手机生产制造流程.ppt
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1、手机生产制造流程,2.贴片工艺,4.手机测试,5.手机组装,生产制造流程,3.手机主要部件介绍,1.产品研发制造总流程,7.QA质量保证,6.生产中静电的防护,生产制造流程,产品流程,贴片工艺,SMA(Surface Mount Assembly)的英文缩写,中文意思是 表面贴装工程。是新一代电子组装技术,它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。,贴片工艺,SMT:Surface Mount TechnologySMD:Surface Mount Device,什么是SMA?,Surface mount,Through-hole,与传统工艺相比SMA的特点:,贴片工艺,Scree
2、n Printer,Mount,Reflow,AOI,SMT工艺流程,贴片工艺,Screen Printer,STENCIL PRINTING,Screen Printer 内部工作图,贴片工艺,Screen Printer,Screen Printer 的基本要素:,Solder(又叫锡膏)经验公式:三球定律 至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位:锡珠使用米制(Micron)度量,而模板厚度工业标准是美国的专用 单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*10-3inches,25mm1thou)判断
3、锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法:搅拌锡膏30秒,挑起一些高出容器三,四英寸,锡膏自行下滴,如果开始时象稠的糖浆一样滑落,然后分段断裂落下到容器内 为良好。反之,粘度较差。,贴片工艺,Screen Printer,贴片工艺,Screen Printer,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。(通常当两焊垫之间有少许印膏搭连,于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去,一旦无法拉回,将造成短路或锡球,对细密间距都很危险)。,提高锡膏中金属成份比例(提高到88%以上)。增加锡膏的粘度(70万 CPS以上)减小锡
4、粉的粒度(例如由200目降到300目)降低环境的温度(降至27OC以下)降低所印锡膏的厚度(降至架空高度SNAP-OFF,减低刮刀压力及速度)加强印膏的精准度。调整印膏的各种施工参数。减轻零件放置所施加的压力。调整预热及熔焊的温度曲线。,贴片工艺,问题及原因 对 策,2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致.3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似.,避免将锡膏暴露于湿气中.降低锡膏中的助焊剂的活性.降低金属中的铅含量.减少所印之锡膏厚度提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.,锡膏丝印缺陷
5、分析:,Screen Printer,贴片工艺,锡膏丝印缺陷分析:,Screen Printer,问题及原因 对 策,4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄等原因.5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.,增加印膏厚度,如改变网布或板膜等.提升印着的精准度.调整锡膏印刷的参数.消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等)。降低金属含量的百分比。降低锡膏粘度。降低锡膏粒度。调整锡膏粒度的分配。,贴片工艺,Screen Printer,在SMT中使用无铅
6、焊料:,在前几个世纪,人们逐渐从医学和化学上认识到了铅(PB)的毒性。而被限制使用。现在电子装配业面临同样的问题,人们关心的是:焊料合金中的铅是否真正的威胁到人们的健康以及环境的安全。答案不明确,但无铅焊料已经在使用。欧洲委员会初,步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准,但是电子装配业还是要为将来的变化作准备。,贴片工艺,MOUNT,表面贴装对PCB的要求:,第一:外观的要求,光滑平整,不可有翘曲或高低不平.否者基板会出现 裂纹,伤痕,锈斑等不良.,第二:热膨胀系数的关系.元件小于3.2*1.6mm时只遭受部分应力,元件 大于3.2*1.6mm时,必须注意。,第三:导热系数的关系
7、.,第四:耐热性的关系.耐焊接热要达到260度10秒的实验要求,其耐热性 应符合:150度60分钟后,基板表面无气泡和损坏不良。,第五:铜铂的粘合强度一般要达到1.5kg/cm*cm,第六:弯曲强度要达到25kg/mm以上,第七:电性能要求,第八:对清洁剂的反应,在液体中浸渍5分钟,表面不产生任何不良,并有良好的冲载性,贴片工艺,MOUNT,表面贴装元件介绍:,表面贴装元件具备的条件,元件的形状适合于自动化表面贴装,尺寸,形状在标准化后具有互换性,有良好的尺寸精度,适应于流水或非流水作业,有一定的机械强度,可承受有机溶液的洗涤,可执行零散包装又适应编带包装,具有电性能以及机械性能的互换性,耐焊
8、接热应符合相应的规定,贴片工艺,MOUNT,表面贴装元件的种类,有源元件(陶瓷封装),无源元件,单片陶瓷电容,钽电容,厚膜电阻器,薄膜电阻器,轴式电阻器,CLCC(ceramic leaded chip carrier)陶瓷密封带引线芯片载体,DIP(dual-in-line package)双列直插封装,SOP(small outline package)小尺寸封装,QFP(quad flat package)四面引线扁平封装,BGA(ball grid array)球栅阵列,SMC泛指无源表面 安装元件总称,SMD泛指有源表 面安装元件,贴片工艺,阻容元件识别方法1元件尺寸公英制换算,Ch
9、ip 阻容元件,IC 集成电路,英制名称,公制 mm,英制名称,公制 mm,1206,0805,0603,0402,0201,3.21.6,50,30,25,25,12,1.27,0.8,0.65,0.5,0.3,2.01.25,1.60.8,1.00.5,0.60.3,MOUNT,贴片工艺,MOUNT,阻容元件识别方法2片式电阻、电容识别标记,电 阻,电 容,标印值,电阻值,标印值,电阻值,2R2,5R6,102,682,333,104,564,2.2,5.6,1K,6800,33K,100K,560K,0R5,010,110,471,332,223,513,0.5PF,1PF,11PF,4
10、70PF,3300PF,22000PF,51000PF,贴片工艺,MOUNT,IC第一脚的的辨认方法,IC有缺口标志,以圆点作标识,以横杠作标识,以文字作标识(正看IC下排引脚的左边第一个脚为“1”),贴片工艺,MOUNT,常见IC的封装方式,贴片工艺,MOUNT,常见IC的封装方式,贴片工艺,MOUNT,常见IC的封装方式,贴片工艺,MOUNT,来料检测的主要内容,贴片工艺,MOUNT,贴片机过程能力的验证:,3=2,700 PPM4=60 PPM5=0.6 PPM6=0.002PPM,在今天的电子制造中,希望cmk要大于1.33,甚至还大得多。1.33的cmk也显示已经达到4工艺能力。6的
11、工艺能力,是今天经常看到的一个要求,意味着cmk必须至少为2.66。在电子生产中,DPM的使用是有实际理由的,因为每一个缺陷都产生成本。统计基数3、4、5、6和相应的百万缺陷率(PPM)之间的关系如下:,在实际测试中还有专门的分析软件是JMP专门用于数据分析,这样简化了整个的过程,得到的数据减少了人为的错误。,贴片工艺,REFLOW,热风回流焊过程中,焊膏需经过以下几个阶段,溶剂挥发;焊剂清除焊件表面的氧化物;焊膏的熔融、再流动以及焊膏的冷却、凝固。,基本工艺:,贴片工艺,REFLOW,工艺分区:,(一)预热区 目的:使PCB和元器件预热,达到平衡,同时除去焊膏中的水份、溶剂,以防焊膏发生塌落
12、和焊料飞溅。要保证升温比较 缓慢,溶剂挥发。较温和,对元器件的热冲击尽可能小,升温过快会造成对元器件的伤害,如会引起多层陶瓷电容 器开裂。同时还会造成焊料飞溅,使在整个PCB的非焊接 区域形成焊料球以及焊料不足的焊点。,贴片工艺,REFLOW,目的:保证在达到再流温度之前焊料能完全干燥,同时还起 着焊剂活化的作用,清除元器件、焊盘、焊粉中的金 属氧化物。时间约60120秒,根据焊料的性质有所差异。,工艺分区:,(二)保温区,贴片工艺,REFLOW,目的:焊膏中的焊料使金粉开始熔化,再次呈流动状态,替代液态焊 剂润湿 焊盘和元器件,这种润湿作用导致焊料进一步扩展,对 大多数焊料润湿时间为6090
13、秒。再流焊的温度要高于焊膏的熔 点温度,一般要超过熔点温度20度才能保证再流焊的质量。有 时也将该区域分为两个区,即熔融区和再流区。(四)冷却区 焊料随温度的降低而凝固,使元器件与焊膏形成良好的电接触,冷却速度要求同预热速度相同。,(三)再流焊区,工艺分区:,贴片工艺,REFLOW,影响焊接性能的各种因素:,工艺因素,焊接前处理方式,处理的类型,方法,厚度,层数。处理后到焊接的时间内是否加热,剪切或经过其他的加工方式。,焊接工艺的设计,焊区:指尺寸,间隙,焊点间隙 导带(布线):形状,导热性,热容量 被焊接物:指焊接方向,位置,压力,粘合状态等,贴片工艺,REFLOW,焊接条件,指焊接温度与时
14、间,预热条件,加热,冷却速度 焊接加热的方式,热源的载体的形式(波长,导热速度等),焊接材料,焊剂:成分,浓度,活性度,熔点,沸点等 焊料:成分,组织,不纯物含量,熔点等 母材:母材的组成,组织,导热性能等 焊膏的粘度,比重,触变性能 基板的材料,种类,包层金属等,影响焊接性能的各种因素:,贴片工艺,原因分析与控制方法,以下主要分析与相关工艺有关的原因及解决措施:a)回流温度曲线设置不当。焊膏的回流是温度与时间的函数,如果未到 达足够的温度或时间,焊膏就不会回流。预热区温度上升速度过快,达到平顶温度的时间过短,使焊膏内部的水分、溶剂未完全挥发出来,到达回流焊温区时,引起水分、溶剂沸腾,溅出焊锡
15、球。实践证明,将预热区温度的上升速度控制在14C/s是较理想的。b)如果总在同一位置上出现焊球,就有必要检查金属板设计结构。模板 开口尺寸腐蚀精度达不到要求,对于焊盘大小偏大,以及表面材质较 软(如铜模板),造成漏印焊膏的外形轮廓不清晰,互相桥连,这种 情况多出现在对细间距器件的焊盘漏印时,回流焊后必然造成引脚间 大量锡珠的产生。因此,应针对焊盘图形的不同形状和中心距,选择 适宜的模板材料及模板制作工艺来保证焊膏印刷质量。,REFLOW,贴片工艺,c)如果在贴片至回流焊的时间过长,则因焊膏中焊料粒子的氧化,焊剂 变质、活性降低,会导致焊膏不回流,焊球则会产生。选用工作寿命 长一些的焊膏(至少4
16、小时),则会减轻这种影响。d)另外,焊膏印错的印制板清洗不充分,使焊膏残留于印制板表面及通 孔中。回流焊之前,被贴放的元器件重新对准、贴放,使漏印焊膏变 形。这些也是造成焊球的原因。因此应加强操作者和工艺人员在生产 过程的责任心,严格遵照工艺要求和操作规程行生产,加强工艺过程 的质量控制。,REFLOW,贴片工艺,REFLOW,立片问题(曼哈顿现象),回流焊中立片形成的机理,矩形片式元件的一端焊接在焊盘上,而另一端则翘立,这种现象就称为曼哈顿现象。引起该种现象主要原因是元件两端受热不均匀,焊膏熔化有先后所致。,贴片工艺,REFLOW,如何造成元件两端热不均匀:,a)有缺陷的元件排列方向设计。我
17、们设想在 再流焊炉中有一条横跨炉子宽度的再流焊 限线,一旦焊膏通过它就会立即熔化。片 式矩形元件的一个端头先通过再流焊限线,焊膏先熔化,完全浸润元件的金属表面,具有液态表面张力;而另一端未达到183C 液相温度,焊膏未熔化,只有焊剂的粘接 力,该力远小于再流焊焊膏的表面张力,因而,使未熔化端的元件端头向上直立。因此,保持元件两端同时进入再流焊限 线,使两端焊盘上 的焊膏同时熔化,形 成均衡的液态表面张力,保持元件位置 不变。,贴片工艺,b)焊盘设计质量的影响。若片式元件的一对焊盘大小不同或不对称,也会引起漏印的焊膏量不 一致,小焊盘对温度响应快,其上的焊膏易熔化,大焊盘则相反,所 以,当小焊盘
18、上的焊膏熔化后,在焊膏表面张力作用下,将元件拉直 竖起。焊盘的宽度或间隙过大,也都可能出现立片现象。严格按标准 规范进行焊盘设计是解决该缺陷的先决条件。,REFLOW,贴片工艺,REFLOW,细间距引脚桥接问题,导致细间距元器件引脚桥接缺陷的主要因素有:a)漏印的焊膏成型不佳;b)印制板上有缺陷的细间距引线制作;c)不恰当的回流焊温度曲线设置等。因而,应从模板的制作、丝印工艺、回流焊工艺等关键 工序的质量控制入手,尽可能避免桥接隐患。,贴片工艺,回流焊接缺陷分析:,REFLOW,1.吹孔 BLOWHOLES 焊点中(SOLDER JOINT)所出现的孔洞,大者称为吹孔,小者叫做针孔,皆由膏体中
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