-
摘要:产品复杂性的增加,组件尺寸的减小以及双面板的使用已经使基于
电子制造组件的表面贴装技术更难以组装。这导致了经济问题,其中电子
制造的缺陷是所
有制造商面对的主要问题之一。虽然编者已经明显改进了
EM
技
术的过程,但是现实表明实现自动化线的变化还不能产生足够高的
比例的成品。当前的发
展目标是通过创建一个基于互联网的智能系统的电
路板缺陷检测的进程来对这些新兴市场
做出贡献,所以可以在确认成产运
行之前
EM
< br>流程缺陷需要返工操作。随着这个系统的发展,对于任何成产
线和装配线流程参数
返工有缺陷组件需要最小化,生产线引起一些可靠性
问题(如锡球,在关节锡不足,焚烧
联合连接,桥接导线,孔洞,关节倾
斜,以及未成形的关节)就会直接导致问题,并且返
工将从
EM
装配线上
大大减少。
关键词:电子制造
互联网
印刷电路板
表面贴装技术
用户界面
1
介绍
表面组装技术向高密度封装的趋
势已经突出了在有这些非常好搭的设备的
组装线的固有困难。尽管所有都进步了,在印刷
电路板装配技术(
PCBA
)
中各种的
缺陷仍然是常见的,并且
PCBA
的返工是不可避免的而且既然
每
个组件的成本和
PCB
本身的话费是
几百美元那么必须在
PCBA
制造地板时
必须手动执行。在过去的几年里,包括自动在内的在市场上可以供应的返
工站的数量大
幅度增长。在电子产品制造中,返工被定义为用那些符合执
行标准的组件更换有故障的部
件的活动。产品复杂性的增加,组件尺寸的
减小以及双面板的使用已经使基于电子制造组
件的表面贴装技术更难以组
装。
PCBA
制造技术已经随着完全的自动化,准确组装机器和机器人的使
用得到相对的提高。尽管
显著改善自动返工也已经由编者之一完成,但事
实表明自动返工线还不能产生一个足够可
靠地搞得收益比例。这个调查的
目的是通过建立一个基于知识的智能系统的电路板缺陷,
对表面贴装返工
技术做出贡献,
这样需要返工操的缺陷可以通过
电子制造装配线被检测到。
随着这个系统的发展,有缺陷的板的数量将会从
PCBA
线上最小化,并且
那些造成关节水平可靠性
问题的
PCBA
工艺参数将被识别。这些问题的原
因将借助于发达的网络系统被发现。
2
通用概述
应用于计算机,
军事和电信应用程序的高价值的印刷电路板是
21
世纪的先
进技术的发展的一个关键组成因素。在电子元器件中的小脚印和小特征的
SMT
技术的增长是这样
PCBA
的成功产品的巨大的技术障碍。
返工是指在一个
印刷电路板过程中消除和替换有缺陷的电路组件。在
过去的
20
世纪的几十年,
各种不同的返工方法已经成功开发和测试,
p>
但是
它也被证明他们没有一个产生最后的可靠地生产联合吞吐量线【
1
】
。现在
的
新目标是开发替代方法,而不是利用手动,半自动或自动重做系统。那
些已经在调查中在
关注如何消除这些制造业的原因问题的技术因为旧的技
术联系,在返工是昂贵的,复杂的
,需要熟练操作的【
1
,
2
】
。这个返工操
作设计几个步骤:把有缺陷组件清
楚,清空组件站点,调剂新锡膏,放置
新组件然后回流关节【
3
】
。从图一可以看出,返工流程的功能是从一个完
全填充的印刷板而不是破坏性的印刷板本身,周围的组件或是焊点周围的
组件
删除和替换单个组件。到目前为止,在这个
PCBA
方向的主要
作者已
经取得了重大的进展【
1
】
p>
【
4,5
】
。图片
2
显示了完全自动化的再制造细胞
系统
通过
Fidan
创建【
2
】
。
在
< br>1990
年代中期,
一些电子产品制造基本知识已经开发
为各种
PCBA
线条和应用【
6-11
】
。这些研究都没有报道一个集成
PC
BA
工艺规划环境。
已经验证的系统也弱化了世纪工业装置。这
个调查的目的是通过建立一个
基于知识的智能系统的电路板缺陷,对表面贴装返工技术做
出贡献,这样
需要返工操的缺陷可以通过电子制造装配线被检测到。
3
工艺参数对
PCBA
质量的影响
与不断小型化电子组件和整体系
统互连的
PCB
和组件——,
焊点——
也变
得小了。
接头地方尺寸的减小更要求机械属性的焊料来确保
共同的鲁棒性。
在除了足迹大小的减少,是一个重点总空间减少,常常导致尺寸的包装硅
模具。作为向更小的包装尺寸迁移的
SMT
技术,每个包装的加工条件的
变得更加关键【
12
】
。
在一个包装的显著的差异
(从层到层之间或承运人和模具)
会引起广泛
的
内部应力。一旦安装到电路板,焊接头通常必须通过包装的扩装和
PCB
在热源组来吸收所有的应力。对于
SMT
设备,如扁平
包,引线和焊点提
供合规需要弥补不匹配在热膨胀系数的包和
P
CB
。为了让关节变得更小,
他们的质量变得更为重要。物理缺
陷(如,可怜的可焊性,孔焊,焊料球
和桥焊)可以对联合鲁棒性和焊料的收益性有负面
影响。
影响
PCBA
收益的因素可以分为几个
主要类别,包括组装材料,多氯
联苯和组件以及过程方法和人类的表现【
2
】
。
组装材
料的类别可以进一步细分到锡焊膏和通量的相关材料,
如应用体
积,回流参数,造渣,焊膏沉积方法,以及处理和储存条件。在这个类别
最关键的我问题
是在回流操作中适当的稀释的附件表面和创造冶金凝固。
包含了许多因素的
PCB
范畴影响整个焊点可靠性,
包括电路板厚度,
垫大
小,基材,通过形成技术,印刷电路板层数,焊接掩膜技术
。组件子群参
数影响装配可靠性可能包括距大小,销数,包装大小和基材。
< br>PCBA
的各个步骤的需求严重影响过程方法的类别。回流方法等因素
(对流与红外辐射)和环境条件会影响焊料润湿,共同形成或形状和空隙
的
存在。接头质量是收到几乎所有装配变量,但是是强烈影响锡膏调剂,
元件分布,回流条
件。
焊锡膏调剂
< br>在
SMT
沉积技术中最常见的方法是丝网印刷技术。在这
个过程中,焊膏
会通过在金属箔上相应的洞沉积到附件垫的印刷板。
对于小模数
SMT
,
印
刷过程变得至关重要,因为没有足够的空间来拉长的焊料模板孔径。对于
0
.5
毫米的螺距组件来说,实现打印率不到
60%
并不少见【
12
】
。孔径大
小
和钢网厚度需要适当调整确保了高转移率(黏贴沉积和孔径卷)
【
13
】
。一
般来说,
光圈相对于附件垫应该是超大号的来增加焊料沉积体积和转移率。
然而这可能导致增加焊料球的形成。氮可能在黏贴套印是帮助抵消形成锡
球
的形成趋势
【
14
】
< br>。
图片
3
显示栽培要影响焊点质
量的输出的所有可能的
数量。
4
新的组件放置
用于在印刷板上放置组
建的策略可以分为进入管道,质量,顺序,同时放
置【
16
p>
】
。
在高容量生产中,专用的顺序或质量可
能会执行位置。
在大多数
情况下,柔性对于适应新产品和组件式
非常重要的。通常
SMT
组装使用
顺序
元件布局。两个类型的放置设备用于顺序挑拣和放置操作;第一个是
一个
X-Y
龙门式第二个是定头移动表放置机器【
12
p>
】
。头顶的设备提供高
灵活性,中放置的速
度,精度高,最小加速度或运动的
PCB
。相比之下,
表运动及其(通常旋转炮塔头)提供高位置速度和中等精度额灵活性,但
征收高加速度的
PCB
【
17
】
。
另一个重要特性
放置系统映像的是视觉系统的需要【
17,18
】
。一个主
要问题是设备的能力来识别功能在黑板上和组件和正确地放置在设备
的校
准设备导致附件垫在
PCB
。照明
的包从低角度,即侧照明,可以需要防止
错误的位置和
SMT<
/p>
【
19
】
。
p>
4
联合水平附件
传热机制用于大规模回
流焊接过程包括对流,辐射(使用辐射来源)和冷
凝(气相)
【
20
】
。回流焊的最流行方法是基于强
制对流或红外辐射。一些
其他的方法的焊料是气相,激光和热棒。处理大规模的回流焊接
,
PCBA
主要往往受到一个波峰焊接操作。在波焊的应用程序
中,经过的
PCBA
一
波喊的焊料是吸
引所有科室的表面,包括组建领导。波温必须仔细控制预
防从燃烧的焊点。
在任何回流系统,
均匀的温度在
PCB
和在一个组件是一
个主要目标【
2,21
】
。对于一个
SMT
系统
,一个温度梯度是
10
摄氏度或更
少应
该保持的防止变形包和确保所有关节正常回流。
5
组建的开发工具
发达的系统由两个主
要组件组成。这个组件式面向对象的性质,分别代表
一个特定的功能组件的整体。这种形
式的编程时声明性的,代表事实和主
张而不是程序。
·主要的组件包括测试软件,这将决定是否将输入的值不产生一个可靠地
焊接接头。这是通过使用可扩展标记语言(
XML
)来完成的。
晚间定义了
参数进行测试,起约束和依赖以及一个程序模块解释测试。这是一个简单
p>
地,非常灵活的文本格式最初是为了满足大规模电子出版的挑战。
X
ML
在
Web
和别处各种的数据交流也
发挥着越来越重要的作用【
22
】。
6
未来研究方向
< br>这种直观的系统将积极消除的主要问题导致表面组装
PCB
操作。
谈话种类
与快乐度关系和数目的减少缺陷也将被制作成
表格的工具的理由。统计分
析焊点的质量输出在这项研究中没有被提出。在不久的将来,
完成测试的
结果和统计研究不同的组件和流程变量。
参考文献
Internet-
based electronics manufacturing
troubleshooting tool
for
surface mount PCB assembly
Received: 2
March 2004 / Accepted: 6 May 2004 / Published
online: 9 February 2005.
Springer-
Verlag London Limited 2005
Abstract
Increasing product complexity,
decreasing component size, and using
double-sided boards have made surface
mount technology (SMT) based electronics
manufacturing (EM) component more
difficult to assemble. This has resulted in the
economic troubleshooting of EM defects
being one of the main problems facing all
manufacturers. Although the authors
have made significant improvements in the EM
process, it has been shown that the
implemented changes in the automated lines have
not yet produced a high enough
percentage of reliable finished products. The
objective
of this current development
is to make a contribution towards these EM
processes by
creating an Internet-based
intelligent system of circuit board defect
detection so that EM
process flaws that
necessitate rework operations can be identified
prior to
manufacturing runs. With the
development of this system, the need to rework the
defective components will be minimized
for any assembly line and assembly line
process parameters, which cause some
reliability problems (such ass older balls,
insufficient solder at joints, burnt
joint connections, bridged leads, voids, skewed
leads,
and unformed joints) will be
troubleshot directly, and the rework will be
greatly reduced
from the EM assembly
line. This paper reports the current development
and its
structure.
Keywords
Electronics manufacturing
?
Internet
?
Printed circuit board
?
Surface
mount technology
?
User interface
1 Introduction
The trend to
high-density packaging in surface mount technology
assembly has
highlighted inherent
difficulties in the assembly line of these very
fine-pitched devices.
A variety of
defects is still common in printed circuit board
assembly (PCBA)
technology despite all
of the improvements made, and rework of PCBA is
inevitable
and must be performed
manually in PCBA manufacturing floors since the
cost of each
component and the PCB
itself may be hundreds of dollars. In the last few
years, the
number of rework stations
available on the market has grown considerably
including
automated ones, but there has
still been no significant reduction in the number
of
defects. In electronics
manufacturing, rework is defined as the activity
that replaces
defective components with
those that are acceptable such that the populated
board
performs to specifications.
Increasing product complexity, decreasing
component size,
and using double-sided
boards have made rework more difficult and the
economic
reworking of PCBA
is one of the main problems facing PCB
manufacturers .PCBA
manufacturing has
been relatively improved with fully automated,
accurate assembly
machines and the use
of robots.
Although significant
improvement in automated rework has also been made
by one of
the authors, it has been
shown that the outcome of the automated rework
line has not
produced a high enough
reliable yield percentage. The objective of this
research project
is to make a
contribution towards this surface mount rework y
creating a
knowledge-based intelligent
system of circuit rd defects so that the defects
that
necessitate a rework operation can
be detected through the electronics manufacturing
line. With the development of this
system, the number of defective boards will be
minimized from the PCBA line and PCBA
process parameters that cause joint level
reliability problems will be
identified. The causes of these problems will be
troubleshot
with the help of the
developed online system.
2 Generic overview
High
value printed circuit boards used for computer,
military ,and telecommunications
applications are a critical mission
sensitive eel e m
en
t for the 21st century’s
advanced technological
developments. The growth of small-
footprint and small-feature SMT in electronic
components presents enormous technical
obstacles to the successful production of such
PCBAs.
Rework refers to the
general technical problem of removing and
replacing defective
circuit components
on a printed circuit board. A variety of different
rework methods
have been successfully
developed and tested during the last decades of
the 20
th
century,
but it has also been proven that none
of them has perfectly produced final reliable
joint
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇:Tekla门钢主要节点选用及设置
下一篇:双零铝箔对照中英文翻译