1.3 SMT典型工艺与流程
1.3.1 SMT基本工艺
SMT基本工艺构成要素包括丝印(或点胶)、贴装(固化)、回流焊接、清洗、检测和返修。
1)丝印:其作用是将焊膏或贴片胶漏印到PCB的焊盘上,为元器件的焊接做准备。所用设备为丝印机(丝网印刷机),位于SMT生产线的最前端。
2)点胶:它是将胶水滴到PCB的固定位置上,其主要作用是将元器件固定到PCB上。所用设备为点胶机,位于SMT生产线的最前端或检测设备的后面。
3)贴装:其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。所用设备为贴片机,位于SMT生产线中丝印机的后面。
4)固化:其作用是将贴片胶融化,从而使表面组装元器件与PCB牢固黏结在一起。所用设备为固化炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。
5)回流焊接:其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB牢固黏结在一起。所用设备为回流焊炉,位于SMT生产线中贴片机的后面。
6)清洗:其作用是将组装好的PCB上面的对人体有害的焊接残留物如钎剂等除去。所用设备为清洗机,位置可以不固定,可以在线,也可以不在线。
7)检测:其作用是对组装好的PCB进行焊接质量和装配质量的检测。所用设备有放大镜、显微镜、在线测试仪(ICT)、飞针测试仪、自动光学检测(AOI)、X-RAY检测系统、功能测试仪等。位置根据检测的需要,可以配置在生产线合适的地方。
8)返修:其作用是对检测出现故障的PCB进行返工。所用工具为烙铁、返修工作站等。配置在生产线中任意位置。
1.3.2 SMT典型流程
图1-11为一条典型SMT生产线构成。
图1-11 典型SMT生产线构成
SMT生产流程主要由备料、丝网印刷(Screen Printer)、点胶、元器件贴装(Mount)、回流焊(再流焊Reflow)、清洗、测试及返修等几个步骤构成。在实际的生产中还包括在生产之前的工艺设计和测试设计、在生产过程中的品质管理与设备管理以及产品返修等。SMT四个关键的工序如图1-12所示。
图1-12 SMT生产流程
1)印刷(Screen Printer):就是将PCB放到或是运到工作台面,以真空或是夹具固定PCB,将钢版和PCB定位好,把钎剂或是导电胶以刮刀缓慢地压挤过钢版上的小开孔再使其附着到PCB的焊垫上。
2)贴片(Chip Mount):利用贴片机将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上的工艺,贴片机的贴装精度及稳定性将直接影响到所加工电路板的品质及性能。目前主流贴片机主要有两种类型:拱架型(Gantry)和转塔型(Turret)。
3)焊接(Reflow):回流焊是SMT流程中非常关键的一环,其作用是将焊膏融化,使表面组装元器件与PCB牢固黏结在一起,如不能较好地对其进行控制,将对所生产产品的可靠性及使用寿命会产生灾难性影响。回流焊的方式有很多,较早前比较流行的方式有红外式及气相式,现在较多厂商采用的是热风式回流焊,还有部分先进的或特定场合使用的再流方式,如热型芯板、白光聚焦、垂直烘炉等。
4)测试(Automatic Optical Inspection,AOI):电子贴装测试,包括两种基本类型:裸板测试和加载测试。裸板测试是在完成线路板生产后进行的,主要检查短路、开路、网表的导通性。加载测试在组装工艺完成后进行,它比裸板测试复杂。组装阶段的测试包括生产缺陷分析(MDA)、在线测试(ICT)和功能测试(使产品在应用环境下工作)及其三者的组合。最近几年,组装测试还增加了自动光学检测和自动X射线检测。图1-13为SMT详细的生产总流程图。
图1-13 SMT生产总流程图