车间环境要求与生产工艺要求.docx
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车间环境要求与生产工艺要求
生产焊装车间要求
一、电源
电源电压和功率要符合设备要求：
电压要稳定，一般单相AC220V（±10%,50/60HZ），三相AC380V（±10%，50/60HZ）。
如果达不到要求，需配置稳压电源，电源的功率要大于功耗的一倍以上。
例如贴片机的功耗2KW，应配置5KW电源。
贴片机的电源要求独立接地，一般应采用三相五线制的接线方法。
因为贴片机的运动速度很高，与其他设备接在一起会产生电磁干扰，影响贴片机的正常运行和贴装精度。
二、气源
要根据设备的要求配置气源的压力，可以利用工厂的气源，也可以单独配置无油压缩空气机。
一般要求压力大于7Kg/cm2。
要求清洁、干燥的净化空气，因此需要对压缩空气进行去油，因为管道会生锈。
锈渣进入管道和阀门，严重时会使电磁阀堵塞、气路不畅，影响机器正常运行。
三、排风
回流焊和波峰焊设备都有排风要求，应根据设备要求进行配置排风机。
对于全热风炉一般要求排风管道的最低流量值为500立方英尺/分钟。
四、照明
厂房内应有良好的照明条件、理想照度为800LUX~1200LUX。
至少不能低于300LUX，低照明度时，在检验、返修，测量等工作区应安装局部照明。
五、工作环境
SMT生产设备是高精度机电一体化设备，设备和工艺材料对环境的清洁度、温湿度都有一定的要求。
具体工作环境有：
工作车间保持清洁卫生、无尘土、无腐蚀性气体。
空调环境下，要有一定的新风量，尽量将CO2含量控制在1000ppm以下，CO含量控制在10ppm以下，以保证人体健康。
环境温度：
23±3℃为佳。
一般为17~28℃。
极限温度为15~35℃。
相对湿度：
45~70%RH。
六、静电防护
1、半成品裸露线路板需使用静电防护包装。
①静电屏蔽材料：
防止静电穿透包装进入组件引起的损害。
②抗静电材料：
使用中不产生静电电荷的材料。
③静电消散材料：
具有足够的传导性，使电荷能通过其表面消散。
2、防止静电产生的办法.
①控制车间静电生成环境。
办法有：
车间温湿度控制、尘埃控制、地板和工作台铺设防静电材料，并需要正确可靠接地。
②防止人体带电。
办法有：
焊装人员须佩戴防静电腕带，穿戴防静电服装、鞋和衣帽。
严格禁止与工作无关的人体活动。
③材料选用：
防静电地面。
防静电桌垫、防静电服装、衣帽和鞋。
防静电周转箱、运输盘和周转车。
④静电防范措施。
制定防静电操作工艺规程。
正确使用防静电工具
3、减少和消除静电荷的有效措施
①接地。
办法有：
地板和桌椅、工作台垫进行正确可靠接地。
人体接地。
生产线、工具和室内所用设备、一切都进行接地。
②增湿。
办法有：
室内使用加湿器、人工喷雾器。
采用湿拖檫地面或洒水等方式来提高带电体附件或者环境的湿度。
4、典型防静电工作台图示。
要求：
（1）.人员用防静电手环；
（2）.EOS防护容器；
（3）.EOS防护桌面；
（4）.EOS防护地板、地垫；
（5）.建筑地面；
SMT生产工艺要求：
一、锡膏选择：
1、锡膏粘度：
印膏方法
丝网印刷
漏板印刷
注射滴涂
粘度
300-800
普通SMD：
500-900
细间距SMD：
700-1300
150-300
2、焊剂类型：
RMA（中等活动）焊剂、RA（全活性）、免清洗焊剂。
3、粒度：
对于细间距的元器件，锡膏中的金属粉末粒度应更细。
四种粒度等级锡膏
类型
小于1%颗粒尺寸
至少80%颗粒尺寸
最多10%颗粒尺寸
1
2
3
4
＞150
＞75
＞45
＞38
75-150
45-75
20-45
20-38
＜20
＜20
＜20
＜20
4、锡膏印刷工艺
1、一般情况下，焊盘上单位面积的锡膏量应为0.8mg/mm2对细间距的元器件应为0.5mg/mm2
2、锡膏覆盖每个焊盘的面积应在75%以上。
3、锡膏印刷后，应无严重塌漏，错位不大于0.2mm，对间距位不大于0.1mm。
4、工艺参数：
a、刮板硬度：
硬度60~90HS,一般为70HS。
b、刮板形状：
平型、菱形、角型。
c、刮印角度：
40~70度。
d、印刷间隙：
网版或漏板与印刷板的间隙控制在0~2.5mm。
e、印刷压力：
网版3.5*105Pa，漏板1.75*105Pa。
f、印刷速度：
10~25mm/S。
5、影响锡膏特性的重要参数:
（1）粘度：
粘度是焊膏的主要性能指标，影响焊膏粘度的主要因素为合金焊料的含量、锡膏颗粒的大小、温度和触变剂的润湿性能。
（2）合金焊料成份、配比和焊剂含量：
（3）锡膏颗粒的形状、大小和分布：
锡膏颗粒形状可分为球形和其它形状，球形颗粒具有良好的印刷性、有相对小的表面积、含氧量低，因此能保证较好的焊接质量。
颗粒大小：
一般颗粒直径约为开口尺寸的1/5，因此对于细间距的焊盘如0.5mm间距，若其模板开口尺寸为0.25mm，则颗粒直径应分布在50μm左右。
下表为引脚间距和颗粒直径的关系：
引脚间距mm
0.8以上
0.65
0.5
0.4
颗粒直径μm
75以下
60以下
50以下
40以下
（4）锡膏的熔点：
锡膏的熔点取决于合金焊料的成份和配比，熔点的不同需要采用不同的回流焊温度，而焊接效果和性能也各不相同。
一般采用的Sn63Pb37成份的锡膏熔点温度为183℃，回流焊的温度在208-223℃左右。
（5）触变指数和塌落度：
锡膏的粘度和触变性很大程度上控制着印刷后的形状的保持特性。
触变指数高则塌落度小，触变指数低则塌落度大。
（6）工作寿命和储存期限：
工作寿命是指焊膏从被施加到PCB板至贴装元器件之前的不失效时间，一般要求12-24小时。
至少要有4小时的有效工作时间。
储存期限是指焊膏从出厂至使用之前性能不降低的期限，一般规定在2-10℃下保存1年，至少3-6个月。
6、锡膏的使用与保管：
（1）锡膏必须以密封状态在2-10℃下保存，温度过高合金与焊剂会发生化学反应，温度过低则焊剂中的松香成份会发生结晶现象。
（2）取出后必须在室温下回温，回温时间4-8小时。
至少要有2小时。
（3）使用之前必须充分搅拌，使锡膏内合金粉颗粒均匀一致，并保持良好的粘度，搅拌时间一般为2-3分钟。
（4）锡膏印到PCB板上后，必须在4小时内过回流焊。
6
（5）锡膏印刷时最好在温度22-28℃、相对温度65%以下进行。
7、锡膏印刷过程的工艺控制：
（1）确定印刷行程：
前后控制在至少20mm间距。
（2）印刷速度：
最大印刷速度取决于PCB板上的最小引脚间距，一般设置在15-40mm/sec，引脚间距小于0.5mm时，一般设置在20-30mm/sec。
（3）刮刀压力；
（4）模板分离速度：
PCB与模板的分离速度理想如下表：
引脚间距（mm）
推荐速度（mm/sec）
＜0.4
0.1-0.5
0.4-0.5
0.3-1.0
0.5-0.65
0.5-1.0
＞0.65
0.8-2.0
二、贴装胶
1.贴装胶的使用与保管：
（1）存储温度2-10℃。
（2）工作环境温度20-25℃，湿度45-65%。
（3）暂时不用的红胶在工作环境温度下放置时，必须盖紧胶瓶的前后盖。
（4）摊放在网板上的胶停留时间不得超过2小时。
（5）从胶瓶取出的胶重复使用次数不得超过2次。
（6）印上贴片胶的PCB，必须在2小时内过回流焊机。
三、贴装位置要求：
1、矩形元件：
（1）纵向偏移：
（2）横向偏移：
（3）旋转偏移：
2、小外形元件
（1）偏移：
（2）旋转：
3、小外形集成电路
（1）横向偏移：
（2）旋转偏移：
四、回流焊温度曲线：
1.典型的锡膏温度曲线：
（1）曲线图：
（2）工艺要求：
a.预热区：
预热方式：
升温-保温方式。
升温速率：
≤3℃/s。
预热时间：
视印制板上所装热容量最大的SMD、PCB面积、厚度以及焊膏性能而定，一般为60-180S。
预热温度：
预热温度结束时一般为110-130℃，保温段结束时一般为140-160℃。
b.回流区：
回流时间：
一般为15-60S，其中225℃以上时间≤10S，215℃以上时间≤20S。
峰值温度：
210-230℃。
c.冷却区：
降温速率：
3-10℃/s。
冷却至75℃以下即可。
2.免洗锡膏的温度曲线：
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3.贴片胶温度曲线：
（以富士W880C红胶为例，主要有以下两种曲线）
插件生产工艺要求：
一、自动插件机参数简介：
1、卧式插件机AVK2：
（1）适用印制板尺寸：
X-Y工作台面：
MAX：
508×381（mm），MIN：
50×50（mm）
上、下板机：
MAX：
330×250（mm），MIN：
50×50（mm）
（2）插入间距：
5~26mm
（3）插入方向：
X、Y方向（0，90，180，270）
（4）PC板厚度：
标准：
1.6mm，可适用：
1.0~2.0mm
（5）定位方式：
孔定位（PC板上的定位孔）
（6）元件脚径：
0.4~0.8mm
（7）插入元件本体直径：
MAX：
4.4mm
2、立式插件机RHS2:
（1）适用PC板的尺寸：
X-Y工作台面：
MAX：
508×381（mm），MIN：
50×50（mm）
上、下板机：
MAX：
330×250（mm），MIN：
50×50（mm）
（2）插入间距：
5mm/2.5mm
（3）插入方向：
X、Y方向（0，90，180，270）
（3）PC板厚度：
标准：
1.6mm，可适用：
1.0~2.0mm
（4）定位方式：
孔定位（PC板上的定位孔）
（5）元件脚径：
0.4~0.6mm
（6）插入元件本体：
MAX：
ф10×20mm
二、PCB板边及定位孔规范：
说明：
上下各留3mm和8mm的工艺边，定位孔的尺寸及位置要求如图所示。
三、自动插件死区：
1、板边死区：
2、
定位孔周围的死区：
四、相邻元件的安全距离：
1.元件面:
两相邻元件的本体之间应间隔0.5mm.
2.焊点面：
元件脚与元件脚间不会短路。
五、PCB板孔径：
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PCB板孔径由所插元件的引脚直径决定，其关系如下表：
引脚直径（mm）
PCB板孔径（mm）
0.80±0.05
1.2
0.60±0.05
1.0
0.50±0.05
0.9
0.40±0.05
0.8
注：
立式机台只能插0.6mm引脚直径的元件。
六、检验标准：
1.卧式插件检验标准：
（1）元件外观不可有破损裂痕，标识不清等现象。
（2）元件极性须正确。
（3）元件脚弯曲度：
15°≤D≤30°
（4）元件脚长度：
1.3≤L≤1.8。
（mm）
（5）元件浮起高度：
H≤2（mm）
（6）不可有元件脚浮起和元件脚变形的不良。
2.立式插件检验标准：
（1）.元件外观不可有破损裂痕，标识不清等现象。
（2）.元件极性须正确。
（3）.元件脚弯曲度：
30°≤D≤45°
（4）.元件脚长度：
1.3≤L≤1.8（mm）
（5）.元件浮起高度：
H≤2（mm）
（6）.不可有元件脚浮起和元件脚变形的不良.
七、波峰焊的工艺参数：
1、助焊剂比重：
预热温度：
如下表。
印制板类别
印制板焊接面的预热温度
单面板
80-90℃
双面板
90-100℃
2、波峰焊锡炉温度：
取决于焊点形成合金层所需要的温度。
一般在230-250℃之间。
3、印制板压锡深度：
一般为板厚的1/2-3/4之间。
4、牵引角：
牵引角对焊锡的接触与分离情况均有影响。
其合理数值应控制在6-10度之间。
5、焊接时间和传动速度。
焊接时间“T”应为3-4秒。
传动速度“V”的大小影响预热效果、焊接时间和焊点与焊料的分离过程可按下公式计算：
V=L/t（其中L为波峰宽度，通常为60mm。
t为焊接时间。
V为传动速度）
八、波峰焊切脚工艺要求：
元器件引脚伸出焊盘的部分不能出现以下情况：
1、减小电气间隙。
2、引脚的偏移产生焊接缺陷。
3、后工序手工操作时是静电防护封装被击穿。
因此，对于引脚控制如下：
①引脚离印制板高度控制在2-3mm。
②机插引脚由于引脚弯曲后不得减小最小电气间隙。
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③有特殊工艺要求的引脚长度应遵循工艺要求。
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