印制電路板PCB加工之SMT貼片

印制電路板即常說的PCB，PCB裝上元器件就稱為電路板組件即PCBA，板上的元器件可以是SMT（表面貼裝）元件，插件元件，壓件元件或組裝件。上一篇分享到PCBA（電路板組件）的SMT錫膏印刷技術(shù)，今天分享PCBA的SMT貼片技術(shù)及常見問題。

相比起插件元件，SMT元件有很多優(yōu)勢(shì)。體積小，高度低，可自動(dòng)化生產(chǎn)，高頻特性好，成本低。SMT元件用表面貼裝，避開了PCB內(nèi)層走線，在一些高端產(chǎn)品上利用廣泛。SMT元件比較矮，為當(dāng)前很多客戶追求薄款產(chǎn)品提供競(jìng)爭(zhēng)力。在生產(chǎn)中用貼片機(jī)自動(dòng)貼片，極高的提高了生產(chǎn)效率。它的無引腳或短引腳設(shè)計(jì)提高了高頻特性，穩(wěn)定性好。另外低成本也是生產(chǎn)廠商的永恒追求。

SMT貼片工藝范例

SMT的元件類型現(xiàn)在也非常豐富了，有電容，電阻，電感，二極管，晶體管，IC，連接器，晶振，螺絲等，基本所有元件都可以做成SMT類型的。PCBA上的MLCC電容用的數(shù)量是最多的，在空間的限制下，一些電容做得越來越小，從最開始最典型的0402的MLCC電容到01005尺寸的。這么小的電阻電容對(duì)貼片機(jī)，回流焊，及鋼網(wǎng)的開孔都有極高的要求。

封裝形式多樣的IC從最開始的常用的SOP，發(fā)展到QFP，QFN等，再到BGA。元件從有引腳到無引腳，焊接位置從兩側(cè)到四側(cè)，再發(fā)展成元件底頂?shù)腻a球。焊點(diǎn)數(shù)從SOP元件的4個(gè)到BGA元件的3000多個(gè)。這些變化充分顯示了元器件及PCBA制造廠商在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的進(jìn)步。

SMT貼片的流程也發(fā)生了變化，最開始在印刷錫膏后，要在PCB上點(diǎn)紅膠，再貼片，最后和插件元件一起過波峰焊焊接。到現(xiàn)在的無需點(diǎn)紅膠，SMT直接印刷錫膏，再貼片，過回流焊焊接就可以了。

基于貼片效率與品質(zhì)考量，大的PCBA一般用幾臺(tái)貼片機(jī)共同完成貼片工序。大體規(guī)則是先用高速貼片機(jī)貼一些片式元件，如電阻，電容，電感等，然后貼晶振，晶體管，LED，小的IC等。一些大的元器件如BGA型的IC，大型連接器如內(nèi)存槽等都安排在最后的多功能貼片機(jī)完成。貼片機(jī)吸嘴一次性選取元件的數(shù)量，貼片的位置等，都可以根據(jù)貼片機(jī)的性能，PCBA的元件布局設(shè)計(jì)出一個(gè)最優(yōu)的方案。

SMT貼片生產(chǎn)過程最常見的問題有元件反向，偏位，少件，偶爾也會(huì)有損件，多件等問題。在新產(chǎn)品試產(chǎn)NPI階段，由于對(duì)產(chǎn)品元件的極性認(rèn)識(shí)不夠，有可能出現(xiàn)有極性元件批量反件的問題，如二極管，LED，IC等。這些可以在首件檢查FAI中發(fā)現(xiàn)并得以糾正。偏位問題可以通過調(diào)整置件坐標(biāo)，置件高度等得以解決。當(dāng)貼片機(jī)的吸嘴有臟污或破損導(dǎo)致真空不足時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)少件的問題。在半途中掉落的元件有時(shí)也會(huì)掉落到PCB板上，造成某個(gè)位置多件的異常。

SMT元件漏件范例

還有一類災(zāi)難性的異常是損件。即使工廠有很多測(cè)試檢驗(yàn)工序，如自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)AOI，在線測(cè)試ICT，功能測(cè)試BFT，還有人工外觀檢查，這些工序也無法完全偵測(cè)出貼片過程帶來的損件。有一些MLCC電容的損件外觀無法看出，甚至短期內(nèi)功能也正常。只有在切片實(shí)驗(yàn)或長(zhǎng)期的使用過程才會(huì)顯現(xiàn)出異常。吸嘴的壓力過大或高度過低，都有可能造成貼片元件的損件。同一個(gè)產(chǎn)品上的元件當(dāng)有多個(gè)廠商供貨時(shí)，要特別注意不同廠家的元件厚度等是否有差別。