做電路板的朋友都知道，SMT貼片是繞不開的一道工序。但真要說清楚這里面的門道和細節(jié)，很多人可能還是一頭霧水。這篇文章就把電路板SMT貼片的整個流程拆開來講，順便聊聊研發(fā)試產(chǎn)階段容易踩的坑。
一、電路板SMT貼片到底是啥
說白了，SMT貼片就是把電阻、電容、IC這些元器件直接貼在PCB板表面，然后通過高溫把錫膏熔化，讓元件和板子牢牢焊在一起。
跟以前老式的插孔焊接比，貼片工藝做出來的板子體積更小、重量更輕，焊點也更牢靠?，F(xiàn)在不管是工業(yè)控制板、醫(yī)療設(shè)備還是通信模塊，基本都在用這套工藝。
二、SMT貼片加工到底有幾步
整個流程看起來不復(fù)雜，但每一步都有講究，一步?jīng)]做好后面就可能出問題。
1. 錫膏印刷
這是第一步，也是最容易出問題的一步。用鋼網(wǎng)把錫膏刮到PCB的焊盤上，錫膏印多了容易連錫，印少了容易虛焊。鋼網(wǎng)開孔怎么設(shè)計、刮刀壓力調(diào)多大、印刷速度多快，這些參數(shù)都得根據(jù)具體板子來調(diào)整。
2. SPI檢測
錫膏印完不能馬上貼片，得先用SPI掃一遍。這個設(shè)備能三維測量錫膏的高度、體積和位置，看看有沒有偏移、拉尖或者缺錫。這一步查出來問題，返修成本最低，要是等焊完了才發(fā)現(xiàn)，麻煩就大了。
3. 貼片
貼片機把元器件從料帶里吸起來，精準放到PCB對應(yīng)的位置上。聽起來簡單，但0201這種芝麻粒大小的元件，或者BGA這種焊盤在底下的芯片，對設(shè)備精度和程序優(yōu)化要求都很高。吸嘴選不對、飛達供料不順，都會導(dǎo)致貼偏或者拋料。
4. 回流焊接
貼好的板子送進回流焊爐，按照設(shè)定的溫度曲線升溫。錫膏經(jīng)過預(yù)熱、保溫、回流、冷卻幾個階段，最后凝固成可靠的焊點。溫度曲線不是固定的，得看錫膏型號、板子厚度、上面最大的元件和最小的元件分別能承受多少溫度，綜合起來調(diào)。
5. AOI檢測
焊完的板子過一遍AOI光學(xué)檢測，看看有沒有虛焊、連錫、立碑、元件偏移這些問題。BGA這種看不到焊點的情況，還得上X-RAY，檢查焊球里面有沒有空洞或者橋接。
6. 功能測試
外觀沒問題不代表板子能用。最后還得做ICT或者FCT測試，驗證電路功能是不是符合設(shè)計預(yù)期，有些要求高的還得跑老化測試。
三、質(zhì)量控制到底要抓哪些
來料檢驗不能省
元器件到廠后先別急著上產(chǎn)線，外觀、尺寸、可焊性都得抽查。特別是BGA、QFP這類精密器件，引腳或者焊球有沒有氧化、變形，一眼就能看出端倪。
PCB板子狀態(tài)要確認
焊盤平不平、阻焊層有沒有缺損、表面處理是OSP還是沉金，這些都會影響焊接效果。OSP板尤其要注意，開封后不能放太久，焊盤氧化了錫就爬不上去。
溫濕度管控是基本功
錫膏要冷藏保存，用之前得回溫到室溫，不然容易吸潮噴濺。濕敏元件更要按MSL等級烘烤，不然過回流焊的時候里面水分汽化，元件直接鼓包爆裂，俗稱"爆米花"。
ESD靜電防護別大意
MOS管、IC這些器件很怕靜電，車間里防靜電地板、工作臺、離子風機、靜電手環(huán)都得配齊。有時候板子焊完功能不良，回頭查半天發(fā)現(xiàn)是靜電打壞了芯片，得不償失。
四、1943科技的NPI服務(wù)能干啥
很多客戶不是一上來就大批量生產(chǎn)，而是先要做幾塊板子驗證設(shè)計。這種研發(fā)中試或者小批量試產(chǎn)的訂單，大廠往往不愿意接，接了也排不上優(yōu)先級。1943科技專門做了PCBA新產(chǎn)品導(dǎo)入（NPI）服務(wù)，就是來解決這個痛點的。
研發(fā)中試NPI
產(chǎn)品設(shè)計還沒定型的時候，我們可以配合做試制。技術(shù)團隊會先做一次DFM評審，看看你的設(shè)計從制造角度有沒有問題——比如元件間距夠不夠、散熱設(shè)計合不合理、測試點留沒留。這些問題提前發(fā)現(xiàn)，比量產(chǎn)了再改設(shè)計省錢得多。
小批量成品裝配
驗證階段可能只需要幾十塊、幾百塊板子，我們一樣接。從貼片到插件再到整機組裝，可以一站式做完。小批量不代表降低標準，來料檢、過程檢、出貨檢一道不少，試產(chǎn)階段的數(shù)據(jù)還能為后續(xù)量產(chǎn)提供工藝參考。
試產(chǎn)報告輸出
每輪試產(chǎn)完，我們會整理一份完整的試產(chǎn)報告，包括用了什么工藝參數(shù)、檢測數(shù)據(jù)怎么樣、不良品怎么分析的、下一步怎么改善?？蛻裟弥@份報告，改設(shè)計或者轉(zhuǎn)量產(chǎn)都有據(jù)可依。
五、常見問題答疑
Q1：你們最小能貼多小的元件？
常規(guī)產(chǎn)線做0201沒問題，高精度設(shè)備可以做到01005。不過能不能貼是一回事，能不能焊好又是另一回事。板子密度太高、鋼網(wǎng)開孔不合理，小元件也容易出問題。建議設(shè)計階段就把DFM做一做，別等板子做出來了才發(fā)現(xiàn)工藝走不通。
Q2：SMT貼片和DIP插件有什么區(qū)別？
貼片是元件貼在板子表面，適合電阻電容和大部分芯片，自動化程度高，板子能做的很小。插件是元件引腳插到板子的孔里再焊，像連接器、變壓器、大功率器件這些，目前還是以插件為主。很多板子其實是兩樣都有，先貼后插，叫混裝工藝。
Q3：選SMT貼片廠要看什么？
一是看設(shè)備，有沒有高精度貼片機和完整的AOI、X-RAY檢測；二是看質(zhì)量體系，有沒有ISO認證，過程管控嚴不嚴；三是看NPI能力，能不能接小批量、響應(yīng)快不快、能不能給DFM建議；四是看行業(yè)經(jīng)驗，你的板子是什么類型，對方有沒有做過類似的。
Q4：做NPI試產(chǎn)要準備什么資料？
一般需要Gerber文件、BOM清單、坐標文件、裝配圖，如果有測試要求也一并提供。1943科技收到資料后會先做評審，有問題會列個清單跟你確認，雙方都OK了再排產(chǎn)。資料越全，試產(chǎn)越順，來回溝通的次數(shù)也越少。
六、寫在最后
電路板SMT貼片加工看著是標準流程，真要做好其實處處是細節(jié)。從錫膏印刷到回流溫度，從來料檢驗到靜電防護，哪一環(huán)松了都可能反映在良率上。
對于還在研發(fā)階段、需要反復(fù)迭代的產(chǎn)品，找個愿意配合做NPI、能接小批量的加工伙伴，比單純比價格更重要。試產(chǎn)階段把工藝問題暴露充分，量產(chǎn)階段才能跑得穩(wěn)。
1943科技一直在做PCBA新產(chǎn)品導(dǎo)入和小批量裝配這塊，如果你有電路板SMT貼片加工或者試產(chǎn)驗證的需求，歡迎隨時聯(lián)系，我們可以根據(jù)你的具體情況聊聊怎么配合最順手。
2024-04-26
