据了解,现在所有行业的通病:SMT贴片加工厂代工厂人工工资上涨,原材料价格上涨,客户为省成本只能压榨代加工工厂,从而代工厂加工费用只跌不涨。而工厂开工考虑自身的成本在价格上并不会让步。使得很多小型加工厂以低价位为优势频频加入业内,然而这种小作坊形式的加工厂在管理,质量和环境等方面并不能满足客户的需求,又频频退出舞台。这种恶性循环导致绝大部分中型企业代加工公司举步艰难。
代工厂,顾名思义,做代工生意。代工生意为什么人家愿意跟你做,为什么不找别家。
作为一名SMT贴片加工的一线人员,深圳大大小小加工厂数以万计为什么人家能把他的产品放到你那里去做。要想拿的出手是需要有足够让客户信服的软硬件。
硬件:SMT代工厂做出来的质量如何部分来源于公司投入的硬件,公司设备的齐全度,设备功能的高效的精密度和持久度,毕竟有持久的精密度才能做出长期的质量保证,反而言之,在SMT贴片加工当中少了其中任何一样,都不行。没有哪位家长愿意把自己的小孩放到一个没有正统教科书的学校上课。
软件:上面说到SMT加工质量部分来源于设备,硬件,但能保证质量长期稳定绝大部分因素绝对是人员素质,就是公司工厂的软件,其中有包括生产过程中的管理,流程,细节,经验,……等多方面因素组成。
IQC的位置属于来料检测,IQC依据客户提供的资料参数来判别来料是否合格,不合格则退回客户更换,或由客户判别是否降级使用,IQC检验合格的物料交由仓库人员办理入库,数量管控是仓管人员最为基本工作要求,因此在办理物料出入库物料数量必须精确到PCS。
依照此例,和流程图中QC的位置,其实QC岗位的重要程度远超实际定位意义。我们的QC怎样定位才是比较合适的呢?我们公司现在有两种方案一是:品保QC不仅仅是检验员还对所有可能影响产品的问题做预防工作;比如:5S,产线是否按SOP作业,是否符合无尘规定等等。二是:品保QC只是检验员,只对生产出来的产品负责检验,其他可能影响品质的因素都不管。很多人可能会比较赞成第一个方案的方式,品保就应该预防防于未然。但我公司现在所采用的是两则相结合,部分QC负责第一种方式,部分QC负责第二种方式,这两种方式并存不仅减轻了QC的压力,同时也保证了QC对工作负责的精力,作为QC素质,责任心是第一位的。责任到岗,责任到人是我公司一直以来管理准则。当然,使用这些方案是需要代价的,就公司人员方面付出的都会比别人多,一般做到如此,品保部门的人员占比应该在12%以上。
经验:生产上的管理,流程绝大部分工厂是做得到的,但据我熟识的一些加工厂依然是对品质做的并不是想象中的那么理想,间断性的出现品质问题。我个人理解事其对生产管理的僵化管理或是经验上的不付出。何为僵化管理:就是在正统管理下的生搬硬套,认为这是对的就用,而没真正找到自身工厂的缺陷,没有找到合适自身的管理程序。何为经验上的不付出:就是指知道自身缺陷然后不加以改正,怕出钱,不敢去尝试。经验上的不付出或付出的不够这是一个巨大的漩涡,很多公司为此而生为此而死。作为SMT贴片加工行业一名资深一线员工,见过太多这样起起落落,随时都有人加入进来,同样也随时有人退出舞台。
单单是管理上的经验是不可能撑起一个公司的,撑起一个公司的还得是干货,就是研究不完的“生产经验”。我公司至今将近十年时间,十年的风雨,十年的积累,从一个开始于低端产品的摸爬滚打到现在的和各大国企上市公司合作,期间坎坎坷坷。作为SMT贴片加工的舞台参与者,每个公司都有自己的舞蹈形式。
在生产操作上的细节化也是很重要的,每个员工只做一件事情,这样能使员工在这件事情上的精力达到最高,一个人的精力是有限的,只把员工的精力放在一个地方这样的效率是最优化的,因为我们做的是SMT贴片的精密工艺,是属于高科技高精密技术,从物料到达线上第一步开始,领料人员领料确认物料,上料员确认物料,QC测量确认物料,在进行上料,别看这样觉得繁琐,我公司一直这么做,至今我没听说那条线上错物料,这就是效益。还有钢网的重要性(厚薄,开孔大小),锡膏的重要性(一般用的较好的都是3个银的),回流焊炉温的重要性(有配合锡膏的最优化温度)……等等。但是这些做好之后,谁又敢保证直通率100%,不可能有100%,因为这些都是最基本的,我公司在这些方面都做了,而且外观检测和功能测试全检全测也只敢坦言98%。
同时作为一为SMT贴片加工管理者,一个公司作为一个整体,需要窥其全貌。人都是趋利的,无利不起早,无利不做好。而人也是互利的,你给了他想要的,他也会给你想要的,说的这么现实但这本来就是现实,同样的这也是士气,管理人员都是同样的方法在管理,给员工加工资,或与不同形式去奖励员工,增加员工士气,这才是意义的关键所在,员工有心做事才真正做得好。针对性的管理方法,对公司与员工个人来说是公平公正的,双方愿意服从的一系列奖罚与晋升制度。从心理上开始就让员工愿意去做,而且做好要做的事。
当然,好的品质是生产出来的,这是我司一贯的生产理念,检验检测只是一种监控方法,要想有好的品质就必须有好的配套的精准的设备,优秀的、合格的操作员,合理的生产流程、精益生产管理体系、优秀管理人员,优秀的团队等等。
关于生产问题点,已有:
1. 一般来说,SMT车间规定的温度为25±3℃;
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;
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;
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 217C;
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、点感(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-J81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﹑
方法﹑环境;
27. 锡膏的成份包含﹕金属粉末﹑溶济﹑助焊剂﹑抗垂流剂﹑活性剂﹔按重量分﹐
金属粉末占85-92%﹐按体积分金属粉末占50%﹔其中金属粉末主要成份为锡和铅, 比例为63/37﹐熔点为183℃;
28. 锡膏使用时必须从冰箱中取出回温, 目的是﹕让冷藏的锡膏温度回复常温﹐
以利印刷。如果不回温则在PCBA进Reflow后易产生的不良为锡珠;
29. 机器之文件供给模式有﹕准备模式﹑优先交换模式﹑交换模式和速接模式;
30. SMT的P
CB定位方式有﹕真空定位﹑机械孔定位﹑双边夹定位及板边定位;
31. 丝印(符号)为272的电阻,阻值为 2700Ω ,阻值为4.8MΩ的电阻的符
号(丝印)为485;
32. BGA本体上的丝印包含厂商﹑厂商料号﹑ 规格和Datecode/(Lot No)等信息;
33. 208pinQFP的pitch为0.5mm ;
34. QC七大手法中, 鱼骨图强调寻找因果关系;
37. CPK指: 目前实际状况下的制程能力;
38. 助焊剂在恒温区开始挥发进行化学清洗动作;
39. 理想的冷却区曲线和回流区曲线镜像关系;
40. RSS曲线为升温→恒温→回流→冷却曲线;
41.我们现使用的PCB材质为FR-4;
42. PCB翘曲规格不超过其对角线的0.7%;
43. STENCIL 制作激光切割是可以再重工的方法;
44. 目前计算机主板上常被使用之BGA球径为0.76mm;
45. ABS系统为绝对坐标;
46. 陶瓷芯片电容ECA-0105Y-K31误差为±10%;
47. Panasert松下全自动贴片机其电压为3?200±10VAC;
48. SMT零件包装其卷带式盘直径为13寸, 7寸;
49. SMT一般钢板开孔要比PCB PAD 小4um可以防止锡球不良之现象;
50. 按照《PCBA检验规》范当二面角>90度时表示锡膏与波焊体无附着性;
51. IC拆包后湿度显示卡上湿度在大于30%的情况下表示IC受潮且吸湿;
52. 锡膏成份中锡粉与助焊剂的重量比和体积比正确的是90%:10% ,50%:50%;
53.早期之表面粘装技术源自于20世纪60年代中期之军用及航空电子领域;
54.目前SMT最常使用的焊锡膏Sn和Pb的含量各为: 63Sn+37Pb;
55.常见的带宽为8mm的纸带料盘送料间距为4mm;
56. 在1970年代早期,业界中新门一种SMD, 为“密封式无脚芯片载体”, 常以HCC简代之;
57. 符号为272之组件的阻值应为2.7K欧姆;
58. 100NF组件的容值与0.10uf相同;
59. 63Sn+37Pb之共晶点为183℃;
60. SMT使用量最大的电子零件材质是陶瓷;
61. 回焊炉温度曲线其曲线最高温度215C最适宜;
62. 锡炉检验时,锡炉的温度245C较合适;
63. SMT零件包装其卷带式盘直径13寸,7寸;
64. 钢板的开孔型式方形﹑三角形﹑圆形,星形,本磊形;
65. 目前使用之计算机边PCB, 其材质为: 玻纤板;
66. Sn62Pb36Ag2之焊锡膏主要试用于何种基板陶瓷板;
67. 以松香为主之助焊剂可分四种: R﹑RA﹑RSA﹑RMA;
68. SMT段排阻有无方向性无;
69. 目前市面上售之锡膏,实际只有4小时的粘性时间;
70. SMT设备一般使用之额定气压为5KG/cm2;
71. 正面PTH, 反面SMT过锡炉时使用何种焊接方式扰流双波焊;
72. SMT常见之检验方法: 目视检验﹑X光检验﹑机器视觉检验
73. 铬铁修理零件热传导方式为传导+对流;
74. 目前BGA材料其锡球的主要成Sn90 Pb10;
75. 钢板的制作方法雷射切割﹑电铸法﹑化学蚀刻;
76. 迥焊炉的温度按: 利用测温器量出适用之温度;
77. 迥焊炉之SMT半成品于出口时其焊接状况是零件固定于PCB上;
78.
现代质量管理发展的历程TQC-TQA-TQM;
79. ICT测试是针床测试;
80. ICT之测试能测电子零件采用静态测试;
81. 焊锡特性是融点比其它金属低﹑物理性能满足焊接条件﹑低温时流动性比其它金属好;
82. 迥焊炉零件更换制程条件变更要重新测量测度曲线;
83. 西门子80F/S属于较电子式控制传动;
84. 锡膏测厚仪是利用Laser光测: 锡膏度﹑锡膏厚度﹑锡膏印出之宽度;
85. SMT零件供料方式有振动式供料器﹑盘状供料器﹑卷带式供料器;
86. SMT设备运用哪些机构: 凸轮机构﹑边杆机构 ﹑螺杆机构﹑滑动机构;
87. 目检段若无法确认则需依照何项作业BOM﹑厂商确认﹑样品板;
88. 若零件包装方式为12w8P, 则计数器Pinth尺寸须调整每次进8mm;
89.迥焊机的种类: 热风式迥焊炉﹑氮气迥焊炉﹑laser迥焊炉﹑红外线迥焊炉;
90. SMT零件样品试作可采用的方法﹕流线式生产﹑手印机器贴装﹑手印手贴装;
91. 常用的MARK形状有﹕圆形,“十”字形 ﹑正方形,菱形,三角形,万字形;
92. SMT段因Reflow Profile设置不当, 可能造成零件微裂的是预热区﹑冷却区;
93.SMT段零件两端受热不均匀易造成﹕空焊﹑偏位﹑墓碑;
94. SMT零件维修的工具有﹕烙铁﹑热风拔取器﹑吸锡枪,镊子;
95. QC分为﹕IQC﹑IPQC﹑.FQC﹑OQC;
96. 高速贴片机可贴装电阻﹑电容﹑ IC﹑.晶体管;
97. 静电的特点﹕小电流﹑受湿度影响较大;
98. 高速机与泛用机的Cycle time应尽量均衡;
99. 品质的真意就是第一次就做好;
100. 贴片机应先贴小零件,后贴大零件;
101. BIOS是一种基本输入输出系统,全英文为:Base Input/Output System;
102. SMT零件依据零件脚有无可分为LEAD与LEADLESS两种;
103. 常见的自动放置机有三种基本型态, 接续式放置型, 连续式放置型和大量移送式放置机;
104. SMT制程中没有LOADER也可以生产;
105. SMT流程是送板系统-锡膏印刷机-高速机-泛用机-迥流焊-收板机;
106. 温湿度敏感零件开封时, 湿度卡圆圈内显示颜色为蓝色,零件方可使用;
107. 尺寸规格20mm不是料带的宽度;
108.制程中因印刷不良造成短路的原因﹕
a. 锡膏金属含量不够,造成塌陷
b. 钢板开孔过大,造成锡量过多
c. 钢板品质不佳,下锡不良,换激光切割模板
d. Stencil背面残有锡膏,降低刮刀压力,采用适当的VACCUM和SOLVENT
109.一般回焊炉Profile各区的主要工程目的:
a.预热区;工程目的:锡膏中容剂挥发。
b.均温区;工程目的:助焊剂活化,去除氧化物;蒸发多余水份。
c.回焊区;工程目的:焊锡熔融。
d.冷却区;工程目的:合金焊点形成,零件脚与焊盘接为一体;
110. SMT制程中,锡珠产生的主要原因﹕PCB PAD设计不良、钢板开孔设计不良、置件深度或置件压力过大、Profile曲
线上升斜率过大,锡膏坍塌、锡膏粘度过低。
SMT是无需对印制板钻插装孔,直接将处式元器件或适合于表面组装的微型元件器贴、焊到印制或其他基板表面规定位置上的装联技术。
由于各种片式元器件的几何尺寸和占空间体积比插装元器件小得多,这种组装形式具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击、高频特性好和生产效率高等优点。采用双面贴装时,组装密度的5倍以左右,从而使印制板面积节约了60%-70%,重量减轻90%以上。
SMT在投资类电子产品、军事装备领域、计算机、通信设备、彩电调谐器、录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听、传呼机和手机等几乎所有的电子产品生产中都得到广泛应用。SMT是电子装联技术的发展方向,已成为世界电子整机组装技术的主流。
SMT是从厚、薄膜混合电路演变发展而来的。
美国是世界上SMD和SMT最早起源的国家,并一直重视在投资类电子产品和军事装备领域发挥SMT高组装密度和高可靠性能方面的优势,具有很高的水平。
日本在70年代从美国引进SMD和SMT应用在消费类电子产品领域,并投入世资大力加强基础材料、基础技术和推广应用方面的开发研究工作,从80年代中后期起加速了SMT在产业电子设备领域中的全面推广应用,仅用四年时间使SMT在计算机和通信设备中的应用数量增长了近30%,在传真机中增长40%,使日本很快超过了美国,在SMT方面处于世界领先地位。
欧洲各国SMT的起步较晚,但他们重视发展并有较好的工业基础,发展速度也很快,其发展水平和整机中SMC/SMD的使用效率仅次于日本和美国。80年代以来,新加坡、韩国、香港和台湾省亚洲四小龙不惜投入巨资,纷纷引进先进技术,使SMT获得较快的发展。
据飞利浦公司预测,到2010年全球范围插装元器件的使用率将由目前和40%下降到10%,反之,SMC/SMD将从60%上升到90%左右。
我国SMT的应用起步于80年代初期,最初从美、日等国成套引进了SMT生产线用于彩电谐器生产。随后应用于录像机、摄像机及袖珍式高档多波段收音机、随身听等生产中,近几年在计算机、通信设备、航空航天电子产品中也逐渐得到应用。
据2000年不完全统计,我国约有40多家企业从事SMC/SMD的生产,全国约有300多家引进了SMT生产线,不同程度的采用了SMT。全国已引进4000-5000台贴装机。随着改革 开放的深入以及加入WTO,近两年一些美、日、新加坡、台商已将SMT加工厂搬到了中国,仅2001-2002一年就引进了4000余台贴装机。我国将成为SMT世界加工厂的基地。我国SMT发展前景是广阔的。
SMT基础课
一、传
统制程简介
传统穿孔式电子组装流程乃是将组件之引脚插入PCB的导孔固定之后,利用波峰焊(Wave Soldering)的制程,如图一所示,经过助焊剂涂布、预热、焊锡涂布、检测与清洁等步骤而完成整个焊接流程。
图一.波峰焊制程之流程
二、表面黏着技术简介
由于电子工业之产品随着时间和潮流不断的将其产品设计成短小轻便,相对地促使各种零组件的体积及重量愈来愈小,其功能密度也相对提高,以符合时代潮流及客户需求,在此变迁影响下,表面黏着组件即成为PCB上之主要组件,其主要特性是可大幅节省空间,以取代传统浸焊式组件(Dual In Line Package;DIP).
表面黏着组装制程主要包括以下几个主要步骤: 锡膏印刷、组件置放、回流焊接.
其各步骤概述如下:
锡膏印刷(Stencil Printing):锡膏为表面黏着组件与PCB相互连接导通的接着材料,首先将钢板透过蚀刻或雷射切割后,由印刷机的刮刀(squeegee)将锡膏经钢板上之开孔印至PCB的焊垫上,以便进入下一步骤。
组件置放(Component Placement):组件置放是整个SMT制程的主要关键技术及工作重心,其过程使用高精密的自动化置放设备,经由计算机编程将表面黏着组件准确的置放在已印好锡膏的PCB的焊垫上。由于表面黏着组件之设计日趋精密,其接脚的间距也随之变小,因此置放作业的技术层次之困难度也与日俱增。
回流焊接(Reflow Soldering):回流焊接是将已置放表面黏着组件的PCB,经过回流炉先行预热以活化助焊剂,再提升其温度至183℃使锡膏熔化,组件脚与PCB的焊垫相连结,再经过降温冷却,使焊锡固化,即完成表面黏着组件与PCB的接合。
三. SMT设备简介
1. Stencil Printing: MPM3000 / MPM2000 / PVⅡ
2. Component Placement: FUJI ( CP643E / CP742ME & QP242E / QP341E )
3. Reflow Soldering: FURUKAWA( XN-425PHG / XN-445PZ / XNⅡ-651PZ ) ETC410, ETC411.
四. SMT 常用名称解释
SMT : surface mounted technology (表面贴装技术):直接将表面黏着元器件贴装,焊接到印刷电路板表面规定位置上的组装技术.
SMD : surface mounted devices (表面贴装组件): 外形为矩形片状,圆柱行状或异形,其焊端或引脚制作在同一平面内,并适用于表面黏着的电子组件.
Reflow soldering (回流焊接):通过重新熔化预先分配到印刷电路板焊垫上的膏状锡膏,实现表面黏着组件端子或引脚与印刷电路板焊垫之间机械与电气连接.
Chip : rectangular chip component (矩形片状元件): 两端无引线,有焊端,外形为薄片矩形的表面黏着元器件.
SOP : small outline package(小外形封装): 小型模压塑料封装,两侧具有翼形或J形短引脚的一种表面组装元器件.
QFP : quad flat pack (四边扁平封装): 四边具有翼形短引脚,引脚间距:1.
00,0.80,0.65,0.50,0.40,0.30mm等的塑料封装薄形表面组装集体电路.
BGA : Ball grid array (球栅列阵): 集成电路的包装形式,其输入输出点是在组件底面上按栅格样式排列的锡球。
五. 组件包装方式.
料条(magazine/stick)(装运管) – 主要的组件容器:料条由透明或半透明的聚乙烯(PVC)材料构成,挤压成满足现在工业标准的可应用的标准外形。料条尺寸为工业标准的自动装配设备提供适当的组件定位与方向。料条以单个料条的数量组合形式包装和运输。
托盘(tray) – 主要的组件容器:托盘由碳粉或纤维材料制成,这些材料基于专用托盘的最高温度率来选择的。设计用于要求暴露在高温下的组件(潮湿敏感组件)的托盘具有通常150°C或更高的耐温。托盘铸塑成矩形标准外形,包含统一相间的凹穴矩阵。凹穴托住组件,提供运输和处理期间对组件的保护。间隔为在电路板装配过程中用于贴装的标准工业自动化装配设备提供准确的组件位置。托盘的包装与运输是以单个托盘的组合形式,然后堆迭和捆绑在一起,具有一定刚性。一个空盖托盘放在已装组件和堆迭在一起的托盘上。
带卷(tape-and-reel) – 主要组件容器:典型的带卷结构都是设计来满足现代工业标准的。有两个一般接受的覆盖带卷包装结构的标准。EIA-481应用于压纹结构(embossed),而EIA-468 应用于径向引线(radial leaded)的组件。到目前为止,对于有源(active)IC的最流行的结构是压纹带 (embossed tape).
六. 为什幺在表面贴装技术中应用免清洗流程?
1. 生产过程中产品清洗后排出的废水,带来水质、大地以至动植物的污染。
2. 除了水清洗外,应用含有氯氟氢的有机溶剂(CFC&HCFC)作清洗,亦对空气、大气层进行污染、破坏。
3. 清洗剂残留在机板上带来腐蚀现象,严重影响产品质素。
4. 减低清洗工序操作及机器保养成本。
5. 免清洗可减少组板(PCBA)在移动与清洗过程中造成的伤害。仍有部分组件不堪清洗。
6. 助焊剂残留量已受控制,能配合产品外观要求使用,避免目视检查清洁状态的问题。
7. 残留的助焊剂已不断改良其电气性能,以避免成品产生漏电,导致任何伤害。
8. 免洗流程已通过国际上多项安全测试,证明助焊剂中的化学物质是稳定的、无腐蚀性的
总结一下:品质要做好,设备不能少,人员不能少,品保不能少,管理要做好,细节要做好。