電子元件生產(chǎn)工藝流程

1、表面貼裝技術(shù)(Surfacd Mounting Technolegy簡稱SMT)是新一代電子組裝技術(shù),它將傳統(tǒng)的電子元器 件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件,從而實現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本， 以及生產(chǎn)的自動化。這種小型化的元器件稱為：SMY器件（或稱SMC、片式器件）。將元件裝配到印刷 （或其它基板）上的工藝方法稱為SMT工藝。相關(guān)的組裝設(shè)備則稱為SMT設(shè)備。目前，先進(jìn)的電子產(chǎn)品，特別是在計算機及通訊類電子產(chǎn)品，已普遍采用SMT技術(shù)。國際上SMD器 件產(chǎn)量逐年上升，而傳統(tǒng)器件產(chǎn)量逐年下降，因此隨著進(jìn)間的推移，SMT技術(shù)將越來越普及。 SNT工藝及設(shè)備 <1

2、> 基本步驟： SMT工藝過程主要有三大基本操作步驟：涂布、貼裝、焊接。 涂布 涂布是將焊膏（或固化膠）涂布到PCB板上。涂布相關(guān)設(shè)備是：印刷機、點膏機。涂布相關(guān)設(shè)備是印刷機、點膏機。 本公司可提供的涂布設(shè)備：精密絲網(wǎng)印刷機、管狀多點立體精密印刷機。 貼裝 貼裝是將SMD器件貼裝到PCB板上。 相關(guān)設(shè)備貼片機。 本公司可提供的貼裝設(shè)備：全自動貼片機、手動貼片機。 回流焊： 回流焊是將組件板加溫，使焊膏熔化而達(dá)到器件與PCB板焊盤之間電氣連接。 相關(guān)設(shè)備：回流焊爐。 本公司可提供SMT回流焊設(shè)備。 <2> 其它步驟： 在SMT組裝工藝中還有其它步驟：清洗

3、、檢測、返修（這些工藝步驟在傳統(tǒng)的波峰沓工藝中也采用）： 清洗 將焊接過程中的有害殘留物清洗掉。如果焊膏采用的是免清洗焊膏則本步驟可省去。相關(guān)設(shè)備氣相型清洗機或水清洗機。 檢測 對組件板的電氣功能及焊點質(zhì)量進(jìn)行檢查及測試。 相關(guān)設(shè)備在線儀、X線焊點分析儀。 返修 如果組件在檢測時發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題則需返修，即把有質(zhì)量問題的SMD器件拆下并重行焊接。 相關(guān)設(shè)備：修復(fù)機。 本公司可提供修復(fù)機：型熱風(fēng)修復(fù)機。 <3>基本工藝流程及裝備： 開始-> 涂布：用印刷機將焊膏或固化膠印刷PCB上 貼裝:將SMD器件貼到PCB板上 -> 回流焊接？ 合格&a

4、mp;lt;- 合格否<- 檢測 清洗 回流焊:進(jìn)行回流焊接 不合格<- 波峰焊：采用波峰焊機進(jìn)行焊接 固化：將組件加熱，使SMD器件固化在PCB板上 返修：對組件板上不良器件拆除并重新焊接SMT相關(guān)知識 對疊好的層板進(jìn)行熱壓，要控制適當(dāng)以免半固化片邊多地滲出，熱壓過程中半固化片固化，使多層層板粘合 后把多層板由夾具中取出，去除半固化片滲出的毛邊。按多層電路板需要的通孔直徑和位置生成程序，控制數(shù)控 鉆孔，用壓縮空氣或水清除孔中的碎屑。通孔化學(xué)鍍銅前，先用硫酸清理孔壁中銅層端面上的殘留環(huán)氧樹脂，以 接受化學(xué)鍍銅。然后在孔壁的銅層端面和環(huán)氧端面上化學(xué)沉積一層銅。見圖5-

5、22。1.阻焊膜蓋在錫鉛合金的電路圖形上的工藝。由圖5-19所示，首先將B階段材料即半固化片按電路內(nèi)層板的尺寸剪裁成塊，根據(jù)多層板的層數(shù)照圖5-21的次序疊放，層壓專用夾具底層板上有定位銷，把脫模紙?zhí)兹攵ㄎ讳N中墊在夾具的底層上，然后放在上銅箔，銅箔上方放半固化片，半固化片上方放腐蝕好電路圖形的內(nèi)層層板在內(nèi)層層板上方再放半固化片，半固化片上方再放腐蝕好電路圖形的內(nèi)層層板，直至疊放到需要的層數(shù)后，在半固化片上方再放一層銅箔和脫模紙，把夾具頂板的定位孔套入位銷中。對專用夾具的定位裝置要求很嚴(yán)，因為它是多層印制電路板層間圖形對準(zhǔn)的保證。圖5-21是一個八層板的示意圖。 對多層印制電路板的外層板進(jìn)行圖形

6、轉(zhuǎn)移，應(yīng)把感光膜貼壓在銅岐表面上，并將外層電路圖形的照相底板平 再置于紫外線下曝光，對曝光后的電路板進(jìn)行顯影，顯影后對沒有感光膜覆蓋的裸銅部分電鍍銅和錫鉛合金、電 膜，再以錫鉛鍍層為抗蝕劑把原來感光膜覆蓋的銅層全部腐蝕掉，那么在多層負(fù)責(zé)制電路板的表面就形成有錫鉛 和已電鍍的通孔。 許多電路板為了和系統(tǒng)連接，在電路板邊緣設(shè)計有連接器圖形，俗稱“金手指”。為了改善連接器的性能， 表面電鍍鎳層和金層，為了防止鍍液污染電路板其它部位，應(yīng)先在金手摜上方貼好膠帶再進(jìn)行電鍍，電鍍后揭下 加熱使原鍍有的錫鉛層再流，再在組裝時對不需焊接的部位覆蓋上阻焊膜，防止焊接時在布線間產(chǎn)生焊錫連橋或 傷。然后在阻焊膜上印刷

7、字符圖（指元器件的框、序號、型號以及極性等），待字符油漆固化，再在電路板上鉆 電路板要經(jīng)過通斷測試，要保證電路布線和互連通孔無斷路、而布線間沒有短路現(xiàn)象。一般可采用程控多探針針 目檢電路圖形、阻焊膜和字符圖是否符合規(guī)范。 2.SMOBC工藝 SMOBC工藝如圖5-20所示，前部分工藝和在錫鉛層涂覆阻焊膜的多層板工藝相同。從第19道工序開始不同， 圖形腐蝕后，就將電路圖形上的錫鉛層去除，在裸銅的電路圖形上涂覆阻焊膜和印刷字符圖?？墒呛副P和互連通 露著銅，為了防止銅墻鐵壁表面氧化影響可焊性和提高通孔鍍層的可靠性，必須在焊盤表面和孔壁鍍層上有錫鉛 風(fēng)整平（HAL）工藝，把已印好字符圖的電路板浸入熱風(fēng)

8、整平機的熔化焊錫槽中，并立即提起用強烈的熱風(fēng)束吹 的焊錫從焊盤靚面和電鍍通孔中吹掉，這樣的焊盤表面和通孔壁上留有薄而均勻的焊錫層，見圖5-23。然后再在 器上鍍金，鉆非導(dǎo)電孔、進(jìn)行通、斷測試和自檢。 印制電路板的重要檢驗指標(biāo)是板面金屬布線的剝離強度。對FR-4層板，在125下處理1小時后其剝離強度為 不小于0.89Kg。 表面組裝用的電路板應(yīng)采用SMOBC工藝制造，因為在阻焊膜下方的錫鉛層，在再流焊接或波峰焊接時會產(chǎn)生3、阻焊 膜和 電鍍 （1）阻焊膜 傳統(tǒng)印制板的組裝密度低，很少采用阻膜。而SMT電路板一般采用阻焊膜。阻焊膜是一種聚全物材料主要分為非 的兩大類（圖5-24）。 1）非永久性的

9、阻焊膜在波峰焊接時，波峰會穿過電路板的工具孔沖到非焊接面上，又如邊緣連接器的導(dǎo)電 會影響插座的可靠性，因此在插裝元件前用非永久性的阻焊膜 把工藝孔和金手指等表面覆蓋起來，在清除過程 掉或溶解掉。 2）永久性的阻焊膜永久性的阻焊膜是電路板的一個組成部分，它的作用除防止波峰焊接時產(chǎn)生焊錫連橋外 表面上還可避免布線受機械損傷或化學(xué)腐蝕。 永久性的阻焊膜又分為干膜和濕膜二種。干膜是水基或溶劑基的聚合物薄膜，一般用真空貼壓工藝把干膜貼在電 膜是液態(tài)或膏狀的聚合物，可用紫外線或?qū)α鳡t以及紅外爐固化。 干膜阻焊膜干膜阻焊膜的圖形分辨率高，適用于高密度布線的電路板，能精確地和電路板上布線條對準(zhǔn)。 的，所以不會

10、流入電路板的通孔中，而且能蓋信通孔，當(dāng)電路板用針床測試時，要用真空吸住電路板來定位，通 對真空的建立極有幫助。另外干膜不易污染焊盤而影響焊接可靠性。 在使用過程中干膜也存在些不利的因素： A：干膜阻焊膜貼壓在電路板表面上，電路板表面有焊盤、布線，所以表面并不平整，加之干膜無流動性。 厚度。所以，干膜和電路板表面間就可能留有氣體，受熱后氣體膨脹，干膜有可能發(fā)生破裂現(xiàn)象。 B、干膜的厚度比較厚，一般為0.080.1mm（34mil），干膜覆蓋在表面組裝的電路板上，會將片式電阻 開電路板表面，可能造成元件端頭焊錫潤濕不好。另外阻焊膜覆蓋在片式元件下方焊盤之間，在再流焊接時可能 （即元件的一個端頭在一

11、個焊盤上直立起來）及元件偏移現(xiàn)象。 C、干膜阻焊膜的固化條件嚴(yán)格，若固化溫度低或時間短則固化不充分，在清洗時會受溶劑的影響，固化過 脆，受熱應(yīng)力時可能產(chǎn)生裂紋。 D、耐熱沖擊能力差，據(jù)報導(dǎo)蓋有干膜阻焊膜的電路板在-40+100溫度下循環(huán)100次就出現(xiàn)阻焊膜裂紋。 E、干膜比濕膜價格高 濕膜阻焊膜濕膜有用絲網(wǎng)印刷涂覆工藝的和光圖形轉(zhuǎn)移涂覆工藝二種。 用絲網(wǎng)印刷工藝的濕膜可以和電路板表面嚴(yán)密貼合，在阻焊膜下方無氣體，調(diào)節(jié)印刷參數(shù)可以控制濕膜層的厚度 于和高密度細(xì)布線圖形精確對準(zhǔn)，而且容易沾污焊盤表面，影響焊點質(zhì)量。因為它呈液體狀，有可能流入通孔而 雖有以上缺點，但是它的膜層結(jié)實而且價格便宜，所以在

12、低密度布線的電路板中仍大量采用。光圖形轉(zhuǎn)換的濕膜阻焊膜結(jié)合了干膜和濕膜的特點，涂覆工藝簡單，圖形分辨率高，適用于高密度、細(xì)線條 堅固而且價格比干膜便宜。光圖形轉(zhuǎn)換阻焊膜涂覆到電路板上可用絲網(wǎng)印刷或掛簾工藝。掛簾工藝是把印制板高 焊膜的掛歷簾或懸泉裝置，得到一層均勻的阻焊膜。 光圖形轉(zhuǎn)換的濕膜曝光可采用非接觸式的。非接觸式的曝光裝置需要一套對準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)，使光的繞射的散 形失真，因些投資大。而接觸式曝光無需光學(xué)對準(zhǔn)系統(tǒng)，直接在紫外線下曝光，這樣可降低成本。 （2）電鍍 電路板制造中需要電鍍多種金屬，如銅、金、鎳和錫等電鍍層的質(zhì)量對電路板的可靠性著重要作用。 1）鍍銅 電路板制造采用二種鍍銅方法：

13、化學(xué)鍍銅和電鍍銅。多層印制電路板中各層間的互連要靠通孔來 是由銅層端面和環(huán)氧端面相間組成，在這樣的表面上要電鍍一層邊疆的電鍍層是不可能的，因為環(huán)氧端面不導(dǎo)電 首先采用化學(xué)鍍銅在孔壁上形成一層連續(xù)的銅沉積層，然后再用電鍍工藝在孔壁上電鍍銅層，這樣電鍍通孔就起 作用。 銅鍍層的抗拉強度，也就是在拉伸情況下，鍍層能承受的最在應(yīng)力約為20.434Kg/mm2，_抗拉強度越高則通 實。同時也希望鍍層的延伸性好，即在鍍層未斷裂前允許被拉得長些，這樣在鍍層斷裂前可產(chǎn)生“屈服”現(xiàn)象以 化學(xué)鍍銅和電鍍銅中剩余應(yīng)力類型也不同，化學(xué)鍍銅層中剩余應(yīng)力是壓縮應(yīng)力，可提高化學(xué)鍍銅層對孔壁上的銅 脂的粘合力，而電鍍銅層中的

14、剩余應(yīng)力是拉伸應(yīng)力，這也是在電鍍銅前采用化學(xué)鍍銅的原因之一。 表5-6列出了電路板上可用銅的初始重量和最終重量，注意，每盎司銅的厚度為1.4mil。所以使用1盎司銅時 1.4mil銅加上1mil錫鉛鍍層，共為2.4mil。 2）鍍金 印制電路板邊緣連接器的導(dǎo)電帶（金手指），表面要鍍上一層金層，以改善銅層表面的接觸電阻 即使電路工作在高溫高濕下，金表面層也不會氧化，這樣就可保證電路板和系統(tǒng)插座間良好的接觸。有多種鍍金 型是按溶液的PH值劃分的，有酸性鍍金溶液、中性鍍金溶液、氰化物堿性溶液和無氰堿性溶液。電鍍層的性能和 很有關(guān)系，例如金鍍層的硬度和多孔性是和電鍍液的類型及具體電鍍工藝參數(shù)密切相關(guān)的

15、，連接器鍍金一般采用 用鈷作為拋光劑。 3)鍍鎳 電路板的鎳層采用電鍍工藝形成。鎳層是作為鍍金層的底層金屬，電路板在鍍金前先要在導(dǎo)電帶上鍍一 鍍金層的附著力和耐磨性，同時鎳和金層之間也形成勢壘層，控制金屬互化物的生成。4）鍍錫鉛焊料 在電路板上要得到錫鉛層有二種工藝，電鍍法和熱風(fēng)整平法。 采用熱風(fēng)整平工藝得到的錫鉛層致密度好和底層銅箔的附著力強，因為它們之間形成了金屬互化物。但是熱風(fēng)整 不易控制，尤其在發(fā)求錫鉛層厚度比較厚時，均勻性就比較差。 電鍍的錫鉛層其厚度容易控制，而且也均勻，但是電鍍層的致密度差，多孔一般電鍍后的錫鉛層要加熱再流，改 性。因此電鍍鉛錫工藝在印刷電路板制造中仍被廣泛應(yīng)用。

16、4、導(dǎo)通孔、定位孔和標(biāo)號 （1）小導(dǎo)通孔 SMT電路板一般采用小導(dǎo)通孔。表5-7列出導(dǎo)通孔范圍，所采用的鉆孔方法和成本。通孔開頭比是指基板厚度 比，典型的比率為5：1。利用高速鉆孔機可達(dá)到10：1。通孔形狀比是決定多層板的可靠性和通孔鍍層的質(zhì)量關(guān) 5-25為通孔位置。 （2）環(huán)形圈（Annular Rings） 環(huán)形圈是指尺寸大于鉆孔的焊盤，用作有引線元件的焊接區(qū)域，防止鉆孔偏斜，通孔也可用于互連和測試。 層焊盤尺寸可不同。見圖5-26、圖5-27和表5-8。 （3）定位孔 這里定位孔是用于組裝和測試和固定孔，大多是非鍍通孔，必須在第一次鉆孔時做出，并與板上其它孔盡可 孔的尺寸通常為0.003

17、"。所有定位孔應(yīng)標(biāo)出彼此的間距和到PCB基準(zhǔn)點和另一個鍍通孔的尺寸，定位誤差一般為 (4)基準(zhǔn)標(biāo)號 基準(zhǔn)標(biāo)號主要有三類：總體（Globcl），拼板（Local）如圖5-29所示。標(biāo)號為裸銅面，通常離阻焊膜距離 有錫鉛鍍層，最大厚度為2mil。最好采用非永久性阻焊涂覆在標(biāo)號上。 5、拼板加工 在SMT中，除了大、中型計算機用多層板外，大多數(shù)的PCB面積較小，為了充分利用基材，高效率地制造、安 往往將同一電子設(shè)備上的幾種小塊印制板，或多塊同種小型印制板拼在一張較大的板面上。板面除了有每種（塊 電路圖形之外，還設(shè)計有制造工藝夾持邊和安裝工藝孔，以及定位標(biāo)記。板面上所有的元器件裝焊完畢，甚至在 后，才將每種小塊印制板從大的拼版上分離下來。常用的分離技術(shù)是V型槽分離法。對PCB的拼版格式有以下幾點要求。 （1）拼版的尺寸不可太大，也不可太小，應(yīng)以制造、裝配和測試過程中便于加工，不產(chǎn)生較大形變?yōu)橐恕?