工序检验 (1) 印刷焊膏工序检验 (2) 贴装工序检验 (3) 再流焊工序检验(焊后检验) - PowerPoint PPT Presentation

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工序检验 (1) 印刷焊膏工序检验 (2) 贴装工序检验 (3) 再流焊工序检验(焊后检验)

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  1. 学习情境9 表面组装检验工艺 工序检验 (1) 印刷焊膏工序检验 (2) 贴装工序检验 (3) 再流焊工序检验(焊后检验) 广东科学技术职业学院

  2. 3.2.1 印刷焊膏工序检验 印刷工序是保证表面组装质量的关键工序之一。根据资料统计,在 PCB 设计正确、元器件和印制板质量有保证的前提下,表面组装质量问题中有 70% 的质量问题出在印刷工艺。印刷位置正确与否(印刷精度)、焊膏量的多少、焊膏量是否均匀、焊膏图形是否清晰有无粘连、印制板表面是否被焊膏粘污等都直接影响表面组装板的焊接质量。 为了保证 SMT 组装质量,必须严格控制印刷焊膏的质量。有窄间距 ( 引线中心距 0.65mm 以下 ) 时,必须全检。

  3. 3.2.1.1 施加焊膏要求 施加的焊膏量均匀 , 一致性好。焊膏图形要清晰 ,相邻的图形之间尽量不要粘连。焊膏图形与焊盘图形要一致 , 尽量不要错位。在一般情况下,焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右。对窄间距元器件,应为 0.5mg/mm2左右。印刷在基板上的焊膏与希望重量值相比, 可允许有一定的偏差,至于焊膏覆盖每 个焊盘的面积,应在75% 以上。 焊膏印刷后,应无严重塌落,边缘整齐, 错位不大于 0.2mm ,对窄间距元器件 焊盘,错位不大于0.1mm 。基板不 允许被焊膏污染。 SJ/T10670 标准 免清洗要求 焊膏印刷缺陷示意图 免清洗要求 SJ/T10670 标准

  4. 焊膏印刷缺陷示意图

  5. 3.2.1.2 检验方法 a 目视检验,有窄间距的用 2 ~ 5 倍放大镜或 3 ~ 20 倍显微镜检查 b 全自动印刷机二维、三维检。 c 在线或离线 AOI 检测。 3.2.1.3 检验标准 本单位制定的企业标准 或参照其它标准(例如 IPC 标准或 SJ/T10670-1995 表面组装工艺通用技术要求)

  6. 3.2.2 贴装工序检验(包括机器贴装和手工贴装) 贴装工序检验即焊前检验。焊前检验也是非常重要的。在焊接前把型号、极性贴错的元器件以及贴装位置偏差过大不合格的纠正过来,比焊接后检查出来要节省很多成本。因为焊后的不合格需要返工工时、材料、可能损坏元器件或印制电路板(有的元器件是不可逆的),即使元器件没有损坏,但对其可靠性也会有影响,因此焊后返修成本高、损失较大。 贴装机自动贴装工序的首件检验非常重要,只要首件检验时元器件的型号、规格、极性正确,贴装位置偏移量合格,另外只要在贴装过程中补充元器件时不要上错元器件,因为有贴装程序保证,机器是不会贴错的。 首件自检合格后必须送专检,专检合格后才能批量贴装。 有窄间距 ( 引线中心距 0.65mm 以下 ) 时,必须全检。无窄间距时,可按取样规则抽检。

  7. 3.2.2.1 贴装元器件的工艺要求 a 各装配位号元器件的类型、型号、标称值和极性等特征标记要符合产品的装配图和明细表要求。 b 贴装好的元器件要完好无损。 c . 贴装元器件焊端或引脚不小于 1/2 厚度要浸入焊膏。对于一般元器件贴片时的焊膏挤出量(长度)应小于 0.2mm ,对于窄间距元器件贴片时的焊膏挤出量(长度)应小于0.1mm 。 d 元器件的端头或引脚均和焊盘图形对齐、居中。由于再流焊时有自定位效应,因此元器件贴装位置允许有一定的偏差。

  8. 元器件贴装位置允许偏差范围: — 矩型元件:在元件的宽度方向焊端宽度 1/2 ~ 3/4 以上在焊盘上;在元件的长度方向元件焊端与焊盘交叠后,焊盘伸出部分要大于焊端高度的 1/3 ;有旋转偏差时,元件焊端宽度的 1/2 ~ 3/4 以上必须在焊盘上。 — 小外形晶体管( SOT ):允许 X 、 Y 、 T (旋转角度)有偏差,但引脚(含趾部和跟部)必须全部处于焊盘上。 — 小外形集成电路( SOIC ):允许 X 、 Y 、 T (旋转角度)有贴装偏差,但必须保证器件引脚宽度的 3/4 (含趾部和跟部)处于焊盘上。 — 四边扁平封装器件和超小形封装器件( QFP ):要保证引脚宽度的3/4 处于焊盘上,允许 X 、 Y 、 T (旋转角度)有较小的贴装偏差。允许引脚的趾部少量伸出焊盘,但必须有 3/4 引脚长度在焊盘上、引脚的跟部必须在焊盘上。

  9. 3.2.2.2 检验方法 检验方法要根据各单位的检测设备配置以及表面组装板的组装密度而定。 普通间距元器件可用目视检验,高密度窄间距时 可用放大镜、显微镜、在线或离线光学检查设备( AOI )。 3.2.2.3 检验标准 本单位制定的企业标准 或参照其它标准(例如 IPC 标准或 SJ/T10670-1995 表面组装工艺通用技术要求) 特殊产品的专项要求

  10. a 矩形片式元件贴装位置,见图 2 优良 元件焊端全部位于焊盘上,且居中。 合格 元件焊端宽度的 75% 以 上在焊盘上 即 D 大于等于焊端宽度的 75 % 。 合格 元件焊端与焊盘交叠后,焊盘伸出部 分不小于焊端高度的 1/3 ,为合格。 不合格 元件焊端与焊盘不交叠, D 大于或 等于零。 合格 元件有旋转偏差, D 大于等于元件宽 度的 75% 为合格。 图 2 矩形片式元件焊端位置

  11. b 小外形晶体管( SO T )贴装位置,见图 3 具有少量短引线的元器件,如 SOT ,贴装时允许在 X 或 Y 方向及旋转有偏差, 但必须使引脚(含址部和跟部)全部位于焊盘上。 优良 引脚全部位于焊盘上,且对称居中。 合格 有左右偏差,但引脚全部位于焊盘上为合格。 合格 有旋转偏差,但引脚全部。位于焊盘上为合格 不合格 引脚有处于焊盘之外的部分为不合格。 不合格 引脚有处于焊盘之外的

  12. c 小外形集成电路及四边扁平(翼或 J 形)封装器件贴装位置 SOIC 、 QFP 、 PLCC 等器件允许有较小的贴装偏差,但应保证元器件引脚(包括趾和跟部)宽度的 75% 位于焊盘上为合格,反之为不合格,以SOP 件为例,见图 4 。 优良: 元器件引脚指部和跟部全部位于焊盘上,所有引脚对称居中。 合格: 元器件有左右偏差时,元器件引脚指部和跟部全部位于焊盘 上, P ≥引脚宽度的 75% 。 元器件有旋转偏差时: P ≥引脚宽度的 75% 为合格 P <引脚宽度的 75% 为不合格 不合格: 元器件引脚趾部或跟部不在焊盘上,P<引脚宽度 的75% 。( P — 引脚宽度方向与焊盘的搭接尺寸) 图 4 SOP 贴装位置示意图

  13. 3.2.3 再流焊工序检验(焊后检验——焊后必须 100% 全检。 3.2.3.1 检验方法 检验方法要根据各单位的检测设备配置来确定。 如没有光学检查设备( AOI )或在线测试设备,一般采用目视检验,可根据组装密度选择 2 ~ 5 倍放大镜或 3 ~ 20 倍显微镜进行检验。

  14. 3.2.3.2 检验内容 a 检验焊接是否充分、有无焊膏融化不充分的痕迹;b 检验焊点表面是否光滑、有无孔洞缺陷 , 孔洞的大小;c 焊料量是否适中、焊点形状是否呈半月状;d 锡球和残留物的多少;e 吊桥、虚焊、桥接、元件移位等缺陷率;f 还要检查 PCB 表面颜色变化情况,再流焊后允许 PCB 有少许但是均匀的变色。 3.2.3.3 检验标准 (在“表面组装板检验”中详细讲述)

  15. 3.2.4 清洗工序检验 清洗工序检验要根据产品清洁度要求进行。 如果是军品、医疗、精密仪表等特殊要求的产品需要用欧米伽( Ω )仪等测量仪器测量 Na 离子污染度、绝缘电阻等清洁度指标。 对于一般要求的产品也可以通过目检方法进行检验。 用 20 倍显微镜检查, PCB 和元器件表面洁净 , 无锡珠、助焊剂残留物和其它污物。

  16. 3.2.5 表面组装板检验 对组装好的 PCB, 需要 100% 检验。 对组装密度高的组装板 , 应在 2 ~ 5 倍放大镜或 3 ~ 20 倍立体显微镜下检验。或采用 AOI 检测。 装有静电敏感元器件的 PCB, 检验人员必须戴防静电腕带 , 在防静电工作台上检验。 检验时轻拿轻放,待检验或完成检验的表面组装板应码放在防静电箱、架上,并要有标识。

  17. 3.2.5.1 外观检验 a 元器件应完好无损 , 标记清楚。 b 插装件要端正 , 不能有扭曲、倾斜等。 c PCB 和元器件表面要洁净 , 清洗后无锡球和其它污物。 d 元器件的安装位置、型号、标称值和特征标记等应与装配图相符 e 焊点润湿良好,焊点要完整、连续、园滑 , 焊料要适中 , 焊点位置应在规定范围内 , 不能有脱焊、吊桥、拉尖、虚焊、桥接、漏焊等不良焊点。 f 焊点允许有孔洞缺陷 , 但其孔洞直径不得大于焊点尺寸的1/5, 且一个焊点上不能超过二个孔洞 ( 肉眼观察 ) 。 g 使用免清洗工艺时,允许有少量微小焊锡球,焊锡球尺寸应小于最小引脚间 距的 1/2 。

  18. 焊接缺陷示意图 不润湿、吊桥、桥接 焊料球 焊点孔洞缺陷

  19. 3.2.5.2 贴装元器件焊端位置检验 (参照 SJ/T10670-1995 表面组装工艺通用技术要求) 贴装元器件的焊端一般要求全部位于焊盘上,但允许有偏差。 允许元器件在横向、纵向和旋转方向有偏差,横向和旋转方向要求元件焊端偏离焊盘之外的部分( P )应小于元件宽度的 25% ;元件焊端与相邻的元器件焊端(引脚)或与印制电路板表面的导线、过孔的距离( D )不能小于 0.2mm ;为形成正常焊点的弯月面,要求元件焊端与焊盘搭接交叠后,纵向剩余焊盘 H (焊盘伸出部分)应不小于焊端高度的 1/3, D 大于等于 0.2mm 为合格。 以 Chip 件为例,见图示。

  20. Chip 元件焊端位置示意图 P <元件宽度的 25% ; H >焊端高度的 1/3 D ≥ 0.2mm 为合格

  21. 3.2.5.3 表面贴装元器件的焊点质量标准 ( 参照 SJ/T10666-1995 表面组装组件的焊点质量评定) 焊接后的元器件焊点应饱满且润湿性良好;保证焊点表面光滑、连续, 不能有虚焊、漏焊、脱焊、气泡、拉尖、竖碑、桥接等不良现象。

  22. a 矩形片式元件( Chip )焊点质量标准 对于 Chip 元件,焊点焊锡量适中,焊端周围应被良好润湿,对于厚度< 1.2mm 的元件,其弯月形高度( H )最低不能小于焊端高度( h )的 1/3 。 H — 焊点弯月形高度 h — 焊端高度 伸出的焊盘长度

  23. b 翼形引脚器件焊点质量标准 翼形引脚器件包括 SOP 、 QFP 器件以及小外形晶体管( SOT )。 引脚跟部和底部应填满焊料,引脚的每个面都应被良好润湿,其弯月面高度(焊料填充高度 H )等于引脚厚度 (h)时为最优良,弯月面高度至少等于引脚厚度的 1/2 ,见图示。

  24. c J 形引脚器件焊点质量标准 J 形引脚器件包括 SOJ 、 PLCC 器件。SOJ 、 PLCC 器件的引脚底部应填满焊料,引脚的每个面都应被良好润湿,弯月面高度(焊料填充高度 H )等于引脚厚度 (h) 为最优良,弯月面高度至少等于引脚厚度的 1/2 ,见图示。H — 焊点弯月形高度 h — 焊端高度

  25. d J 形、翼形引脚横向位置要求: 焊盘之外的尺寸 A ≤ B/2 为合格。 ( SJ/T10666 标准) 其中:A — 焊盘之外的引脚宽度B — 引脚宽度e 纵向和旋转位置要求: 纵向要求引脚的脚趾和脚跟不能超出焊盘; 旋转方向 A ≤ B/2 为合格。( SJ/T10666 标准) A ≤ B/4 为合格

  26. 说明: • 以上检验标准参考《 SJ/T10670-1995 表面组装工艺通用技术要求》、《 SJ/T10666-1995 表面组装组件的焊点质量评定》。 • 检验时判断元器件焊端位置与焊点质量是否合格,建议根据本企业的产品用途、可靠性以及电性能要求,参考 IPC 标准、电子部标准或其他标准制订适合具体产品的检验标准,或制订适合本企业的检验标准、以及特殊产品的专项要求。 例如高可靠性要求的军品、危及人生安全的医用产品以及精密仪表等产品应按照 “ 优良 ” 标准检验,同时在设计时就应考虑到可靠性要求。清洁度与电性能指标都要用高标准检验。

  27. (3) SMT 的质量要靠质量管理体系、把握工艺过程控制来保证。不能靠最终检验后通过修板、返修来解决。(修板、返修以后的板,严格的来讲,在高可靠产品上应降级使用) (4) 工艺人员要对工艺过程中的缺陷和问题进行分析和管理,采取措施,减少和避免缺陷的重复产生。 SMT 的质量目标首先应尽量保证高直通率。在整个生产加工过程中,把错误和缺陷控制在生产工序的越前端损失越小。尽量把故障和问题控制在生产加工之前。如果等问题积累在焊后或出厂检验时,甚至出厂后发现问题,其损失将无法挽回。

  28. 组装前(来料)检验的质量问题 —— 可退货、换料解决,损失较小。 印刷焊膏工序检验的质量问题 —— 可重新印刷,损失很小(影响一些速度、工时和材料)。 贴装后焊前检验的质量问题 —— 可更换元器件或人工拨正贴装位置,损失较小(影响一些速度、工时)。 焊后检验的质量问题 —— 需要返工工时、还可能损坏元器件(有的元器件时不可逆的)和印制板,损失较大。 表面组装板检验的质量问题 —— 此时已成为产品,插装件、结构件都已装配完毕,返修难度较大,如果出厂后发现质量问题,会影响产品的信誉,损失更大。