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CreateSMT表贴系统培训文档
Create–SMT
表面贴装实习系统
使用手册
长沙科瑞特电子有限公司
目录
第一章概述┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅1
第二章使用说明┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅2
第一节手动丝网印┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅2
第二节真空吸笔┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3
第三节再流焊机┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅4
第四节热风拔放台┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅6
第五节焊膏分配器┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅9
第三章SMT实习系统操作规程┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅13
概述
一.一系统简介
电子产品的微型化和集成化是当代电子科技革命的重要标志,也是未来发展的方向。
日新月异的高性能、高可靠、高集成、微型化、轻型化的电子产品,正在改变我们的生活,促进人类文明的进程。
而这一切都要求元器件安装工艺的改革。
20世纪70年代问世,80年代成熟的表面安装技术(SurfaceMountingTechnology,简称SMT),是实现电子产品微型化和集成化的关键。
通过SMT实习,了解SMT的特点,熟悉它的基本工艺过程,掌握最基本的操作技能。
该系统将复杂的工艺过程简单化,神秘的设备表面化,使学生在极短的时间里掌握SMT的基本工作过程,并利用该系统亲自动手实践,完成实用小产品的制作(FM自动跟踪耳塞机)。
SMT-2表面贴装实习系统以低成本、高效率投入了实践教学,并且可用于科研及小规模生产。
一.二系统基本配置
1、手动丝网印刷机
含:
焊锡膏、实习产品配套模板、刮板
2、真空吸笔
两工位
3、专用托盘、专用镊子、配套实习产品及工艺流程图
4、再流焊机
5、热风拔放台
6、专用放大镜台灯
7、焊膏分配器
8、气泵
9、电子保温箱
10、电子演示课件
11、使用手册
第二章使用说明
二.一
手动丝网印刷机
二.一.一功能
通过丝网漏印的方法使焊锡膏黏合到焊盘上。
二.一.二组成
1.模板模板材料选用铜板,板厚为0.2mm。
模板上有很多与焊盘大小、位置一一对应的小孔,以使焊锡膏漏印到印刷电路板的焊盘上。
在使用前,应对其进行擦拭,使表面清洁。
由于焊锡膏有一定的粘性,在使用后,要用酒精棉丝对模板上、下面同时擦拭,将网孔内壁擦拭干净,使其不沾有焊锡膏(刮板等其它工具使用后同样需要清理)。
2.机座用于固定模板和印制板,通过对机座的调整使模板网孔和印制板焊盘完全对应。
二.一.三调整
出厂时已调整好,但由于运输缘故可能需要重新调整和定位
1.将实习产品的印制板放在“木制托板”上,利用三个定位针固定好位置,调整两立柱上的螺母和模板支架紧固螺栓,使模板放下时与印制板平行接触。
2.调整平衡砣的位置,使模板抬起在60°~90°时不会自由下落。
3.观察模板上的网孔与印制板上的焊盘相对应,并对准。
如对应不准确必须进行印制板的调整,方法是:
通过机座两侧的调节旋钮对木制托板进行左右调节
通过机座前侧的调节旋钮对木制托板进行前后调节
最终使模板上的网孔与印制板上的焊盘一一对应。
二.二真空吸笔
二.二.一概述
真空吸笔适用于SMD片状元器件安装拾取。
该吸笔体积小,使用方便,配有三种不同规格的吸盘,可适用于不同大小的元件。
二.二.二技术性能指标
1.
电源:
220V,50Hz
2.外型尺寸:
120×80×50(mm)
3.整机重量:
<1Kg
4.气流通道:
2
二.二.三工作原理
真空吸笔是人工摸拟贴片机的贴片嘴,通过气泵产生的空气压强差(反向真空),将贴片元器件从料带直接吸起,人工将元器件放置于相应的焊盘上,真空吸笔吸着力小于焊锡膏的粘着力,元器件自动放置在相应的焊盘上。
二.二.四使用说明
将两根气管接于真空吸笔的前侧,根据所吸放元件的大小选择不同的吸盘,并安装于笔杆的头部。
接通电源,用手指遮盖笔杆上的气孔,会产生真空吸力,拾取元件,并放在对应的焊膏上。
放开手指便减小真空吸力,元件被放下。
根据所吸放元件,有三种大小不同的吸盘供选择。
二.三再流焊机
二.三.一概述
表面安装技术中,表贴元器件的钎焊是通过再流焊完成。
组成该系统的再流焊机采用先进的强制热风与红外混合加热方式,实现绝对静止状态下的焊接,具有预热时间短、内腔不易污染、能耗低、体积小、操作简便的特点。
二.三.二
主要技术指标
1.电源:
220V/50Hz
2.额定功率:
3000W
3.外型尺寸:
600×500×280(mm3)
4.整机重量:
约33kg
5.有效焊接区面积:
300×200(mm2)
6.标准工艺周期:
约3分钟
二.三.三工作原理
本再流焊机工件盘为抽屉式结构,将已贴装好的电路板置入工件盘,按“再流焊”键,工件即自动进入加热炉内,按设定的工艺条件依次完成预热、焊接和冷却后自动从加热炉内退出。
整个过程约4分钟。
图1为典型的工艺曲线。
图1典型再流焊温度曲线
加热过程中,红外加热器将强行输入的空气加热,热空气和红外辐射确保工件均匀加热。
二.三.四安装
1.本再流焊机放置在平整稳定的工作台上,机器的背面与墙或其它物体应有30cm以上距离。
2.背面的排风口应接装排风管道,作用是将焊接过程中产生的烟雾排出室外,以免污染室内空气。
由于排出的烟雾气体有一定的温度,所以排风管道不要使用塑胶的,一般可选用镀锌铁皮或铝材。
排风口装有排风机,排风机的开或关对温度控制有一定影响。
一般夏季开机、冬季关机。
3.电源一定要使用有地线的标准三线电源。
严格禁止使用无地线的电源。
4.如使用接线板,要注意电流负载能力,一般应大于16A。
二.三.五参数设置
再流焊机需要设置的参数有:
预热设置和再流设置的温度、时间参数。
右边按键中,中间的圆键为确认键,上、下三角键用来增、减数值的大小,左、右三角键用来选择要修改的位。
实测温度显示框不需设置。
典型数值如图2。
图2典型再流焊参数设置
二.三.六焊接操作
1.接通电源
2.检查工艺设置的“温度”、“时间”是否正确
3.检查机身后上方的两个输入风机,机身前端两侧的冷却风机是否正常。
4.按“焊接”键进行工艺周期检查。
温度在±2℃为正常,时间是倒计时。
当第一声鸣叫时,表示焊接加热结束。
在冷却至120℃左右时鸣叫第二声,工具盘即自动退出。
一般检查2—3个循环周期,这有利于机器的热稳定。
5.上述各项正常后,即可将待焊的电路板放置工件盘内,开始焊接工作。
在批量生产的最初阶段,进行试焊是必要的,以找到最佳的工艺条件。
6.在焊接过程中,如有特殊情况,需要中断,可按“停止”键,工件盘即自动退出。
在冷却过程中,若要提前结束冷却,可按“进入/退出”键,工件盘可立即退出。
7.关机后,请将插头从电源插座中拔出。
二.三.七注意事项
1.当工件盘从炉内刚退出时,注意不可使皮肤触及工件盘的任何部位。
拿取电路板时应带手套或用夹具取出,以免烫伤。
2.请勿将液体和易燃物质置入炉内。
3.根据使用强度,可在滑动轨道加注耐高温的润滑油(如硅酯)
二.四热风拔放台
二.四.一
主要技术指标
1.电源电压:
220VAC
2.功率消耗:
560W(瞬间)
3.空气泵:
膜片式专用泵
4.容量:
23L/min(最高)
5.热空气温度:
100℃—480℃
6.外形尺寸:
187(W)×135(H)×245(D)mm3
二.四.二功能
1.使用传感器闭合回路控温,开机功率大,瞬间达到560W。
升温迅速,定温方便,风口温度精确稳定,不受出风量影响。
调节气流1—8档,温度维持不变,能更好保护IC和PCB板。
2.使用传感器闭合回路,当风口温度达到设定温度时,加热指示灯熄灭,发热体不再加热。
当风口温度低于设定温度时,加热指示灯才闪亮,维持温度恒定,延长发热体使用寿命。
3.使用传感器闭合回路,拔焊工作完闭,关机后自动送风冷却系统工作,且此时气流可调节大小,当风口温度低于100℃时,自动关闭冷却系统,能更好保护发热体、手柄、风头、大幅度延长机器使用寿命。
4.可数显风口温度,且设定温度与实际温度可选择显示。
5.防静电设计,防止因静电及漏电而损坏PCB板。
6.不需接触焊点的焊锡方式可免除零件位移及热冲击。
7.能大幅度调节空气量及温度,可焊接QFP及SOP型IC。
焊接及除锡可根据要求选用不同喷嘴。
8.采用进口发热丝,喷嘴与国际品牌共同。
二.四.三用途
适用于大多数表面贴装零件的拆焊,如S01C(小外形双列引脚封装)、CHIP(片式元件)、QFP(四方扁平封装)、PLCC(有引线j形引脚封装)、BGA(球栅阵列封装)等
二.四.四风口温度分布表
控温钮
1
2
3
4
5
6
7
8
温度℃
100
130
190
250
310
380
440
480
二.四.五温度设定和调节气流
1.调节温度设定旋钮,显示的数值就是设定的温度,按住红色选择显示键(RealTerns),显示当前喷气口温度。
2.指示灯闪亮,表示发热体在加热,指示灯熄灭,表示温度已达到设定温度。
我们建议:
您需要的温度—般可设定在300℃到380℃之间(控温钮在5—6档)。
当给BGA植锡时,可不用风嘴,调小风量,温度设定在180℃—250℃之间(控温钮在3—4档)。
如果是单喷嘴,气流控制钮可设在1—5档、其它喷嘴可设定在4—7档。
二.四.六使用说明
1.使用前准备工作
1)选择与集成电路块尺寸相配合的起拔钢丝。
FP起拔器配有小钢丝(14毫米)。
请依照集成电路块尺寸,选择适合的起拔钢丝。
2)选择与集成电路块尺寸相配合的喷嘴。
3)松开喷嘴螺丝。
4)装置喷嘴。
5)适当紧固螺丝。
2.除锡过程
1)按开电源开关,显示屏显示为设定温度,并开始加热,指示灯闪亮。
自动喷气时,可随时按开电源。
2)调节气流和设定温度钮
设定好温度和调节气流后,稍等一会儿,待温度稳定下来。
Ø将起拔器置于集成电路块之下。
将起拔器插入集成电路块底下。
如果集成电路块宽度不适合起拔器钢丝尺寸,可挤压钢丝宽度以适应之。
Ø熔化焊剂
持着焊铁,使喷嘴对准所要熔化焊剂部分,让喷出热气熔化焊剂。
喷嘴不可触及集成电路块引线。
Ø移开集成电路块
焊剂熔化时,提起起拔器,移开集成电路块。
Ø按关电源
按关电源开关后,自动喷气功能开始操作,通过管件输送凉气,使发热材料和手柄降温。
因此在冷却时段,不可拔去电源插头。
当风口温度低于100℃时,自动关机。
如果您往后有一段长时间不使用本机身,应拔出电源插头。
Ø清除焊剂残余
移开集成电路块后,可用吸锡器或吸锡泵清除焊剂残余。
注:
如果是SOP、PLCC,可用镊钳提起集成电路块。
3.焊接
Ø涂抹适量锡膏
涂沫适量锡膏,将SMD放在电路板上。
Ø预热SMD
Ø焊接
向引线框平均喷出热气。
Ø清理
焊接完毕,清除熔料残余。
注:
用热气焊接是有效的,但也可能导致焊剂球、焊剂搭连等问题。
我们建议您仔细检查焊接原件。
二.四.七注意事项
1.安装喷嘴时勿用力过大,或用钳子拉动喷嘴边缘,勿过度拧紧螺丝。
2.安装喷嘴时必须在发热管与喷嘴冷却时才能装喷嘴。
3.小心,高温操作
切勿在近易燃气体、纸张、或其它易燃物体附近使用本拆焊台,喷嘴和热气都十分灸热,能灼伤人体。
切勿触摸发热管、或以热气直喷体部。
对于新机,因手柄内有隔热材料——云母管,开机后短时间内会冒白烟,这属于正常现象。
4.使用后,切记冷却机身关电后,发热管会自动喷出凉气。
在冷却时段请勿拔去电源插头。
当风口温度低于100C时,自关机。
5.切勿掉落或重震
发热管含有石英玻璃。
如果掉落或重震,会使玻璃破碎。
6.勿拆开泵。
7.长久不使用,应关闭电源开关。
当温度超过350℃时,开机起动时气流控制键应尽量调在3—8档。
二.四.八替换发热材料
1.替换发热材料
1)松开螺丝,移出电线管。
松开拴紧手柄的3枚螺丝,移出电线管。
2)拆开手柄
松开接地电线护套,取出管件,管内装置有石英玻璃和热绝缘体。
勿掉落或遗失。
3)取出发热材料
松开终端,取出发热材料。
4)插入新发热材料
小心处理,切勿磨擦发热材料电线。
插入新发热材料。
重接终端。
传感器线有极性,应注意区别。
5)依拆开时的相反程序,回装手柄。
二.五焊膏分配器
二.五.一概述
适用于科研加工,单件生产过程中,因产品不定型,无需制作模板来进行焊膏印刷,为保证制作产品均匀涂抹焊膏,必须采用焊膏分配器,以确保焊盘均匀,焊点尽善尽美。
二.五.二技术性能指标
1.供液时间:
0.03S-1S,0.1S-10S,0.2S-20S,0.3S-30S
2.输入气压:
0.5Mpa—0.7Mpa
3.输出气压:
0.05Mpa—0.7Mpa
4.重复时间误差:
0.5%
5.最小点滴量:
0.005m1
6.工作速度:
>100次/分
7.输入电压:
220V±10%50Hz
8.消耗功率:
<15W
9.外形尺寸:
220mm×63mm×l65mm
10.重量:
<3kg
二.五.三原理简述
该机由可调式减压气路、气动控制装置、真空控制回路、可程式定时电路及电源等组成,面板说明图一。
由外配的空气压缩机产生的气源通过快速接头接入减压气路,另一方面真空控制回路产生的负压通过电磁阀在针筒内产生负压,以防止液料漏滴。
由于气动控制装置由可程式计时器控制转换,气压经控制装置推动液体自动滴出。
整机安装说明见图二。
①压力表②减压阀③定时时间控制钮④循环时间控制钮
⑤电源开关⑥定时/非定时开关⑦真空调节钮⑧自动循环键
⑨输出快拧接头座
图一面板说明
接外配空气压缩机的气源
接交流220V
脚踏开关
聚丙稀针筒
输出快拧接头
针筒架
图二整机安装
二.五.四使用安装说明
1.安装
1)将焊膏分配器接上外配气源,调节其气压范围在0.5Mpa-0.7Mpa。
2)把进气管接头插入主机后面的输入端。
3)把有方向性的脚踏开关的三芯插头插入主机后面的小插座。
4)将针筒转接器的导气管之黑色接头插入主机面板的输出插座,插入后并顺时针方向扭转,使其锁紧。
5)将电源线接入主机后面的电源输入插座,再将电源线另一端的插头插上交流电源220V。
6)将针筒装上部分焊锡膏后装入转接器接头,跟着扭转锁紧,放置在针筒架上。
见图三,利用此针筒,可以试验输出气压、定时时间等对滴出焊锡量大小的影响。
图三
2.简易操作
每次压出焊锡的量可由输出气压、定时时间、焊锡的粘度和针嘴的粗细来定。
1)第一步是将针嘴插上跟着扭转锁紧。
2)按电源键⑤以开启主机。
把循环键选择打到非循环即开状态。
3)把“定时/非定时”选择键⑥选择非定时状态,在这操作模式下只要踩下脚踏开关,就不断有液料滴放,直至放开为止。
4)调校气压至0.3Mpa作为初次试验。
[注意]调校气压时必须将减压阀②往外拉,再依顺时针方向扭转,如欲减小气压则先将旋钮依逆时针方向扭转至气压表①指示气压比要求的气压低,接着再增加至要求的气压。
选定后向内压入以锁定减压阀。
5)当定时时间控制钮③依顺时针方向扭转,滴放时间可以由最小0.03秒调至1秒。
6)试验真空调节旋钮⑦,可用一支装了部份清水的针筒,套上针嘴套以阻止清水漏滴。
7)摘掉针嘴套,慢慢将真空调节钮向逆时针方向旋转。
当真空调节钮调至适当的位置,漏滴便会停止。
过大的真空会有气泡在针筒中升起。
3.达成稳定一致的滴点
图四
像图四将针筒向下拿着,将针嘴放在一张纸上,踩脚踏开关大约一秒钟,这样会令针嘴内充满了试液和会在纸上滴放了较大的滴点。
将“定时/非定时”开关按至“定时控制”模式,踩脚踏开关以滴放一滴点,重复试滴放多几点,小心地将针嘴摆放在适当的角度,如图四。
[留意]当滴放时,须将针嘴摆放在图示的角度及接触到工件面。
一定要踏紧开关,直至一个滴点的滴放程序完成为止,太早放松开关会中断滴点的形成。
4.焊锡膏的注给和滴放
注入液料的方法因不同性质的液料而定。
将调好的焊锡膏用镊子或者是其它工具放入针筒底部,然后推入活塞,再装上转接头旋紧,操作如图二。
然后操作
5.注意及警觉
1)不要急速加真空,防止真空将液料吸入导气管。
2)
图九
切勿翻转针筒,使液料流入机内。
见图九。
3)只用新的针筒和针嘴,用后要小心弃置。
防止
可能发生的液料污染和勿用有害的清洁溶剂。
6.气压、时间和滴点的关系示意图
气压表:
0.2Mpa
定时器:
0.2秒
气压表:
0.2Mpa
定时器:
0.7秒
气压表:
0.5Mpa
定时器:
1秒
图十
7.可程式定时电路
需调整可程式定时开关时,将主机上的电源线拔掉,除去两颗上盖板的螺丝,再将上盖板向后拉出,便会看到四位可程式定时开关。
此定时电路可根据不同的生产要求而提供可程式的调整。
通过一个在线路板上的四位号码开关,可作启动模式和时间范围的选择。
根据图十指示不同开关键位便可选择不同的时间范围。
本机在出厂时,已选择了维持接触式及时间范围为0.03到1秒档。
正常的《维持接触式》的操作,需要保持脚踏开关直至预调滴放时间完成为止,如过早放松脚踏开关,则不能完成整个滴放时间,而产生不一致的滴点。
8.自动循环功能
自动循环功能适用于频繁操作,并要求快速注出液量的工序,可减少操作人员的疲劳。
使用该功能时,按下面板上的循环键⑧,分别调节面板上的两个时间控制钮,使注出时间与间隔时间处于适宜位置。
其间隔时间的设定最长为2秒,因此该功能适宜使用在注液要求2秒以内的工序。
使用时,只要踩下脚踏开关,液量就按设定的时间和容量进行自动周期性注出。
第三章SMT实习系统教学过程
三.一焊膏印刷
三.一.一固定电路板
将电路板国定在定位针上。
将模板放平,压在电路板上。
通过小孔观察,发现每个小孔下面都有一个亮点,并且这些亮点充满每个小孔,说明小孔和焊盘对应很准确。
发现亮点没有充满整个小孔,说明电路板没放准或托板没调正。
三.一.二准备焊锡膏
因为焊锡膏需要冷藏,使用前要将焊锡膏提前6小时取出,让焊膏恢复常温。
时间的长或短都将影响焊接效果。
三.一.三刮焊锡膏
焊锡膏在刮板上的宽度应比模板上略宽。
刮锡时,刮板起始角度约为60°,在刮焊锡膏的过程中角度逐渐变小,到印制板末端时角度约为30°,以使每个焊盘上焊膏均匀、相等。
(参见图7.1)刮好焊膏后,用镊子取出印制板,放在一托盘中,且勿手摸。
因为焊盘上焊膏很少,很容易被擦掉,使元件无法焊接。
在刮电路板的过程中应经常用铁板尺等物体将焊膏向一起汇聚。
1.模板清理焊膏印刷完毕,模板要用酒精棉丝擦干净,网孔内不得有焊膏残留。
(参见手动丝网印使用说明)
三.二贴片:
本收音机共有贴片元件23个,每一个元件都有一张图纸和其对应,图纸上有一红色标记,标出本元件应该贴装的位置。
所有元件分为电阻、电容、三极管、集成电路四种类型。
1.贴装电阻时注意:
它分为两面,一面为标注阻值,另一面为白色没有任何标记,有标注一面向上贴装,以备检查。
2.贴装电容时注意:
因为电容是没有极性,没有标注,而且大小、颜色都非常相似,所以贴装时一定注意。
如果贴错,很难检查出问题。
3.三极管只要按图纸相应位置贴好。
4.贴装集成电路时注意:
应注意集成电路标记和图纸标记对应,一次贴好,如果没放正,要垂直拿起重新贴放,不要直接挪动,以免造成短路。
5.了解几种元器件贴装的注意事项后,可以开始贴片。
本步操作为流水线的形式,23个元件和图纸按从1号到23号的顺序排列好,配套的图纸上明显标出23个元件的排列顺序。
刮好焊锡膏的同学按从1号到23号的顺序贴好每一个元件。
三.三检查:
23个元件贴好以后,用放大镜台灯观察元件有没有贴错、贴反、贴斜。
检查无误后放入再流焊机。
三.四再流焊:
开机检测机器是否正常。
然后按‘进/出’键,工件盘出来,将贴装好元件的电路板放入,按‘再流焊’键,工件即自动进入加热炉内进行焊接。
三.五检查修复
利用放大镜台灯检查电路板焊接质量,对焊接不合格元件进行修复。
三.五.一注意事项
由于贴片过程为流水线的形式,所以上课同学不能太多,一般不超过15人。
三.六设备布局(供参考)
1.贴片样板:
可用一些作废的电脑硬盘、主板等带有表贴元件的电路板。
同学进到实验室后,首先看一看表面贴装技术焊接的产品,了解一下表面贴装元件。
2.手动丝网印机:
放在靠近一号元件的位置,有利于刮完焊锡膏的同学,就近开始贴片。
3.工作台:
因需要照明,为了照明灯的方便安装,台面要靠墙。
根据房间大小的不同,可自定台面的长度,但分成23个工位后每个工位间距不得少于一人肩宽。
台高也是根据同学平均身高而定。
4.再流焊机:
因再流焊的过程中,焊锡膏中的助焊剂等物质挥发所产生的气体从后侧排风道排出,所以要放于通风处,并且和墙有一定距离。
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