PCBA技術 - 瞭解SMT制程中三個主要工序

沒有實際在SMT工廠待過的人對SMT制程的基本流程和重要工序不一定瞭解，今天我給大家講講SMT制程中的三個主要工序。

SMT制程是現時電子組裝行業裏最流行的一種科技和工藝。 SMT制程的工藝流程很複雜，不同的產品工藝有所不同，基本流程如下：來料檢驗->燒錄->印刷->檢驗->貼裝 ->爐前檢驗->回流焊接-> AOI檢測->返修->測試->組裝。

在SMT制程加工過程中，不管再多的流程或者工序都少不了SMT的三大主要工序：錫膏印刷-> SMT制程->回流（焊接）

錫膏印刷

錫膏印刷是把錫膏印刷在PCB基板上。 印刷所用到的設備與工具有：

印刷機：全自動印刷機和半自動印刷機，

錫膏：錫膏是一種資料，是用來固定物料與PCB板的一種特殊資料.

鋼網：簡單的說就是一個模具，把PCB板上有焊盤的位置鏤空，方便錫膏從這些鏤空的位置滲到焊盤上。 它是一張很薄的鋼片，用網框固定鋼片，非常平整，最常用的厚度為0.10mm，根據不同產品上元器件的不同而選擇不同的鋼片厚度，和製作工藝。 這個是根據研發或者客戶提供的Gerber files中有一個paste mask檔案來製作的，這個工作是在生產前需要完成的，因為鋼網製作有另外的製作流程和製作工藝，鋼網的質量决定了貼片的產品品質，所以至關重要。 越是精密的元器件越能體現鋼網的重要性，而且不同的印刷機對鋼網開孔的要求也有輕微的不同，根據個人經驗總結，如果產品上有0.4pitchBGA等類似精密器件，建議不要客供鋼網，可由生產工廠的專業人員製作，因為工藝是沒有嚴格標準的，具體的細節，SMT工廠的工藝工程師是最清楚和最瞭解的。

通過瞭解錫膏印刷所需要的工具後，相信大家對基本的操作有一些理解。 簡單的操作就是把鋼網安裝在印刷機內，在鋼網上添加錫膏，PCB板進入到印刷機的軌道上，通過印刷機的相機掃描PCB板和鋼網上的mark點，對位完成後，印刷機平臺上升，貼合鋼網，印刷機上的刮刀45°傾斜的將錫膏從鋼網上刮過，通過鋼網鏤空的位置將錫膏刮到PCB板上的焊盤上， 這就是一個完整的印刷過程。 如果沒有不良就是完美的，如果有不良需要現場設備工程師微調。 根據多年的現場工藝分析，錫膏印刷這個工序是SMT制程三大工序的重中之重，因為SMT制程不良有70%與這個工序有關。

SMT制程

SMT制程就是把元器件用貼片機設備貼裝在印刷好的PCB板上。 貼片這一過程之所以用“貼”字，是因為錫膏內有助焊劑的成分，有一定的粘性，能够在沒有熔化的時候，也能够黏住元器件。

SMT制程的原理簡單，同時也複雜，簡單的是因為它是由原始的手工焊接演化而來的，即用鑷子夾著元器件放在電路板上，而貼片機是用貼裝頭通過真空吸著元器件貼在PCB板上。複雜是因為實際貼片的情况是非常複雜的，設備也很精密，通過科技的改進把傳統的手挿件全部改成了貼片件， 大大的提供了生產效率，整個行業的供應鏈都隨之改變，發生了翻天覆地的變化。

那麼SMT的工作原理是怎樣的呢？

貼片程式：任何一種貼片機都將需要通過客戶提供的Gerber，座標檔案，BOM，位置圖來提前製作貼片程式。 再通過貼片機的貼片頭（吸嘴），feeder，軌道共同完成整個貼片過程。

吸嘴：貼片頭上面由12個吸嘴，吸嘴中心的空的，通過真空吸取物料。

Feeder：就是供料器，根據貼片機程式師製作的貼片程式，將其列印成站位錶，作業人員按照站位錶順序把物料安裝在feeder上，一排排的feeder安裝到貼片機上，插電，齒輪帶動料帶，料帶前進程式指令指定吸嘴到指定的位置吸取物料，然後貼到座標指定的位置。

注意事項：

a、不同大小的物料用不同大小的吸嘴和不同大小的feeder.

b、吸嘴是通過真空取料，所以在設計及物料承樣時就要注意物料表面是否平整，且不漏真空，方便吸取。 如果是特殊物，如：接觸天線，鏤空器件，表面的則需要供應商新增“帽”或者表面貼高溫膠紙。

c、儘量不要使用散料。

回流焊接

經過印刷錫膏和貼片兩個工序後就是回流焊接。 所有的元器件都貼好以後，PCB板就會被貼片機的送至接駁臺，由人工目檢，或者由爐前AOI機器檢查，檢驗是否有元器件貼片不良，如果沒什麼問題，就可以過爐。

說到回流焊這個名字，很多人可能不知道什麼是“回流”，並不是說錫膏從這裡流到那裡，回流焊來自“Reflow Soldering”，此處“回流”的真實含義是“把顆粒狀的錫膏，變成能够流動的液體，再凝固成合金狀態”的意思。 回流爐是一個帶有像自行車鏈條一樣的“烤箱”，不過它是一個長方形爐子，通過鏈條運輸PCB板，把錫膏加熱、熔化，把元器件固化在PCB板焊盤上。 回流爐內有熱風裝置，分成多個溫度區，逐步加熱，用一個曲線來形容一般分為四個關鍵區域。

預熱區：將PCB與元器件進行預熱，針對回流爐說的是前一到三個加熱區間的加熱作用.更高預熱，使被焊接材料達到熱均衡，錫膏開始活動，助焊劑等成份受到溫度上升而開始適量的揮發，主要是為後面的良好焊接起到一個鋪墊作用。

恒溫區：除去表面氧化物，錫膏開始活躍，此時焊膏處在將溶未溶狀態，針對回流焊爐的第五六七三個加熱區間加熱。

回流區：也是焊接區，是整個回流爐溫度最高的區域，使其達到錫膏的熔點，這個熔點常用的無鉛錫膏一般在220°C開始完成熔融，時間大約40s。

冷卻區：從溶點緩慢的降至50度左右，合金焊點的形成過程。

這樣，整個回流過程就算完成，這個過程通常需要持續6分鐘左右。

以上把SMT制程加工過程中的印刷、貼片、回流三個主要工序進行的講解及描述，相信相關人士對SMT制程的三大主要工序會有更深的瞭解。