淺談SMT貼裝工藝及其行業(yè)趨勢

田翠芳

(山西省電子工業(yè)科學(xué)研究所有限公司，山西 太原 030006)

近年來，我國的電子產(chǎn)業(yè)伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展而迅猛發(fā)展。發(fā)展壯大起來的電子產(chǎn)業(yè)、通訊技術(shù)在社會上被重視起來。以往的電子產(chǎn)品在尺寸、體積上都比現(xiàn)代科技研究出來的產(chǎn)品體積大很多。隨著人民的生活水平不斷提高，老式電子產(chǎn)品已不適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展要求。為了滿足市場需求，電子產(chǎn)品的體積逐漸縮小，以便于用戶攜帶和操作，于是SMT焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它在電子產(chǎn)品組裝行業(yè)中是一次技術(shù)革命，電子產(chǎn)品的質(zhì)量、性能得到顯著提升。

在現(xiàn)代化科技研究成果中，SMT表面貼裝技術(shù)是目前最通用的焊接工藝。它已成為一種自動化高、可靠性強(qiáng)的先進(jìn)技術(shù)。

1 SMT表面貼裝技術(shù)構(gòu)成

SMT工藝流程：絲網(wǎng)漏印-SMT貼裝-回流焊

1.1 絲網(wǎng)漏印

從冷藏冰箱中取出焊膏，放置到接近常溫，順時針進(jìn)行攪拌，使焊膏的黏度和均勻度提高。焊膏的黏度對印刷的質(zhì)量有重要影響，所以必須按照印刷的要求控制黏度，黏度過大或過小都會影響印刷的質(zhì)量。

絲網(wǎng)漏印的過程是將焊膏漏印在PCB焊盤上，在印刷過程中刮刀在推力的作用下，把焊膏從鋼板漏印孔壓到焊盤上，最后在PCB板上形成厚度在0.15 mm左右的錫膏模，與元器件的焊接部位一一對應(yīng)，絲漏錫膏的印刷量和飽滿度決定PCB板與元器件之間焊接質(zhì)量。

1.2 元件貼裝

SMT貼裝元件的過程主要是把元器件安放在PCB板相對應(yīng)的焊盤上或者說是錫膏模上。因為元件的位置和方向存在不同的特點(diǎn)，所以需對電腦程序進(jìn)行編程。要準(zhǔn)確定位元器件在PCB板上的位置。就需保證貼裝元件在編程中不能有任何差錯，如果在編程中有疏漏，檢查時又不夠仔細(xì)，就會生產(chǎn)出大量不合格產(chǎn)品，從而導(dǎo)致大量的印刷板無法應(yīng)用被廢棄，造成經(jīng)濟(jì)損失。在元件程序編寫時，應(yīng)先從比較簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行編寫，然后再編程較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)芯片元件，反復(fù)檢查，確認(rèn)無誤，然后可以進(jìn)行貼片生產(chǎn)。在完成首件貼片工作之后，要進(jìn)行方向判斷和位置調(diào)整，有相機(jī)識別和激光識別兩種方法。二者相比，激光識別要比相機(jī)識別的能力強(qiáng)一些，但被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)過程中，而對貼裝元器件的校對普遍用相機(jī)識別。

1.3 回流焊

貼好元器件的印制板順著傳送帶進(jìn)入回流焊接機(jī)，在回流焊接過程中，溫度控制至關(guān)重要，回流焊需要4個環(huán)節(jié)：預(yù)熱-保溫-回流-冷卻。預(yù)熱環(huán)節(jié)主要是保證印制板溫度的穩(wěn)定性和平衡性，保溫時要減少溫差，溫度一般要控制在180 ℃，同時也要保證濕度控制在40%- 60%。在加熱過程中加熱器一般設(shè)置在245 ℃以下，焊錫膏的熔點(diǎn)是183 ℃。PCB板被傳送帶送出回流焊接機(jī)之后開始冷卻，溫度降至室溫，焊點(diǎn)達(dá)到最好的效果。

2 印刷工藝

PCB板被裝載后進(jìn)入印刷環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中要嚴(yán)格控制操作的程序，PCB板的支撐力和運(yùn)行方式要選擇正確，印刷過程中的定位非常重要，目前的定位方式有兩種：機(jī)械定位和光學(xué)定位，二者中，光學(xué)定位可能造成運(yùn)行當(dāng)中的行程延緩，所以，選用機(jī)械定位能保證印刷板的定位精確性和支撐結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性；視覺處理環(huán)節(jié)同樣重要，為了盡可能避免視覺光源對印刷板MAK點(diǎn)引起的判斷誤差，需要與廠家溝通，保證MAK點(diǎn)的大小和位置的唯一性，能夠保證機(jī)器對其識別的準(zhǔn)確性和敏感性。其次，攝像機(jī)安裝位置也要精確，以保證不影響到印刷時間。

3 點(diǎn)膠工藝

點(diǎn)膠是將膠水滴到PCB板的固定位置上，主要作用是把元器件固定在PCB板上，或用雙面膠帶固定元器件，進(jìn)行首塊電路板的測試。貼裝元器件的大小不是唯一的，因此在貼裝時要從實(shí)際出發(fā)，選用黏度大的膠水或雙面膠，能起到很好的固定作用，保證大小元器件被穩(wěn)穩(wěn)地粘在板卡上；如果是生產(chǎn)雙面卡板，通常采用點(diǎn)膠的方法來防止零件的掉落，現(xiàn)在普遍使用紅膠，紅膠平時被冷藏，在使用前進(jìn)行回溫即可。

4 測試環(huán)節(jié)

此環(huán)節(jié)是對貼裝好的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量的檢測。使用的設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、在線測試儀(ITC)、飛針測試儀、自動光學(xué)檢測儀等。在測試環(huán)節(jié)會出現(xiàn)幾方面的問題：如橋連、漏焊、缺焊和焊點(diǎn)不充分。造成橋連的原因之一是攪拌過的焊膏沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，黏度不夠；或者是由于絲網(wǎng)的過孔大，在絲網(wǎng)漏印時會滲入大量的焊膏，焊接時這些過多的焊膏會連接一處；另外一種原因是回流焊時傳送速度過快也會造成不良橋連。另外，焊膏偏少不足、焊盤與器件之間存在差異、回流焊時間較短都會造成缺焊、漏焊、焊點(diǎn)不充分的現(xiàn)象。

5 操作過程中的其他重要環(huán)節(jié)

在生產(chǎn)過程中，靜電防護(hù)很重要，為了進(jìn)一步提高PCB板的焊接質(zhì)量，必須按靜電防護(hù)要求的標(biāo)準(zhǔn)操作，否則將造成焊接質(zhì)量不合格；在換件操作過程中，要嚴(yán)格按操作流程執(zhí)行操作，這樣換料的準(zhǔn)確性才會萬無一失，只有將可能出現(xiàn)的問題一一合理解決，才能提高焊接質(zhì)量和焊接效率。

6 SMT行業(yè)的發(fā)展前景

隨著科技的進(jìn)步，SMT行業(yè)的發(fā)展將呈現(xiàn)出更加廣闊的前景，主要表現(xiàn)在：

1)SMT生產(chǎn)線將更加柔性化，以適應(yīng)市場產(chǎn)品更新、更快、品種更多的個性化要求，同時生產(chǎn)效率也將更高效，以適應(yīng)激烈的市場競爭環(huán)境。

2)SMT生產(chǎn)設(shè)備將更加智能、環(huán)保、高效、靈活。

3)SMT封裝元器件將在體積微型化的同時向大容量方向發(fā)展，同時無鉛焊接材料成為目前乃至將來使用材料的主流。

4)在環(huán)保方面，免清洗技術(shù)將是一項綜合性技術(shù)，它將改善材料、設(shè)備、工藝和人力結(jié)合在一起的工作環(huán)境。

7 結(jié)束語

綜上所述，SMT貼裝技術(shù)將伴隨科技的不斷發(fā)展和科研人員的不懈努力，不斷提高電子生產(chǎn)效率和精確度、環(huán)保度，在21世紀(jì)的焊接技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)造嶄新藍(lán)圖。