smt貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程及操作步驟
SMT貼片加工電路板生產(chǎn)流程主要分為六大步驟:首先進(jìn)行焊膏印刷,通過全自動(dòng)絲印機(jī)將錫膏精準(zhǔn)涂覆在PCB焊盤上;其次采用高速貼片機(jī)將元器件貼裝至對(duì)應(yīng)位置,借助視覺定位系統(tǒng)確保精度±0.03mm;隨后進(jìn)行回流焊接,通過溫控曲線使焊膏熔融形成可靠焊點(diǎn),峰值溫度需控制在230-250℃。下面是smt貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程及操作步驟的詳細(xì)解說。
smt貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程圖
一、SMT貼片加工
SMT即表面貼裝技術(shù),是一種將無引腳或短引腳的表面組裝元器件(SMC/SMD)直接貼裝在印制電路板(PCB)表面,并通過回流焊等工藝實(shí)現(xiàn)電氣連接和機(jī)械固定的先進(jìn)電子組裝技術(shù)。與傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù)相比,SMT貼片加工具有顯著優(yōu)勢(shì)。
首先,SMT貼片加工能夠極大地提高電子產(chǎn)品的組裝密度。由于片狀元器件體積小、重量輕,使得PCB板上能夠容納更多的功能模塊,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化和輕量化,如一部智能手機(jī)的主板在有限的空間內(nèi)集成了大量的芯片、電阻、電容等元器件,正是SMT貼片加工技術(shù)讓這一切成為可能。
其次,SMT貼片加工的生產(chǎn)效率高,自動(dòng)化程度強(qiáng)。通過高精度的自動(dòng)化設(shè)備,如貼片機(jī)、回流焊爐等,可以快速、準(zhǔn)確地完成大量元器件的貼裝和焊接工作,大大縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,降低了生產(chǎn)成本。
此外,SMT貼片加工還具有良好的電氣性能和可靠性。由于元器件直接貼裝在PCB表面,減少了引腳長度和布線距離,降低了信號(hào)傳輸?shù)膿p耗和干擾,提高了產(chǎn)品的高頻性能和穩(wěn)定性,同時(shí)SMT貼片加工的焊點(diǎn)質(zhì)量更高,能夠有效減少焊點(diǎn)缺陷,提高產(chǎn)品的抗振能力和可靠性。
二、SMT貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程
1)準(zhǔn)備工作
在正式開展SMT貼片加工之前,充分的工藝準(zhǔn)備是確保生產(chǎn)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。首先是生產(chǎn)文件的準(zhǔn)備,這包括PCB設(shè)計(jì)文件、BOM(物料清單)表、工藝流程圖等。PCB設(shè)計(jì)文件詳細(xì)規(guī)定了電路板的布局、焊盤尺寸、布線規(guī)則等,是生產(chǎn)的核心依據(jù);BOM表則明確列出了所需的各類元器件信息,如型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量等。這些文件的準(zhǔn)確性直接影響到后續(xù)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。
1. PCB板準(zhǔn)備
1.1 設(shè)計(jì):在進(jìn)行SMT貼片加工之前,首先需要根據(jù)產(chǎn)品的功能需求和電氣性能要求設(shè)計(jì)PCB板。優(yōu)秀的PCB設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到元器件的布局、布線的合理性、信號(hào)完整性以及可制造性等因素。設(shè)計(jì)完成后,將PCB設(shè)計(jì)文件(如Gerber文件)發(fā)送給PCB制造商進(jìn)行制作。
1.2 檢驗(yàn):從PCB制造商處收到PCB板后,需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。檢查PCB板的外觀是否有劃傷、變形、短路、開路等缺陷;測(cè)量PCB板的尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求;檢查PCB板的阻焊層、絲印層是否清晰、完整,焊盤是否平整、無氧化等。只有通過檢驗(yàn)的PCB板才能進(jìn)入下一工序。
2. 元器件準(zhǔn)備
2.1 采購:根據(jù)產(chǎn)品的BOM(物料清單)采購所需的電子元器件。在采購過程中,要選擇正規(guī)的供應(yīng)商,確保元器件的質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定,同時(shí)要注意元器件的封裝形式、規(guī)格參數(shù)等是否與設(shè)計(jì)要求一致。
2.2 檢驗(yàn):對(duì)采購回來的元器件進(jìn)行全面檢驗(yàn)。對(duì)于電阻、電容、電感等無源元器件,主要檢查其外觀是否有破損、引腳是否氧化、變形等,同時(shí)使用萬用表等工具測(cè)量其電氣性能是否符合規(guī)格要求。對(duì)于集成電路(IC)等有源元器件,除了外觀檢查外,還需要進(jìn)行功能測(cè)試,以確保其功能正常,此外對(duì)于一些高精度、高可靠性要求的元器件,還可能需要進(jìn)行抽樣檢測(cè)或全檢。
2.3 存儲(chǔ):將檢驗(yàn)合格的元器件按照不同的類別、規(guī)格進(jìn)行分類存儲(chǔ)。存儲(chǔ)環(huán)境應(yīng)保持干燥、通風(fēng),避免元器件受潮、氧化或受到靜電等因素的影響。對(duì)于一些對(duì)溫度、濕度敏感的元器件,還需要存放在特定的環(huán)境條件下。
3. 設(shè)備準(zhǔn)備
3.1 貼片機(jī):貼片機(jī)是SMT貼片加工的核心設(shè)備,其精度和速度直接影響到貼片的質(zhì)量和效率。在使用貼片機(jī)之前,需要根據(jù)PCB板的設(shè)計(jì)文件和元器件的規(guī)格參數(shù)對(duì)貼片機(jī)進(jìn)行編程設(shè)置,包括元器件的拾取位置、貼裝位置、貼裝角度、貼裝壓力等參數(shù),同時(shí)要對(duì)貼片機(jī)的機(jī)械部件、光學(xué)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等進(jìn)行檢查和維護(hù),確保設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。
3.2 錫膏印刷機(jī):錫膏印刷機(jī)用于將錫膏均勻地印刷在PCB板的焊盤上,是SMT貼片加工的重要工序之一。在使用錫膏印刷機(jī)之前,需要根據(jù)PCB板的尺寸和焊盤布局選擇合適的鋼網(wǎng),并將鋼網(wǎng)安裝在錫膏印刷機(jī)上,同時(shí)要對(duì)錫膏印刷機(jī)的刮刀、印刷平臺(tái)等部件進(jìn)行清潔和調(diào)試,確保錫膏印刷的厚度、均勻性和位置精度符合要求。
3.3 回流焊爐:回流焊爐用于將貼裝在PCB板上的元器件通過加熱使錫膏熔化,從而實(shí)現(xiàn)元器件與PCB板的焊接。在使用回流焊爐之前,需要根據(jù)元器件的特性和錫膏的熔點(diǎn)設(shè)置合適的溫度曲線,包括預(yù)熱區(qū)、升溫區(qū)、回流區(qū)和冷卻區(qū)的溫度和時(shí)間等參數(shù),同時(shí)要對(duì)回流焊爐的加熱系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等進(jìn)行檢查和維護(hù),確保設(shè)備能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。
3.4 其他設(shè)備:除了上述主要設(shè)備外,還需要準(zhǔn)備一些輔助設(shè)備,如SPI(錫膏測(cè)厚儀)、AOI(自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀)、X-Ray檢測(cè)儀等。SPI用于檢測(cè)錫膏印刷的厚度和質(zhì)量,AOI用于檢測(cè)貼片后的元器件的貼裝位置、極性等是否正確,X-Ray檢測(cè)儀用于檢測(cè)BGA等封裝形式的元器件的內(nèi)部焊接質(zhì)量。在使用這些設(shè)備之前,同樣需要進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn),確保其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
同時(shí)還需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)。SMT貼片加工設(shè)備包括錫膏印刷機(jī)、貼片機(jī)、回流焊爐等,不同設(shè)備的性能參數(shù)需要根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行精確調(diào)整,如錫膏印刷機(jī)的刮刀壓力、印刷速度,貼片機(jī)的吸嘴型號(hào)、貼裝精度等,都要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試,確保設(shè)備處于樶佳工作狀態(tài),此外還需對(duì)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行控制,保持車間的溫度、濕度、潔凈度等指標(biāo)符合工藝要求,一般溫度控制在23±3℃,濕度控制在45%-65%RH,以減少環(huán)境因素對(duì)元器件和焊接質(zhì)量的影響。
2)錫膏印刷
錫膏印刷是SMT貼片加工的第壹步,它的作用是將錫膏準(zhǔn)確地涂覆在PCB焊盤上,為后續(xù)元器件的焊接提供焊料。在進(jìn)行錫膏印刷前,需要先準(zhǔn)備好錫膏和鋼網(wǎng)。錫膏是由合金焊料粉末、助焊劑和添加劑等組成的膏狀混合物,其質(zhì)量直接影響焊接效果,要根據(jù)元器件的類型和工藝要求選擇合適的錫膏型號(hào)。鋼網(wǎng)則是錫膏印刷的模具,其開口尺寸和形狀與PCB焊盤相對(duì)應(yīng),鋼網(wǎng)的精度決定了錫膏印刷的質(zhì)量。
2.1. 鋼網(wǎng)制作
鋼網(wǎng)是錫膏印刷的關(guān)鍵工具,其制作質(zhì)量直接影響到錫膏印刷的精度和質(zhì)量。鋼網(wǎng)通常采用不銹鋼材料制作,通過激光切割或電鑄等工藝加工而成。在制作鋼網(wǎng)時(shí),需要根據(jù)PCB板的焊盤設(shè)計(jì)文件,精確地制作出與焊盤一一對(duì)應(yīng)的鏤空?qǐng)D形。鋼網(wǎng)的厚度和開口尺寸需要根據(jù)元器件的封裝形式和錫膏的特性進(jìn)行選擇,一般來說,對(duì)于小型元器件,鋼網(wǎng)的厚度可以選擇較薄,開口尺寸可以較小;對(duì)于大型元器件或引腳間距較大的元器件,鋼網(wǎng)的厚度可以選擇較厚,開口尺寸可以較大。
2.2. 錫膏選擇與準(zhǔn)備
錫膏是由錫粉、助焊劑和其他添加劑混合而成的膏狀材料,其質(zhì)量對(duì)焊接質(zhì)量有著重要影響。在選擇錫膏時(shí),需要根據(jù)產(chǎn)品的要求、元器件的類型和焊接工藝等因素綜合考慮,一般應(yīng)選擇錫粉顆粒均勻、純度高、助焊劑性能良好的錫膏,同時(shí)要注意錫膏的保質(zhì)期和存儲(chǔ)條件,避免使用過期或變質(zhì)的錫膏。
在使用錫膏之前,需要將錫膏從冰箱中取出,放置在室溫下回溫一段時(shí)間,使其溫度與環(huán)境溫度一致。然后將錫膏攪拌均勻,以確保錫膏的流動(dòng)性和均勻性。攪拌時(shí)間一般為3-5分鐘,可以使用專門的錫膏攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,也可以手動(dòng)攪拌,但要注意攪拌的力度和方向,避免產(chǎn)生氣泡。
2.3. 錫膏印刷操作
將準(zhǔn)備好的鋼網(wǎng)安裝在錫膏印刷機(jī)上,并將PCB板放置在印刷平臺(tái)上,通過定位裝置將PCB板準(zhǔn)確地定位在鋼網(wǎng)下方。然后,在鋼網(wǎng)上均勻地涂抹一層錫膏,使用刮刀以一定的速度和壓力將錫膏通過鋼網(wǎng)的鏤空?qǐng)D形印刷到PCB板的焊盤上。在印刷過程中,要注意控制刮刀的速度、壓力和角度,確保錫膏印刷的厚度均勻、位置準(zhǔn)確,無少錫、多錫、拉尖、偏移等缺陷。
印刷完成后,需要對(duì)印刷質(zhì)量進(jìn)行檢查??梢允褂?/span>SPI等設(shè)備對(duì)錫膏印刷的厚度進(jìn)行測(cè)量,確保其符合工藝要求,同時(shí)通過目視檢查錫膏的印刷位置、形狀是否正確,是否有漏印、連錫等缺陷。對(duì)于不合格的印刷品,需要及時(shí)進(jìn)行清洗和重新印刷。
具體操作時(shí)先將PCB固定在印刷機(jī)的工作臺(tái)上,確保其位置準(zhǔn)確無誤。然后將鋼網(wǎng)安裝到印刷機(jī)上,并與PCB精確對(duì)位,這一步可通過印刷機(jī)的視覺對(duì)位系統(tǒng)來完成,保證鋼網(wǎng)開口與PCB焊盤完全重合。接著,在鋼網(wǎng)上方均勻涂抹適量的錫膏,啟動(dòng)印刷機(jī),刮刀以一定的壓力和速度在鋼網(wǎng)上移動(dòng),將錫膏通過鋼網(wǎng)開口擠壓到PCB焊盤上。印刷完成后,要對(duì)PCB進(jìn)行檢查,觀察錫膏的印刷質(zhì)量,包括錫膏的量是否均勻、是否有少印、多印、連錫等現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)問題,需及時(shí)調(diào)整印刷參數(shù)或清潔鋼網(wǎng),確保印刷質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
3)元器件貼裝
完成錫膏印刷后,接下來進(jìn)入元器件貼裝環(huán)節(jié),這是SMT貼片加工中技術(shù)含量較高的一步,直接關(guān)系到電路板的組裝精度和性能。貼裝前,操作人員要根據(jù)BOM表和站位表,將所需的元器件準(zhǔn)確無誤地安裝到貼片機(jī)的供料器上。供料器的類型有多種,常見的有帶式供料器、盤式供料器、散裝供料器等,不同類型的元器件要選擇相應(yīng)的供料器。
3.1. 貼片機(jī)編程
貼片機(jī)編程是實(shí)現(xiàn)元器件自動(dòng)貼裝的關(guān)鍵步驟。在編程之前,需要將PCB板的設(shè)計(jì)文件(如Gerber文件)和元器件的坐標(biāo)文件(如Centroid文件)導(dǎo)入到貼片機(jī)的控制系統(tǒng)中,然后根據(jù)元器件的封裝形式、尺寸、引腳數(shù)量等參數(shù),在貼片機(jī)的編程軟件中設(shè)置元器件的拾取位置、貼裝位置、貼裝角度、貼裝壓力等參數(shù),同時(shí)要對(duì)貼片機(jī)的吸嘴進(jìn)行選擇和配置,確保吸嘴能夠準(zhǔn)確地拾取和貼裝不同類型的元器件。
編程完成后,需要進(jìn)行模擬運(yùn)行和調(diào)試,檢查貼片機(jī)的運(yùn)行軌跡是否正確,元器件的貼裝位置是否準(zhǔn)確。在調(diào)試過程中,可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)編程參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,以確保貼片機(jī)能夠高效、準(zhǔn)確地完成元器件的貼裝工作。
3.2. 元器件供料
將經(jīng)過檢驗(yàn)和準(zhǔn)備的元器件放置在貼片機(jī)的供料器上。供料器的類型有多種,常見的有帶式供料器、管式供料器和盤式供料器等。不同類型的元器件需要使用相應(yīng)的供料器進(jìn)行供料。在安裝供料器時(shí),要確保供料器的安裝位置準(zhǔn)確,與貼片機(jī)的拾取頭能夠良好配合,同時(shí)要注意供料器中元器件的數(shù)量和排列方向,避免出現(xiàn)缺料或元器件方向錯(cuò)誤的情況。
3.3. 貼裝過程
啟動(dòng)貼片機(jī),貼片機(jī)的拾取頭按照預(yù)先設(shè)定的程序從供料器中拾取元器件,并通過視覺系統(tǒng)對(duì)元器件的位置和方向進(jìn)行識(shí)別和校正。然后,拾取頭將元器件精確地貼裝到PCB板的指定位置上。在貼裝過程中,要注意控制貼片機(jī)的速度和精度,確保元器件的貼裝位置準(zhǔn)確、方向正確,避免出現(xiàn)偏移、歪斜、立碑等缺陷。
貼片機(jī)通過吸嘴從供料器上吸取元器件,并利用視覺識(shí)別系統(tǒng)對(duì)元器件的位置、方向進(jìn)行檢測(cè)和校正,確保元器件能夠準(zhǔn)確地貼裝到PCB焊盤上。在貼裝過程中,貼片機(jī)的貼裝頭會(huì)按照程序設(shè)定的路徑和坐標(biāo),依次將元器件貼裝到指定位置。對(duì)于一些高精度的元器件,如QFP、BGA等,貼片機(jī)還會(huì)采用激光定位或光學(xué)檢測(cè)等技術(shù),進(jìn)一步提高貼裝精度。貼裝完成后,同樣需要對(duì)電路板進(jìn)行檢查,查看元器件是否有貼錯(cuò)、貼偏、漏貼等情況,若發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)進(jìn)行修正。
對(duì)于一些微小的元器件,如0201、01005等封裝的元器件,由于其尺寸非常小,對(duì)貼片機(jī)的精度和穩(wěn)定性要求更高。在貼裝這些元器件時(shí),需要使用高精度的吸嘴和先進(jìn)的視覺系統(tǒng),同時(shí)要嚴(yán)格控制貼片機(jī)的工作環(huán)境,如溫度、濕度等,以保證貼裝質(zhì)量。
4)回流焊接工藝要點(diǎn)
4.1. 回流焊原理
回流焊是利用外部熱源將貼裝在PCB板上的錫膏加熱熔化,使元器件的引腳與PCB板的焊盤之間形成可靠的焊接連接?;亓骱傅倪^程一般分為預(yù)熱、升溫、回流和冷卻四個(gè)階段。在預(yù)熱階段,PCB板和元器件逐漸升溫,使錫膏中的溶劑揮發(fā),避免在回流過程中產(chǎn)生氣泡;在升溫階段,溫度快速上升,使錫膏中的助焊劑開始活化,去除元器件引腳和焊盤表面的氧化物;在回流階段,溫度達(dá)到錫膏的熔點(diǎn),錫膏熔化并潤濕元器件引腳和焊盤,形成良好的焊接連接;在冷卻階段,溫度迅速下降,使焊點(diǎn)凝固,提高焊接強(qiáng)度。
回流焊接是將貼裝好元器件的PCB通過回流焊爐,使錫膏熔化并與元器件、PCB焊盤形成牢固的焊點(diǎn),完成焊接過程?;亓骱笭t一般由預(yù)熱區(qū)、恒溫區(qū)、回流區(qū)和冷卻區(qū)四個(gè)溫區(qū)組成,每個(gè)溫區(qū)的溫度和時(shí)間都有嚴(yán)格的要求,需要根據(jù)錫膏的特性和元器件的耐熱性進(jìn)行合理設(shè)置。
4.2. 溫度曲線設(shè)置
溫度曲線是回流焊過程中溫度隨時(shí)間變化的曲線,它是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。不同類型的元器件和錫膏需要不同的溫度曲線,因此在進(jìn)行回流焊接之前,需要根據(jù)元器件的特性、錫膏的熔點(diǎn)和焊接工藝要求等因素,精確地設(shè)置回流焊爐的溫度曲線。
一般溫度曲線的設(shè)置需要考慮以下幾個(gè)參數(shù):預(yù)熱區(qū)的溫度和時(shí)間、升溫速率、回流區(qū)的溫度和時(shí)間、冷卻速率等。預(yù)熱區(qū)的溫度一般設(shè)置在100-150℃之間,時(shí)間為60-120秒,目的是使PCB板和元器件均勻升溫,同時(shí)讓錫膏中的溶劑充分揮發(fā)。升溫速率一般控制在2-4℃/秒之間,避免溫度上升過快導(dǎo)致元器件損壞?;亓鲄^(qū)的溫度一般設(shè)置在錫膏熔點(diǎn)以上20-30℃,時(shí)間為30-90秒,確保錫膏能夠充分熔化并形成良好的焊接連接。冷卻速率一般控制在3-6℃/秒之間,使焊點(diǎn)能夠快速凝固,提高焊接強(qiáng)度。
smt貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程圖
在設(shè)置溫度曲線時(shí),可以使用溫度測(cè)試儀對(duì)回流焊爐內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄,根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)溫度曲線進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,直到得到滿足焊接質(zhì)量要求的溫度曲線。
在預(yù)熱區(qū),PCB和元器件被緩慢加熱,使錫膏中的溶劑揮發(fā),同時(shí)讓元器件和PCB達(dá)到均勻的溫度,避免因溫度驟變而損壞元器件。進(jìn)入恒溫區(qū)后,溫度保持相對(duì)穩(wěn)定,使錫膏中的助焊劑充分活化,去除元器件和焊盤表面的氧化物,增強(qiáng)焊接效果。在回流區(qū),溫度迅速上升至錫膏的熔點(diǎn)以上,錫膏熔化并潤濕元器件引腳和焊盤,形成良好的焊點(diǎn)。樶后在冷卻區(qū),焊點(diǎn)快速冷卻凝固,完成焊接過程。
4.3. 回流焊接操作
將貼裝好元器件的PCB板放置在回流焊爐的傳送帶上,PCB板隨著傳送帶依次通過回流焊爐的預(yù)熱區(qū)、升溫區(qū)、回流區(qū)和冷卻區(qū),完成回流焊接過程。在回流焊接過程中,要注意觀察回流焊爐的運(yùn)行狀態(tài),確保溫度曲線的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,同時(shí)要定期對(duì)回流焊爐進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),清潔爐內(nèi)的灰塵和雜物,檢查加熱元件、風(fēng)扇、傳送帶等部件的工作狀態(tài),確?;亓骱笭t能夠正常運(yùn)行。
在回流焊接過程中,要實(shí)時(shí)監(jiān)控爐溫曲線,確保實(shí)際爐溫與設(shè)定的曲線相符??梢酝ㄟ^爐溫測(cè)試儀對(duì)不同溫區(qū)的溫度進(jìn)行測(cè)量和記錄,并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)爐溫進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)還要注意觀察焊接后的電路板,檢查焊點(diǎn)的質(zhì)量,如焊點(diǎn)是否飽滿、光滑,有無虛焊、橋接等缺陷。若出現(xiàn)焊接不良問題,要分析原因,可能是爐溫設(shè)置不合理、錫膏質(zhì)量問題或元器件引腳氧化等,針對(duì)具體原因采取相應(yīng)的解決措施。
5)檢測(cè)與修復(fù)
為保證SMT貼片加工電路板的質(zhì)量,檢測(cè)與返修是必不可少的環(huán)節(jié)。檢測(cè)主要包括外觀檢查、在線測(cè)試(ICT)、功能測(cè)試(FCT)等。外觀檢查是通過目視或借助放大鏡、顯微鏡等工具,檢查電路板上元器件的貼裝情況、焊點(diǎn)質(zhì)量、有無元件損壞等。在線測(cè)試則是利用ICT測(cè)試儀對(duì)電路板上的元器件進(jìn)行電氣性能測(cè)試,檢測(cè)元器件是否存在短路、開路、參數(shù)偏差等問題。功能測(cè)試是在電路板組裝完成后,對(duì)其進(jìn)行功能驗(yàn)證,檢查電路板是否能夠正常工作。
5.1. 外觀檢測(cè)
回流焊接完成后,首先需要對(duì)PCB板進(jìn)行外觀檢測(cè)。外觀檢測(cè)主要通過目視檢查的方式,觀察PCB板上的元器件是否有偏移、歪斜、缺件、短路、虛焊等缺陷,同時(shí)檢查焊點(diǎn)的外觀是否光滑、飽滿,是否有焊料過多、過少、拉尖等現(xiàn)象。對(duì)于一些微小的缺陷,可以使用放大鏡或顯微鏡進(jìn)行輔助觀察。
外觀檢測(cè)是一種簡單、直觀的檢測(cè)方法,但對(duì)于一些隱藏在元器件內(nèi)部或焊點(diǎn)下方的缺陷,無法進(jìn)行有效的檢測(cè),因此在實(shí)際生產(chǎn)中,還需要結(jié)合其他檢測(cè)手段進(jìn)行全面檢測(cè)。
5.2. 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)
AOI是一種基于光學(xué)成像原理的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù),它能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出PCB板上的各種焊接缺陷和元器件貼裝缺陷。AOI設(shè)備通過攝像頭對(duì)PCB板進(jìn)行拍照,然后將拍攝到的圖像與預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)比分析,判斷PCB板上是否存在缺陷。如果檢測(cè)到缺陷,AOI設(shè)備會(huì)自動(dòng)標(biāo)記出缺陷的位置和類型,并生成檢測(cè)報(bào)告。
AOI檢測(cè)具有檢測(cè)速度快、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn),能夠大大提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性。在SMT貼片加工生產(chǎn)中,AOI檢測(cè)通常被應(yīng)用于回流焊接后的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié),作為外觀檢測(cè)的重要補(bǔ)充手段。
5.3. X射線檢測(cè)
對(duì)于一些采用BGA、CSP等封裝形式的元器件,由于其引腳隱藏在元器件內(nèi)部,無法通過外觀檢測(cè)和AOI檢測(cè)來檢查其焊接質(zhì)量。此時(shí),需要使用X射線檢測(cè)技術(shù)。X射線檢測(cè)設(shè)備通過發(fā)射X射線穿透PCB板和元器件,利用不同物質(zhì)對(duì)X射線吸收程度的差異,在成像板上形成不同灰度的圖像。通過對(duì)X射線圖像的分析,可以檢測(cè)出BGA等元器件內(nèi)部的焊點(diǎn)是否存在虛焊、短路、空洞等缺陷。
X射線檢測(cè)是一種無損檢測(cè)技術(shù),能夠?qū)?/span>PCB板上的隱藏焊點(diǎn)進(jìn)行有效的檢測(cè),為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供了重要的技術(shù)支持。在一些對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域,如航空航天、醫(yī)療電子等,X射線檢測(cè)被廣泛應(yīng)用于SMT貼片加工的質(zhì)量檢測(cè)環(huán)節(jié)。
5.4. 功能測(cè)試
功能測(cè)試是對(duì)PCB板組裝完成后的電子產(chǎn)品進(jìn)行整體功能驗(yàn)證的測(cè)試環(huán)節(jié)。通過模擬產(chǎn)品的實(shí)際工作環(huán)境,給PCB板施加相應(yīng)的電源、信號(hào)等輸入,檢測(cè)PCB板輸出的信號(hào)是否符合設(shè)計(jì)要求,產(chǎn)品的各項(xiàng)功能是否正常。功能測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)一些在外觀檢測(cè)、AOI檢測(cè)和X射線檢測(cè)中無法檢測(cè)到的功能性缺陷,如電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、元器件性能不良等。
功能測(cè)試的方法和設(shè)備根據(jù)產(chǎn)品的不同而有所差異,一般需要專門的測(cè)試工裝和測(cè)試軟件。在進(jìn)行功能測(cè)試之前,需要制定詳細(xì)的測(cè)試方案和測(cè)試規(guī)范,確保測(cè)試的全面性和準(zhǔn)確性。
5.5. 修復(fù)
對(duì)于在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷產(chǎn)品,需要進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)。修復(fù)的方法根據(jù)缺陷的類型和嚴(yán)重程度而有所不同。對(duì)于一些簡單的缺陷,如元器件偏移、虛焊等,可以使用烙鐵等工具進(jìn)行手工修復(fù);對(duì)于一些較為復(fù)雜的缺陷,如BGA等元器件的焊接不良,需要使用專門的返修工作站進(jìn)行修復(fù)。
在修復(fù)過程中,要注意操作的規(guī)范性和安全性,避免對(duì)PCB板和其他元器件造成二次損壞。修復(fù)完成后,需要對(duì)修復(fù)后的產(chǎn)品進(jìn)行再次檢測(cè),確保缺陷已經(jīng)得到徹底修復(fù),產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。
如果在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)問題,就需要進(jìn)行返修。對(duì)于一些簡單的問題,如元器件貼偏、虛焊等,可以使用熱風(fēng)槍、烙鐵等工具進(jìn)行手工返修。而對(duì)于一些復(fù)雜的元器件,如BGA芯片等,則需要使用專業(yè)的返修設(shè)備,如BGA返修臺(tái),按照特定的工藝步驟進(jìn)行返修。在返修過程中,要注意控制溫度和時(shí)間,避免對(duì)電路板和元器件造成二次損壞。
三、SMT貼片加工的質(zhì)量控制
在SMT貼片加工過程中,質(zhì)量控制貫穿于整個(gè)生產(chǎn)流程,從原材料的檢驗(yàn)到樶終產(chǎn)品的檢測(cè),每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響。為了確保SMT貼片加工的質(zhì)量,需要采取一系列的質(zhì)量控制措施。
1)原材料質(zhì)量控制
1.1. 供應(yīng)商管理
選擇優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商是確保原材料質(zhì)量的關(guān)鍵。在選擇供應(yīng)商時(shí),要對(duì)供應(yīng)商的資質(zhì)、生產(chǎn)能力、質(zhì)量管理體系等進(jìn)行全面評(píng)估,選擇具有良好信譽(yù)和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的供應(yīng)商,同時(shí)要與供應(yīng)商建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系,加強(qiáng)溝通與協(xié)作,共同解決原材料質(zhì)量問題。
1.2. 原材料檢驗(yàn)
對(duì)采購回來的原材料,包括PCB板、元器件、錫膏等,要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。制定詳細(xì)的原材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)流程,采用專業(yè)的檢測(cè)設(shè)備和工具,對(duì)原材料的外觀、尺寸、電氣性能等進(jìn)行全面檢測(cè)。只有通過檢驗(yàn)的原材料才能投入生產(chǎn),從源頭上保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2)生產(chǎn)過程質(zhì)量控制
2.1. 設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)
SMT貼片加工設(shè)備的精度和穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著直接影響,因此要建立完善的設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)制度,定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔、校準(zhǔn)、調(diào)試和維護(hù)。及時(shí)更換設(shè)備的易損件,確保設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài),同時(shí)要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析,通過數(shù)據(jù)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的問題,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。
2.2. 工藝參數(shù)監(jiān)控
錫膏印刷的厚度需控制在80-150μm范圍內(nèi),采用SPI(錫膏檢測(cè)儀)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)印刷質(zhì)量,確保偏移量≤±25μm;貼片工序需監(jiān)控吸嘴真空值(≥70kPa)及貼裝壓力(0.5-1.2N),并通過CPK(過程能力指數(shù))評(píng)估設(shè)備穩(wěn)定性(目標(biāo)值≥1.33);回流焊爐需嚴(yán)格遵循溫度曲線設(shè)定,峰值溫度誤差需≤±3℃,液相線以上時(shí)間控制在60-90秒,防止虛焊或元器件熱損傷。
2.3. 首件檢驗(yàn)與過程抽檢
每批次生產(chǎn)前執(zhí)行首件全檢,使用高倍顯微鏡(40-100倍)和LCR表驗(yàn)證焊點(diǎn)形貌及元件參數(shù)。生產(chǎn)過程中每小時(shí)隨機(jī)抽取5-10塊板進(jìn)行SPC(統(tǒng)計(jì)過程控制)分析,重點(diǎn)監(jiān)測(cè)焊膏擴(kuò)散率、元件偏移量等關(guān)鍵指標(biāo),異常數(shù)據(jù)觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警停機(jī)機(jī)制。
3)成品質(zhì)量驗(yàn)證體系
3.1. 自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè)(AOI)
采用多光譜成像技術(shù)(3D AOI)檢測(cè)焊點(diǎn)完整性,可識(shí)別少錫、連錫、立碑等缺陷,檢測(cè)精度達(dá)15μm,誤報(bào)率低于2%。針對(duì)BGA、QFN等隱藏焊點(diǎn),啟用X射線檢測(cè)儀(分辨率2μm)進(jìn)行三維斷層掃描。
3.2. 功能測(cè)試與可靠性驗(yàn)證
通過ICT測(cè)試(針床覆蓋率≥95%)驗(yàn)證電路通斷,配合FCT功能測(cè)試模擬實(shí)際工作環(huán)境。對(duì)軍工、醫(yī)療類產(chǎn)品還需執(zhí)行HALT高加速壽命試驗(yàn),包括-40℃~125℃溫度循環(huán)、85%濕度老化等極偳環(huán)境測(cè)試,確保MTBF(平均無故障時(shí)間)達(dá)標(biāo)。
4)質(zhì)量追溯與持續(xù)改進(jìn)
4.1. 全流程數(shù)據(jù)追溯
基于MES系統(tǒng)記錄每塊PCB的物料批次、設(shè)備參數(shù)、操作人員及檢測(cè)結(jié)果,生成唯壹追溯碼(二維碼/DPM碼),數(shù)據(jù)保存期限≥10年,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問題分鐘級(jí)反向追蹤。
4.2. 閉環(huán)改善機(jī)制
建立8D報(bào)告制度對(duì)異常問題閉環(huán)管理,運(yùn)用PDCA循環(huán)優(yōu)化工藝。每月召開質(zhì)量會(huì)議分析TOP3不良類型,如針對(duì)虛焊問題可優(yōu)化鋼網(wǎng)開孔率(建議增加5-8%),針對(duì)立碑缺陷調(diào)整回流焊升溫斜率(控制在1.5-2℃/秒)。
百千成公司深耕SMT貼片加工領(lǐng)域多年,擁有先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和完善的質(zhì)量管理體系,能夠?yàn)樯钲诘貐^(qū)客戶提供高效、精準(zhǔn)的貼片加工服務(wù)。
smt貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程圖
smt貼片加工電路板生產(chǎn)工藝流程及操作步驟,是一個(gè)復(fù)雜且精密的過程,每一個(gè)工藝流程和操作步驟都至關(guān)重要。從工藝準(zhǔn)備到樶終的檢測(cè)返修,每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格把控,才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的電路板。無論是小批量樣品生產(chǎn),還是大規(guī)模批量生產(chǎn),百千成公司都能滿足你的需求,歡迎來電咨詢合作。