手把手教你电路板SMT贴片加工
加工前的准备工作
进行SMT贴片加工前,电路板的设计文件需要转换为贴片机可识别的格式。通常使用Gerber文件配合坐标文件,确保元件位置精准对应。物料核对环节要重点检查元器件型号、封装尺寸与BOM清单的一致性,避免因料盘标签错误导致批量生产事故。环境温湿度需控制在25℃±3℃、相对湿度40%-60%范围内,防止锡膏吸潮或PCB氧化。钢网选择应匹配PCB焊盘设计,常见厚度为0.1-0.15mm,开口尺寸比焊盘缩小5%-10%以控制锡膏量。
锡膏印刷技术要点
全自动印刷机通过视觉定位系统完成钢网与PCB的对位校准,刮刀角度通常设定在45-60度之间。压力参数需根据钢网张力调整,范围在3-8kg/cm²。印刷速度控制在20-50mm/s,速度过快易导致填充不足,过慢则可能引起塌陷。遇到桥连问题时,可尝试降低刮刀压力或改用阶梯型钢网。每印刷20-30块板需用酒精清理钢网底部,防止锡膏残留影响印刷质量。手动印刷时采用"先推后拉"的手法,保持刮刀与钢网完全接触。
贴片机操作规范
高速贴片机的吸嘴选择直接影响贴装精度,0402元件需用0.4mm内径吸嘴,QFP芯片推荐橡胶吸嘴。元件供料器安装要确保料带张力适中,料枪步进距离与元件间距完全匹配。编程阶段需设置元件旋转补偿值,特别是极性元件要建立方向数据库。视觉识别系统需定期校准,对于异形元件可创建自定义元件库。贴装压力参数根据元件高度自动调整,通常比元件高度低0.05-0.1mm。出现抛料时,优先检查吸嘴真空值是否在-70kPa以上,供料器进给是否到位。
回流焊接温度控制
典型温度曲线包含预热区(1-3℃/s升温至150℃)、浸润区(60-90秒维持150-180℃)、回流区(峰值温度235-245℃持续30-40秒)、冷却区(降温速率不超过4℃/s)。无铅焊接时,峰值温度需提高5-8℃。热风回流焊炉的风速控制在1.2-1.8m/s,氮气保护环境中氧含量应低于1000ppm。对于混装板(通孔+贴片),需延长浸润区时间10-15秒。使用K型热电偶实测PCB表面温度时,测温点应包含板边、中心及大质量元件位置。
检测与返修方法
在线AOI检测系统通过多角度彩色光源识别焊接缺陷,误报率控制在3%以内需要优化灰度阈值。X-Ray检测适用于BGA、QFN等隐藏焊点,穿透电压根据板厚选择50-90kV。维修工作站温度分三区控制:预热区150℃、加热区300℃、辅助加热区280℃。使用热风枪返修BGA时,喷嘴直径比芯片小2mm,保持10mm距离匀速移动。拆除QFN封装需先对周边元件贴高温胶带防护,避免热风造成二次损伤。
设备日常维护
贴片机每周需清理X/Y轴导轨并涂抹专用润滑脂,真空发生器每月拆洗过滤棉。回流焊炉每月清除助焊剂残留,链条每周涂抹高温润滑剂。锡膏印刷机每班次结束后需拆卸刮刀清洁,钢网定位销每周检查磨损量。吸嘴存放建议使用防静电海绵定位架,每月用超声波清洗器处理积垢。设备气路系统需配置三联件过滤装置,每日排放储气罐积水。运动部件校准周期不超过3个月,激光传感器需用标准校正板定期校验。
静电防护措施
工作台面表面电阻控制在10^6-10^9Ω,接地线径不小于2.5mm²。操作人员需穿戴防静电服,腕带对地电阻1MΩ±10%。物料架采用导电轮子,周转车金属部分接地导通。IC类元件必须使用防静电包装管,开封后24小时内未用完需重新密封。维修区域配置离子风机,平衡静电电压在±50V以内。设备接地阻抗每月检测,要求值小于4Ω。湿度低于30%时开启加湿系统,维持环境湿度在45%以上。
常见问题处理方案
立碑现象多因焊盘设计不对称或回流温度梯度大,可修改焊盘间距或降低升温速率。虚焊问题优先检查锡膏活性期是否超限,再调整回流时间。元件偏移超过15%需检查贴装高度是否过大或真空释放过早。锡珠产生往往源于钢网开口过大或回流曲线陡升,可减小开口面积或增加预热时间。连锡问题在细间距器件中常见,尝试改用Type4号锡粉或减小刮刀压力。对于墓碑效应,在Pad设计时增加热平衡焊盘效果显著。