SMT貼裝工藝簡介

SMT即表面貼裝技術（Surface Mount Technology），是電子產品制造中常用的一種工藝。它通過將無引腳或短引線的表面組裝元器件（SMC - Surface Mount Components / SMD - Surface Mount Device）直接安裝在印刷電路板（PCB - Printed Circuit Board）的表面或其它基板的表面上，然后通過回流焊接或浸焊等方法加以焊接組裝的電路裝連技術。相較于傳統的穿孔工藝，SMT工藝具有尺寸小、重量輕、性能穩定、生產效率高等優勢，成為現代電子制造的主流工藝。SMT貼裝工藝主要分為手工貼裝和自動化貼裝兩種。手工貼裝靈活性高，適用于小批量生產或樣品制作，但生產效率相對較低且可能存在人工操作誤差；自動化貼裝則利用自動貼裝設備實現元器件的高速貼裝，確保了生產效率和質量 。

SMT貼裝工藝流程環節

鋼網制作

這是SMT工藝流程的起始步驟。鋼網是印刷電路板表面焊膏印刷過程中的重要生產工具。制作鋼網時，首先要根據電路板的尺寸和結構要求進行設計。制作鋼網的材料一般為金屬絲網，期間需要經過清洗加工、沖孔和網板張力校驗等工序。鋼網制作的精準度直接影響后續焊膏印刷的質量等環節，如果鋼網存在問題，可能導致焊膏印刷不均勻或者不準確等情況，進而影響整個SMT貼裝的質量 。

基板涂覆

基板涂覆在SMT工藝流程里極為重要。先將制作好的鋼網放置在PCB板上，要讓焊膏均勻涂布在鋼網上。接著把電路板放在覆蓋鋼網的位置，借由壓力和摩擦使焊膏黏附到電路板上。在這個過程中，需要注意使焊膏均勻地覆蓋在需要焊接元器件的焊盤上，以保證后續元器件貼裝和焊接的穩定性。例如，如果焊膏涂布不均勻，可能出現部分焊盤上焊膏過多或過少的情況，過多焊膏可能在回流焊時造成短路等問題，過少則可能導致虛焊等不良現象 。

元件貼裝

此階段要用到鋼網和基板涂覆的焊膏進行電子元件的貼裝。電子元件貼裝一般使用自動化貼裝機，這種設備能根據元件的形狀和位置自動完成定位、貼裝。在這一流程里，元件的位置和貼裝方向相當關鍵，直接關系到電路的連接性和完整性。例如在一些精密電路板中，一個元件貼裝的位置如果出現極小的偏差，都可能使電路無法正常工作。當然，對于小批量或者特殊需求的情況，也可采用手動貼裝，操作員使用顯微鏡和真空吸筆將元件放置在PCB上，但這種方式對操作員的技能要求較高且效率相對較低 。

回流焊

回流焊是SMT工藝流程中不可或缺的關鍵步驟。在此階段，已經貼裝的電子元件和PCB板需通過焊接進行牢固連接，通常采用熱風回流焊爐來進行操作。在高溫環境下，電子元件和PCB板之間的焊膏會熔化，進而形成牢固的焊點。回流焊過程中的溫度控制非常重要，不同的元件和焊膏對溫度的要求不盡相同，如果溫度控制不當，例如溫度太低，焊膏熔化不了，就會出現冷焊現象；溫度太高，FPC（柔性印制電路）容易起泡，元件也會被燒壞。同樣，預熱溫度也要適當，太低助焊劑揮發不完全，回流后有殘留影響外觀；太高則會造成助焊劑過早揮發掉，導致回流時虛焊現象，并且有可能產生錫珠等問題 。

清洗工序

回流焊完成后便進入清洗工序。在SMT貼裝過程中，可能會有焊膏溢出或者存在其他雜質，這些雜質會對電路的正常工作產生影響，因此需要清洗。清洗可以使用專門的清洗機去除貼裝過程中殘留在電路板上的有害物質，如助焊劑等。清洗機的位置沒有嚴格固定，可以在線或者不在線。如果不進行清洗，助焊劑殘留可能會導致電路出現腐蝕等問題，影響產品的可靠性和使用壽命 。

檢測

檢測環節是對組裝好的電路板進行檢測，以確保其功能和外觀能符合相關要求。檢測通常分為自動檢測和手動檢測兩種方式。

• 自動檢測：主要采用設備進行。例如AOI（Automatic Optical Inspection - 自動光學辨識系統），目前已經在電子業的電路板組裝生產線的外觀檢查方面被普遍應用，用于替代以往的人工目檢作業。AOI能夠檢查錫膏印刷后是否符合標準以及電路板上的零件焊錫組裝后的質量狀況，不過AOI也存在一定的局限性，像有些灰階或是陰影明暗不明顯的地方比較容易出現誤判的情況，并且被其他零件遮蓋到的組件以及位于組件底下的焊點往往檢測不到。此外，還有X - Ray檢測系統、功能測試儀等設備可以從不同角度對電路板進行檢測。比如X - Ray檢測可用于檢查組件底下焊點（如BGA）的質量，來保證電路板達到較高的測試涵蓋率 。

• 手動檢測：則是由操作員借助測試設備和顯微鏡等工具來進行檢測。在這里需要檢查電路板的電氣性能、機械性能和外觀質量等多方面是否滿足要求，如檢查是否存在焊接開路、短路、偏移、缺件、錯件等問題 。如果發現問題，要對故障的PCB板進行返工，這個過程稱為返修。返修使用的工具一般為烙鐵、返修工作站等，其可以配置在生產線中的任意位置。

SMT貼裝工藝的操作要點

印刷環節操作要點

印刷作為SMT貼片工藝流程中的首個步驟，涉及焊膏的涂敷工作，其方式眾多，像絲網印刷、點膠和噴射等。

• 在印刷過程中，保證焊膏均勻地涂敷在PCB的焊盤上至關重要。例如使用絲網印刷時，如果絲網與PCB對位不準或者絲網存在破損等情況，會使焊膏印刷不均勻。

• 嚴格控制焊膏的量也不容忽視，既不能過多也不能過少。若焊膏過多，可能在回流焊過程中造成短路；而焊膏過少則可能導致虛焊。如果是新購的焊膏，未及時使用時需要放在5 - 10度的環境下存放，絕不能放置在低于零度的環境下，以免影響焊膏的性能 。

貼片環節操作要點

貼片環節可采用手動或自動方式。

• 自動貼片中需要按照預設程序利用貼片機將元件放置在PCB上。在此過程中要確保元件放置準確，不發生錯位和傾斜等狀況。同時貼片機設備需要經常檢查，如果設備出現老化，或者部分零器件損壞的話，為避免貼片被貼歪和出現高拋料情況，必須及時對設備進行修理或者更換新的設備 。

• 在手動貼片中，操作人員運用顯微鏡和真空吸筆來放置元件。這就要求操作人員技術熟練，并且要仔細地將元件按照規定位置和方向準確放置，因為手動操作的人為因素影響較大。例如在貼裝微型元器件時，如果操作人員稍有不慎就可能貼錯位置或者貼歪元件。

焊接環節操作要點

焊接主要是通過熔融焊料將電子元件與PCB連接起來，通常采用熱風焊或激光焊等方式。

• 在熱風焊中，熱風槍的操作需要謹慎，比如要控制好熱風的溫度、風速和出風方向等參數。設定合理的熱熔溫度曲線非常關鍵，它會因不同的元件和PCB類型而有所差異。再者，熱風槍的噴頭要與焊接部位保持適當距離和角度，如果距離過近、角度不當或者溫度過高，很可能會烤壞元件或者造成PCB板面損壞。

• 激光焊的情況下，要精確控制激光束的功率、脈沖頻率、照射時間等參數，以確保焊料能均勻完整地熔化并形成可靠焊點。激光束的焦點位置也需要精準控制，一旦焦點偏移就會造成焊接不良。另外，無論是哪種焊接方式，焊接操作對工作環境的溫度和濕度也有一定要求，如果環境濕度過大，可能會引起焊接處受潮，影響焊接質量。

檢測環節操作要點

檢測環節是確保產品質量的重要把關步驟。

• 自動檢測設備（如AOI、X - Ray等）的使用方面，需要定期進行校準和維護，以確保檢測結果的準確性。例如AOI設備，其檢測的參數（如零件的外形尺寸標準、焊點形狀和尺寸標準等）要根據產品要求進行合理設定，并且要隨著產品的更新進行調整優化。

• 在手動檢測環節，操作人員需要具備豐富的經驗和技能。檢測時要仔細查看每一個元件的焊接狀況，對于外觀檢查不易發現的內部焊接問題（如引腳內部虛焊等）要借助相關工具（如探針、顯微鏡等）進行檢查。而且對于檢測出的問題，要準確地進行記錄和分類，以便后續進行有效的返修處理。

SMT貼裝工藝的質量控制方法

原材料采購質量控制

原材料的選取與采購對SMT貼片生產加工質量有著根本的影響。SMT貼片過程中的原材料主要包含電子元器件和印刷電路板材料等。

• 選擇電子元器件時，要挑選符合貼片加工要求的產品，包括元器件的尺寸精度、電氣性能、可焊性等方面都要滿足相關標準。例如對于一些高精度要求的電子產品，所選用的電阻、電容等元器件的標稱值精度應該在極小的誤差范圍內，并且在焊接過程中要具有良好的可焊性，不會出現虛焊等現象。

• 對于印刷電路板材料，其材質特性（如絕緣性能、散熱性能等）、銅箔厚度、表面平整度等指標都要符合加工要求。例如在高頻電路的PCB設計中，需要使用具有低介電常數和低損耗角正切的板材，以保證信號傳輸的質量。在采購過程中，要選擇有信譽的供應商，同時建立穩定的供應鏈管理系統，確保原材料能夠按時供應，并做好有效的庫存管理工作，另外還需要對原材料進行嚴格的質量檢驗，比如外觀檢查、尺寸測量、性能測試等 。

設備維護與校準

SMT貼片生產加工依賴多種設備，像貼片機、印刷機、回流焊等設備的正常運行是保障貼片加工質量的重要因素。

• 定期對設備進行維護保養是必不可少的。例如貼片機，長時間運行可能會出現吸嘴磨損、傳送裝置松動等情況。吸嘴磨損會影響對元器件的吸取和放置精度，傳送裝置松動可能導致PCB傳送位置偏差。對于印刷機來說，刮刀的磨損、鋼網的清潔程度等都會影響焊膏印刷質量。回流焊設備則需要檢查加熱元件是否正常工作、熱風循環系統是否暢通等。

• 設備校準方面，要對設備的關鍵參數進行定期校準。如貼片機的坐標定位系統需要校準以確保元件貼裝位置準確；印刷機的印刷厚度、對位精度等參數也要定期校準；回流焊爐的溫度控制參數更要精確校準，因為溫度對焊接質量有著最為直接的影響，一旦溫度控制不準，就可能在焊接過程中出現諸多質量問題，像冷焊、虛焊、元件損壞等 。

前期樣品確認

在進行大批量的SMT貼片生產以前，樣品確認是保障批量生產質量的重要步驟，是通過制作少量樣品來驗證SMT貼片加工工藝的可行性和穩定性。

• 在樣品確認環節，需要對樣品的貼片位置、尺寸、貼片高度等參數進行檢驗和測試。如貼片位置的檢驗，要檢查每個元件是否按照設計要求的精確位置貼裝，偏差范圍應在允許的公差之內；貼片尺寸方面，要查看元件的實際貼裝大小是否與設計相符；貼片高度的檢查可以通過專門的測量工具進行，確保元件與PCB板面的高度關系符合設計標準。

• 通過詳細的檢驗和測試，如果樣品符合要求則表明工藝可行，可以進行后續的批量生產。而如果樣品存在問題，則需要對工藝進行調整優化，直至樣品合格為止，這樣才能有效避免在批量生產時出現大量質量問題，保證產品質量穩定可靠 。

光學檢測（AOI）

AOI是一種通過光學原理對貼片進行全自動檢測的方法。

• AOI能夠迅速且精確地檢測貼片是否正確貼附、位置是否準確、焊接是否良好等諸多情況。在AOI檢測過程中，設備會依據預先設定的標準對電路板的圖像進行分析比對。例如對貼片位置的檢測，AOI設備可以精確到極小的誤差范圍，一旦貼片位置超出這個范圍就會判定為不合格；對于焊接質量的檢測，可以識別焊點的形狀、大小、亮度等特征，來判斷焊點是否存在虛焊、短路、少錫等異常情況。

• 通過使用AOI，可以及時發現貼片過程中的問題，從而大大提高貼片生產加工的質量和效率。不過AOI也存在一定的局限性，像對于一些顏色相近、光影復雜的部位可能會出現誤判現象，并且AOI難以檢測位于元件底部被遮擋部分的焊點情況，這時往往需要配合其他檢測手段（如X - Ray檢測）來保證產品檢測質量 。

X - Ray檢測

X - Ray檢測是利用X射線照射貼片，憑借貼片內部結構的變化來檢測貼片的焊接和連接狀況。

• 這種檢測方法能夠非常精準地檢測貼片焊點的質量，尤其適用于檢測隱藏在元件下方的焊點，如BGA（球柵陣列封裝）封裝元件底部的焊點情況。在X - Ray檢測設備下，焊點內部結構清晰可見，可以準確判斷焊點是否存在空洞、短路等缺陷。例如在一些高密度的多層電路板中，由于元件排列密集且多層結構復雜，常規的檢測方法很難檢測到內部焊點情況，而X - Ray檢測就能有效地解決這個問題。

• 常規質量檢測中，X - Ray檢測常與其他檢測手段結合使用，以此來避免因焊點質量不良而導致的一系列質量問題，確保電路板整體焊接質量達到較高水平。

人工檢驗（品質檢測）

人工檢驗在貼片生產加工過程中的品質控制方面占據重要位置。

• 人工檢驗時，操作人員可以通過目視檢查貼片的貼附質量、焊接質量和尺寸等參數。例如查看貼片是否有偏移、傾斜，焊點表面是否光滑、圓潤等。對于一些精細部件，還可以通過使用顯微鏡進行微觀檢查；使用千分尺等工具可以對貼片的尺寸、間距等進行精確測量。

• 不過人工檢驗對操作人員的素質要求較高，需要操作人員經過專門的培訓，具備豐富的經驗，能夠準確判斷貼片的質量。同時，人工檢驗雖然能夠發現一些問題，但也存在誤判、漏判的可能性，一般也需要結合其他檢測方法一起使用，從而保證檢驗結果的可靠性和準確性 。

SMT貼裝工藝的常見問題及解決辦法

元器件未能完成正確的位置校正

問題分析

在加工貼片時，對于小尺寸或高精度要求的元器件，通常需根據文件制作鋼網進行位置校正，這一過程中可能出現元器件位置校正失敗的問題。這可能是由于所采用的校正設備精度不夠或者校正方法不合理等因素導致的。

解決辦法

在貼片生產過程中，采用高精度和高分辨率的開環平移機來完成位置配對，以此確保元器件的位置校正達到精準度要求，保證其準確貼裝在指定位置上，從而保障電路功能的正常實現 。

無法在指定位置上完成SMT貼片

問題分析

設備磨損或者操作員的人為誤差，可能造成有些貼片不能在指定的正確位置上被加工。在大規模生產中，設備長時間運行難免出現磨損現象，例如貼片機的吸嘴磨損會影響取放元件的精度；操作員操作失誤如PCB板放置位置偏差等情況也較為常見。

解決辦法

采用手工方式來校準工作臺的位置屬于一種較為基礎的解決方案，但這種方式精度較為有限。更加理想的方法是運用自動化的校準方法，如采用觸發器切換的方式，通過觸發器準確控制貼片加工的位置，有效提高貼片位置的準確性，避免因位置偏差而產生電路性能問題或者返工情況的發生 。

元件的上下構造彈力無法均勻調整

問題分析

SMT加工過程中經常會面臨上下構造的彈性不均勻的問題。這可能是由于電路板設計布局或者元件本身的結構特性等因素導致的，這種不均勻的彈力會影響元件的貼裝穩定性和焊接質量等。

解決辦法

可以通過增加平衡調整措施來解決這個問題。在制作鋼網時，在相應的區域增加電路板的支撐要素，由此減少相鄰元件間的影響，提高元件貼裝區域的平整度和穩定性。在粘貼元器件時，可以啟用全息定位方式，使元件能在平衡的位置上發揮正常的功能，從而保障電路工作狀態的正常性和可靠性 。

元件的極性或方向問題

問題分析

在SMT貼片加工環節中，有時會出現元器件自身的標志與其在鋼網中的標志不一致的情況，即元器件的方向或極性不正確。這可能由多種因素造成，例如元器件的初始安裝錯誤、在鋼網設計制作環節中誤標等。

解決辦法

采用視覺匹配的方法同時配合增加增量傳感器的控制，可以有效解決這個問題。視覺匹配能夠準確識別元器件的實際標志和正確方向，增量傳感器則能為校正工作提供精確的控制參數，保證長安城煙霧和極性正確，確保電路連接正常并且避免因方向、極性錯誤而出現的電路故障或者元件損壞等問題 。

元件進行調平

問題分析

當材料的實際壓力欠佳時，需要對加工的元件進行調平處理。例如在貼片過程中，如果元件底面不平整或者貼片壓力不均勻，會導致元件與PCB板之間的貼合不緊密，從而影響焊接質量和電氣連接性能。

解決辦法

調平可以采用多種方式實現。比如通過增加物體支撐在元件底部的適當位置，或者通過改變加工的輪廓等方式使元件底面盡量達到平整狀態。進而提高元件與PCB板之間的貼合度，保證良好的焊接效果和可靠的電氣連接，提高產品的質量穩定性 。

虛焊現象

問題分析

虛焊是指在SMT貼片加工過程中，電子元件與電路板焊盤之間未能形成良好的焊接，使得兩者之間的連接不牢固或不導通。

• 焊盤表面污染：焊盤表面被污染（如生產過程中的手指油污、空氣中灰塵、化學處理劑殘留等）后會降低焊錫對焊盤的潤濕性，不利于形成良好焊接。

• 焊料問題：如低質量或過期的焊料，前者可能導致焊點不牢固、潤濕性差；后者則會使錫膏活性降低，影響焊接質量。

• 打印過程問題：錫膏打印不準確（如偏移）或者錫膏厚度不均勻等都可能造成焊盤上錫膏量不足，進而引發虛焊。

• 貼片元件問題：元件端面的氧化、污染或損傷都會使潤濕性下降，從而影響焊接質量。

• 焊接過程問題：溫度（過高或過低）、時間（過長或過短）以及爐溫曲線設置不合理等因素都可能導致焊點不牢固，影響焊接效果。

• 設備問題：貼片設備的精度和穩定性不足（如設備老化、磨損、校準不準確等）會造成貼片位置偏移或者元件擺動等現象，最終影響焊接質量 。

解決辦法

嚴格控制生產環境的潔凈度，防止焊盤表面被污染。確保所使用的焊料是質量合格且在有效期內的。對錫膏印刷過程進行嚴格監控，優化調整錫膏印刷參數確保印刷準確和均勻。對貼片元件進行嚴格檢驗，避免使用存在端面氧化、污染或損傷情況的元件。合理設置焊接過程中的溫度、時間等參數，并優化爐溫曲線以適應生產需求。定期對貼片設備進行維護、校準，保證設備的精度和穩定性，從而最大程度地避免虛焊現象的發生。

立碑現象（即片式元器件發生豎立）

問題分析

立碑現象發生的主因是元件兩端的濕潤力不平衡，這會引發元件兩端的力矩也不平衡，最終導致立碑情況。其因素包括焊盤設計與布局不合理、焊錫膏與焊錫膏印刷存在問題等。

• 如果PCB表面各處溫差過大致使元件焊盤兩邊吸熱不均勻，或者大型器件（如QFP、BGA、散熱器周圍）周圍的小型片式元件焊盤兩端出現溫度不均勻，會造成焊盤濕潤力不平衡。

• 焊錫膏的活性不高或元件的可焊性差，會在焊錫膏熔化后因表面張力不一樣而引起焊盤濕潤力不平衡；兩焊盤的焊錫膏印刷量不均勻、印刷太厚、貼片壓力太大等情況也會造成此現象；再者，如果焊盤開口外形不好，未做防錫珠處理，或者錫膏活性不好、干得太快、含有太多顆粒小的錫粉以及印刷偏移等都會引發立碑現象 。

解決辦法

工程師應調整焊盤設計和布局，減少溫差帶來的影響。針對焊錫膏及印刷方面的問題，要選擇活性較高的焊錫膏，保證兩焊盤錫膏印刷均勻且量合適，優化貼片壓力、焊盤開口外形加工處理并且要防止錫珠生成，控制刮刀速度避免塌邊不良等。

橋連

問題分析

橋連是SMT生產中的常見缺陷，會引起元件之間的短路，一旦出現必須返修。造成橋連的主要原因與焊錫膏的質量有關。如果焊錫膏中金屬含量偏高，或者焊錫膏的其他質量問題可能造成橋連現象。

解決辦法

嚴格把控焊錫膏的質量，在采購時選擇金屬含量等各項指標符合生產標準的焊錫膏，并且對焊錫膏進行定期的質量抽檢，避免使用存在質量問題的焊錫膏，從源頭上防止橋連現象的發生。

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