smt(表面贴装技术)作为现代电子制造的核心工艺,通过自动化设备实现高精度、高密度的元器件贴装与焊接。以下从生产准备到成品交付的完整流程,结合关键技术参数与质量控制要点展开分析:
1. 前期准备
1.1 物料准备
PCB(印刷电路板):检查板材平整度、氧化情况、有效期。
电子元件:核对规格(封装、容值/阻值、耐压等),确保与BOM(物料清单)一致。
焊锡膏:选择适合的合金成分(如Sn63/Pb37或无铅SAC305)和颗粒度(Type 3-5)。
1.2 文件与程序
Gerber文件:确认PCB设计文件(焊盘尺寸、间距等)。
贴片程序:生成元件坐标文件,优化贴装顺序和路径。
钢网(Stencil):根据Gerber文件制作,开孔尺寸需考虑焊膏释放率(通常比焊盘小10%)。
2. 锡膏印刷
2.1 钢网定位
将钢网与PCB焊盘对齐,使用光学对位(针对高精度板)或机械夹具固定。
2.2 印刷参数
刮刀:金属刮刀(角度60°,压力5-15N)。
速度:20-80mm/s,视焊膏特性调整。
厚度:通常4-6mil(0.1-0.15mm),通过钢网厚度控制。
2.3 检测(SPI, Solder Paste Inspection)
使用3D SPI检测焊膏体积、高度、偏移,不良品需清洗后重印。
3. 元件贴装
3.1 贴片机设置
供料器(Feeder):安装卷带、管装或托盘元件,校正供料步距。
吸嘴选择:根据元件尺寸(如0201、QFN、BGA)匹配吸嘴类型。
3.2 贴装过程
精度:±25μm(高端设备可达±10μm)。
速度:高速机(如≥30,000 CPH)与多功能机(处理异形元件)配合使用。
3.3 首件检验
4. 回流焊接
4.1 温度曲线设定
预热区:1-3℃/s升温至150-180℃(活化助焊剂)。
回流区:峰值温度无铅245-255℃(有铅220-230℃),时间40-90秒。
冷却区:速率≤4℃/s,避免热应力裂纹。
4.2 炉膛控制
氮气环境(O₂<1000ppm)可减少氧化,提升焊接质量。
5. 检测与返修
5.1 AOI(自动光学检测)
检测内容:缺件、错件、偏移、桥接、极性反等。
误报率:需通过算法优化降低(通常<5%)。
5.2 X-ray检测
针对BGA、QFN等隐藏焊点,检查空洞率(要求≤15%)。
5.3 返修
使用热风返修台或烙铁,BGA需植球重新焊接。
6. 后段工艺(可选)
6.1 通孔元件插装(THT)
波峰焊:针对DIP元件,需过波峰焊炉。
6.2 清洗
使用水基或溶剂清洗剂去除助焊剂残留(针对高可靠性产品)。
6.3 涂覆(Conformal Coating)
喷涂三防漆(丙烯酸、硅胶等),保护PCB免受潮湿、腐蚀。
7. 最终测试与包装
7.1 功能测试(FCT)
通电测试,验证电路性能(如电压、信号完整性)。
7.2 包装
防静电袋+气泡膜,湿度敏感元件(MSD)需干燥剂和湿度卡。
8关键工艺控制点
8.1、锡膏印刷:>90%良率是SMT良品率的基础。
8.2、回流焊曲线:直接影响焊点可靠性(IMC层厚度需0.5-3μm)。
8.3、ESD防护:车间需维持静电电压<100V(EPA区域)。
9常见缺陷与对策
9.1、立碑(Tombstoning):焊盘设计不对称或温度不均。
9.2、虚焊:焊膏活性不足或氧化。
9.3、锡珠:升温过快或钢网清洁不彻底。
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印刷机、 SPI、贴片机、AOI、回流焊、X-Ray等整条SMT生产线设备;
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