188金宝搏苹果下载 原本以为大部份会来这个格子的朋友应该都是已经很清楚电路板组装(PCBA)是如何被生产出来的了,后来有网友问了一些关于SMT的问题,刚好也有新进同事不瞭解何谓SMT,所以就趁此机会班门弄斧一下,已经是行家的朋友捧个人场,如有不足或错误的地方,还请指教,对SMT还一知半解的朋友就姑且看看,看能不能长点见识。
现今电路板的组装,基本上都是透过所谓的【锡膏(solder paste)】来将电子零件黏贴焊接于印刷电路板之上,这个焊接的过程可以使用表面贴焊(SMT,Surface Mount Technology)或波峰焊(Wave soldering)的焊接技术来达成,当然你也可以全部用手焊(Touch-up),但那不在本文讨论的范围,而且手焊的品质风险很大,也无法大量生产。
因为波峰焊几乎已经很少有产品在使用,所以本文仅介绍以表面贴焊(SMT)做电路板组装的焊接相关作业。
基本上现在的SMT制程都是一条龙的作业,也就是把空板(PCB, bare baord)放到SMT产线开始,到最后板子流出组装线完成,都是在同一条产线搞定。
底下的制程简单介绍从空板载入到板子组装完成,还有品质保证的后制程:
01.空板载入(Bare Board Loading)
电路板的组装第一步就是把空板子 (bare board)排列整齐,然后放到料架(magazine)上面,机器就会自动的一片一片的把板子送进SMT的流水生产线。
02.印刷锡膏(Solder paste printing)
印刷电路板(Printed Circuit Board)进入SMT产线的第一步要先印刷锡膏(solder paste),说真的这有点像女生在脸上涂抹面膜,这里会把锡膏印刷在PCB需要焊接零件的焊垫上面,这些锡膏在后面经过高温的迴焊炉的时候会融化并与把电子零件焊接在电路板上面。
延伸阅读:如何将锡膏印刷于电路板(solder paste printing)
另外,新产品试机的时候有些人会使用胶膜板/胶纸板来代替锡膏,可以增加SMT调机的效率与浪费。
03.锡膏检查机(solder paste inspector) (option)
由于锡膏印刷好坏关系到后面零件焊接的好坏,所以有些SMT工厂为求品质稳定,会先在锡膏印刷之后就用光学仪器检查锡膏印刷的好坏,如果有印刷不良的板子就打掉,洗掉上面的锡膏在重新印刷,或是採用修理的方式移除多余的锡膏。
04.快速打件机 (Pick and Place speed machine)
这里会先把一些体积较小的电子零件(如小电阻、电容、电感)打在电路板上,这些零件会稍微被刚刚印刷于电路板上的锡膏黏住,所以既使打件的速度非常很快,快到几乎像是打机关枪一样,板子上面的零件也还不至于会飞散,但大型零件就不适宜用在快速机里面了,一来会拖累原本打得飞快的小零件速度,二来怕零件会因为板子快速移动而偏移原来的位置。
05.泛用型打件机 (Pick and Place general machine)
又称为「慢速机」,这里会是打一些体积比较大颗的电子零件,如 BGA IC、联接器(connector)…等,这些零件需要比较准确的位置,所以对位非常重要,打件以前会先用照相机照一下确认零件的位置,所以速度上来说就相形慢了许多。这里的零件因为尺寸的关系,不一定都会有捲带包装(tape-on-reel),有的可能是托盘(Tray)或是管状(tube)包装。但如果要让SMT机器可以吃托盘或是管状的包装料,必须要额外配置一台机器。
一般传统的打件/贴件机(pick and place machine)都是使用吸力的原理来搬移电子零件,所以这些电子零件的最上面一定都要留有一个平面给打件机的吸嘴来吸取零件之用,可是有些电子零件就是无法有平面留给这些机器,这时候就需要订制特殊吸嘴给这些异形零件,或是在零件上加贴一层平面的胶带,或是戴上有平面的帽盖。
06.手摆零件或目视检查 (hand place component or visual inspection)
当所有的零件都打上电路板要过高温回焊炉(reflow)以前,通常会设置一个检查点,用来挑出打件偏移或掉件…等等的缺点,因为过了高温炉后如果还发现有问题就必须要动到烙铁(iron),这会影响的产品的品质,也会有额外的花费;另外一些较大的电子零件或是DIP/THD的传统零件或是某些特殊原因,无法经由打件/贴件机来操作的零件,也会在这里用人工的方式手摆零件。
另外,有些手机板的SMT会在回焊炉前也设计一道AOI,用来确认回焊前的品质,有些时候是因为零件的上面会打上屏蔽框,会造成回焊炉后无法使用AOI来检查焊锡性。
07.回焊 (Reflow)
回焊(reflow)的目的是将锡膏熔融并形成非金属共化物(IMC)于零件脚与电路板,也就是焊接电子零件于电路板之上,其温度的上升与下降的曲线(temperature profile)往往影响到整个电路板焊接的品质,根据焊锡的特性,一般的迴焊炉会设定预热区、浸润区、迴焊区、冷却区来达到最佳的焊锡效果。
以目前无铅制程的SAC305锡膏,其融点大约为217℃左右,也就是说回焊炉的温度至少要高于这个温度才能重新熔融锡膏,另外回焊炉中的最高温度最好不要超过250℃,否则会有很多零件因为没有办法承受那么高的温度而变形或融化。
基本上电路板经过迴焊炉以后,整个电路板的组装就算完成了,如果还有手焊零件例外,剩下的就是检查及测试电路板有没有缺损或功能不良的问题而已。
08.光学检查銲锡性 (AOI, Auto Optical Inspection) Option
并不一定每条SMT的产线都有光学检查机(AOI),设置AOI的目的是因为有些密度太高的电路板无法进行后续的开短路电子测试(ICT),所以用AOI来取代,但由于AOI为光学判读有其盲点,比如说零件底下的焊锡就无法判断,目前仅能检查零件有否墓碑(tombstone)或侧立、缺件、位移、极性方向、锡桥、空焊等,但无法判断假焊、BGA焊性、电阻值、电容值、电感值等零件品质,所以到目前为止还没办法完全取代ICT。
所以如果仅使用AOI来取代ICT,在品质上仍有部份风险,但ICT也不是百分之百,只能说互相弥补测试涵盖率,希望作到100%,所以自己要做个取捨(trade-off)。
相关阅读:AOI可以测哪些电路板组装的缺点?
09.收板 (unloading)
板子组装完成后会在收回到料架(magazine)上,这些料架已经被设计成可以让SMT机台自动取放板子而不会影响到其品质。
10.成品目检 (Visual Inspection)
不论有没有设立AOI站别,一般的SMT线都还是会设立电路板目视检查区,目的在检查电路板组装完成后有否任何的不良,如果有AOI站别者则可以减少目检人员的数量,因为还是要检查一些AOI无法判读到的地方,或检查AOI打下来的不良。
很多的工厂会在这一站提供目视重点检查模板(inspection template),方便目检人员检验一些重点零件与零件极性。
11.零件后復 (Touch-up)
如果有些零件没有办法用SMT来打件,就需要后復(touch-up,制程后修復)手焊零件,这通常会放在成品检查之后,以区别缺点是来自SMT还是其后段制程。
后復零件时要使用烙铁(iron)及锡丝(solder wire),焊接时将维持于一定高温的烙铁接触到欲焊锡的零件脚,直至温度升高到足以融化锡丝的温度,然后加入锡丝融化,待锡丝冷却后就会把零件焊接在电路板上。
手焊零件时会有一些烟雾产生,这些烟雾会包含许多重金属,所以操作区域一定要设立烟雾排出设备,尽量不要让操作员吸入这些有害烟雾。
需要提醒的,有些零件后復会因制程的需求而安排在更后段的制程。
12.电路板开路/短路测试 (ICT, In-Circuit Test)
ICT设置的目的最主要在测试电路板上零件及电路有否开路及短路,它另外也可以量测大部分零件的基本特性,,如电阻、电容、电感值,以判断这些零件经过高温迴焊炉之后功能有否损坏、错件、缺件…等。
电路测试机台又分为高级及初阶机台,初阶的测试机台我们一般称之为MDA(Manufacturing Defect Analyzer),其功能就是上面讲的电子零件的基本特性量测及开短路判断。
高阶的测试机台除了包含初阶机种的所有功能之外,还可以送电到待测板,并启动待测板并执行测试程式,好处是可以模拟电路板在实际开机情况下的功能测试,可以一部分取代后面的功能测试机台(Function Test)。但一台这种高阶测试机台的测试治具大概可以买一部私家轿车,比起一台初阶的测试治具要高上15~25倍,所以一般运用在大量产的产品上面比较适合。
延伸阅读:
什么是ICT(In-Circuit-Test)?有何优缺点?
把ICT(In-Circuit-Test)电路电性测试拿掉真的比较省钱吗?
13.电路板功能测试 (Function test)
功能测试是为了弥补 ICT 的不足,因为 ICT 仅测试电路板上面的开短路,其他如 BGA及产品的功能并没有被测试到,所以需要使用功能测试机台来测试电路板上的所有功能。
14.裁板 (assembly board de-panel)
一般的电路板都会进行拼板(Panelization),以增加SMT生产的效率,通常会有所谓「几合一」的板子,比如说二合一(2 in 1)、四合一(4 in 1)…等。等到所有的组装作业都完成以后,还要再把它裁切(de-panel)成单板,有些只有单板的电路板也需要裁去一些多余的板边(break-away)。
裁切电路板的方法有几种,可以设计V型槽(V-cut)使用刀片裁板机(Scoring)或直接手动折板(不建议),比较精密的电路板会使用路径分板切割机/捞板机(Router),比较不会伤害到电子零件与电路板,但费用及工时比较长。
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名词解释:PCB生产为什么要做拼板(panelization)及板边
延伸阅读:
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想请问雄大,最近遇到客户设计在板上SMT 电阻与IC中间,焊接DIP跳线零件方式,这部分IPC会有标准或是有甚么该注意的吗?
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Sunny,
查一下IPC-A-610有[跳线]的规范
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请问这些制程会含有硫或氯吗?
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Dora,
不晓得你问的是哪些制程?
质量不灭,看看材料或是环境有无硫或氯
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你好。在IQC有遇到一个问题 ,IC 是从捲带取出后,QFN IC pin脚有连锡, 甚至背面的锡脚若有沾锡,在什么情况会如此?
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你好,
不太懂你的问题,既然在IQC就看到连锡问题,那就直接退厂商就好啦?
比较担心的是你看到得确定是连锡吗?一般QFN这类IC是不会吃锡的,它虽然表面上有一层锡,但大多是电镀上去的,有些还会故意把接地脚连在一起。
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请教! BTU PY98N迴焊炉,都有通电后测试功能正常的情况下,有进行移机作业(一个房间移到另一个房间),突然通电后就开不起了(照正常来说通电后,电路板中间那一大颗正方形像CPU的Intellimax要有数字在闪,但移机完却没闪了),来源端的电皆正常进来,没有零组件脱落,请问这是甚么样的原因可能呢
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188金宝搏苹果下载 您好 ! 最近发现到您的网页,觉得您本人的专业度真令人匪夷所思,在此,小弟有个问题请教,小弟是迴焊炉与印刷机的代理商新人,希望在短时间能够学会基本的专业知识,我想以您的专业,您一定可以提供我一些学习上的方法与套路,还望不另赐教! 谢谢
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赐教熊,
所有的资料都已经在网路上了,怎么学习就得靠你自己。
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您好,十分感谢您的资料,就是有关于PCB制造的过程还不是很懂,您能出个类似这样的帖子分享一下吗,谢谢
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John,
建议你参考这篇文章[影片]电路板生产线制程简介(PCB Production Process)
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你好~
最近很长查阅你的网站,受益良多,近来依据关键字寻找其他资讯时,发现似乎有侵权的网页:
http: //www .anda-dg.com/news/lunwen/dianjiaoji/2107.html
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非常感谢你~~~~,不过因为我们真的对于这个产业的细节不太瞭解,但又因为报告在跑软体规划时又需要产量的数据,虽然我们也知道每张单子的产品都是不同的,复杂度作业时间会不一样,但我们对于这种代工印刷厂一天能产多少片实在不太瞭解,假使我们想假设一个数字也不晓得这个数字的值范围应该是落在多少之间@@
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你好~我想请问印刷电路板代工厂大约的日或月产量大约能够产出多少片?
因为报告的需要瞭解产量订单的问题,想可以大略瞭解中型规模的电路板代工厂一天或一月大约是能产出多少片的电路板,大约的数字,
附註:工厂的规模假设有4条SMT线
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leo,
无法回答您的问题。SMT产量跟每片电路板子上的零件数、种类与单面或双面板有关,而且也跟SMT产线机器多寡的配置相关。
具体的要自己去衡量 Cycle time。
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公司最近要将不上件PAD不上锡,
由于板材为OSP,
由不上锡容易氧化PAD,
但不知道若不重工上件的话,
对于产品的功能性是否有所影响,
其原因为何以及有无相关的文献或试验资料?
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PY;
基本上不会有功能性上影响,但是最好可以知会客户或是RD这项决定,以避免日后的不必要麻烦。
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不必要的麻烦,是指氧化造成的铜锈离子而影响吗?
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PY;
基本上你不是设计者(如果是的话当然例外),所以你可能无法知道板子上的所有焊垫的目的何在?有时候焊垫不仅仅只是为了焊接,可能会起其他的用途,比如说与弹簧接触或其他作用,既然你不知道其作用,你怎么决定能不能不要加锡呢?虽然机会很小,但万一有那么一个万一,谁负责呢?
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所以若是有作用的焊点就不建议不上锡吗?(如颗粒PAD-因产品容量有单面或双面上件的需求)
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PY;
你可能没有的了解前面的解释。
1. 如果贵公司不想在OSP上锡,建议与客户或设计者沟通你们的诉求以避免任何的可能问题发生。如果本身可以决定产品的使用需求,就自己决定。
2. 如果OSP上锡会有何问题发生?因为一般都会上锡以避免日后继续氧化的问题,但既使铜垫氧化,原则上都不会造成太大的品质问题,军工及特殊需求产品例外,因为使用于高温高湿条件下会有加速氧化腐蚀的风险,这就是为什么我一再强调与你的客户及设计者沟通的原因。
3. 如果贵公司自己愿意承当风险,就自己决定吧!
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非常感谢~
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hi 188金宝搏苹果下载 :
请教一下有没有相关,SMT UV炉的量测,目前我使用的是UV Power Puck II四通道UV测量计的资讯,客户定光强250、能量4500,但一直无法达标。
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郑旺财;
Sorry没有UV这方面的资讯,建议到FB社群问一下。
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您的文章好像被大陆人抄袭了。请看下列联结网址。
//m.letratesoro.com/2010/12/how-smt-assemble-pcb/
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Dag;
连结是原始的网址。
目前对大陆的抄袭只能无奈!
Reply
dear 熊大:
请教您一个问题,我司有一批pcb已过期快2年了,但上头执意要继续使用,迴焊后出现满多pad拒焊(pcb上线前有经过120度2小时烘烤过),经反应给板厂后,板厂有提3个方案1.重喷锡 2.剥锡上松香(应该就是所谓OSP板)3.使用硫脲处理,想请教熊大的是第3项”硫脲”会不会对P板造成伤害或其他异常?
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土拉库;
过期两年的板子最大问题是氧化与吸潮,这个板厂应该都可以提供服务,只是会有一定的不良率。
对于你所提及的【硫脲处理】没有研究,所以也很难给你建议,
建议你请板厂把这三种的优缺点提供给你,比较好做判断的参考。
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dear188金宝搏苹果下载 :
谢谢,可能我没有说清楚,就是机器控制的胶量剩余较多,每管都有1/3左右剩余;采用离心机来重新灌装剩余的1/3胶量,但是空气密封控制不好,造成漏点胶缺件;不知业界有么有好的方式. 谢谢
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虚心的初学者;
这个我就比较没有经验了,建议你询问红椒的供应商有没有比较好的方法?
只是还有1/3的胶量,你的机器就不能点胶了吗?这样机器的能力也未免太差了点。
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188金宝搏苹果下载 您好:
请教您一个问题,我们的power板回流焊工艺上,机器在打红胶时,红胶会剩余较多,机器识别不了,导致浪费增加;请教您有没有好的方法;谢谢.
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虚心的初学者,
红胶的胶量不是可以靠点胶机控制吗?为什么要用机器识别呢?
或许我误会你的意思了。
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188金宝搏苹果下载 你好,想请教,有块monitor的单面板电源板,一面是各种插件,一面则有smd,smd利用印刷红胶黏合,想请问只有印刷红胶的smd也要经过reflow,之后再经过波峰焊把插件焊接起来吗?这个reflow目的为何?是要把红胶彻底固化,让零件牢牢黏在板子上吗?而波峰焊则是把插件焊接起来?
再请教,是否是只要有插件,插件另一面就要经过波峰焊,而要经过波峰焊那面如果有smd,就要用红胶来黏合?
抱歉,不是很懂锡膏与红胶的用法特色与差别之处
Reply
小门外汉;
建议可以先参考依下这篇文章 SMD零件可以走波峰焊接制程?。
首先要瞭解零件如何焊接到PCB?自动生产线,印刷锡膏是一个方法,使用波锋焊是另一种方法,所以一定要有锡,才能焊接。
再来瞭解为何SMD零件要点红胶?其目的是为了要固定SMD零件,不让零件掉落于波锋焊锡炉中。你可能会问,如果零件已经印刷了锡膏是不是就可以固定零件了?这个答对了一半,如果仅使用锡膏来固定SMD零件,然后再将零件泡到整锅的锡炉,会发生什么事?是的,原来的焊锡会融化,然后零件就会掉到锡炉中。那为何不先印锡膏在点锡膏就好了?这是因为电路板上面有插件,插件的焊脚会穿过PCB来到PCB的下方,需要使用波锋焊的锡炉将插件的焊脚焊接于PCB,既然板子都要经过波锋焊了,那为何还要多印一道锡膏来浪费制程及锡膏呢?
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看了多篇您的文章,感觉受用无穷^^
本身是从事PCB制造业~您对电子方面的认知真的很专业^^
如果有缺板厂的话@”@我可以毛遂自荐吗><Y
感谢大大的文章分享~
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钟小白;
所以以后有PCB的问题都可以向你请教啰!
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本身是个菜鸟RD , 在设计的同时,其实一直很纳闷的是我的东西是怎么被制做出来,又在制作上面需要注意哪些东西才能让我的设计符合好生产,现在遇到的生技人员常常都只会照公司rule卡关,但问为何这样卡关,常常都不知所以然,要从她们身上学到这些,真的还不如问加工厂的作业员,真的是很高兴可以逛到有这样的网站,受教了
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有空欢迎常来逛逛。
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您好,随便刚好逛到这,您写的文章让我对电路板的生产过程有更清楚的认识,非常感谢您的分享,希望您继续加油
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Matt;
我也希望可以加油!
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请教您泛用型打件机在放IC于锡膏上时是在上方破真空让IC掉落or 吸嘴将IC押入锡膏?锡膏厚度相对于Ball Diameter是否有相关规格?会不会因为Pick & Place的问题造成上板子的Ball or Molding Damage?
BR
Tim
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Tim;
正常的情况下SMT工程师都会将零件下降到板子的上缘一点点的位置,然后放下零件,原则上这样子就不会伤害的零件,但某些情况下工程师会调整让吸嘴下降到稍微压到板子来确保吃锡的状况,也就是说吸嘴放开零件的高度是可以调整的,如果吸嘴的高度没有调整了,或是PCB严重变形时,压伤或压坏零件是有可能的,只是这种机会通常会随着零件的厚度越薄而变严重。一般的IC零件应该不至于有这样的问题。其次还要看看吸嘴取料时的吸嘴高度。
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请问: 在SMT 制程的RESISTER & CAP 如并排时,
相互间距应为多少才合理?才算标准?
非常感谢
Ivy white
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ivywhite;
我们目前是放0.2mm距离从pad到pad的间隙。这个基本上还有讨论空间,建议你与你们的SMT工程师讨论一下会比较好,间隙越大出错的机会就越小,以后重工的能力就越好。另外,还得考虑吸嘴的大小不可以碰到旁边的零件。
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hi 您的文章 真的很棒
也很感谢您无私的分享 谢谢
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您好,长期阅读您的网站非常受用。
请问是否有打算撰写PCBA可靠度测试项目与标准的相关文章?
或是哪些地方有参考资料呢?
谢谢您!
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Steve;
不知您所谓的PCBA可靠度测试是哪一些?一般整机我们就是作ESD、EMI、环境温度循环…
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您好!!
对于您的文章对于初学者的我有很大的帮助,最近被iso人员问”机台吸取率
标准为何 “,令我不解?
网路很少有这种解答,请问前辈是否可提供一些资讯…谢谢!!
Reply
KOYUHO;
就我的瞭解,SMT一般都叫「掉件率」或「吐料率」,如果我的猜测没有错的话,「吸取率」应该是指吸取100颗零件,有多少颗零件被成功吸取。
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