贴片加工怎么做?聊聊生产工艺那些事儿
表面贴装技术(SMT)
表面贴装技术是当前电子制造领域的核心工艺,主要分为全自动和半自动两种模式。全自动生产线通过贴片机实现元器件高速精准定位,每小时可完成数万颗元器件的贴装。半自动模式则需操作人员辅助调整,适用于小批量或异形元件加工。工艺过程包含锡膏印刷、元件贴装、回流焊接三个关键环节,其中贴片机吸嘴的真空吸附系统直接影响元件抓取成功率。
锡膏印刷工艺
钢网制作质量直接关系锡膏印刷效果,通常采用激光切割或电铸工艺制作。钢网厚度根据元件引脚间距调整,0402封装的元件需0.1mm厚度钢网,而QFN封装则需0.13mm。印刷参数设置包含刮刀压力(5-15kg)、印刷速度(20-80mm/s)、脱模速度(0.5-3mm/s)三个关键指标。印刷后需通过SPI设备进行三维检测,测量锡膏体积、高度、面积等参数,合格率需达到99.3%以上。
回流焊接控制
温度曲线设定是回流焊的核心技术,典型八温区设备包含预热、恒温、回流、冷却四个阶段。预热区升温速率控制在1-3℃/秒,避免热冲击导致元件开裂。恒温区保持150-180℃促使助焊剂活化,时间控制在60-120秒。回流区峰值温度根据焊膏类型调整,含铅焊料要求215-235℃,无铅焊料需达到235-250℃。冷却速率应维持在4℃/秒以内,防止焊点产生裂纹。
检测与品控手段
自动光学检测(AOI)系统采用多角度光源组合,通过彩色相机捕捉元件位置、极性、焊点形态等特征。X射线检测设备可穿透BGA封装,检测隐藏焊点的气泡率、塌陷度等参数。在线测试(ICT)通过定制针床对电路进行通断测试,电压测试精度可达±0.5mV。部分高端产线还配备飞针测试仪,利用移动探针对关键节点进行阻抗测量。
清洗工艺选择
水基清洗剂适用于普通电子元件,通过高压喷淋(3-5MPa)去除松香残留。挥发性溶剂清洗针对精密元件,采用氟化液在气相状态下溶解污染物。超声波清洗利用20-40kHz频率的空化效应,特别适合清除QFN封装底部焊盘的助焊剂残留。清洗后需进行离子污染检测,残留物浓度应低于1.56μg/cm²(NaCl当量)。
返修工艺要点
BGA芯片返修需使用具备红外加热和真空吸取功能的专业设备。热风枪温度控制在300-350℃,喷嘴直径根据芯片尺寸选择(5-15mm)。拆焊时需保持PCB受热均匀,板面温差不超过5℃。植球工序采用标准锡球(0.3mm/0.45mm/0.6mm),通过专用模具实现精准定位。返修后必须进行X-Ray检测和功能测试,确保焊球塌陷度小于15%。
材料存储与处理
锡膏需在2-10℃冷藏保存,使用前回温4小时以上。开封后的锡膏必须在12小时内用完,搅拌时间控制在3-5分钟。PCB板存储环境要求温度20-25℃、湿度30-50%RH,拆封后需在72小时内完成焊接。潮湿敏感元件(MSD)根据等级差异,需在125℃烘烤4-48小时去除湿气,车间暴露时间不超过12小时。
特殊工艺应用
通孔回流工艺(PIH)允许插件元件通过SMT流程完成焊接,要求焊盘设计包含0.3mm阻焊桥。底部填充胶(Underfill)用于BGA加固,点胶路径需沿芯片对角线走Z字形。选择性焊接针对混装板件,采用氮气保护(氧含量<100ppm)的焊锡槽,温度保持在260±5℃。3D-MID技术可在立体塑胶件表面直接形成电路,激光活化精度达到±15μm。