表面贴装技术(SMT)制程常见不良原因分析及改善对策的详解;

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表面贴装

现当下国内受国外半导体行业的种种限制和封锁,国内半导体行业兴起,进而也带动了电子组装(Electronics Assembly)的高速发展,所以,在当前只要一提到Electronics Assembly,大家都会想到“SMT”,但什么是“SMT”,它的工艺技术又是怎样的......等等,相信还是有很多人是不知道或是一知半解的。特别是SMT制程加工过程中的种种,很多人就更懵圈了,其实SMT制程加工作为现代电子制造中的关键技术,在实践过程中会遭遇各种挑战,在SMT制程生产的过程中也会出现很多加工不良现象的。

在SMT制程过程中,都希望基板从印刷工序开始到回流焊接工序结束,质量处于零缺陷状态,但实际上这是很难达到。由于SMT工序较多,不能保证每道工序不出现差错。因此在SMT制程过程中会碰到一些焊接缺陷这些缺陷由多种原因造成。对于每个缺陷应分析其产生的根本原因,这样才能消除这些缺陷,做好后续的预防工作。那么怎样才能控制这些缺陷的产生呢?首先要认识什么是制程控制。简单来说,制程控制是运用最合适的设备,工具或者方法材料,控制制造过程中各个环节,使之能生产出品质稳定的产品实际上实施制程控制的目的也就是希望提高生产效率提高生产品质,稳定工艺流程,用最经济的手段得到最佳的效益,这些主要体现在生产能力的提升上,下面我就系统的给大家分享一下关于SMT的种种吧。

一、SMT技术的定义

表面贴装技术,英文全称:Surface Mount Technology,简称:SMT,它是现代电子制造中的关键技术之一,它极大地提高了电子产品的生产效率和可靠性。SMT工艺流程包括多个步骤,从PCB的准备到最终的组装和测试。

二、SMT的工艺流程

以下是SMT工艺流程的详细步骤:

1、PCB设计和制造

在SMT工艺开始之前,首先需要设计并制造印刷电路板(PCB)。PCB设计涉及到电路图的绘制、元件布局、走线设计等。设计完成后,通过蚀刻、钻孔、层压等工艺制造出PCB。

2、锡膏印刷

锡膏印刷是SMT工艺的第一步。锡膏是一种含有金属焊料(通常是锡和铅的合金)的膏状物质,用于连接电子元件和PCB。锡膏印刷机使用钢网(Stencil)将锡膏精确地印刷到PCB的指定焊盘上。钢网的设计必须与PCB上的焊盘位置相匹配。

3、元件放置

元件放置是将电子元件准确地放置到PCB上的锡膏上。这个过程可以通过手动或自动的方式完成。自动贴片机(Pick and Place Machine)能够快速、准确地将元件放置到正确的位置,大大提高了生产效率。

4、回流焊接

回流焊接是SMT工艺中的关键步骤,目的是将锡膏熔化,使电子元件与PCB焊盘之间形成良好的电气和机械连接。回流焊接炉通过控制温度曲线,使锡膏经历预热、保温和冷却三个阶段,完成焊接过程。

5、检查和修复

焊接完成后,需要对PCB进行视觉检查,以确保所有元件都正确放置,没有焊接缺陷。自动光学检测(AOI)和X射线检测等技术可以辅助进行这一步骤。如果发现问题,需要进行手动修复或返工。

6、清洗

焊接过程中可能会产生残留物,如助焊剂残留。这些残留物可能会影响电路的性能和可靠性。因此,清洗是SMT工艺中的一个重要步骤。可以使用溶剂清洗、水清洗或免清洗工艺来去除残留物。

7、测试

为了确保组装好的PCB板能够正常工作,需要进行一系列的测试。这些测试包括功能测试、性能测试和可靠性测试。测试可以是手动的,也可以是自动化的,如使用飞行探针测试(Flying Probe Testing)或自动测试设备(ATE)。

8、组装后处理

在测试通过后,PCB可能需要进行一些后处理,如涂覆保护层、贴标签、包装等。这些步骤有助于保护PCB免受环境因素的影响,并便于产品的存储和运输。

9、最终检验和发货

在所有步骤完成后,需要进行最终检验,确保产品符合质量标准。通过检验的产品可以进行包装和发货,准备交付给客户。

三、SMT工艺制程控制重点

制程控制需要重点考虑以下几个方面:

1、明确装配要求,工艺流程,工艺参数设定。

2、作业流程规范化,包括标准的制定和指导文件的规范化。

3、需要有培训合格的作业员,使他们能够适应新的工艺和新的设备与技术。

4、新产品试做时应了解各个环节的问题,再进行改善,便于量产的正常生产。

而实际上SMT制程控制中做关键的工序还是印刷工序,是影响制程品质的重点所在。

四、SMT制程常见的缺陷

SMT制程常见缺陷有:空焊、短路、直立、缺件、锡珠、翘脚、浮高、错件、反向、反白/反面、冷焊、偏移、少锡、元件破损、多锡、打横、金手指粘锡等等......

对于电子加工厂来说,解决每一个出现在加工过程和产品上的质量问题是重中之重,所以,本期主要跟大家分享的就是:表面贴装技术(SMT)制程常见不良原因分析及改善对策,如有遗漏或是不足之处,还请大家多多批评指正:

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五、SMT工艺的优势

SMT工艺相较于传统的通孔插装技术,具有以下优势:

1、高密度组装

SMT允许更高密度的元件布局,节省空间。

2、生产效率

自动化的SMT生产线可以大幅提高生产效率。

3、可靠性

SMT焊接质量高,减少了焊接缺陷,提高了产品的可靠性。

4、成本效益

虽然初期投资较高,但长期来看,SMT可以降低生产成本。

六、SMT工艺的挑战

尽管SMT工艺有许多优势,但也面临一些挑战:

1、设备成本

自动化SMT生产线的设备成本较高。

2、技术要求

SMT工艺对操作人员的技术要求较高,需要专业的培训。

3、元件选择

不是所有的电子元件都适合SMT工艺,有些元件可能需要特殊的处理。

写在最后面的话

SMT加工中的不良现象多种多样,产生的原因也各不相同。为了避免这些不良现象的发生,需要在加工过程中严格控制各项工艺参数,确保焊接质量。同时,对于已经发生的不良现象,也需要及时进行分析和处理,防止问题扩大。

总之,SMT工艺是现代电子制造中不可或缺的一部分,它通过精确的自动化流程,提高了电子产品的生产效率和质量。随着技术的不断发展,SMT工艺也在不断进步,以满足更高性能、更小尺寸和更低成本的需求。

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