一塊小小的PCB板,要變成能正常工作的電子元件載體,貼片加工組裝這一步起著決定性作用。從錫膏印刷到最終檢測(cè),每一個(gè)環(huán)節(jié)都藏著不少門道,稍有疏忽就可能影響整個(gè)電路板的性能。今天就來(lái)好好聊聊這背后的那些事兒。
核心流程拆解
先說(shuō)錫膏印刷,這是整個(gè)流程的第一步,也是打基礎(chǔ)的關(guān)鍵。簡(jiǎn)單說(shuō)就是用鋼網(wǎng)把錫膏均勻地涂在PCB板的焊盤上,就像給墻面刷漆前得先打好膩?zhàn)右粯?。鋼網(wǎng)的開(kāi)孔得跟焊盤嚴(yán)絲合縫,尤其是那些小尺寸的元件,比如0402封裝的,鋼網(wǎng)開(kāi)孔差一點(diǎn)點(diǎn)都不行。印刷的時(shí)候,刮刀的力度和速度很講究,力氣太小錫膏蓋不滿焊盤,太大了又容易溢出來(lái)造成短路,一般師傅都會(huì)根據(jù)板子情況把壓力調(diào)到5-15N,速度控制在20-50mm/s之間。
接下來(lái)是元件貼裝。這一步就像給PCB板"穿衣服",貼片機(jī)得把電阻、電容這些小元件準(zhǔn)確放到對(duì)應(yīng)的位置上?,F(xiàn)在的貼片機(jī)精度很高,對(duì)付0201這種小元件不在話下,誤差能控制在0.025mm以內(nèi)。不過(guò)有個(gè)細(xì)節(jié)得注意,像二極管這種有正負(fù)極的元件,貼反了就麻煩了,輕則元件燒壞,重則整個(gè)板子報(bào)廢,所以貼裝時(shí)的極性核對(duì)特別重要。
然后是回流焊接,這一步是讓元件和PCB板真正"粘"在一起的關(guān)鍵。焊爐里分了好幾個(gè)溫區(qū),溫度一步步升上去再降下來(lái)。先是預(yù)熱,讓錫膏里的雜質(zhì)揮發(fā)掉;接著升溫到錫膏熔化,借著表面張力讓元件引腳和焊盤牢牢結(jié)合;最后快速冷卻,讓焊點(diǎn)凝固。不同的元件對(duì)溫度敏感程度不一樣,比如有些怕熱的元件,升溫太快就容易壞,所以溫度曲線的設(shè)置得根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
最后是質(zhì)量檢測(cè),相當(dāng)于給電路板做"體檢"。現(xiàn)在常用的AOI檢測(cè)能通過(guò)攝像頭掃出焊點(diǎn)有沒(méi)有少錫、短路,元件有沒(méi)有放歪;X射線則能看穿那些藏在元件底下的焊點(diǎn),比如BGA封裝的,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部空洞;有時(shí)候還得通電測(cè)試,看看板子能不能正常工作,確保出廠的每塊板子都沒(méi)問(wèn)題。
影響質(zhì)量的那些關(guān)鍵點(diǎn)
想把貼片加工做好,設(shè)備精度是基礎(chǔ)。印刷機(jī)的鋼網(wǎng)對(duì)位準(zhǔn)不準(zhǔn),貼片機(jī)的攝像頭識(shí)別夠不夠清晰,焊爐的溫度控制穩(wěn)不穩(wěn)定,這些直接決定了加工質(zhì)量的上限。就像貼片機(jī),精度差一點(diǎn),元件放偏了,后續(xù)焊接肯定出問(wèn)題。
參數(shù)設(shè)置也很關(guān)鍵。同樣的設(shè)備,不同的人調(diào)出來(lái)的參數(shù)可能差很遠(yuǎn)。錫膏印刷的刮刀角度、貼裝時(shí)的吸嘴壓力、回流焊的升溫速率,這些數(shù)值哪怕差一點(diǎn)點(diǎn),結(jié)果可能就天差地別。有經(jīng)驗(yàn)的師傅能根據(jù)元件類型和板子特點(diǎn),把參數(shù)調(diào)到最適合的狀態(tài),這背后都是長(zhǎng)時(shí)間積累的經(jīng)驗(yàn)。
操作人員的細(xì)心程度也不能忽視。雖然現(xiàn)在自動(dòng)化程度高,但很多時(shí)候還得靠人盯著。比如換料的時(shí)候核對(duì)元件型號(hào),檢查鋼網(wǎng)有沒(méi)有堵塞,這些看似不起眼的小事,往往是避免批量出錯(cuò)的關(guān)鍵。老工人一眼就能看出錫膏印刷得勻不勻,元件貼得正不正,這種"手感"不是機(jī)器能完全替代的。
還有車間環(huán)境,溫度、濕度、潔凈度都得控制好。夏天車間太熱,錫膏容易變稀;梅雨季濕度太高,元件引腳容易生銹;空氣中灰塵多了,落在板子上就可能造成短路。一般車間都會(huì)把溫度控制在22-26℃,濕度40%-60%,再配上凈化設(shè)備,為加工提供一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境。
當(dāng)下的新趨勢(shì)
現(xiàn)在貼片加工越來(lái)越智能化了。機(jī)器能自己收集生產(chǎn)數(shù)據(jù),分析哪里容易出問(wèn)題,甚至能自動(dòng)調(diào)整參數(shù)。比如AOI檢測(cè)時(shí),系統(tǒng)能通過(guò)學(xué)習(xí)不斷提高缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確率;生產(chǎn)線的設(shè)備還能聯(lián)網(wǎng)互通,前面印刷出了問(wèn)題,后面貼裝機(jī)會(huì)自動(dòng)提醒,大大減少了出錯(cuò)概率。
高精度和高密度也是個(gè)大方向。電子產(chǎn)品越做越小,手機(jī)、手表里的PCB板恨不得擠滿元件,這就要求貼片機(jī)既能貼01005這種芝麻大的元件,又能在一平方厘米的地方放下幾十個(gè)焊點(diǎn),對(duì)設(shè)備和工藝都是不小的考驗(yàn)。
環(huán)保也是繞不開(kāi)的話題。現(xiàn)在都在用無(wú)鉛錫膏,助焊劑也換成水溶性的,減少對(duì)環(huán)境的污染。車間里的能源消耗也在不斷優(yōu)化,比如焊爐的熱效率提升,印刷機(jī)的電力控制更精準(zhǔn),既降低成本又符合綠色生產(chǎn)的要求。
總的來(lái)說(shuō),PCB貼片加工組裝看似是重復(fù)的流程,實(shí)則每一步都需要精雕細(xì)琢。從設(shè)備到參數(shù),從人員到環(huán)境,每個(gè)環(huán)節(jié)都做到位,才能做出高質(zhì)量的電路板,為各類電子產(chǎn)品提供可靠的"心臟"。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素,內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí),歡迎訪問(wèn)深圳SMT貼片加工廠-1943科技。