贴片加工到底是怎么做的?一文看懂全流程
贴片加工的基本概念
贴片加工是电子制造中的核心环节,主要用于将微小电子元件精准装配到印刷电路板上。这种工艺取代了传统手工焊接,通过自动化设备实现高效率、高精度的生产。现代电子产品中90%以上的元器件都采用贴片技术完成组装,其质量直接影响最终产品的性能和可靠性。
原材料准备阶段
加工前需完成两项关键准备:印刷电路板(PCB)的预处理和元器件分拣。PCB需要经过烘烤去除湿气,避免后续高温焊接时产生气泡。元件则根据订单需求进行真空包装开封、编带核对和湿度敏感等级检测,部分精密芯片需在恒温恒湿环境中存储。物料齐套后,操作员需核对料盘标签与生产清单的一致性。
锡膏印刷工序
钢网制作是首要环节,激光切割的不锈钢模板厚度通常为0.1-0.15毫米,开口尺寸比焊盘小5%以控制锡量。印刷时使用全自动设备,通过刮刀以0.5-1.5米/分钟速度均匀涂布锡膏。印刷完成后需用3D检测仪测量锡膏厚度,正常范围控制在10-150微米,同时检查有无塌陷、偏移或污染问题。每两小时需清洁钢网底部,防止残留锡膏影响印刷质量。
元件贴装过程
高速贴片机和多功能贴片机配合工作,前者处理阻容感等小元件,速度可达每小时25万点;后者负责QFP、BGA等异形器件。吸嘴选择直接影响贴装精度,0402封装的元件需用0.4毫米直径吸嘴,贴装压力控制在1.5-3N范围内。视觉定位系统通过基准点校正位置偏差,贴装精度最高可达±25微米。设备每完成500块板需进行抛料率检查,正常值应低于0.02%。
回流焊接环节
八温区回流炉的温度曲线设置最为关键。预热阶段以2-3℃/秒速率升至150℃,保温区维持60-90秒使PCB均匀受热,峰值温度根据锡膏类型控制在235-245℃之间,液态以上时间不超过90秒。氮气保护可降低氧化率,氧气浓度需维持在1000ppm以下。焊接后需立即检查焊点光泽度,良好焊点呈现银亮色月牙状轮廓,无裂纹或空洞缺陷。
质量检测手段
在线检测(AOI)通过多角度光源成像,可识别偏移、立碑、少锡等18类缺陷,误报率需控制在5%以内。X射线检测针对BGA、QFN等隐藏焊点,穿透检测分辨率达到3微米。功能测试阶段使用飞针测试仪或针床夹具,验证电路连通性和基本性能。抽样进行破坏性检测时,需用推拉力计测量焊点强度,0603元件承受力不应低于2.5kgf。
清洗与包装工序
使用去离子水或环保溶剂清洗残留助焊剂,清洗后板面离子污染值需低于1.56μg/cm²。水基清洗剂温度保持在55-65℃,喷淋压力0.8-1.2MPa。干燥环节采用分段升温法,避免突然高温导致元件开裂。包装时每块电路板用防静电袋密封,湿度卡和干燥剂配合使用。运输包装箱需通过1.2米跌落测试,确保产品在运输过程中的安全性。
工艺控制要点
环境温湿度严格控制在23±3℃、45±15%RH,静电防护需达到100V以下残余电压。设备每日点检包括吸嘴磨损检查、传送轨道清洁、相机镜头除尘等12个项目。首件确认必须包含20项检测指标,量产过程中每两小时抽检3块板进行关键参数复核。工艺文件管理要求版本变更时,旧版文件必须加盖作废章并保存三年以上。
常见问题处理
锡珠问题多因升温斜率不当引起,需调整预热区升温速率至1.5℃/秒以内。元件立碑通常由焊盘设计不对称导致,可修改焊盘间距为元件长度的0.8倍。虚焊现象需检查锡膏活性期是否超限,开封后的锡膏应在12小时内用完。针对BGA空洞率超标,建议采用真空回流焊设备,将空洞率从15%降至5%以下。
设备维护要求
贴片机每周保养包括丝杆润滑、真空过滤器更换、皮带张力检测等7个项目。回流炉每月需清理助焊剂残留物,检查发热管功率衰减情况。钢网张力计每月校准,标准张力值应维持在35-50N/cm²。所有设备需建立预防性维护档案,关键部件如伺服电机累计运行2000小时后必须进行专业保养。