smt贴片工艺流程介绍

SMT贴片指的是在PCB基础上进行加工的系列工艺流程的简称，PCB（Printed Circuit Board)为印刷电路板。SMT是表面组装技术（表面贴装技术）（Surface Mounted Technology的缩写），是电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。

SMT贴片工艺流程是电子产品制造中，将表面贴装元器件精确地贴装到印刷电路板上的核心技术。其核心工艺流程如下，每个环节都需严格控制以确保最终产品质量：

来料检验：
- 目的：确保PCB裸板、元器件、锡膏等物料符合质量要求。
- 内容：检查PCB是否有划痕、氧化、变形；核对元器件型号、极性、包装状态；确认锡膏型号、有效期、储存条件等。
基板准备 (PCB上料)：
- 步骤：将符合要求的PCB裸板放置在上料机或传送带上，定位固定（使用针定位或边定位），准备进入产线。传送带宽度和轨道夹具需根据PCB尺寸调整。
焊膏印刷：
- 核心步骤： 这是影响焊点质量的关键工序。钢网紧贴PCB表面，刮刀推动锡膏在钢网开孔上方滚动，锡膏通过开孔精确漏印到PCB的焊盘上。
- 关键控制点：
  - 钢网质量： 开孔尺寸、形状、厚度（通常0.1mm-0.15mm）需精确匹配焊盘和元器件。
  - 锡膏状态： 粘度、金属成分、助焊剂含量需稳定适宜，使用前需充分回温搅拌（如：回温4小时，搅拌2-5分钟）。
  - 印刷参数： 刮刀压力（如5-10kg）、角度（如45°-60°）、速度（如20-80mm/s）及印刷间隙（钢网与PCB间距）需精准设置。
- 检测 (SPI - Solder Paste Inspection)：
  - 目的：使用光学检测系统（3D SPI）对印刷后的锡膏进行三维扫描。
  - 检查内容：锡膏体积、厚度、面积、形状、有无偏移、桥连、少锡等缺陷。
  - 作用：在贴片前及时发现印刷问题并报警/返修，大幅减少后道工序不良。
贴片 (元器件贴装)：
- 执行： 贴片机通过高精度视觉系统（通常采用贴片机上端的Mark点相机和移动头上的组件相机）识别PCB上的光学定位点(Mark点)和元器件特征。
- 拾取与定位： 吸嘴根据程序从料架吸取元器件（常用8mm或12mm卷装料带、管装、托盘），高速移动至设定坐标。
- 关键控制点：
  - 编程： 精确的元器件位置坐标、旋转角度、高度信息。
  - 吸嘴： 尺寸匹配元器件，确保吸力稳定不损伤元件。
  - 供料器： 准确供料，料带间距一致无卡滞（如0201元件料带间距2mm）。
  - 精度与速度： 现代高速机贴装精度可达±25μm (Cpk≥1.0)，多模块组合机理论速度可达>100,000 CPH（元件每小时）。
  - 视觉校准： 校正元件的取料位置偏移和旋转角度误差（精度达0.01度）。
回流焊接：
- 核心步骤： 承载着贴装好元器件的PCB通过回流焊炉（通常6-10温区），在受控的温度曲线下，锡膏熔化、润湿焊盘和元件引脚，形成可靠的电气和机械连接，然后冷却固化。
- 温度曲线 (至关重要)：
  - 预热区： 升温速率 (如1-3°C/s) 让PCB和元件均匀受热，激活助焊剂。
  - 恒温/浸泡区： 使PCB各区域温度均衡，助焊剂充分挥发（约60-120秒）。
  - 回流区： 峰值温度（通常217°C以上，如235-250°C）是熔锡形成焊点的阶段。该区峰值温度需超过锡膏熔点并保持足够时间 (液相线以上时间TAL, 如40-90秒)。无铅工艺比有铅高出约30-40°C。
  - 冷却区： 控制冷却速率 (如<4°C/s) 形成致密焊点，防止热冲击开裂。
- 关键控制点：
  - 各温区温度的设定及实际测量（需用炉温测试仪定期验证）。
  - 传送速度。
  - 氮气保护（可选，用于减少氧化，提高焊接质量）。
光学检测 (AOI - Automated Optical Inspection)：
- 目的： 在回流焊接后或重要工序后（如贴片后），利用高分辨率相机和图像处理软件自动检查PCB。
- 检查内容：
  - 元器件贴装：位置偏移、旋转、极性反、侧立、立碑、缺件、错件。
  - 焊接质量：少锡、多锡、锡球、桥连、虚焊、开路、润湿不良等。
- 作用： 快速检出缺陷，定位不良位置，为维修或制程改善提供依据。
返修：
- 步骤： 对AOI或后续测试检出的不良品进行人工返修（需经培训的技术员操作）。
- 方法： 使用专用返修工作站（热风或加热头），移除不良元件，清洁焊盘，重新印刷锡膏（点锡）、贴装新元件，局部加热焊接。
清洗：
- 应用： 对高可靠性产品要求较高（如医疗、航天、汽车电子），或使用特定类型助焊剂后，需去除助焊剂残留和污染物。
- 方法： 使用水基或溶剂型清洗剂，通过喷淋、超声波等方式清洗。免清洗锡膏工艺通常可跳过此步。
功能测试 (FCT - Functional Circuit Test) 与在线测试 (ICT - In-Circuit Test)：
- FCT： 模拟产品实际工作条件，通电测试整体功能是否正常（例如5V电压下检测输出信号是否在±5%范围）。
- ICT： 使用针床或飞针测试仪，测量电路节点上的电压、电阻、电容、短路/开路等。
- 作用： 确保组装完成的PCBA电气性能100%合格。
分板：
- 方法： 将包含多个相同PCBA的拼板，按设计要求分开成单板。常见方式有V-cut切割机（双刀片旋转）、走刀式分板机、铣刀切割、激光切割（精度最高，热影响区最小）。
- 关键： 保证分板边缘平齐无毛刺，减少应力防止损坏元件或焊点。
最终外观检查与包装：
- 人工目检或AOI复检： 确认分板后单板外观、标签等无瑕疵。
- 包装： 使用防静电材料（电阻值10^4-10^9 Ω），根据客户要求采用防震包装盒或托盘，并附上合格证明文件。

重要补充说明：

混装工艺： 对于有少量插件元件的板子（如大电容、连接器），需在SMT之后增加DIP插件和波峰焊接流程：在SMT回流焊后点红胶固定插件元件底部，或对插件孔做选择性波峰焊（用不锈钢模具覆盖无需焊接区域）。
红胶工艺： 纯贴片双面板，可在第一面印刷锡膏贴片后点红胶固定元件，翻面完成第二面贴装后，用回流焊同时固化红胶和熔化第二面锡膏。
三防涂覆： 对需防水防潮防腐蚀的板（如户外设备），在测试后会增加喷涂或浸涂三防漆工序。
过程监控： 贯穿全程的SPC、设备OEE、首件检查制程确认（First Article Inspection）都至关重要。

SMT制程的优势是高密度、高速度、高自动化、高可靠性。整个流程强调自动化、精密控制和持续监控，每个环节的失误都可能传递放大，因此需要严谨管理确保每片PCBA最终质量可靠。