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PCBA技術

PCBA技術 - 瞭解SMT制程中三個主要工序

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PCBA技術 - 瞭解SMT制程中三個主要工序

瞭解SMT制程中三個主要工序
2023-03-16
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Author:SMTer      分享文章

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

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

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

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。