第4章 首板试贴及检验
4.1 首件试贴并检验 一、程序试运行
程序试运行一般采用不贴装元器件(空运行)方式,若试运行正常则可正式贴装。 二、首件试贴 1.调出程序文件；
2.按照操作规程试贴装一块PCB； 三、首件检验 1.检验项目
（1）各元件位号上元器件的规格、方向、极性是否与工艺文件（或表面组装样板）相符；
（2）元器件有无损坏、引脚有无变形；
（3）元器件的贴装位置偏离焊盘是否超出允许范围。 2.检验方法
检验方法要根据各单位的检测设备配置而定。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.检验标准
按照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)执行。
4.2 根据首件试贴和检验结果调整程序或重做视觉图像
一、如检查出元器件的规格、方向、极性错误,应按照工艺文件进行修正程序 二、若PCB的元器件贴装位置有偏移，用以下两种方法调整
1.若PCB上的所有元器件的贴装位置都向同一方向偏移,这种情况应通过修正PCB Mark的坐标值来解决。把PCB Mark的坐标向元器件偏移方向移动,移动量与元器件贴装位置偏移量相等,应注意每个PCB Mark的坐标都要等量修正。
2.若PCB上的个别元器件的贴装位置有偏移,可估计一个偏移量在程序表中直接修正个别元器件的贴片坐标值,也可以用自学编程的方法通过摄像机重新照出正确的坐标。
三、如首件试贴时,贴片故障比较多要根据具体情况进行处理 1.拾片失败。如拾不到元器件可考虑按以下因素进行检查：
（1）拾片高度不合适,由于元件厚度或Z轴高度设置错误，检查后按实际值修正； （2）拾片坐标不合适,可能由于供料器的供料中心没有调整好,应重新调整供料器； （3）编带供料器的塑料薄膜没有撕开，一般都是由于卷带没有安装到位或卷带轮松紧
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不合适,应重新调整供料器；
（4）吸嘴堵塞,应清洗吸嘴；
（5）吸嘴端面有赃物或有裂纹,造成漏气；
（6）吸嘴型号不合适,若孔径太大会造成漏气，若孔径太小会造成吸力不够； （7）气压不足或气路堵塞,检查气路是否漏气、增加气压或疏通气。 2.弃片或丢片频繁,可考虑按以下因素进行检查并处理: （1）图像处理不正确,应重新照图像； （2）元器件引脚变形；
（3）元器件本身的尺寸、形状与颜色不一致,对于管装和托盘包装的器件可将弃件集中起来,重新照图像；
（4）吸嘴型号不合适、真空吸力不足等原因造成贴片路途中飞片； （5）吸嘴端面有焊膏或其它赃物,造成漏气； （6）吸嘴端面有损伤或有裂纹,造成漏气。 4.3 连续贴装生产 按照操作规程进行生产。 贴装过程中应注意的问题:
1.拿取PCB时不要用手触摸PCB表面,以防破坏印刷好的焊膏； 2.报警显示时,应立即按下警报关闭键,查看错误信息并进行处理；
3.贴装过程中补充元器件时一定要注意元器件的型号、规格、极性和方向； 贴装过程中,要随时注意废料槽中的弃料是否堆积过高,并及时进行清理,使弃料不能高于槽口,以免损坏贴装头。
4.4 SMT在生产中的质检和故障处理
因为SMT生产中,焊膏印刷、贴片机的运行、再流焊炉焊接等均应列为关键工序,所以就从这几部分进行叙述。
一、组装前的检验 (来料检验) 1.检验方法
检验方法主要有目视检验、自动光学检测(AOI)、X光检测和超声波检测、在线测、功能测等。
（1）目视检验是指直接用肉眼或借助放大镜、显微镜等工具检验组装质量的方法。 （2）自动光学检测(AOI)、主要用于工序检验:印刷机后的焊膏印刷质量检验、贴装后的贴装质量检验以及再流焊炉后的焊后检验,自动光学检测用来替代目视检验:X光检测和超声波检测主要用于BGA、CSP以及Flip Chip的焊点检验。
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（3）在线测试设备采用专门的隔离技术可以测试电阻器的阻值、电容器的电容值、电感器的电感值、器件的极性、以及短路(桥接)、开路(断路)等参数,自动诊断错误和故障,并可把错误和故障显示、打印出来。
（4）功能测用于表面组装板的电功能测试和检验。功能测就是将表面组装板或表。 面组装板上的被测单元作为一个功能体输入电信号,然后按照功能体的设计要求检测输出信号,大多数功能测都有诊断程序,可以鉴别和确定故障。但功能测的设备价格都比较昂贵。最简单的功能测是将表面组装板连接到该设备的相应的电路上进行加电,看设备能否正常运行,这种方法简单、投资少,但不能自动诊断故障。
具体采用哪一种方法,应根据各单位SMT生产线具体条件以及表面组装板的组装密度而定。
2.来料检验
来料检验是保证表面组装质量的首要条件,元器件、印制电路板、表面组装材料的质量直接影响表面组装板的组装质量。因此对元器件电性能参数及焊接端头、引脚的可焊性；印制电路板的可生产性设计及焊盘的可焊性；焊膏、贴片胶、棒状焊料、焊剂、清洗剂等表面组装材料的质量都要有严格的来料检验和管理制度。如表4-1
表5-1 来料 元 器 件 性能 PCB 检测项目 元件旱端90%沾锡 引线共面性 一般要求 检测方法 润湿和浸渍试验 光学平面和贴装机共面性检查 抽样，仪器检查 目检 平面测量 旋转浸渍等 热应力试验 加热称量法 测量显微镜 旋转式黏度剂，印刷，滴涂 拉力 ，扭力计 印刷，滴涂试验 光谱分析 可焊性 235+- 5摄氏度，2+-0.2s < 0.1mm 75~91% 1~4级 17
尺寸与外观 可焊性 阻焊膜附着力 金属百分含量 旱料球尺寸 金属粉末含氧量 粘度,工艺性 粘结强度 工艺性 杂质含量 翘曲度 小于0.0075mm/mm 工 艺 焊膏 粘接性 材
棒状焊料 料 助焊剂 清洗剂 活性 比重 免洗或可清洗性 清洗能力 对人和环境有害 79~82 安全无害 铜镜,焊接 比重计 目测 清洗试验,测量清洁度 化学成分分析鉴定 3.表面组装元器件(SMC/SMD)检验
元器件主要检测项目:可焊性、引脚共面性和使用性,应由检验部门作抽样检验。元器件可焊性的检测可用不锈钢镊子夹住元器件体浸入235℃±5℃或230℃±5℃的锡锅中,2土0.2s或3士0.5s时取出,在20倍显微镜下检查焊端的沾锡情况.要求元器件焊端90%沾锡。
作为加工车间可做以下外观检查：
(1)目视或用放大镜检查元器件的焊端或引脚表面是否氧化、有无污染物. (2)元器件的标称值、规格、型号、精度、外形尺寸等应与产品工艺要求相符。 (3)SOT、SOIC的引脚不能变形,对引线间距为0.65mm以下的多引线器件QFP其引脚共面性应小于0.1mm (可通过贴装机光学检测)。
(4)要求清洗的产品,清洗后元器件的标记不脱落,且不影响元器件性能和可靠性(清洗后目检)。
4.印制电路板(PCB)检验
(1) PCB的焊盘图形及尺寸、阻焊膜、丝网、导通孔的设置应符合SMT印制电路板设计要求。(举例:检查焊盘问距是否合理、丝网是否印到焊盘上、导通孔是否做在焊盘上等).
(2) PCB的外形尺寸应一致,PCB的外形尺寸、定位孔、基准标志等应满足生产线设备的要求。
(3) PCB允许翘曲尺寸：
①向上/凸面:最大0.2mm/5Omm 长度最大0.5mm/整块PCB长度方向。 ②向下/凹面:最大0.2mm/5Omm 长度最大1.5mm/整块PCB长度方向。 (4)检查PCB是否被污染或受潮 二、印刷焊膏工序 1.丝网印刷技术
丝网印刷技术是采用已经制好的网板,用一定的方法使丝网和印刷机直接接触,并使焊膏在网板上均匀流动,由掩膜图形注入网孔。当丝网脱开印制板时,焊膏就以掩膜图形的形状从网孔脱落到印制板的相应焊盘图形上,从而完成了焊膏在印制板上的印刷。
2.印刷焊膏工序的检验
印刷完后我们为了能保证焊膏量均匀、焊膏图形清晰、无粘连、印制板表面无焊膏粘
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污等必须进行检验。
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上。为了保证SMT组装质量,必须严格控制印刷焊膏的质量。
印刷焊膏量的要求如下：
（1）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耍一致,尽量不要错位。
（2）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(在实际操作中用模板厚度与开口尺寸来控制)。
（3）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,焊膏覆盖每个焊盘的面积,应在可75%以上。
（4）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.lmm.基板不允许被焊膏污染。
目视检验,有窄间距的用2～5倍放大镜或3～20倍显微镜检验。 3.焊膏印刷的缺陷、产生原因及对策
优良的印刷图形应是纵横方向均匀挺括，饱满，四周清洁，焊膏占满焊盘。用这样的印刷图形贴放器件，经过再流焊，将得到优良的焊接效果。
（1）焊膏图形错位
产生原因：钢板对位不当与焊盘偏移；印刷机精度不够。 危害：易引起桥连。
对策：调整钢板位置；调整印刷机。 （2）焊膏图形拉尖，有凹陷
产生原因：刮刀压力过大；橡皮刮刀硬度不够；窗口特大。 危害：焊料量不够，易出现虚焊，焊点强度不够。 对策：调整印刷压力；换金属刮刀；改进模板窗口设计。 （3）锡膏量太多
产生原因：模板窗口尺寸过大；钢板与PCB之间的间隙太大。 危害：易造成桥连。
对策：检查模板窗口尺寸；调节印刷参数，特别是PCB模板的间隙。 （4）图形不均匀，有断点
产生原因：模板窗口壁光滑度不好；印刷板次多，未能及时擦去残留锡膏；锡膏触变性不好。
危害：易引起焊料量不足，如虚焊缺陷。 对策：擦净模板。 （5）图形沾污
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SMT贴片工艺（双面） - 图文
