smt工艺技术与管理
前言：电子生产中的防静电技术在电子产品制造中,静电放电往往会损伤器件,甚至使器件失效，因此smt生产中的静电防护非常重要。
一、目的预防、消除生产现场的静电危害，稳定和提高产品质量。
二、适用范围
本规定适用于公司生产现场贯彻落实静电防护规范。
三、防静电区域
防静电区域必须悬挂或贴示防静电警示标识。
IQC检验区域
单板生产及检验区域（含SMT、单板焊接、软件生产、单板调测、等作业区域）
部件装配及检验区域
整机调测及检验区域
维修区域
理货、包装区域
仓储、暂存区域
无尘室
四、smt防静电设施和器材
smt生产现场防静电区域至少应配备以下防静电设施和器材：
防静电接地系统（含防静电母线、支线，防静电地板或地垫等）防静电工作台（含台垫、防静电接地支线等）、工作凳
smt防静电工作服（含工帽）
防静电腕带
防静电工作鞋
smt防静电周转箱、周转车
防静电包装袋
五、防静电操作规程
1.接触ESSD及组件之前应戴好防静电腕带，保证腕带与皮肤接触良好，并接入防静电地线系统，在戴腕带的皮肤上不得涂护肤油、防冻油等油性物质。
2.所有接触ESSD及组件的设备和工具（如被测整机、测试设备、装置和夹具、波峰焊机、电批、电铬铁、周转车等）都必须可靠联接防静电地线。
3.所有ESSD及组件在其存储、转运过程中均必须采取合适的静电防护措施，使用防静电包装材料和容器、周转车，周转车必须可靠接地。拒绝接收不符合防静电包装要求的ESSD及组件。
4.IC类ESSD必须盛放在专用防静电容器（如管、座）中，严禁将IC类ESSD插放在泡沫上和装在不具防静电功能的容器或包装袋中。按需逐一取用，不得一次倒出一堆IC散乱地放在工作台面上。
5.ESSD及组件的配料、发料、转储过程，必须在防静电容器中进行。
6.对于未采取防静电包装的零部件（如紧固件、电缆等），应先消除静电（导体部分接触一下防静电地线），再进入防静电工作区。
7.手持ESSD及组件时应避免接触其导电部分，操作过程中应尽量减少对ESSD及组件的接触次数。
8.已装焊有元器件的PCB板原则上不得裸露叠放，确需暂时叠放时必须用防静电材料隔离开。
9.清洗ESSD及组件时，应用中性清洗剂或酒精清洗；手工清洗使用防静电毛刷；用清洗机清洗时，PCB板应放在金属网架上，不得悬浮在清洗箱内。
10.插拔单板之前必须断开电源，严禁带电插拔单板（有特殊操作说明者除外）。
六、SMT防静电安全管理
1.接触ESSD（静电敏感器件）及组件的作业人员必须通过防静电知识上岗培训，未经培训和未通过考核的人员不允许从事需接触ESSD及其组件的岗位工作。
2.工作服
2.1 所有人员进入防静电区域必须穿防静电工作服和防静电工作鞋，已配发工作帽的还必须戴好工作帽。无防静电工作鞋的，必须穿防静电鞋套，严禁穿着不具防静电功能的塑料防尘鞋套进入防静电区域。
2.2 工作服外部严禁携带除工卡和笔之外的任何金属物件，防静电鞋内不得垫鞋垫。
2.3 更换工作服应在指定地点进行，不允许在生产现场更换工作服。
3.防静电腕带
3.1 所有作业人员每天上岗前必须使用腕带测试仪对所配发的防静电腕带进行测试，并作好测试记录。
具体测试方法见《防静电腕带测试操作指导书》（9.2/PMI-BP841），测试记录表采用附表一《防静电腕带日测记录表》。
3.2 车间主任或工段长在上班后10分钟内对测试记录表进行核查，发现问题会同工艺、品质人员参照有关规定及时作出处理。
3.3 各车间/工段应划定专门区域装置防静电腕带测试仪和贴挂测试记录表，供本部门员工及外来人员使用。非长驻外来人员测试后可不用填写记录表，长驻外来人员须作测试记录。非长驻外来人员是指因指导、协作生产等工作需要进入现场区域，持续时间不超过半个工作日的非本部门人员。
3.4 防静电腕带测试未通过者，不得进入防静电区域，更不得接触ESSD（静电敏感器件）及组件，必须立即到本部门更换或接待部门借用合格的防静电腕带。
3.5 腕带测试仪必须定期检定，具体办法参照公司关于仪器检定的有关规定执行。
4.其它
4.1 外来参观人员原则上只能沿通道行走，未采取有效的防静电措施之前不得进入防静电区域地标线内，严禁靠近作业人员和接触含有ESSD的单板及其它制品。
4.2 作业人员对使用的防静电容器、防静电周转箱应定期清洁，每月应对防静电桌垫、工具和容器等用中性清洗剂进行清洗。
4.3 防静电地线系统的联接由使用部门提出，工艺部门核准，动力科负责安装并协助工艺部门进行日常维护。
1 SMT表面贴装技术概述及特点
SMT全称“Surface Mount.Technology”, 即表面贴装技术, 简单来说就是将SMC (贴片元器件) 贴到PCB (印刷电路板) 上的一种新型电子产品装配技术, 具体的就是利用工具在SMB板的焊盘上涂上粘接剂或是焊膏印, 然后再将SMC的引脚贴于焊盘上, 最后采取波峰焊或是回流焊等方式进行焊接, 从而使机械与电气相互连接, 其示意图如图1。表面贴装技术是一项系统化的工程, 其涵盖了多种学科和技术, 如表面安装元器件技术、SMT设备技术、SMT基板制造技术、SMT组装设计技术、SMT工艺制造技术、SMT组件测试技术等等。相比于传统的THT (通孔技术) , SMT最大的不同之处在于元器件, THT使用的是长引脚元器件, 元器件置于PCB的组装方式为插入焊盘孔内;而SMT所使用的是无引线或是短引线元器件, 元器件置于PCB的组装方式为贴装在其表面。另二者的焊接方式也存在差异, SMT采取的是回流焊接法;THT采取的是焊料熔化焊接法。
SMT表面贴装技术的特点主要表现在以下方面:
1.1组装密度高、体积小
相比于通孔元器件, 贴片元器件的体积大大减小, 重量也只有通孔元器件的10%左右。据分析, 使用SMT之后, 电子产品的体积可缩小40%-60%, 重量也可减轻60%-80%。
1.2可靠性强
因贴片元器件体积小、重量轻, 中上其焊点缺陷率低, 所以SMT具强可靠性, 且抗震能力也有所提高。
1.3良好的高频特性
SMT所使用的是无引线或是短引线元器件, 有效减小了寄生电感及寄生电容存在的可能性, 从而使电路高频特性得以提高, 减少了电磁和频射所带来的干扰。
1.4成本低
因SMC体积减小, PCB的使用面积则会减小, 电子产品的体积自然也会大大减小, 这在很大程度上降低了电子产品的生产成本;PCB的钻孔数量少, 产品的维修成本也会下降;另因具良好的频率特性, 有效降低了电路调试成本。据分析, 使用SMT之后, 电子产品的生产成本将下降30%-50%, 大大节省了材料、能源及人力等方面的消耗。第五, 有效实现自动化生产, SMT生产线上可利用自动贴片机来实现自动化生产, 提高生产效率。
2 SMT表面贴装技术工艺应用实践
2.1 SMT表面贴装技术的组装类型及流程
SMT表面贴装技术涉及各专业及学科技术, 除了其本身设备的相关技术如SMC的封装与制造、电路基板、电路布局、贴装工艺流程设计、贴装材料选择、涂敷、焊接等技术之外, 还包括清洗、检测、维修及维护等方面技术。SMT组装类型的分类主要是根据元器件及组装方式进行划分的, 包括全表面组装、单面混合组装和双面混合组装。
全表面组装是指PCB单面或双面所使用元器件均为贴片式元器件的组装方式。此组装方式具工艺简单、组装元器件体积小、重量轻等特征, 且其组装密度较高。其工艺流程如下:
PCB投板——锡膏印刷——印刷检查——贴片——贴片检查——回流焊接——焊接后检查
单面混合组装是指PCB单面所使用元器件为贴片元器件与通孔元器件的混合的组装方式。此组装方式的工艺相对复杂, 但因有部分元器件为通孔封装式, 有时也需要使用通孔元器件, 所以单面混合组装类型也比较适用。其工艺流程如下:
PCB投板——锡膏印刷——印刷检查——贴片——贴片检查——回流焊接——焊接后检查——插件安装——插件检查——波峰焊接——冷却——清洗——焊接后检查
双面混合组装包括两种情况:一种是PCB的一面都利用插装法进行通孔元器件的安装, 另一面则都利用表面贴装法进行贴片元器件的安装;另一种是PCB双面所使用的元器件既有贴片元器件也有通孔元器件, 贴片元器件的焊接位置与元器件同面, 通孔元器件的焊接位置在元器件背面。此组装方式要求操作者具较高的工艺水平, 且焊接无法一次性完成, 在安装另一面元器件时需将之前已贴好或是插装好的元器件进行加固之后才能进行。其工艺流程如下:
PCB投板——锡膏印刷——印刷检查——贴片——贴片检查——回流焊接——焊接后检查——插件安装——插件检查——加固——波峰焊接——冷却——清洗——焊接后检查
SMT表面贴装技术的三种不同组装类型各具优势, 工艺流程的复杂程度也各不相同, 在实际工作当中, 操作者可根据电子产品的具体装配要求来选择适当的组装方式。
2.2 SMT表面贴装技术的应用实践
以某产品的PCB丝印为例。此产品PCB所使用元器件既有贴片元器件也有通孔元器件。利用SMT技术的一般工艺流程为:PCB质量检查——PCB预烘——丝印锡焊膏——丝印质量检查——贴装元件——贴装质量检查——回流焊接——焊接质量检查。其中最为关键的环节有丝印、贴装元件和回流焊接, 本文重点讨论此三个关键环节的工艺过程。
2.2.1丝印
本产品利用SMT技术时进行丝印时所使用的是德国AUTODESK公司推出的BS1400型丝印机, 此设备视觉对位系统精度高、编程软件灵活且刮刀为金属质地, 可实现产品的批量生产。丝印过程包括搅拌焊膏和丝印锡焊膏两个步骤。其中搅拌焊膏主要目的是使焊膏更均匀并控制焊膏的粘度。焊膏的粘度会对印刷性能产生很大影响, 若粘度过大, 焊膏难以通过模板开孔, 导致印刷细条不完整;若粘度过小, 则容易出现流淌和塌边的情况, 导致印刷分辨率降低、线条不平整。焊膏的保存环境要求温度保持在0-5℃, 在此环境下, 焊膏中的各成分会自然分离。为此, 在使用时应将焊膏取出后置于常温20min, 使其自然升温, 然后再利用玻璃棒进行搅拌, 搅拌时间为10-20min;同时焊膏的使用对于环境也有要求, 其理想环境要求温度保持在20-25℃, 湿度保持在40%-60%之间。
丝印锡焊膏是利用丝印机将搅拌好的锡焊膏以漏印的方式置于于PCB焊盘上, 以准备焊接元器件。丝印锡焊膏是SMT生产线的始端。在进行印刷时, 对刮刀进行加压就可使刮刀以一定速度进行推移, 从而使锡焊膏从丝印网板上的各个窗口漏印至PCB的焊盘上。在本产品的丝印过程中所使用的网板为激光切割式且经电镀成形, 厚度0.15mm, 具较高的焊接质量, 焊接效果饱满且不会出现桥接现象。
2.2.2贴装元件
贴装元件是指利用贴片机将SMC安装到PCB的固定位置。在进行印制板的生产之前, 都需利用贴片机对其进行编程, 程序的编制需根据元器件封装形式的不同以及送料器位置的不同进行编写, 程序编写完成之后, 利用该印刷板进行元器件的贴装时也必须依照程序而来, 因此程序的编制必须准确无误, 以免因程序编制错误而导致印制板无法使用, 在进行元件的贴装时也务必要对首板进行检验。
在对印制板进行程序编写时应遵循先结构简单后结构复杂的顺序, 即先编写阻容类元件程序后编写芯片类元件程序, 每个程序编写完成后须进行封装, 每个元件程序编辑完毕之后系统会自动跳入下一元件的编辑。要注意的是, 若元件存在方向性, 则要依照图纸的相关注明按正确的方向进行放置。另在焊接芯片类元器件之前, 必须对引脚进行仔细检查, 看其是否平整、完好。编程结束之后便可开始实施贴片生产, 此过程由贴片机依照已编制好的程序进行自动化生产。
2.2.3回流焊接
元器件贴片完成需进行检查, 经检查无错误、反向或误贴等情况之后将印制板置于回流焊炉传送带上, 实施最后一个步骤——回流焊接。对于回流焊接来说, 最为关键的便是对温度的控制。回流焊接包括预热、保温、回流、冷却四步。预热是指加热PCB, 使其温度由室温上升至150-170℃, 从而快速进入保温段。保温的目的主要是使元器件能保持一个相对稳定的温度, 以减小各元器件之间的温差, 从而平衡电路板的温度, 保温区温度一般控制在180℃左右。在回流区进行加热时, 加热器的温度设置不得超过245℃, 使各元器件温度能快速上升并达到最高值。
加热完成之后, 利用传送带将PCB板运出炉膛, 将其置于室温环境下自然冷却。在加热的过程当中, 焊膏所含铅锡粉末已被融化且得到充分湿润, 此时焊膏已可连接于PCB板表面, 经自然冷却, PCB板便会现出明亮且有良好外形的焊点。在进行回流焊接时, 焊接质量受环境湿度的影响较大, 若环境湿度高于75%, 零件的引脚和金属上则易出现白色腐蚀物, 因此在实际操作的过程当中, 要注意将环境湿度控制在40%-60%, 以保证焊接质量。
2.2.4防静电要求
静电会导致芯片失效, 从而使生产出来的产品调试失败, 影响产品生产的成功率。为避免这种情况, 在实际的生产过程当中还应注意采取有效的防静电措施。首先要保持生产环境的防静电条件, 如操作间使用防静电地板、防静电工作台;其次相关工作人员需着防静电装备;再次在进行检验及返修时需保持工作台面的清洁, 工作人员需戴防静电手环, 并利用防静电镊子或是真空吸笔取料, 以免因用手直接接触元器件而出现静电;最后还应对相关设施进行定期防静电测试。
3 SMT表面贴装技术的发展趋势
随着科学技术的不断进步, SMT将会获得更好的发展, 其在未来的发展趋势将会朝精细化、小型化道路前进, 主要表现在以下方面:
(1) SMC/SMD体积将会更小, 产量会不断扩大, 现1005、0603型等表面贴装式电阻及电容已实现商品化。
(2) 集成电路将实现SMT化并朝小型化方向发展, 现脚间距为0.3mm的IC业已进入市场, 并朝BGA方向发展。
(3) 焊接技术将会更成熟。1994年, 就已有焊接设备厂家制造出利用惰性气体实现波峰焊、回流焊的相关设备, 同时出现了免清洗工艺, 在未来的发展当中, 免清洗工艺将会被大范围推广, 利用惰性气体进行焊接的工艺也会被广泛使用。
(4) 贴片设备及测试设备将会更加灵活、高效。现利用SMT技术的贴片速度为5500片/h左右, 智能化及具高柔性贴片系统的使用大大降低了制造商的生产成品, 提高了其生产效率和精度, 同时满足了其贴片功能多样化的需求。
4结语
相比于传统的THT, SMT具强可靠性、体积小、组装密度高、性能好等优势, 基于这些优势, 现SMT已成为电子产品及电子设备的主要装配技术, 广泛应用于电子产品的生产制造领域。虽然SMT在实际的使用过程当中也存在部分问题, 但是其所发挥的正面作用要更强, 因此应大力提倡SMT技术的使用, 同时不断深入研究, 以完善SMT各工艺流程, 使SMT能发挥其应有的作用, 真正实现电子产品生产的自动化、集成化、装配模块化及工艺制程清洁化, 引领电子行业走向可持续发展道路。
摘要：随着科学技术的发展, 现SMT表面贴装技术已成为微小型电子产品制造所使用的主流装配工艺技术, 并越来越受到人们的关注。文章简单阐述了SMT表面贴装技术的基本概念及特点, 分析了表面贴装技术工艺的应用实践, 并展望了SMT表面贴装技术的发展趋势。
关键词：SMT,表面贴装技术,回流焊接
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表面贴装技术(Surfacd Mounting Technolegy简称SMT)是新一代电子组装技术,随着科技的发展，现在特别是在计算机及通讯类电子产品，已普遍采用SMT技术。SMT将传统的电子元器件压缩成为体积只有几十分之一的器件,从而实现了电子产品组装的高密度、高可靠、小型化、低成本，以及生产的自动化。这种小型化的元器件称为：SMY器件（或称SMC、片式器件）。将元件装配到印刷（或其它基板）上的工艺方法称为SMT工艺。随着SMT技术的普及，SMT生产线对SMY元器件的包装形式、引脚共面性、可焊性等有严格的规定，这就造成了SMT装配的可靠性、可制造性与元器件可靠性检查之间的矛盾；并对元器件、PCB、模板、生产物料的检验、运输、贮存有较高的或者特殊的要求；物料管控和生产计划制定与实施是SMT工厂管理人员经常要面对的问题。同时SMT部门存在诸多问题，特别是物料问题，是SMT内部一直存在却又无法攻克的堡垒，因SMT部的物料问题，同样也给周边部门特别是PMC部带来诸多的麻烦与负担，此时，有必要对SMT物料进行有效管理，这是十分重要的。
现在物料所存在的问题：
1.物料丢失（A级材料、PCB、CHIP料）
2.物料抛料（A级材料、CHIP料）
3.物料报废（A级材料、PCB）
针对存在的问题，同时降低制造成本，提高交货时效，严格物料管理及使用，做出相应的管理措施：
1． 凡从仓库领入车间的所有原物料必须经过物料技术员的清点及登录，并依照当前或未来
将要投产的产品《料站表》或《BOM》，正确的摆放于物料架内，并作明显标识。若有代用或变更应及时确认并知会相关人员。
2． 物料技术员在作业过程中，应对A级料或零料作百分百清点，若发现任何疑点或不足应
立即反映并跟催。工单结束后剩余物料应妥善存放并登录或退归仓库。
3． 在生产过程中，物料技术员应随时巡视各设备MISS状况，并协同组长及工程人员改善。
及时将散件收集分类，并交由IPQC确认后方可使用。
4． 换料技术员在进行换料作业时，必须将空料盘之标识、《料站表》与料架里的物料及标
识认真核对，并如实登卡及填写《换料记录表》。
5． 物料使用应当本着先进先出、满进满出、先整后零的原则，及时将散件收集分装处理，避免遗留或积压。严禁将相同规格但厂商及客户不同的物料相互混用或滥用。
6． 生产线配置空盘及垃圾专用箱，作业员在换料时应将空料盘整齐的摆放于专用箱内，并
在每日下班之前再认真的检查一遍，确保无物料被遗弃其中。
若有不良或报废物料应做到数据准确、标识清晰后再交由相关人员处理。
针对具体物料进行管理，主要从下面几个方面：
一、元器件
1、SMT元器件的特征
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,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%;节省材料、能源、设备、人力、时间等。
2、SMT元器件的参数规格
Chip片电阻，电容等：尺寸规格：0201,0402,0603,0805,1206,1210,2010，等
钽电容：尺寸规格： TANA,TANB,TANC,TANDSOT
晶体管：SOT23,SOT143,SOT89等，二极管，电阻等
SOIC集成电路：尺寸规格： SOIC08,14,16,18,20,24,28,32
QFP 密脚距集成电路PLCC集成电路：PLCC20,28,32,44,52,68,84
BGA 球栅列阵包装集成电路：列阵间距规格： 1.27,1.00,0.80
CSP 集成电路：元件边长不超过里面芯片边长的1.2倍，列阵间距<0.50的microBGA3、SMT元器件的检验和管理
元器件合格供货方的确定根据各类元器件检验要求、程序文件和生产线使用元器件包装形式、可焊性要求，由质检部门和工艺部门协调后制定针对SMT生产线的元器件检验要求实施方案。（破坏生产线使用要求的检验项目列入元器件生产厂家检验，剩余检验项目列入元器件来料检验）
1）元器件检验要求实施方案包括三项：ａ对生产厂家元器件的出厂检验要求；ｂ来料检验要求；ｃ装机前检验要求。由器材采购部门根据元器件检验要求实施方案、生产厂家的生产能力、检验能力，资质确定各元器件合格供方备选名录。
2）合格供货方需要满足的条件：a 具有与所购产品质量要求相适应的质量保证体系；b 能满足单位对生产厂家的检验能力要求条件；c 及时反馈已购元器件在生产过程中的信息变化；d 财务状况及支持能力良好；e 所提供的产品价格合理，供货快捷。器材采购人员根据收集的供方的详细资料与所供产品详细性能参数，指标和样品，提供给工艺部门进行鉴定。工艺部门组织鉴定评审合格后，合格供方列入“合格供方名录”。各类元器件必须从对应的列入合格供方名录的厂家中采购。工艺部门和质检部门定期及时将所用产品质量情况汇总给器材采购部门，器材部门每年综合供方的产品质量，价格，交货期,售后服务等方面进行综合评价。评价结果为不合格的供方应及时通知供方取消其供货资格。每年年底应根据评价结果重新编制合格供方名录
质检部门可根据已使用元器件的质量反馈情况和重要性派出验收代表不定期对采购物资进行入厂检验。此时应在采购合同或有关协议中规定验收的安排和放行的方式。
器材采购部门应按以下内容对采购到所物资进行清点核对：ａ厂家专用合格证明；ｂ物资的名称及规格、型号和批号；ｃ外观标记及损坏情况；ｄ物资数量。质检部门根据单位元器件检验要求实施方案中来料检验细则进行检验
二、PCB板
印制电路板，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了；它的设计主要是版图设计；采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。
1、PCB板的特点
1）可高密度化。100多年来，印制板的高密度能够随着集成电路集成度提高和安装技术进步而发展着。2）高可靠性。通过一系列检查、测试和老化试验等可保证PCB长期（使用期，一般为20年）而可靠地工作着。3）可设计性。对PCB的各种性能（电气、物理、化学、机械等）的要求，可以通过设计标准化、规范化等来实现印制板设计、时间短、效率高。
4）可生产性。采用现代化管理，可进行标准化、规模化、自动化等生产、保证产品质量一致性。5）可测试性。建立了比较完整的测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB产品的合格性和使用寿命。6）可组装性。PCB既便于各种元件标准化组装，又可以进行自动化、规模化的批量生产、同时，PCB和各种元件组装的部件还可组装形成更大的部件、系统，直至整机。7）可维护性。由于PCB产品和各种元件组装的部件是以，标准化设计与规模化生产的。因而这些部件也是标准化的。所以，一旦系统发生故障，可以快速、方便、灵活地进行更换，迅速恢复系统工作。
2、PCB的检验和管理
除原有例行检验要求外，生产线对PCB有以下特殊检验要求：1)目视检验PCB有无较为
严重的弓曲和扭曲。插装PCB板的弓曲和扭曲不应超过1.5%；表面贴装PCB板的弓曲和扭曲不应超过0.75%，同时要适合贴片、焊接和测试的操作要求，否则不予接收。2)PCB板外观应光滑平整，表面不得有污染、裂纹、白斑。3)印制电路导线不得有任何形式的划伤。4)焊盘表面要求平整，不得有突起，无铜箔脱落现象，焊盘无明显氧化现象。5)阻焊膜应完整，不得污染焊盘。6)丝印标记字符、图形等不得覆盖焊盘。7)散装PCB可在入库时检验，真空包装的PCB板应在使用前打开包装，由使用者通知检验员进行抽样检验，并做好记录。8)MARK点无氧化，无阻焊剂，平整度<0.015 mm。
三、SMT模板
1、SMT模板的特点
模板的采购不仅是装配工艺的第一步，它也是最重要的一步。模板的主要功能是帮助锡膏的沉积(deposition)。目的是将准确数量的材料转移到光板(bare PCB)上准确的位置。锡膏阻塞在模板上越少，沉积在电路板上就越多。因此，当在印刷过程中某个东西出错的时候，第一个反应是去责备模板。可是，应该记住，还有比模板更重要的参数，可影响其性能。这些变量包括印刷机、锡膏的颗粒大小和黏度、刮刀的类型、材料、硬度、速度和压力、模板从 PCB 的分离(密封效果)、阻焊层的平面度、和元件的平面性。
2、SMT模板的采购或外协模板的进货检验/验证要求及管理
1)此项检验/验证由工艺工程师进行，检验/验证后的结果由工艺工程师负责填写。2)确认模板尺寸、模板厚度、框架尺寸、定位标记、开口率、开口形状等项是否符合要求。3)模板表面应平整、光洁，无明显划伤。4)用手轻压模板上图形的四边，张力应均等，不得有明显松驰。5)模板型号、模板厚度、供应商应有明显标记。
四、辅料
生产线对以下专用辅料的运输、贮存有特殊要求：
其一：焊膏
1、焊膏的特点
焊膏：焊膏是一种均质混合物，由合金焊粉，糊状焊剂和一些添加剂混合而成的具有一定粘性和良好触变性的膏状体。在常温下，焊膏可将电子元器件初粘在既定位置，当被加热到一定温度时，随着溶剂和部分添加剂的挥发，合金粉的熔化，使被焊元器件和焊盘互联在一起，冷却形成永久连接的焊点。
2、焊膏使用和贮存的注意事顶
1)焊膏购买到货后，应登记到达时间、保质期、型号，并为每罐焊膏编号。
2)焊膏应以密封形式保存在恒温、恒湿的冰箱内，温度在约为（2—10）0C，温度过高，焊剂与合金焊料粉起化学反应，使粘度上升影响其印刷性；温度过低（低于00C），焊剂中的松香会产生结晶现象，使焊膏形状恶化。
3)焊膏使用时，应提前至少2小时从冰箱中取出，写下时间、编号、使用者、应用的产品，并密封置于室温下，待焊膏达到室温时打开瓶盖。如果在低温下打开，容易吸收水汽，再流焊时容易产行锡珠。注意：不能把焊膏置于热风器、空调等旁边加速它的升温。
4)焊膏开封后，应至少用搅拌机或手工搅拌5分钟，使焊膏中的各成分均匀，降低焊膏的粘度。注意：用搅拌机进行搅拌时，搅拌频率要慢，大约1—2转/秒钟。
5)焊膏置于漏版本上超过30分钟未使用时，应先用丝印机的搅拌功能搅拌后再使用。若中间间隔时间较长，应将焊膏重新放回罐中并盖紧瓶盖，再次使用应按4）进行操作。
6)根据印制板的幅面及焊点的多少，决定第一次加到漏版上的焊膏量，一般第一次加200—300克，印刷一段时间后再适当加入一点。
7)焊膏印刷后应在24小时内贴装完，超过时间应把焊膏清洗后重新印刷。
8)焊膏开封后，原则上应在当天内一次用完，超过时间使用期的焊膏绝对不能使用。
9)从漏版上刮回的焊膏也应密封冷藏。
10)焊膏印刷时间的最佳温度为250C±30C，温度以相对湿度60％为宜。温度过高，焊膏容易吸收水汽，在再流焊时产生锡珠。
其二、助焊剂
在焊膏中，助焊剂是合金焊料粉的载体，其主要的作用是清除被焊件以及合金焊料粉的表面氧化物，使焊料迅速扩散并附着在被焊金属表面。
1、助焊剂的特点：
助焊剂的物理化学作用是：辅助热传导，去除金属表面和焊料本身的氧化物或其它污染，浸润被焊接金属的表面，覆盖在高温焊料表面，保护金属表面避免氧化和减少熔融焊料表面张力促进焊料扩展和 流动，提高焊接质量。
2、对助焊剂要求是：
1）焊剂与合金焊料粉要均匀；2）要采用高沸点溶剂，防止再流焊时产生飞溅；3）高粘度，使合金焊料粉与溶剂不会分层；4）吸湿性，防止因水蒸汽引起飞溅；5）氯离子含量低。即具有一定的化学活性；具有良好的热稳定性和润湿性；对焊料的扩展具有促进作用；留存天 于基板的焊剂残渣对基板无腐蚀性；具良好的清洗性，氯的含有量在0。2%（W/W）以下。助焊剂的物理化学作用是：辅助热传导，去除金属表面和焊料本身的氧化物或其它污染，浸润被焊接金属的表面，覆盖在高温焊料表面，保护金属表面避免氧化和减少熔融焊料表面张力促进焊料扩展和流动，提高焊接质量。
五、仓库的管理
配套库领用储存、配套：
1）外购件、外协件、半成品入库时，应根据入库单上的内容如产品名称、型号、数量、验收合格凭证等进行验收，办理入库登记手续。2）库房贮存环境条件与设施必须与贮存物品的贮存条件相符合，如温度、湿度、清洁度和防静电措施等。3）所存放的物品应按类别、品种、规格、型号、批次等进行码放与管理，作好标识。4）对于具有腐蚀性、污染性和剧毒性化工产品必须单独密封贮存，严禁与其他物资混合贮存。5）库房管理员应对贮存物品定期巡查、盘点、核对，发现质量问题及时报告部门主管。6）对有贮存期限的物品应按计划采购并做好标识，先入库的先出库，避免超过贮存期限。对于超过贮存期的物品，库房管理员应及时向部门主管报告，申请报废处理。7）库房管理员应确保帐目清晰。8）出库时，库房管理员应核对出库物品的品种和数量，认真填写出库单。
一般企业都有两个经济上的目标：生存与利润，而一切的管理效率工作都是在这两大目标下求取最大的达成率。进行物料管理的目的就是让企业以最低费用和理想且迅速的流程，能适时、适量、适价、适质地满足使用部门的需要，减少损耗，发挥物料的最大效率
物料管理是降低成本的基础加工工业的材料费用在产品成本中占 60％~70％，冶金工业中比重更大，而且该比重进一步加大的趋势，要降低成本，必须搞好物料管理。
物料管理是加快企业流动资金周转速度 现代大工业企业中储备资金在流动资金 中所占比例达到50％~60％，库存资金 约相当销售总额的10％~20％。因此，合理地确定采购批量，加强库存管理和控制，是改善经营、提高经济效益的重要途径。
一、單項選擇題(25題,每題2分,共50分;每題的備選答案中,只有一個最符合題意,請將其編號填涂在答題卡的相應方格內)1.目前SMT最常使用的焊錫膏Sn和Pb的含量各為:（）A.63Sn+37Pb A.3mm A.1005
B.90Sn+37Pb
C.37Sn+63Pb
D.50Sn+50Pb 2.常見的帶寬為8mm的紙帶料盤送料間距為:()
B.4mm B.1608
C.5mm C.4564
D.6mm D.0805
D.a->d->b->c 3.下列電容尺寸為英制的是:（）4.SMT產品頇經過：a.零件放置
b.迥焊
c.清洗
d.上錫膏,其先後順序為:（）A.a->b->d->c A.272R A.103uf A.153℃
B.b->a->c->d
C.d->a->b->c
5.符號為272之元件的阻值應為:()
B.270歐姆 B.10uf
C.2.7K歐姆
C.0.10uf C.220℃
D.27K歐姆 D.1uf D.230℃ 6.100NF元件的容值與下列何種相同:（）7.63Sn+37Pb之共晶點為:()
B.183℃
8.錫膏的組成:（）A.錫粉+助焊劑 A.682
B.錫粉+助焊劑+稀釋劑 B.686
C.錫粉+稀釋劑
D.684
D.W=1.25,L=2.0
D.0.6 9.6.8M歐姆5%其符號表示:()
C.685 10.所謂2125之材料:（）A.L=2.1,W=2.5 A.0.3
B.L=2.0,W=1.25 B.0.4
C.W=2.1,L=2.5
C.0.5
11.QFP,208PIN之IC IC腳距:（）12.SMT環境溫度:（）A.25±3℃
A.BOM
B.30±3℃ B.ECN B.5KG/cm
2C.28±3℃ C.上料表 C.6KG/cm2
D.32±3℃ D.以上皆是 D.7KG/cm2 13.上料員上料必頇根據下列何項始可上料生產:（）14.SMT設備一般使用之額定氣壓為:（）A.4KG/cm2 A.幅射 15.鉻鐵修理零件利用:()
B.傳導
B.電鑄法
C.傳導+對流
C.蝕刻
D.對流 D.以上皆是
1／4 16.鋼板的製作下列何者是它的制作方法:（）A.雷射切割 17.迥焊爐的溫度按:（）A.固定溫度數據
B.利用測溫器量出適用之溫度
D.可依經驗來調整溫度
C.以上皆是
C.清潔劑
D.以上皆非 D.助焊劑
D.每季保養 D.視情況而定 C.根據前一工令設定 A.零件未粘合A.水
18.迥焊爐之SMT半成品於出口時其焊接狀況是:()
B.零件固定於PCB上
B.異丙醇
19.鋼板之清潔可利用下列熔劑:（）20.機器的日常保養維修項:（）A.每日保養 A.不要
B.每週保養
B.要
C.每月保養
C沒關係
21.迥焊爐零件更換製程條件變更要不要重新測量測度曲線:（）22.錫膏測厚儀是利用Laser光測:（）A.錫膏度
a.BOM A.a,b,d A.4mm
B.錫膏厚度
b.廠商確認 B.a,b,c,d
C.錫膏印出之寬度 D.以上皆是
d.品管說了就算 D.a,c,d 23.目檢段若無法確認則需依照何項作業:()
c.樣品板 C.a,b,c
24.若零件包裝方式為12w8P,則計數器Pinth尺寸頇調整每次進:（）B.8mm b.管路放水
C.12mm c.檢查機台
D.16mm
d.檢查空壓機
D.a->d->c->b 25.機器使用中發現管路有水汽該如何,處理程式:()a.通知廠商 A.a->b->c->d
B.d->c->b->a
C.b->c->d->a
二、多項選擇題(10題,每題3分,共30分:每題的備選答案中,有兩個或兩以上符合題意的答案,請將其編號填涂在答題卡的相應空格內,錯選或多選均不得分;少選,但選擇正確的,每個選項得0.5分,最多不超過1.5分)1.SMT零件進料包裝方式有:（）A.散裝 B.管裝
C.匣式
D.帶式
E.盤狀
D.卷帶式供料器 2.SMT零件供料方式有:（）A.振動式供料器 A.輕
A.紙帶 A.PCB A.側立
B.靜止式供料器
C.薄
C.盤狀供料器 D.短
3.與傳統的通孔插裝相比較,SMT產品具有（）的特點: B.長
E.小
4.以卷帶式的包裝方式,目前市面上使用的種類主要有:（）B.塑膠帶
C.背膠包裝帶
C.錫膏
C.缺裝
D.點膠 D.多件
2／4 5.SMT產品的物料包括哪些:（）B.電子零件
B.少錫
6.下面哪些不良可能發生在貼片段:（）7.常用的MARK點的形狀有哪些:（）A.圓形 B.橢圓形
C.“十”字形
D.正方形
8.錫膏印刷機的種類:（）A.手印鋼板台
B.半自動錫膏印刷機 C.全自動錫膏印刷機 D.視覺印刷機
C.真空吸力定位
D.夾板定位 9.SMT設備PCB定位方式:（）A.機械式孔定位 B.板邊定位
10.迥焊機的種類:（）A.熱風式迥焊爐 B.氮氣迥焊爐 不給分)（）1.SMT是SURFACE MOUMTING
TECHNOLOGY的縮寫。（）2.SMT零件依據零件腳有無可分為LEAD與LEADLESS兩種。（）3.SMT製程中沒有LOADER也可以生產。
（）4.SMT半成品板一般都是用手直接去拿取,除非有規定才戴手套。（）5.PROFILE溫度曲線圖是由升溫區,恆溫區,溶解區,降溫區所組成。（）6.SMT流程是送板系統-錫膏印刷機-高速機-泛用機-迥流焊-收板機。（）7.泛用機只能貼裝IC,而不能貼裝小顆的電阻電容。（）8.貼片時該先貼小零件,後貼大零件。（）9.高速機和泛用機的貼片時間應盡量平衡。
（）10.當發現零件貼偏時,必頇馬上對其做個別校正。
C.laser迥焊爐
D.紅外線迥焊爐
三、判斷題(10題,每題2分,共20分。請將判斷結果填涂在答題卡相應的對或錯的位置上。不選
3／4 《SMT工程》試卷答案(一)
一、單選題
1.A
2.B
3.D
4.C
5.C
6.C
7.B
8.B
9.C
10.B
11.C
12.A 13.D
14.B
15.C
16.D
17.B
18.B
19.B
20.A
21.B
22.DB
23.C
24.B 25.C
二、多項選擇題
1.ABCD
2.ACD
3.ACDE
4.ABC
9.ABCD
10.ABCD
三、判斷題
1~10 錯對對錯對對錯對對錯
5.ABCD
6.ACD
为进一步强化SMT车间现场管理，净化SMT车间内部环境，创造一个良好的工作氛围，不断提高生产质量，降低生产成本，提高公司经济效益。是SMT车间保持良好的专业形象，将管理系统化、规范化和科学化，同时保障员工利益。经SMT车间领导共同研究决定，制定本条例，SMT车间所有员工必须遵守，具体规定如下：
1.严格执行公司有关程序文件和作业指导书。
2.公司员工进入车间必须更换防静电鞋、防静电衣，离开公司必须更换服装。
3.外来人员进入公司生产现场，须有公司同意并有专人陪同，严格按照要求戴鞋套，按照指定路线进入车间。
4.生产车间不准有成品和零部件包装纸箱进入，物流专用托架、周转箱用完后要放回专属位置。
5.每位员工上班前应做好本岗位清洁工作，下班后根据5S要求和车间值日表，做好周围环境卫生工作。
6.接触线路板的操作人员进入车间必须戴好放静电手环，到岗后接上插座，不得随意脱掉。
7.未使用或待使用的元器件应放置在规定的存放箱中，使用工具应整齐地摆放在规定的工具箱中。
8.生产人员在生产过程中，必须保障自身安全、他人安全、设备安全。严格按照操作规程进行操作。不得私自乱调设备，一经发现将严肃处理，造成重大事故者要承担相应的法律责任（管理人员因管理粗心也要受到连带处罚）。
9.操作人员进入车间，手机必须关闭，上班时间不准使用手机。10.不准将食品带入生产区域内，上班时间不准吃零食。
11.工作时间不允许聊天和大声喧哗，不允许串岗。工作期间应忠于职守，不得消极怠工，不得私自离岗。
12.在生产过程中，要节约用料，不得随意乱扔物料、工具，掉在地上的元器件必须检起，交予炉后工作人员。
13.尊重领导，坚决服从上级的正常调动和工作安排，如有不同意见，应及时婉转相告，如一经上级领导决定，必须遵照执行。14.为保障车间纪律的严肃性，车间领导要求各有关人员必须严格遵照执行，同时要求生产线长和班组长严加管理。确保文明生产、安全生产、保质保量生产。
上海宝擎电子SMT车间
MES的关键是强调整个生产过程的优化, 它需要收集生产过程中大量的实时数据, 并对实时事件及时处理。同时又与计划层和控制层保持双向通信能力, 从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。
1 SMT车间数据采集技术
对SMT车间进行数据采集是建立电子电路表面贴装MES系统的基础, 通过对SMT车间数据的采集可以实现制造数据可视化、数据监控以及计划跟踪等。同时也是实现异常报警和生产、质量信息报表查询等功能的前提。SMT车间数据采集技术一强调与设备控制系统的集成, 二是实现生产数据的实时收集。这需要对数据采集的采集方式、参数的确定、软硬件实现、信号处理方法等问题开展技术研究。
1.1 需要实现的基本功能
能够给MES系统提供数据的高效采集模块, 其主旨就是在尽可能节省成本和资源的情况下, 将各个设备的实时状况快速、稳定、有效地收集并集中起来, 特点:
1) 把企业现有主要设备组成一个工业监控网络, 实现分散设备的集中监控;2) 通过一定的通讯协议或传感器, 采集各设备的生产参数, 实时监控生产过程;3) 生产参数出现异常时, 实时报警, 报警信息实时反馈给生产管理人员及现场工程师;4) 数据采集系统运行稳定, 可靠性高, 不影响原有设备的正常运转。
1.2 可采用的采集方式
在SMT车间中, 由于设备的多样性, 能够采用的数据采集方式有:1) 从设备控制系统获得信号;2) 通过传感器获取分立模拟信号;3) 采集开关量信号。
1.3 关键设备及主要需要采集的参数
对SMT车间关键设备制造数据的收集、整理, 是进行生产计划安排、产品历史记录维护以及其它生产管理的基础。实现数据采集的生产和检测的关键设备主要包括:1) 焊膏印刷机;2) 点胶机;3) 贴装机;4) 回流焊炉;5) 飞针、X-Ray测试机台、光学检测仪 (AOI) 等其他检测设备。
2 自动数据采集的实现
就当前的关键设备而言, 它们的操作系统既有windows也有Unix, 老一点的设备还有DOS系统;通讯接口也有RS232和RJ45、甚至于还有非标准电脑接口;数据存储格式也是一家一个样子, 完全没有统一和协调性, 只能针对不同类型的设备, 实施相应的数据采集方法。
2.1 从设备系统直接获得所需数据
1) 接口通讯方式采集
在接口通讯中, GEM设备的广泛使用可谓是一大进步, SECS II (半导体设备通讯标准) /GEM (设备通讯模型) 协议是由半导体设备和材料国际协会 (SEMI) 负责起草的一个行业规范, 它的出现本来只是针对半导体生产设备, 使来自不同供应商的控制系统和设备统一通讯协议, 具有GEM兼容接口的设备可以方便地集成到企业的MES策略中去。目前市面上的绝大多数设备供应商的大多数设备通过多种扩展方式, 都拥有了满足SECS II/GEM协议的兼容接口。
2) 直接获取数据文件
其他的一些设备, 有的已经将数据采集的功能集成在其控制软件里, 可以导出我们所需的数据内容;而有的则是像飞针、X-Ray测试机台、光学检测仪等类似的检测设备, 其运行成果就是数据文件, 需要人工审核的。我们都可以同过与这些设备的控制电脑联网, 使用TCP/IP等常用协议传输文件, 实现数据的采集。
2.2 加装传感器获取数据
对于第一种方法无法实现的情况, 我们可能会使用加装特定传感器来实现监控的目的。最为常见需要加装传感器的设备便是回流焊炉。虽然很多回流炉也提供了GEM兼容接口, 或是可以实时记录自身温度传感器的数据, 然而这些温度数据仅仅是反映了各个温区的大致温度, 与PCB板在回流炉中的实际温度还是有所差异, 这样采集到的数据就不能作为生产控制的参考。于是, 炉温测试仪便应需要而产生。传统的炉温测试仪都是将传感器安装在PCB板上, 随PCB板一同通过回流炉, 并记录炉温曲线, 这样可以得到相当精确的炉温曲线, 真实反映了PCB在加热过程中的实时温度, 不过其方式过于复杂, 不便于批量生产中作实时数据采集。而像美国KIC公司新产品KIC 24/7则是采用了新的方式, 将热传感器安装在PCB传送带上均匀分布, 安装在炉子内的30个热电偶在持续不停的监控制程温度变化, 这种变化将以制程温度曲线的方式连续显示在测试仪电脑屏幕上, 而数据则同时被记录在硬盘上。
2.3 采集开关量信号
对于开关量信号的采集相对来说比较简单, 只需要记录一些关键线路的通断, 用于确定整个MES网络的工作良好, 包括设备的运转正常和传输线路的畅通。
3 结论
数据采集是实现MES的关键, 要根据具体车间的现场环境采取有效的合理的方法, 进行实时地数据采集。但数据采集的难度又是限制MES在SMT行业的发展, 导致生产效率上不去的直接原因。因此, 倡导各个SMT设备供应商联合起来统一接口、统一数据规范已是一种迫切需求。当数据采集如同探囊取物般容易时, MES才能SMT这片空间内得到真正的大发展, SMT行业也必迎来新的春天。
摘要：数据采集技术是实现制造执行系统 (MES) 的关键, 文章针对MES在表面贴装技术 (SMT) 行业的实现, 从MES的发展讲起, 介绍SMT车间数据采集的要求, 论述数据采集实现的多种方法, 并评价其优劣, 最后对数据采集技术的前景作了展望。
关键词：高效数据,采集技术,SMT行业
参考文献
[1]彭瑜.制造执行系统 (MES) 的发展和挑战[D].中国自动化学会制造执行系统 (MES) 在管控一体化中的作用研讨会论文集, 2002 (10) :1-12.
[2]许久钦.半导体设备通讯标准界面应用[J].机械工业杂志, 246:167-177.
姓 名：大学生个人简历网
性 别： 女
出生年月： 1991年7月
工作经验： 应届毕业生
毕业年月： 9月
最高学历： 中专
毕业学院： 中南技术学校
所修专业： 电子计算机
居 住 地： 江苏省 无锡市 南长区
籍 贯： 四川省 南充市 蓬安县
求职概况 / 求职意向
职位类型： 全职
期望月薪： 面议
期望地点： 四川省 成都市 ，江苏省 无锡市 ，广东省 深圳市
期望职位： SMT技术员
意向概述： 在SMT工作已经4年了
教育经历
时间 院校 专业 学历
1月 - 2011月 中南职业技术学校 电子计算机 中专
工作经历/社会实践经历
时间 工作单位 职务
年12月 - 1月 镇江强凌电子有限公司 SMT技术员
联系方式
电子邮箱：
手 机：
1.一般来说，SMT车间规定的温度为25±3℃，湿度为30－60%RH ；
2.锡膏印刷时，所需准备的材料及工具锡膏、钢板﹑刮刀﹑擦拭纸、无尘纸﹑清
洗剂﹑搅拌刀，手套；
3.一般常用的锡膏合金成份为Sn/Pb合金，且合金比例为
63/37； 4.锡膏中主要成份分为两大部分：
锡粉和助焊剂。
5.助焊剂在焊接中的主要作用是去除氧化物﹑破坏融锡表面张力﹑
防止再度氧化。
6.锡膏中锡粉颗粒与Flux(助焊剂)的体积之比约为1:1，重量之比
约为9:1。7.锡膏的取用原则是先进先出；
8.锡膏在开封使用时，须经过两个重要 的过程：回温﹑搅拌，有自动搅拌机的可直接搅拌回温；
9.钢板常见的制作方法为
﹕蚀刻﹑激光﹑电铸；
10.SMT的全称是Surface mount(或mounting)technology，中
文意思为表面粘着（或贴装）技术；
11.ESD的全称是Electro-static discharge，中文意思为静电放电； 12.制作SMT设备程序时，程序中包括五大部分，此五部分为
PCB data； Mark data； Feeder data； Nozzle data； Part data；
13.无铅焊锡
Sn/Ag/Cu 96.5/3.0/0.5的熔点为 217℃。14.零件干燥箱的管制相对温湿度为 < 10% ；
15.常用的被动元器件(Passive Devices)有：电阻、电容、电感（或二极体）等
；主动元器件(Active Devices)有：电晶体、IC等； 16.常用的SMT钢板的材质为不锈
钢；
17.常用的SMT钢板的厚度为0.15mm(或0.12mm)；
18.静电电荷产生的种类有
摩擦﹑分离﹑感应﹑静电传导等﹔静电电荷对电子工业的影响为﹕ESD失效﹑静电污染
﹔静电消除的三种原理为静电中和﹑接地﹑屏蔽。
19.英制尺寸长x宽0603=
0.06inch*0.03inch﹐公制尺寸长x宽3216=3.2mm*1.6mm；
20.排阻ERB-05604-<讲文
明、懂礼貌>1第8码“4”表示为4 个回路，阻值为56欧姆。电容ECA-0105Y-M31容值为
C=106PF=1NF =1X10-6F；
21.ECN中文全称为﹕工程变更通知单﹔SWR中文全称为﹕特
殊需求工作单﹐必须由各相关部门会签，文件中心分发，方为有效； 22.５S的具体
内容为整理﹑整顿﹑清扫﹑清洁﹑素养； 23.PCB真空包装的目的是防尘及防潮；
24.品质政策为﹕全面品管﹑贯彻制度﹑提供客户需求的品质﹔全员参与﹑及时处理﹑
以达成零缺点的目标；
25.品质三不政策为﹕不接受不良品﹑不制造不良品﹑不流出
不良品；
26.QC七大手法中鱼骨查原因中４M1H分别是指（中文）: 人 ﹑机器﹑物料
AOI具有检测效率高、检测稳定而可靠、编程便捷等特点, 并且它还能够提供检测数据分析和实时工艺信息反馈, 可以用于SMT生产的在线检测, 运用其高速高精度视觉处理技术, 自动检测PCB板上各种不同贴装错误及焊接缺陷, 从而提高SMT产线的产品质量和生产效率。
1 在SMT生产中应用AOI的意义
首先, 应用AOI设备的意义在于克服人工目检的局限性。如果在SMT生产线上主要依靠人工目检进行检测, 由于人工检验的主观性, 其检验结果并不十分令人信服, 而且对于高密度复杂的表面贴装电路板, 人工目检即不可靠也不经济, 而对微小的组件, 如0603、0402等, 人工目检实际上已失去了意义。
其次, 应用AOI设备的可以克服ICT测试的盲点, 是对ICT检测的很好补充。
ICT (IN CIRCUIT TEST) 在线测试是用电学的原理对PCB及PCBA的线路及电子组件的特性进行检查。检查项目有:开路, 短路, 电子组件的特性不良, IC的保护二极管不良, 组件空焊, 浮高等;但ICT测试存在明显的盲点是PCBA的外观不良 (但不影响功能) , 如:组件的破损、组件的偏位、电器特性相通的短路、大电容串联笑电容、大电阻并联小电阻等。
而AOI是用光学的原理对PCB及PCBA上的电子组件进行外观检查, 与ICT测试的侧重点与盲点是不同的, 二者合并对PCBA进行测试, 可以形成互补, 这样将大大保证产品的质量。
2 AOI技术在SMT中使用的现况
现在应用AOI的主要指导思想是进行缺陷发现, 应用的侧重点几乎都是产品的质量检验和品质鉴定方面。这是因为人们对于产品制造质量最感兴趣的是在产品离线后的质量状况, 即最终品质, 所以检测产品质量这个目的是很重要的, 也是AOI现在普遍应用的方面。
鉴于上述AOI的应用指导思想、使用目的以及成本的原因, 现在SMT产线上, AOI的应用方案几乎全是1台AOI置于回流焊炉之后、ICT之前, 特别是中小企业更是采用这种应用方案。
AOI放在这个位置, 主要用来检测贴片机在贴完零件后, 经过回焊炉后出现的不良以及测试元件与焊盘的焊接效果。对于一些常见的不良, 如:少件、偏位、立碑、错件、反白、多件、反向、侧立、短路、少锡、空焊等, 都可以做到很好地检测。采用这种方案最大的好处是所有工艺环节中的不良都能够在这一阶段检出, 因此不会有缺陷流到最终客户手中。
3 AOI的应用改进和位置策略
笔者认为应该调整AOI应用的指导思想和应用方案, 从主要用于缺陷发现, 改变成主要用于缺陷防止, 应用的侧重点也应改为工艺跟踪和过程控制方面。
基于这种指导思想, AOI的工作重点就从主要用来检测产品生产结果, 改为监视产品的生产过程, 典型的监测内容包括详细的缺陷分类和元件贴放偏移信息等等, 通过AOI的监视器可以观察产品工艺, 监视工作细节, 虽然工艺控制信息一般比产品质量信息少, 但它可以直接收集特殊工艺问题, 比起其它应用目的信息, 工艺控制信息对提高质量更重要。
在SMT产线上, AOI应用于不同的位置可以产生相应不同的工艺控制信息和质量信息, 于是就有了多种应用策略。
3.1 1台AOI设备, 放置于锡膏印刷机之后贴片机之前
这种方案, AOI主要用来测试锡膏印刷的效果, 可以发现印刷过程的不良, 从而将因为锡膏印刷不良产生的焊接缺陷降低到最低。在这个阶段可生成一些定量程控信息资料, 如印刷偏移和焊锡量信息, 而有关印刷焊锡的定性信息也会产生, 供生产工艺人员分析使用。测试项目主要有:无锡、少锡、多锡、短路、锡膏印刷偏位等锡膏印刷不良, 这些主要是通过检测锡膏的X-Y尺寸、锡膏体积 (X-Y-Z) 来计算的。
由于SMT绝大部分不良来自于印刷, 所以控制改善印刷工艺环节的缺陷, 有着很重要的意义, 特别是对于那些批量大、设计相对简单的产品加工, 把AOI放置于印刷机之后, 会起到事半功倍的效果。
3.2 1台AOI设备放置于贴片机之后回焊炉之前
这种方案AOI主要用来测试贴片机的贴片效果, 这是一个典型的检查位置, 因为这里可发现来自锡膏印刷以及机器贴放的大多数缺陷, 主要有:少件、偏位、立碑、错件、反白、多件、反向、侧立等。特别是对应窄间距、密脚、BGA或其它大元件来说, 这是一个好检测位置, 因为大多数缺陷与密脚元件有关。在这位置可以产生定量程控信息, 提供贴装设备校准的信息, 该信息可用来修改组件贴放或表明贴片机需要校准。
这种方案的优点是, 在这个环节上发现不良时, 修复成本费用很低, 如果能够及时发现不良, 就能及时改正修复。这种方案比较适合那种只有少数窄间距密脚元件的产品生产。
3.3 2台AOI设备, 1台放置回焊炉后, 另一台放置于贴片机之后回焊炉之前
这种方案, 既检测了产品的最终焊接效果, 不至于使不良流到用户手中, 又能兼顾检测监控印刷和贴片的工艺状况, 对于中型电子制造企业来说, 不失为一种不错的AOI配置策略, 但显然生产成本增加了。
3.4 3台以上AOI设备, 放置于每一个工艺步骤之后
理论上这是最理想的方案, AOI系统放在每一个工艺步骤之后:锡膏印刷、高速贴片、BGA和密脚贴装和回流焊接, 各个AOI把各自检测监控的有关数据 (锡膏印刷缺陷数据、贴片缺陷数据、焊接缺陷数据) , 通过总线传输到计算机数据库, 进行智能分析, 然后反过来去控制各个工艺环节, 从而使产品的品质得到有效保障, 但这种方案将大大地提高生产成本。
4 AOI的应用瓶颈和应对技巧
任何事物都不可能是十全十美, AOI技术不管是在缺陷发现方面还是缺陷防止方面也都存在其不足之处, 它也有难检测和不可检测的元器件, 如:AOI系统不能检测电路错误、对不可见焊点 (BGA、CSP、FlipChip等不可见的焊点) 的检测也无能为力等等。
由于AOI存在着这种应用上的局限性, 就要求我们AOI技术人员, 一方面应该针所生产的每种产品, 制作相应的AOI盲点图, 这样AOI检查人员和炉后总检就可以根据AOI盲点图来重点查看AOI难检测和不可检测的元件。另一方面, 利用ICT、X射线测试等其它技术作为补充, 通过与其它技术一起使用来达到最佳的测试效果。
总之, AOI测试技术在我国的应用仍属于起步发展阶段, 虽然还存在着许多不完善的地方, 但随着SMT不断向轻型化、薄型化、微小化发展, AOI大规模使用已成为必然趋势, 伴着市场规模的不断扩大, 生产厂商的不断增加, AOI技术也将不断发展, 功能更强的AOI将成为SMT生产环节中不可或缺的设备, AOI的应用策略也会更丰富、更科学、更有效。
摘要：AOI技术目前已经在SMT产线上广泛应用, 但主要是用于电子产品的缺陷发现方面, 本文就如何在SMT产线的几个环节上使用AOI进行缺陷防止, 从应用方法特点、应用位置和应用策略等几个方面进行了探讨, 从而提高SMT产线上电子产品的生产质量。
关键词：AOI,SMT,缺陷防止,应用策略
参考文献
[1]鲜飞.AOI技术的实施技巧[J].电子工业专用设备, 2008 (2) .
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