SMT制造工艺(上)

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SMT制造工艺

顾霭云

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内容

一. SMT概述 二.施加焊膏工艺 三.施加贴片胶工艺 四.贴片(贴装元器件)工艺 五.再流焊工艺 六.波峰焊工艺 七.手工焊接、修板及返修工艺 八.清洗工艺 九.检验工艺 十. SMT生产中的静电防护技术

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一 SMT概述

1表面组装技术的组装类型 2选择表面组装工艺流程应考虑的因素 3 SMT生产线及SMT生产线主要设备

表面组装技术的组装类型

) 电子发烧友 电子技术论坛按焊接方式可分为再流焊和波峰焊两种类型

a再流焊工艺——先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板的焊盘上，再将片

器件贴放在印制板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件的印制板放在再流焊→→

的传送带上，从炉子入口到出口大约需要5—6分钟就完成了干燥、预热、熔化、印刷焊膏贴装元器件再流焊

部焊接过程。

b波峰焊工艺——先将微量的贴片胶(绝缘粘接胶)印刷或滴涂到印制板的元器

件底部或边缘位置上(贴片胶不能污染印制板焊盘和元器件端头),再将片式元

件贴放在印制板表面规定的位置上，然后将贴装好元器件的印制板放在再流焊设

的传送带上，进行胶固化。固化后的元器件被牢固地粘接在印制板上。然后进行

装分立元器件，最后与插装元器件同时进行波峰焊接。→→→→

印刷贴片胶贴装元器件

胶固化

插装元器件

波峰焊

(2)按组装方式可分为全表面组装、单面混装、双面混装，见 电子发烧友 电子技术论坛 1。A B A B A B A B A B A B电路基板单面 PCB陶瓷基板双面 PCB陶瓷基板双面 PCB焊接方式单面再流焊

表1表面组装方式组装方式示意图单面表面组装双面表面组装 SMD和 THC都在 A面 THC在 A面， SMD在 B面 THC在 A面， A、 B两面都有 SMD A、B两面都有 SMD和 THC

特征工艺简单，适用于型、薄型简单电路

双面再流焊

高密度组装、薄型化

先 A面再流焊，一般采用先贴后插，后 B面波峰焊艺简单 B面波峰焊

单面 PCB

双面 PCB

PCB成本低，工艺单，先贴后插。如采先插后贴，工艺复杂先 A面再流焊，适合高密度组装后 B面波峰焊

双面 PCB

先 A面再流焊，工艺复杂，很少采用后 B面波峰焊， B面插装件后附

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2选

择表面组装工艺流程应考虑的因素 a印制板的组装密度 b SMT生产线设备条件 c可靠性 e节约成本，减少工艺流程综合考虑以上各因素，尽量使工艺流程简单、合理、可靠、节约成本。

电子发烧友 电子技术论坛当具备再流焊、波峰焊两种焊接设备时，可作如下考虑：

1)尽量采用再流焊方式。因为再流焊比波峰焊具有以下优越性： a元器件受到的热冲击小。 b能控制焊料量，焊接缺陷少，焊接质量好，可靠性高； c焊料中一般不会混入不纯物，能正确地保证焊料的组分； d有自定位效应(self alignment) e可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接； f工艺简单，修板量极小。从而节省了人力、电力、材料。

(2)在一般密度的混合组装条件下，双面板时可将SMD和THC布放 电子发烧友 电子技术论坛

在PCB的同一面时，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面波峰焊工用B面点胶、波峰焊工艺。B A

艺；单面板时可将THC布放在PCB的A面、SMD布放在PCB的B面，采

(3)在高密度混合组装条件下，当没有THC或只有及少量THC时，

可采用双面印刷焊膏、再流焊工艺，及少量THC采用后附的方波峰焊工艺。B A

法；当A面有较多THC时，采用A面印刷焊膏、再流焊，B面点胶、

注意：在印制板的同一面，禁止采用先再流焊SMD,后对THC进行波峰焊的工艺流程。

SMT生产线及SMT生产线主要设备电子发烧友 电子技术论坛

.1 SMT生产线——按照自动化程度可分为全自动生产线和半自动生产线；按照

产线的规模大小可分为大型、中型和小型生产线。全自动生产线是指整条生产线

设备都是全自动设备，通过自动上板机、缓冲连接线和卸板机将所有生产设备连

一条自动线；半自动生产线是指主要生产设备没有连接起来或没有完全连接起来

印刷机是半自动的，需要人工印刷或人工装卸印制板。

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图1中、小型SMT自动流水生产线设备配置平面方框示意图 2—高精度全自动印刷机 5—高精度、多功能贴装机 8—自动卸板装置 3—缓冲带(检查工位) 6—缓冲带(检查工位) 4—高速贴装机

图中： 1—自动上板装置

7—热风或热风+远红外再流焊炉

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3.2 SMT生产线主要设备 SMT生产线主要生产设备包括印刷机、点胶机、贴装机、再流焊炉和波峰焊机。辅助设备有检测设备、返修设备、清洗设备、干燥设备和物料存储设备等。

2.1印刷机——用来印刷焊膏或贴片胶的。将焊膏(或贴片

胶)正电子发烧友 电子技术论坛地漏印到印制板相应的焊盘(位置)上。

3.2.1.1印刷机的基本结构 a夹持基板(PCB)的工作台 b印刷头系统

c丝网或模板以及丝网或模板的固定机构

d保证印刷精度而配置的定位、清洗、二维、三维测量系统等选件。 e计算机控制系统 3.2.1.2印刷机的主要技术指标

a最大印刷面积：根据最大的PCB尺寸确定。

b印刷精度：一般要求达到±0.025mm。

3.2.2贴装机——相当于机器人，把元器件从包装中取出，并贴放 电子发烧友 电子技术论坛到印制板相应的位置上。 3.2.2.1贴装机的的基本结构 a底座 b供料器。 c印制电路板传输装置 d贴装头 e对中系统

f贴装头的X、Y轴定位传输装置 g贴装工具(吸嘴 h计算机控制系统

3.2.2.2贴装机的主要技术指标 电子发烧友

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a贴装精度：包括三个内容：贴装精度、分辨率、重复精度。

贴装精度——是指元器件贴装后相对于印制板标准贴装位置的窄间距的SMD至少要求达到±0.06mm。分辨率——分辨率是贴装机运行时每个步进的最小增量。重复精度——重复精度是指贴装头重复返回标定点的能力

偏移量，一般来讲，贴装Chip元件要求达到±0.1mm,贴装高密度

b贴片速度：一般高速机为0.2S/ Chip元件以内，多功能机度为 0.3—0.6S/ Chip元件左右。

电子发烧友 电子技术论坛 c对中方式：有机械对中、激光对中、全视觉对中、激光/视

觉混合对中。 d贴装面积：指贴装头的运动范围，可贴装的PCB尺寸，最大 PCB尺寸应大于250×300 mm。 e贴装功能：是指贴装元器件的能力。一般高速机只能贴装较小的元器件；多功能机可贴装最小0.6×03 mm~最大60×60 mm器件，还可以贴装连接器等异形元器件。 f可贴装元件种类数：是指贴装机料站位置的多少(以能容纳8 mm编带供料器的数量来衡量) g编程功能：是指在线和离线编程优化功能。

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日本SONY公司的SI-E1000MKⅢ高速贴装机的 45°旋转贴装头

3.2.3再流焊炉

电子发烧友 电子技术论坛再流焊炉是焊接表面贴装元器件的设备。再流焊炉主要有红外

炉、热风炉、红外加热风炉、蒸汽焊炉等。目前最流行的是全热风炉以及红外加热风炉。 3.2.3.1热风、红外再流焊炉的

基本结构炉体上下加热源 PCB传输装置空气循环装置冷却装置排风装置温度控制装置

以及计算机控制系统

3.2.3.2再流焊炉的主要技术指标 电子发烧友 a温度控制精度：应达到±0.1—0.2℃; b传输带横向温差：要求±5℃以下；

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c温度曲线测试功能：如果设备无此配置，应外购温度曲线采集器；

d最高加热温度：一般为300—350℃,如果考虑无铅焊料或金属基板，应选择350℃以上。

e加热区数量和长度：加热区数量越多、加热区长度越长，越热区长度1.8m左右即能满足要求。 f传送带宽度：应根据最大和最小PCB尺寸确定。

容易调整和控制温度曲线。一般中小批量生产选择4—5温区，加

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二.施加焊膏工艺 1工艺目的—把适量的焊膏均匀地施加在PCB的焊盘上,以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘达到良好的电气连接并具有足够的机械强度。

施加焊膏要求

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a焊膏量均匀一致性好。焊膏图形清晰,相邻图形之间尽量不粘连。焊膏图形与焊盘图形要尽量不要错位。

b在一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右对窄间距元器件，应为0.5mg/mm2左右。

c印刷在基板上的焊膏与希望重量值相比，允许有一定的偏差焊膏覆盖焊盘的面积，应在75%以上。 d焊膏印刷后应无严重塌落，

边缘整齐，错位不大于0.2mm,

对窄间距元器件焊盘， e基板不允许被焊膏污染。图1-1 SJ/T10670标准

错位不大于0.1mm。

免清洗要求

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图1-2

焊膏缺陷

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ngqj.html