品体积.增加携带上的便利性

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Fpc fpc

PCB大约为1.6mm

FPC大约为0.13mm. 只有PCB1/10的厚度而已

FPC到底有多薄

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Fpc fpc

FPC的产品应用

  • CD随身听

    • 著重FPC的三度空间组装特性与薄的厚度. 将庞大的CD化成随身携带的良伴

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Fpc fpc

FPC的产品应用

  • 行动电话

    • 著重FPC轻的重量与薄的厚度.可以有效节省产品体积, 轻易的连接电池, 话筒, 与按键而成一体.

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Fpc fpc

FPC的产品应用

  • 磁碟机

    • 无论硬碟或软碟, 都十分依赖FPC的高柔软度以及0.1mm的超薄厚度, 完成快速的读取资料. 不管是PC或NOTEBOOK.

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Fpc fpc

FPC的产品应用

  • 电脑与液晶荧幕

    • 利用FPC的一体线路配置,以及薄的厚度.将数位讯号转成画面, 透过液晶荧幕呈现

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Fpc fpc

机械强度小.易龟裂

制程设计困难

重加工的可能性低

检查困难

无法单一承载较重的部品

容易产生折,打,伤痕

产品的成本较高

FPC

FPC特性的缺点

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Fpc fpc

组装线路板产品简介

主要材料:柔板、元件、 锡膏、各类辅料产品特点:可曲可挠、占用空间小、重量轻、 传输特性稳定、密封性绝缘性、 装配工艺性好应用领域:自动化仪器表、办公设备、 通讯设备、汽车仪表、 航天仪表、照相机等

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Fpc fpc

下 料

烘 板

印 刷

贴 片

清 洗

冲 床

回 流

电 检

贴装辅料

最终检验

OQA抽检

入库待出货

组装线路板产品流程

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Fpc fpc

材料介绍

柔板

元件

锡膏

辅料

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Fpc fpc

烘板/Baking

目的:

   将柔板的湿气去除,有利于

SMT焊接,防止焊盘氧化。

注意事项:

1.烘板的时间和温度的设定;

2.柔板叠放成数的规定。

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Fpc fpc

印刷/Print

未印刷

已印刷

注意事项:

1.锡膏的型号、使用的条件(存储、回温时间、开封时间等);

2.印刷机的参数(速度、压力、擦拭频率等)。

目的:

   将锡膏印刷在相应

的金PAD上

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Fpc fpc

贴片/Mount

未贴片

已贴片

注意事项:

程序的设定(元件的位置、元

件的名称等)

目的:

   将元件贴装在印好锡膏的

相应的PAD上

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Fpc fpc

回流/Reflow

未回流

已回流

目的:

   经过高温将元件与柔板PAD焊

接固定

注意事项:

回流程序的参数设定(温度、

速度、氮气等)

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Fpc fpc

清洗/Cleaning

助焊

 剂残留

目的:

将板子表面的异物清洗干净

(助焊剂残留、白粉等)

注意事项:

清洗机程序的设定(水压、速度等)

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Fpc fpc

冲床/Punch

未冲切

已冲切

注意事项:

1.模具的PT号和版本号;

2.板子的方向性。

目的:

   将板子的废料边缘冲切掉

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Fpc fpc

电检/ET

注意事项:

夹具及程序的PT号和版本号

目的:

   运用夹具对线路板的导通性及

电性能进行测试,确保线路板

的电性能百分之百正确

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Fpc fpc

贴装辅料/PSA

已贴PSA

未贴PSA

注意事项:

1.辅料型号

2.贴装位置

目的:

   用于客户后道装配

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Fpc fpc

终检/FQC&OQA

OQA目的:

  站在客户的立场上对产品进行

全面检验,确保产品的可靠性。

FQC目的:

  全面的对柔板外观进行检验

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Fpc fpc

包装/Package

目的:

   将产品按一定的数量、形式包装起来,送之客户端。

注意事项:

各类标贴的说明(型号、数量

等);

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Fpc fpc

计划与决策

学生分组,制定小组工作计划:

制定柔性电路板组装工艺流程;

确定焊膏、网版、柔性板载板、治具等生产所需的材料和工具;

确定各自的生产岗位及岗位职责。

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Fpc fpc

1、分组展示初步方案,教师讲解相关知识

点,相互讨论,修改方案

2、根据学生、教师的点评,修订确定最终的

方案

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Fpc fpc

实施

1、学生进入各自岗位,自主完成工作任务:

原材料的准备、克服工作遇到的困难和

问题。

2、教师监控学生的安全生产情况、遵守操作

规章制度的情况

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Fpc fpc

检查于评估

按照项目三的任务工作学习检查单

进行各项目的自我检查及小组互查,

并将检查的结果填写在记录单上。

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Fpc fpc

按照项目三的工作任务学习评价改

善(过程考核)表进行各项目的自我评

价及小组互评,并将评价的结果填写

在记录单上。

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Fpc fpc

学生讲演

质疑

教师评价

学生自价

团队评价

综合评价

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Fpc fpc

本项目小结与反馈

1、FPC的特性是怎样的

2、载板如何设计与选取的

3、FPC的组装工艺有哪些要求

4、FPC的组装工艺流程

问题?

授课结果综合评价

作业与思考题

3-1 、3-2

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Fpc fpc

SMT制程与设备维护

情境二:柔性电路板(FPC)组装

项目三:柔性电路板(FPC)组装制程与设备点检维护

作业2:FPC组装印刷与印刷机点检维护

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Fpc fpc

资讯与作业准备

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Fpc fpc

资讯与作业准备

任务要求:

1、已有材料及设备:

无铅焊膏、FPC、模板、日立印刷机、放大镜

2、分组讨论印刷方案、编制作业指导书

3、按指导书分组操作,并检查作业步骤的正确性以及焊膏印

刷的质量,填写检验记录表

知识要求:

印刷作业准备、印刷机编程、印刷作业、印刷机维护

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Fpc fpc

相关知识印刷准备:焊膏

  • 使用

    回温

    回温时间:一般的回温时间约为4~8小时。

    (必须为自然回温)

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Fpc fpc

相关知识 印刷准备:焊膏

搅拌

搅拌工具:焊膏搅拌刀或搅拌机。

搅拌注意事项:手工搅拌时要固定向一个方向搅动(防

止搅拌时在焊膏中残留空气泡、截留湿气现象)。

搅拌时间及速度:一般人工搅拌需4分钟左右,机器搅

拌在1~3分钟,速度为每分钟60~80转。

搅拌合适的标准:搅到焊膏像粘稠的浆糊一样,用刮刀

挑起能够自然地分段落下。

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Fpc fpc

相关知识 焊膏粘度变化

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Fpc fpc

相关知识 印刷准备:焊膏

  • 未使用完焊膏的处理

    保存:将模板上的焊膏装到空容器瓶中(切记不

    可和未使用过的焊膏混在一个容器中),密封后

    放在室温下。

    使用:再使用时,只要将使用过的与新鲜的焊膏

    按1:1混合即可。

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Fpc fpc

相关知识 印刷准备:FPC、载板

  • FPC的检查、处理

    主要指烘烤处理以及烘烤后的FPC应无明显的

    变色、变形、起翘等不良。

  • 载板

    根据CAD的文件,读取FPC的孔定位数据,来

    制造高精度的FPC定位模板和专用载板,使定位

    模板上定位销的直径和载板上的定位孔、FPC上

    定位孔的孔径相匹配。

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Fpc fpc

相关知识 印刷准备:编制指导书

作业指导书有:

焊膏的使用作业指导书

印刷机操作作业指导书

印刷机编程作业指导书

印刷作业指导书

印刷检验作业指导书

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Fpc fpc

相关知识 印刷机编程

编程流程:

印刷条件设定 印刷条件确认

位置确认 标记登录

试生产

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Fpc fpc

相关知识 印刷作业

自动印刷

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Fpc fpc

相关知识 印刷检验

印刷检验

焊膏试印刷检验目的是希望能通过首件印刷

检验及时发现印刷的缺陷,判断印刷编程是否正

确,其重点检验:

  • 是否偏移:要求印刷的焊膏必须与焊盘对中。

  • 印刷厚度:印刷厚度要适量且一致。

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Fpc fpc

相关知识 印刷机维护

全视觉系统网板印刷机机械结构:

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Fpc fpc

相关知识 印刷机维护

印刷工作台上的基板夹紧装置(边夹和基板支撑)

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Fpc fpc

相关知识 印刷机维护

印刷工作台上基板止档器

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Fpc fpc

相关知识 印刷机维护

刮刀头

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Fpc fpc

相关知识 印刷机维护

滑动式钢网固定装置

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Fpc fpc

相关知识 印刷机维护

滚筒式卷纸清洁装置

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Fpc fpc

计划与决策

布置任务

1、分成四组

第1组印刷作业准备 第2组印刷机编程

第3组印刷作业 第4组印刷机维护

2、各小组依照分配的任务进行讨论、编制作业指导书。

3、焊膏印刷质量的检查、评估

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Fpc fpc

各组依照任务,编制作业指导书

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Fpc fpc

实施

1、各组按照作业指导书,实施作业计划。

2、在实施过程中遇到不清楚的地方可以向教

师现场请教。

3、教师可针对现场中一些共性的问题

做集体解答。

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Fpc fpc

检查与评估

按照项目三的任务工作学习检查单

进行各项目的自我检查及小组互查,

并将检查的结果填写在记录单上。

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Fpc fpc

按照项目三的工作任务学习评价改

善(过程考核)表进行各项目的自我评

价及小组互评,并将评价的结果填写

在记录单上。

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Fpc fpc

学生讲演

质疑

教师评价

学生自价

团队评价

综合评价

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Fpc fpc

本项目小结与反馈

1、焊膏的使用的方法

2、印刷焊膏的工艺流程

3、焊膏印刷检验的项目

4、焊膏印刷检验的标准

5、印刷机点检维护的步骤

问题?

授课结果综合评价

作业与思考题

3-3 、3-4

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Fpc fpc

SMT制程与设备维护

情境二:柔性电路板(FPC)组装

项目三:柔性电路板(FPC)组装制程与设备点检维护

作业3:FPC组装贴片与贴片机点检维护

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Fpc fpc

资讯与作业准备

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Fpc fpc

资讯与作业准备

任务要求:

1、已有材料及设备:

印刷完成的FPC、JUKI贴片机、放大镜

2、分组讨论贴片方案、编制作业指导书

3、按指导书分组操作,并检查作业步骤的正确性以及

贴片作业的质量,填写检验记录表

知识要求:

贴片作业准备、贴片机编程、贴片作业、贴片机维护

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Fpc fpc

相关知识贴片准备:贴片编程

  • 操作前检查(电源、气源、安全盖、喂料器、传送部分、贴装头、吸嘴、顶针)

  • 打开主电源开关,启动贴片机

  • 执行回原点操作

  • 预热

  • 进入在线编程或调用程序准备生产

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Fpc fpc

贴片机工作主要环节

元件拾取(component Pick-up)元件检查(component check)元件传送(component transport)元件放置(component Place)

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Fpc fpc

图像数据

吸取数据

PCB数据

贴片数据

元件数据

示教编程主要数据参数编辑案例

  • 编辑顺序

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基板数据

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单电路板尺寸设计画面

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Fpc fpc

前面基准

后面基准

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Fpc fpc

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Fpc fpc

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贴片数据画面

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元件数据

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吸取数据画面

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图像数据画面

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Fpc fpc

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Fpc fpc

优化

优化是指对用程序编辑制作的生产程序进

行:

①送料器设计的优化。

②吸取贴片顺序的优化。

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Fpc fpc

贴片作业

  • 手工贴片

    适用范围

    • 新产品研制阶段的试制品

    • 小批量量产制品

    • 个别元器件的散件

    • 无可装配的送料器的元器件

    • 因引脚变形,校正后的元器件

    • 组装密度很小的制品

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Fpc fpc

  • 手工贴片贴装顺序

    • 先贴小元件,后贴大元件

    • 先贴矮元件,后贴高元件

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Fpc fpc

施加焊膏

PCB样板

PCB位置图

首件手工贴装

生产线查找原因

判断依据

首件确认

是否合格

手工贴装

目视检查

是否合格

标识隔离于不良品区

合格转序

手工贴装工艺流程:

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Fpc fpc

贴片机贴片作业

贴片机作业主要有供料器上料、上板、

顶针置放、贴片机操作等任务。

贴片流程

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Fpc fpc

首件试贴与检验

  • 首件试贴目的:

  • 检查编制的贴片程序是否能正常运行,是否能实现贴片作业需求

  • 检查贴装元器件种类、型号、极性是否与表面组装样板或相关工艺文件相符

  • 检查贴装元器件有无损坏、引脚有无翘曲变形

  • 检查元器件贴装位置是否偏移或漏贴。

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Fpc fpc

贴装标准

电阻、电容、电感贴放标准

Y方向

理想情况:

零件座落在锡垫的中央且未发生偏移,所有各金属封头都能完全与锡垫接触。

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Fpc fpc

允收状况:

1.零件Y向偏移,但锡垫尚保有其零件宽度的20%以上。(Y1 ≧1/5W)

2.金属封头纵向偏移出锡垫,但仍盖住锡垫1/5W以上。(Y2 ≧1/5W)

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Fpc fpc

拒收状况:

1.零件纵向偏移,锡垫未保有其零件宽度的20% (MI)。(Y1<1/5W)

2.金属封头纵向偏移出锡垫,盖住焊垫不足1/5W(MI)。(Y2<1/5W)

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Fpc fpc

X方向

理想情况:

零件座落在锡垫的中央且未发生偏移,所有各金属封头都能完全与锡垫接触。

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Fpc fpc

允收状况 :

零件横向超出锡垫以外,但尚未大于其零件宽度的50%。(X≦1/2W)

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Fpc fpc

拒收状况:

零件已横向超出锡垫,大于零件宽度的50%(MI)。(X>1/2W)

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Fpc fpc

翼型引脚脚面贴放标准

理想状况:

各接脚都能座落在各锡垫的中央,而未发生偏滑。

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Fpc fpc

允收状况:

1.各接脚已发生偏移,所偏出锡垫以外的接脚,尚未超过接脚本身宽度的1/2W。(X≦1/2W )

2.偏移接脚之边缘与锡垫外缘之垂直距离≧/5W(5mil)。(S≧5mil)

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Fpc fpc

拒收状况 :

1.各接脚已发生偏移,所偏出锡垫以外的接脚,已超过接脚本身宽度的1/2W(MI)。(X>1/2W )

2.偏移接脚之边缘与锡垫外缘之垂直距离<1/5W (5mil) (MI)。(S<5mil)

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Fpc fpc

  • 翼型引脚前缘贴放标准

  • 理想状况

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Fpc fpc

  • 允收状况

各接脚已发生偏移,所偏出锡垫以外的接脚,尚未超过锡垫侧端外缘。

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Fpc fpc

  • 拒收状况

各接脚前端外缘,已超过锡垫侧端外缘

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Fpc fpc

  • 翼型引脚贴放标准

  • 理想状况

各接脚均能座落在各锡垫的中央,而未发生偏移

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Fpc fpc

  • 允收状况

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Fpc fpc

  • 拒收状况

各接脚己发生偏移,脚前端剩余锡垫的宽度 ,已小于接脚宽度(X<W)(MI)。

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Fpc fpc

相关知识 贴片准备:编制指导书

作业指导书有:

贴片机操作作业指导书

贴片机编程作业指导书

贴片作业指导书

贴片检验作业指导书

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Fpc fpc

相关知识 贴片机维护

JUKI2060贴片机主要结构 :

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Fpc fpc

相关知识 贴片机维护

贴片头单元构成

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Fpc fpc

相关知识 贴片机维护

ATC 单元(自动工具更换)构成

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Fpc fpc

相关知识 贴片机维护

OCC构成

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Fpc fpc

相关知识 贴片机维护

VCS构造

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Fpc fpc

相关知识 贴片机维护

定心系统

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Fpc fpc

计划与决策

布置任务

1、分成四组

第1组贴片作业准备 第2组贴片机编程

第3组贴片作业 第4组贴片机维护

2、各小组依照分配的任务进行讨论、编制作业指导书。

3、贴片质量的检查、评估

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Fpc fpc

各组依照任务,编制作业指导书

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Fpc fpc

实施

1、各组按照作业指导书,实施作业计划。

2、在实施过程中遇到不清楚的地方可以向教

师现场请教。

3、教师可针对现场中一些共性的问题

做集体解答。

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Fpc fpc

检查与评估

按照项目三的任务工作学习检查单

进行各项目的自我检查及小组互查,

并将检查的结果填写在记录单上。

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Fpc fpc

评价与改善

按照项目三的工作任务学习评价改

善(过程考核)表进行各项目的自我评

价及小组互评,并将评价的结果填写

在记录单上。

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Fpc fpc

学生讲演

质疑

教师评价

学生自价

团队评价

综合评价

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Fpc fpc

本项目小结与反馈

1、贴片的工艺流程

2、贴片检验的项目

3、贴片检验的标准

4、贴片机点检维护的步骤

问题?

授课结果综合评价

作业与思考题

3-5 、3-6

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Fpc fpc

SMT制程与设备维护

情境二:柔性电路板(FPC)组装

项目三:柔性电路板(FPC)组装制程与设备点检维护

作业4:FPC组装回流焊接与回流焊炉点检维护

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Fpc fpc

资讯与作业准备

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Fpc fpc

资讯与作业准备

任务要求:

1、已有材料及设备:

贴片完成的FPC、格林回流焊炉、放大镜

2、分组讨论回流焊接方案、编制作业指导书

3、按指导书分组操作,并检查作业步骤的正确性以及

焊接作业的质量,填写检验记录表

知识要求:

回流焊接作业准备、回流焊炉编程、回流焊接作业、

回流焊炉维护

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Fpc fpc

相关知识回流焊接基本知识

再流焊接温度曲线

温度曲线:是指SMA通过回流炉时,SMA上某一点

的温度随时间变化的曲线。

温度曲线提供了一种直观的方法,来分析某

个元件在整个回流焊过程中的温度变化情况。这

对于获得最佳的可焊性,避免由于超温而对元件

造成损坏,以及保证焊接质量都非常有用。

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Fpc fpc

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Fpc fpc

预热段作用:把室温的PCB尽快加热。挥发助焊剂中多余的溶剂

要求:一般规定最大速度为4℃/s。预热温度为120度左右

注意:但升温速率要控制在适当范围以内,如果过快,会产生热冲击,电路板和元件都可能受损;过慢,则溶剂挥发不充分,影响焊接质量。

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Fpc fpc

保温段温段是指温度从120℃-150℃升至焊膏熔点的区域。

作用:使SMA内各元件的温度趋于稳定,尽量减少温差。使助焊剂进一步活化

要求:时间一般为60-90s,120-150度。给予足够的时间使较大元件的温度赶上较小元件,并保证焊膏中的助焊剂得到充分挥发。到保温段结束,焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物被除去,整个电路板的温度达到平衡。

注意:的是SMA上所有元件在这一段结束时应具有相同的温度,否则进入到回流段将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。

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Fpc fpc

回流段在这一区域里加热器的温度设置得最高

作用:使组件的温度快速上升至峰值温度,使焊膏融化完成焊接。

要求:峰值温度一般推荐为焊膏的熔点温度加20-40℃。焊接时间为30-60秒.

注意:再流时间不要过长,以防对SMA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。

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冷却段作用:冷却熔融的焊膏,形成良好的焊点。

要求:冷却段降温速率一般为3-10℃/s,冷却至75℃即可。

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无铅再流焊接技术

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无铅焊接与有铅焊接相比具有以下特点:

1、熔点高。要求无铅焊接设备耐高温、抗腐蚀,要求

助焊剂耐高温。

2、无铅工艺窗口小。要求PCB表面温度更均匀,要求

焊接设备横向温度均匀。

3、润湿性差。

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FPC的炉温设定

FPC炉温的设定要求如下:

120~160℃: 90~110Sec

≥183℃: 40~60Sec

Slop(25~120℃): 1.5~2.5℃/Sec

Slop(Max~160℃): ≤3 ℃/Sec

Max: 220 ℃

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常用的FPC产品所使用的炉温曲线

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再流焊炉的外部结构

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再流焊炉的内部结构

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相关知识 编制指导书

作业指导书有:

回流焊炉操作作业指导书

回流焊炉编程作业指导书

回流焊接作业指导书

焊接检验作业指导书

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计划与决策

布置任务

1、分成四组

第1组回流焊接作业准备 第2组回流焊炉编程

第3组回流焊接作业 第4组回流焊炉维护

2、各小组依照分配的任务进行讨论、编制作业指导书。

3、焊接质量的检查、评估

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各组依照任务,编制作业指导书

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实施

1、各组按照作业指导书,实施作业计划。

2、在实施过程中遇到不清楚的地方可以向教

师现场请教。

3、教师可针对现场中一些共性的问题

做集体解答。

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检查与评估

按照项目三的任务工作学习检查单

进行各项目的自我检查及小组互查,

并将检查的结果填写在记录单上。

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按照项目三的工作任务学习评价改

善(过程考核)表进行各项目的自我评

价及小组互评,并将评价的结果填写

在记录单上。

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学生讲演

质疑

教师评价

学生自价

团队评价

综合评价

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本项目小结与反馈

1、回流焊接的工艺流程

2、焊接检验的项目

3、焊接检验的标准

4、回流焊炉点检维护的步骤

问题?

授课结果综合评价

作业与思考题

3-7 、3-8

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SMT制程与设备维护

情境二:柔性电路板(FPC)组装

项目三:柔性电路板(FPC)组装制程与设备点检维护

作业5:FPC组装部品检测与返修

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资讯与作业准备

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资讯与作业准备

IPC焊接检验标准

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相关知识检测及返修的方法

品检的内容

可测试性设计;原材料来料检测;工艺过程检测和组装后的组件检测等。

SMT品检从检测位置上可分为来料检测(简称IQC)、工艺过程检测(简称IPQC)、成品检测(简称FQC)、出厂检验(简称OQC)等方面;从检测方法上可分为:目视检验(简称ICT)、在线测试(简称ICT)、自动光学检测(简称AOI)、X-ray检测(简称X-ray或AXI)、功能测试(简称FT)等方面

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目视检验

  • 主要目的是检验外观不良。

  • 目视检验作业所使用的工具包括:游标卡尺、千分尺、3-20倍放大镜、显微镜、防静电手套、工作服、镊子、防静电刷子等。

  • 结构性检验工具:如拉力计、扭力计。

  • 特性检验:使用检测仪器或设备(如万用表、电容表、LCR表、示波器等)。

  • 目视检验作业内容主要包括元器件来料检验、印制电路板(PCB)基板质量、工艺材料来料检验及SMT部品的印刷、贴片与回流焊、印制电路板组件(PCBA)等工艺制程方面问题进行检验。

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返修准备

在制造过程中,常常会由于生产故障或缺陷作业而不得不废弃一些仍有价值的电子元器件和半导体芯片,而返修设备则可以帮助电子装配厂商避免或减少这笔损失。

采用正确的返修设备还可以使返修工艺具有较高的可靠性、重复性和经济性。

注: 将AOI检测和AXI检测集成于返修设备中是当前的一个趋势。

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目前SMT返修设备可分为两种: 手工SMT

返修设备与半自动化设备。

防静电铬铁

放大镜

防静电工作台

热风枪

防静电腕带

镊子

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埃莎红外返修台(BGA)

半自动化设备

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材料

工具及设备

清洁剂

片式移动爪

放大镜

助焊剂

焊接手柄

恒温电铬铁

耐热带

镊子手柄

预热炉

刷子

热风束

真空手柄、真空吸锡工具

拭纸/擦布

热风头

垫板

护脸装置

镊子

喷锡系统

含助焊剂的焊锡丝

拆卸头

与元件配套的套管和喷嘴

耐热并防静电的手套

凿子头

热风拔放台

酒精

热风管

(红外)热风返修台

吸锡编织带

宽平头

焊接系统

SMT返修常用材料、工具和设备

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1. 手工焊接作业

焊接步骤:

焊接过程中,工具要放整齐,电烙铁要拿稳对准。一般接点的焊接,最好使用带松香的管形焊锡丝。要一手拿电烙铁,一手拿焊锡丝。

步骤:清洁烙铁头→加温焊接点→熔化焊料→移动焊锡丝→拿开电烙铁。

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表面组装元器件的手工焊接:

① 贴片电阻电容的焊接

先在一个焊盘上上一点锡,用镊子夹住元件焊在这个焊盘上,如果不平可用镊子调整,最后可统一在另一个焊盘上上锡,完成焊接。

采用热风焊接时,要在焊点涂上极少量的焊油(或锡膏),然后用镊子夹住电阻的侧面压在焊点上,用热风枪加热,当焊锡融化后热风枪撤离,焊锡凝固后镊子松开撤离即可。如果与焊点对的不正可以在锡融化的状态下拨正。注意温度不要太高时间不要太长,以免损坏相邻元件或使电路板的另一面的元件脱落。风量不要太大,以免吹跑元件或使相邻元件移位。表面为银灰色侧面为多层深灰色的涤纶电容和其他不耐高温的电容,不要用热风枪处理,以免损坏。

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表面贴装集成电路/连接器的焊接

用松香酒精溶液做助焊剂。焊接前先用棉签沾上助焊剂涂抹在焊盘上,稍等一会,待酒精略微挥发一些后助焊剂会发粘,此时可将元件或连接器放好,略微压一下即可,注意一定要对正!然后用烙铁把对角线的两个管脚烫一下,即可固定元件,然后就一个脚一个脚地焊接。也可以在烙铁头上稍微多上点锡,在元件的管脚上轻轻拉过。但是这样容易使管脚之间短路,遇到这种情况,应涂上些松香酒精溶液,趁酒精尚未挥发之际拿烙铁再烫一次就可以了。

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典型元器件返修拆卸作业

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片式元件的拆卸(底部焊接端)---热风法

设备与材料

所需设备:焊接系统、热风束

热风头、镊子

材料:助焊剂、清洁剂、拭纸/擦布

步骤:

1、切除均匀涂层(如需要),清洁工作面上的污物、氧化物、残留物或助焊剂。

2、将热风头安装入热风管。

3、将加热器温度设为425℃(根据需要设置)。

4、在元件焊接端上涂覆助焊剂(见图1)。

5、调节热风输出气压,直至将0.5cm左右远的薄布烧焦。(见图2)

6、热风直吹元件,至焊锡完全熔化,热风头离元件0.5cm远。(见图3)

7、从PWB上取出元件。(如图4)。

注:片式元件本体和PWB之间可能有粘胶。如有使用粘胶,需先轻轻地旋转一下元件,然后再将元件移离PWB。为防止元件及PWB损害,必须在锡完全融化后进行上述操作。

8、将元件释放到热阻材料的表面。

9、在焊盘区为替换元件做好准备。

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操作示例

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翼形元件的拆卸(四面)--桥连-表面张紧法

设备与材料

所需设备:焊接系统、焊接手柄

拆卸头、宽平头、镊子

材料:含助焊剂锡丝

清洁剂

步骤:

1、去除均匀绝缘涂层(如有),清洁工作面的污物、氧化物、残留物或助焊剂。

2、将宽平头安装入镊子手柄。

3、加热拆卸头,温度设置大约为315℃(根据实际需要设置)。

4、利用焊接手柄,融化焊锡到各引脚上,将各引脚桥连起来。(见图1)

5、将手柄上的拆卸头换成宽平头。

6、除去拆卸头上的旧焊锡,之后蘸蘸海绵。

7、用锡丝润湿拆卸头内侧边缘和底端(见图2)。

8、降低拆卸头的高度,直到与所有的焊点接触。(见图3和4)

9、确认所有焊点都熔化,这时,将元件从PWB上提起。(见图4和5)。(宽平头的表面张力能将元件从板上提起来。如果不能,可选用镊子将元件夹起)。

10、用划落方式将元件从吸爪上释放到抗热材料的表面。

11、用焊锡再次润湿吸头。

12、清洁焊盘,为元件重置做好准备。

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BGA返修作业指导

目前,由于BGA器件安装高度低、引脚间距大、引脚共面性好、引脚更短使得它具有组装密度高、电气性能优越等特点,特别适合在高频电路中使用因此在手机、计算机等到设备得到了广泛应用。但BGA也存在如焊后检查和维修比较困难、易吸湿等问题。组装BGA必须达到高合格率,并能有效地返修组件,才能降低成本提高效益,即返修BGA可节省元件时间和资金。而采用适当的返修设备,熟悉BGA 返修的关键工序,都有助于实现稳定、有效的返修。

目前BGA封装主要有塑封BGA(PBGA)、陶瓷BGA封裝(CBGA)和载带球柵阵列BGA封裝(TBGA)三种形式。

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BGA返修作业指导

BGA俯视图

中部为BGA焊盘

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1. 为每个元件建立一条温度曲线

2. 拆除元件

3. 去除残留焊膏並清洗这一区域

4. 印刷焊膏(植球)

5. 贴裝新的BGA器件(或原BGA)

6. 回流焊接

7. 检验

作业6 不良品返修

6.6.3 BGA返修作业指导

1. 返修BGA的基本步骤与返修传统SMD的步骤基本相同,基本步骤如下:

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BGA植球工艺

经过拆卸的BGA器件一般情况可以重复使用,但由于拆卸后BGA底部的焊球受到不同程度的破坏,因此必须进行植球处理后才能使用。根据植球的工具和材料的不同,其植球的方法也有所不同,不管采用什么方法,其工艺过程是相同的,具体步骤如下:

① 去除BGA底部焊盘上的残留焊锡并清洗

② 在BGA底部焊盘上印刷助焊剂(或焊膏)

③ 选择焊球

④ 植球(采用植球器)

⑤ 回流焊接

⑥完成置球工艺后,应将BGA器件清洗干净,并尽快进行贴装和焊接,以防焊球氧化和器件受潮。

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BGA返修作业指导

埃莎返修BGA植球工具

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BGA返修作业指导

返修铬铁电源开关

加热总开关

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贴放视觉部分开关

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返修气泵开头

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元件托盘

BGA返修作业指导

PCB固定装置

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拾取与贴放装置

显示器

导轨

手动控制面板

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视觉软件启动图标

6.6.3 BGA返修作业指导

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冷却及激光定位(可旋转)

加热界面

红外加热主体上部

(可旋转)

红外加热主体下

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温度设置按钮

6.6.3 BGA返修作业指导

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6.6.3 BGA返修作业指导

激活加热

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相关知识 编制指导书

作业指导书有:

检测、返修操作作业指导书

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计划与决策

分组讨论,使用展板、角色模拟等形式,制定检测、返修的方法以及返修工具的选取原则,返修的步骤,涉及焊接检验标准等内容,能通过返修案例,分析处理常见焊接不良。

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各组依照任务,编制作业指导书

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实施

1、各组按照作业指导书,实施作业计划。

2、在实施过程中遇到不清楚的地方可以向教

师现场请教。

3、教师可针对现场中一些共性的问题

做集体解答。

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检查与评估

按照项目三的任务工作学习检查单

进行各项目的自我检查及小组互查,

并将检查的结果填写在记录单上。

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按照项目三的工作任务学习评价改

善(过程考核)表进行各项目的自我评

价及小组互评,并将评价的结果填写

在记录单上。

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学生讲演

质疑

教师评价

学生自价

团队评价

综合评价

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本项目小结与反馈

1、焊接检验的项目

2、焊接检验的标准

3、部品的检测的方法

4、BGA检测、返修的步骤

问题?

授课结果综合评价

作业与思考题

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