SMT工艺重要性

SMT工艺重要性SMT本身就是一项复杂的系统工程，它有贴片机、焊膏印刷机、回流焊机等一系列工艺装备，印刷、贴装、清洗等一系列工艺技术，焊膏、网板、清洗剂等工艺材料组织管理组成。若想大量、廉价地贴装并焊接出优良的SMT线路板组件。除必须配备性能优良的贴焊设备、选择合适的工艺材料、制定严格的管理制度外，还要注意工艺技术研究。许多人认为SMT设备、材料很重要，但是，大家是否也认为工艺技术在SMT中很重要呢？SMT是英文SURFACEMOUNTTECHNOLOGY的缩写，其主要概念是说SMT是一种技术。SMT是什么技术？SMT就是一种电子组件的贴装工艺技术。事实上使用同样的设备，有的不良品降到5%以下，有的高达40%。使用同样的设备有的能贴0.5mm精细QFP，有的只能贴0.65mm，甚至0.65mm的QFP也不能贴，这就是工艺技术问题。工艺技术又叫工艺方法、工艺过程。工艺技术要点就是通过对设备参数、环境条件控制、生产过程编制、原辅材料选择和生产过程质量达到均衡稳定生产优质产品的目的。我们把设备参数、环境参数叫工艺参数，辅助材料叫工艺材料，生产过程叫工艺流程。所以又可以把工艺技术叫工艺流程编制、工艺材料选择和工艺参数控制技术。SMT工艺的重要性，首先表现在他有多种工艺流程，如单面贴装、双面贴装、混装等。对某一特定的印刷电路组件的贴装问题有时可选择单面贴装，有时也可采用双面贴装。即选定了贴装方法，又要研究用自动、半自动，还是采用人工贴装等。SMT工艺技术的复杂性，其次表现在它有多种工艺技术的综合，即SMT工艺技术是焊膏印刷工艺、片式元器件的贴装工艺、焊接工艺、清洗工艺及检测、返修等技术的综合。SMT工艺技术的复杂性，第三表现在它使用的焊膏、清洗剂、网板等工艺材料的复杂多样性。如焊膏就熔化温度而言有160℃左右的低温焊膏，有高达280℃的高温焊膏；就成份而言，有带用的PB—SN合金，也有PB—SN—AG，PB—SN—BI等多元合金；就清洗方法而言，有水清洗焊膏、免清洗焊膏和常规清洗焊膏。SMT工艺的难点不在贴片工艺技术，而在于焊膏印刷工艺、焊接工艺、焊膏选择和网板制做。我们说贴片工艺不是最难的，这是相对而言。一般来说，贴片这道工艺有两个工艺要求：一是贴装准确度高：二是漏贴率低。贴装准确率高，就是要求员器件上的金属化端或印线覆盖在印制板焊盘上的面积大于2/3。贴装准确率主要由贴装机精度及其相关性能决定。漏贴是由于崩片，立片的原因造成。性能优良的帖片机漏贴率要达到万分之一。怎样使得贴片机准确度高，漏贴率又低？这也是工艺问题，也有“决窍”，但更多的是取决于设备。而焊膏印刷、焊接就不同了。印刷与焊接中许多工艺参数是由现场工艺人员根据经验和实验人为决定，工艺水平差异就相当大的，所以说贴片工艺虽然很难但不是最难。最难的是怎样把适量的焊膏、准确地分配到印刷电路板的焊盘上，难点就是“适量”和“准确”四个字。“适量”就是不多，也不能少。多了桥接，少了虚焊，多少只在毫厘之间。“适量”不适靠机器的精度保证，而是现场工艺人员对网板厚度、窗口大小、网板与印刷电路板之间的工艺间隙、印刷方向、焊膏种类等10余种工艺因素进行综合控制。若想在1余种因素种找到最佳工艺参数的稳定组合，不仅要以大量的工艺实验作基础，而且要有丰富的实践经验。“准确”，现在QFP的脚间距已发展到0.3MM，不可能再用手工印刷机。自动印刷机都有图象处理系统。焊接，从机理上讲是一个润滑铺张过程，对回流焊机而言是个温度、时间过程控制，对焊料、焊剂、元器件、印刷板是种复杂的物理化学变化过程。焊接的目的是形成高质量焊点。片状元器件的焊点既起电连接作用，又起机械固定作用。所以要求焊点既要有一定的机械强度，又要无虚焊、漏焊。影响焊点质量的主要因素是元器件和印刷板的可焊性、耐热性，以及焊膏、焊剂等工艺材料的性能。工艺上必须对上述各项工艺指标和工艺材料进行严格控制，它们是焊接工艺成功的基本条件。剩下的问题是要工艺人员指定一条理想的工艺（温度）曲线分三段：预热、焊接和冷却。预热不能过快，否则容易产生焊球和飞溅；焊接温度过高，超过印制板耐热温度会引起过热变色。焊接时间过长会熔蚀元件的端电极，焊接时间过短，焊接温度过低产生虚焊；冷却过急会产生热应力。光有一条理想的工艺（温度）曲线也不行。炉中实际印制板是一个面而不是一条线，边缘与中兴的温度是不同的，由于板、元器件壳体、引线、焊盘各种材料吸热不同，各点温度相差很多，所以整个焊接过程是工艺人员对焊接材料、焊料、焊剂、温度、时间的综合的控制过程。经过综合平衡、综合调节，得到高质量的焊点。据国内资料介绍，一次焊接点合格率可达99.99%，即一万个焊点，仅有一个不良焊接点。如一块计算机主机板大约有两千个焊点，就是说按上面的指标五块中也有一块不良品，返修率达20%。这与国外计算机主板5%的返修率相比要高的多。由此可见焊接工艺并非简单。上面粗略地分析了SMT的焊膏印刷工艺、贴装工艺、焊接工艺。综上所述，可以看到SMT是一个系统工程，包括硬技术和软技术。硬技术就是设备与材料；软技术就是工艺与管理。若想生产出高质量的SMT产品，既要重视硬技术，也要重视软技术，重要性至少各占50%。在2000年以后，对于精细间距元器件的装配仍将采用见天相同的工艺步骤，但是需要采用更小、更快和更加精确的贴装设备。