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一张电路板的诞生:PCBA生产全流程揭秘(电路板生产都有哪些工序)

2025-05-16 09:05:34杂谈481

设计文件导入与工程评审

生产流程始于客户提供的设计文件。工程团队接收Gerber文件、BOM清单及坐标文件后,首先进行可制造性分析。专业人员检查焊盘间距是否符合设备精度要求,阻焊层开口是否与元件匹配,是否存在短路风险。对于特殊元件如BGA芯片,需额外验证焊盘尺寸与钢网开口设计的兼容性。评审过程中发现潜在问题后,会与客户进行技术对接,确认修改方案。

物料采购与来料检验

根据BOM清单启动物料采购流程。针对贴片电阻电容等通用元件,优先选择合作供应商的常规库存;特殊IC芯片则需要核实交期,必要时启动替代料申请流程。所有物料到厂后必须经过QC检测,使用LCR表测量被动元件参数,通过芯片测试座验证IC功能,目检元器件引脚是否存在氧化或变形。对于真空包装的湿敏元件,需要记录拆封时间并严格控制车间存放时间。

钢网制作与锡膏印刷

根据PCB焊盘尺寸定制激光钢网,厚度通常选择0.1-0.15mm范围内。在自动印刷机上安装钢网后,操作员通过视觉对位系统校准PCB与钢网位置。锡膏选用需考虑产品特性,普通电子产品多采用Sn63/Pb37合金,无铅产品则选择SAC305配方。印刷过程中通过压力传感器实时监控刮刀压力,借助SPI设备抽检锡膏厚度,确保印刷图形完整且厚度误差控制在±15μm以内。

高速贴片机组装

SMT生产线配备多台高速贴片机协同作业。飞达料站根据元件尺寸配置8mm-44mm不同宽度供料器,异型元件需定制专用吸嘴。贴装程序导入元件坐标文件后,设备通过视觉定位系统捕捉MARK点进行基准校准。0402封装的元件贴装精度需控制在±0.04mm以内,QFN封装芯片要求更高对位精度。完成贴片后,产线保留首件样品用于后续比对,并定时抽检贴装偏移情况。

一张电路板的诞生:PCBA生产全流程揭秘(电路板生产都有哪些工序)

回流焊接工艺控制

十温区回流焊炉根据锡膏特性设置温度曲线。预热阶段以2-3℃/s速率升温至150℃左右,恒温区保持60-90秒使助焊剂活化,峰值温度控制在235-245℃之间持续时间不超过10秒。炉内充氮气可降低氧化概率,氧含量通常维持在500ppm以下。焊接后使用放大镜检查焊点形态,判定标准包括焊料浸润角度、表面光滑度以及无立碑、桥接等缺陷。

插件元件装配工艺

对于通孔插件元件,人工插件工位配备防静电工作台和元件成型模具。操作人员根据工艺图纸将元件引脚预成型,插入PCB对应孔位。部分特殊元件需要点胶固定后再进行波峰焊接。波峰焊设备调整传送带倾角至5-7度,锡炉温度维持在255-265℃。焊接后使用自动剪脚机修剪多余引脚,残留长度控制在1.5-2mm范围内,避免损伤焊点。

功能测试与故障排查

ICT测试仪通过定制针床接触测试点,测量电路阻抗、电压等参数验证电气连通性。FCT功能测试模拟实际工作环境,给PCBA供电并检测各功能模块响应信号。对于通信类产品需配置射频屏蔽箱进行无线性能测试。发现故障时,维修人员使用热成像仪定位短路点,通过X-Ray检查BGA焊点质量,必要时进行芯片级返修。所有维修记录均需录入追溯系统。

三防处理与整机组装

通过测试的PCBA根据应用场景选择表面处理工艺。工业控制设备通常采用喷涂三防漆,使用选择性涂覆机避开连接器部位。汽车电子产品需要增加防水密封胶处理。在洁净车间进行整机组装时,操作人员佩戴防静电手环,使用扭矩螺丝刀确保紧固件达到规定扭力值。组装完成的整机还需进行72小时老化测试,全程监控系统运行稳定性。

最终检验与包装出货

QA部门按照AQL抽样标准进行末检,包含外观检查、基本功能验证和包装完整性测试。高价值产品逐台进行序列号绑定,实现全生命周期追溯。包装材料选用防静电铝箔袋,内置湿度指示卡和干燥剂。出货前核对客户特殊要求,如是否需要预烧录程序、是否要求真空包装等。物流环节采用防震运输箱,对温湿度敏感产品使用冷链运输。

生产数据追溯管理

从物料入库到成品出货,每个环节都生成可追溯记录。MES系统实时采集设备参数、检测数据和生产节拍。激光打标机在PCB边缘雕刻批次号和二维码,扫码可查询完整生产工艺数据。质量异常触发ANDON系统时,生产线自动亮灯报警并暂停流转。定期统计直通率、不良品分布等指标,用于持续改进工艺流程。