SMT贴片工艺

SMT贴片工艺

贴片

  • 定义：表面贴装系统（Surface Mount System），在生产线上，它配置在点胶机或丝网印刷机之后，是通过移动贴装头把表面贴装元件准确地放置在PCB焊盘上的一种设备。

  • 作业要求：

    1. 各装配位号元器件的类型、型号：标签值和极性等特征标记应符合产品的装配图和明细表要求。
    2. 贴装好的元器件焊盘无焊点、无锡珠、无偏位。
    3. 贴装元器件端或引脚不少于1/2厚度浸入焊膏，对于一般元器件贴片时的焊膏挤出量（长度）应小于0.2mm，对于窄间距元器件贴片时的焊膏挤出量（长度）应小于0.1mm。
    4. 元器件的端头或引脚均和焊盘图形对齐，居中。由于再流焊时有自定位效应，因此元器件的贴装位置允许有一定的偏差。

回流焊

  • 定义：回流焊主要是用来焊接已经贴装好元件的线路板，靠加热把锡膏熔化使贴片元件与线路板焊盘结合焊接在一起，然后通过回流焊的冷却过程冷却和把元件和电路板固化在一起。

  • 作业要求：

    1. 预热区：60-150秒，升温速率≦2.0℃/s，峰值温度≦150℃。
    2. 均温区：60-120秒，升温速率＜1.0℃/s，温度范围150-200℃。
    3. 回流区：60-90秒，峰值温度230-260℃。
    4. 冷却区：时间≦30秒，降温速率1.0℃/s≦slope≦4.0℃/s，温度Tmax≦180℃。

自动激光雕刻机

  • 定义：用于PCB板的专用激光打标机在PCB电路板行业中被称为光纤激光打标机或二维PCB激光打标机。激光打标技术的优势使其得到了广泛应用。

  • 作业要求：

    • 雕刻效果：打标字样要求清晰、颜色、字体与客户要求一致，字体无重影、缺失等。
    • 雕刻注意事项：镭雕不可有重号、少字、偏位、重影、色差；操作中不可用眼睛观察镭射镜头内的光束，不可遮挡光束。

AOI：自动光学检测

  • 定义：AOI（Automated Optical Inspection缩写）自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。

  • 作业要求：

    1. 操作人员培训：操作人员必须接受相关的安全和操作培训。
    2. 设备工作电压和电流：供给电源必须符合设备所指定的工作电压、电流及频率，地线必须接地。
    3. 设备移动和避让：设备在移动和过站过程中注意不要被设备移动和撞击。
    4. 紧急情况处理：设备如出现紧急情况时，需按下紧急停止按钮，并通知工程师检查处理。

锡膏厚度检测（SPI）

  • 定义：锡膏厚度测试仪（Solder Paste Inspection）是利用光学的原理，通过三角测量的方法把印在PCB上的锡膏高度计算出来的一种SMT检测设备。

  • 作业要求：

    1. 每次换机（换钢网）后：需要对锡膏厚度进行首检。
    2. 持续监控：在印刷过程中每印刷两小时需要一次锡膏厚度测量，并做好测试记录；锡膏厚度的参考作业标准要求印刷的锡膏厚度为0.12mm。
    3. 检测合格：检测参数合格则继续生产，不合格的板进行标识并跟踪后续处理。

SMT生产流程总结

  1. 贴片：使用表面贴装系统将元器件精确地放置在PCB焊盘上。
  2. 回流焊：通过加热使锡膏熔化，完成电子元件的焊接。
  3. 自动激光雕刻：在PCB上打标以标识产品信息。
  4. 自动光学检测（AOI）：使用光学设备检测焊接质量。
  5. 锡膏厚度检测（SPI）：检测印刷在PCB上的锡膏厚度，确保焊接质量。

其他的一些问题回答及扩充

1. 风淋室（Air Shower）

作用: 进入车间前进行吹风，以清除身上的灰尘和污染物，防止这些污染物进入车间，影响产品质量。

2. AOI检测与贴片流程

原因: 在AOI检测后继续进行贴片是因为后续物料较大，覆盖了之前的贴片位置，这些物料通常不再需要重新检测，直接进行回流焊加固。

3. 镭雕过程

解释: 如果生产线中没有看到镭雕过程，可能是主板在进入该生产阶段前已经完成了镭雕。根据需求，可以选择让厂商在出货前进行镭雕，或不进行镭雕后自行处理。

4. 黑白电路与二维码

解释: 黑白电路可能指的是电路板上不同颜色的线路，为了便于追踪和识别产品，会在电路板上贴二维码。

5. 刷锡过多/过少的影响

过多:

  • 焊接困难：过多的锡需要更高的温度才能融化，容易造成冷焊、虚焊、焊接不完全，影响焊接质量。
  • 桥接风险：高密度PCB板上过多的锡容易造成短路。
  • 外观和检测：影响后续AOI检测的准确性。
  • 机械装配问题：过厚的锡层会阻碍正常插入或配合过紧。
  • 成本增加：锡膏的浪费。
  • 散热影响：过多的锡会影响热量的有效散发。

过少:

  • 焊点不牢固：影响电子元件和PCB板之间的连接强度。
  • 虚焊：焊点未完全形成。
  • 焊接不完全：可能导致电路断路。

6. 双轨平移机

原因: 使用双轨平移机可以提高生产效率，同时处理更多的产品，有效应对生产线的高负荷需求。

7. MES（制造执行系统）

作用: MES是一种用于监控和控制生产过程的软件系统。它通过实时采集、处理和传递生产数据，帮助企业优化生产计划、提高生产效率、减少成本并确保产品质量。

8. 锡印脱模与取像方式

解释: 锡印脱模指的是在PCB板上印制锡膏的过程。取像方式是指在生产过程中获取图像进行质量检测，以确保产品符合规格。

9. 红胶的用途

解释: 红胶主要用于固定电子元件，特别是在回流焊过程中，防止元件移动。并非所有产品都需要红胶，只有那些需要固定元件的产品才使用。

10. 贴片机器（NXT）的大小与精度

解释: 贴片机器的大小不代表其精度，机器的大小是为了适应不同物料的尺寸，而精度取决于机器的设计和制造质量。

11. 不同产线的回流焊设备

原因: 不同产线使用不同的回流焊设备，可能是因为不同产品需要不同的焊接温度和时间。高质量的回流焊设备具有更精确的温控和稳定性，确保焊接质量。

12. 二维码种类

解释: 二维码种类繁多，每种二维码都有不同的编码规则和用途，如QR码、Data Matrix码等。它们被广泛用于产品追踪、库存管理和防伪等领域。

13. SPI设备精度

解释: SPI设备（锡膏检测设备）用于检测锡膏的分布和量，其检测精度取决于设备的质量。高精度的SPI设备能够检测锡膏厚度、面积和体积，确保焊接质量。

14. 直通率

解释: 直通率是指产品在生产过程中不需要返工或修复，直接通过所有检测的比例。高直通率表示生产过程中的质量控制较好，生产效率高。

15. 回流焊与波峰焊

回流焊: 回流焊通过加热使预先放置在PCB上的焊锡膏熔化，从而实现电子元件的电气连接和机械固定。适用于表面贴装技术（SMT）。
波峰焊: 波峰焊通过让PCB板通过一个熔化的锡波来焊接元件，适用于通孔元件（THT）或混合技术装配。两者适用于不同的焊接场景。

16. 设备品牌

解释: 不同公司可能会使用不同品牌的设备，具体品牌的选择取决于公司的需求和预算。以下是一些常见的一线和二线品牌。

PCB生产流程与设备品牌

锡膏印刷

  • 机器: 锡膏印刷机
  • 一线品牌: MPM, DEK (Nordson), Mydata, KME, ASM
  • 二线品牌: GCT, Saki, Europlacer, Yamaha, Shenzhen Kejing Star

红胶印刷

  • 机器: 红胶印刷机
  • 一线品牌: Nordson, Fujifilm, Mydata, KME, ASM
  • 二线品牌: GCT, Europlacer, Yamaha, Shenzhen Kejing Star, Saki

SPI检查

  • 机器: SPI设备
  • 一线品牌: Koh Young, Viscom, Mycronic, Orbotech (KLA), ASM
  • 二线品牌: Saki, JUKI, Yamaha, GCT, Shenzhen Kejing Star

贴片

  • 机器: 贴片机（SMT）
  • 一线品牌: Panasonic, Fujifilm, JUKI, Samsung Techwin, ASM
  • 二线品牌: Yamaha, GCT, Shenzhen Kejing Star, Europlacer, Mirae

AOI检查

  • 机器: AOI设备
  • 一线品牌: Orbotech (KLA), Koh Young, Viscom, Mycronic, ASM
  • 二线品牌: Saki, JUKI, Yamaha, GCT, Shenzhen Kejing Star

回流焊

  • 机器: 回流焊炉
  • 一线品牌: BTU International, Rehm (ASM), JUTZE, Senju Metal Industry, Mirae
  • 二线品牌: Yamaha, GCT, Shenzhen Kejing Star, Europlacer, Mycronic

波峰焊

  • 机器: 波峰焊机
  • 一线品牌: Selectronic, Europlacer, KIC, Aoyue, Mirae
  • 二线品牌: Yamaha, GCT, Shenzhen Kejing Star, Mycronic, Saki

BLT测试

  • 机器: 功能测试机
  • 一线品牌: Teradyne, Advantest, Xcerra, Aeroflex, Cohu
  • 二线品牌: Shenzhen Kejing Star, GCT, Europlacer, Yamaha, Mycronic

预压

  • 机器: 预压机
  • 一线品牌: BTU International, Meyer Burger, Europlacer, Mycronic, ASM
  • 二线品牌: Shenzhen Kejing Star, GCT, Yamaha, Saki, JUKI

CCD检查

  • 机器: CCD检测设备
  • 一线品牌: Orbotech (KLA), Koh Young, Viscom, Mycronic, ASM
  • 二线品牌: Saki, JUKI, Yamaha, GCT, Shenzhen Kejing Star

GAP/STEP检查

  • 机器: 尺寸检测设备
  • 一线品牌: Zimmer, LK, OGP, Mitutoyo, Heinzinger
  • 二线品牌: Shenzhen Kejing Star, GCT, Yamaha, Saki, JUKI

超声检查

  • 机器: 超声波检测设备
  • 一线品牌: Plaar, Sonatest, GE, Olympus, Fujifilm
  • 二线品牌: Shenzhen Kejing Star, GCT, Yamaha, Saki, JUKI

ATE（自动测试设备）

  • 机器: 自动测试设备
  • 一线品牌: Teradyne, Advantest, Xcerra, Aeroflex, Cohu
  • 二线品牌: Shenzhen Kejing Star, GCT, Europlacer, Yamaha, Mycronic

红胶工艺在电子组装中的应用

红胶主要用于暂时固定表面贴装元件（SMD）到电路板上，尤其是在进行回流焊之前。红胶在室温下保持一定的粘性，防止元件在

搬运和预热过程中移位。经过回流焊炉时，红胶会熔化、流动并再固化，最终起到粘接元件到板上的作用，但其主要目的是辅助焊接过程。

波峰焊是另一种用于通孔元件或混合技术装配的焊接方法。通过让电路板穿过一个熔化的锡波来实现焊点的形成，波峰焊确保元件引脚与电路板上的焊盘形成良好的电气连接。波峰焊不涉及红胶的使用，红胶主要用于SMT回流焊工艺中。

红胶的施加不是直接“刷”在电路板上，而是通过精确的方法，如点胶机或印刷机来施放，以确保红胶被准确地放置在电路板上元件下方的预定位置。

双面贴片: 当PCBA板的两面都需要进行贴片时，使用双轨平移机，可以在第一面贴片完成后，翻转进行第二面的贴片工序。

低温锡膏工艺

低温锡膏: 熔点为138℃的锡膏，适用于无法承受高温的贴片元器件。焊接峰值温度为170-200℃，适合特殊应用场景。

这份笔记详细总结了PCB生产流程中的各个步骤及其使用的设备品牌，并详细解答了在实际生产过程中遇到的问题和解决方法，提供了全面的生产指导和设备选择建议。