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PCBA加工SMT代工工藝評(píng)審的要點(diǎn)(上)

發(fā)布時(shí)間 :2017-01-16 10:42 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
摘要:PCBA加工企業(yè)希望順利導(dǎo)入SMT新品,保證按時(shí)將合格產(chǎn)品交付給客戶,而做好細(xì)致全面的工藝評(píng)審是新品試樣前必不可少的準(zhǔn)備工作,本文從PCB的DFM設(shè)計(jì)、特殊元件、客戶的特殊要求等三大方面詳細(xì)描述了工藝評(píng)審的要點(diǎn)。 
關(guān)鍵詞:PCBA加工 SMT代工 工藝評(píng)審
 
近幾年來,隨著電子產(chǎn)品市場(chǎng)競爭的不斷升級(jí),迫于成本的壓力,OEM(Original Equipment Manufacture,原始設(shè)備制造商)企業(yè)積極尋求非核心的制造業(yè)務(wù)外包,EMS(Electronic Manufacturing Service,電子制造服務(wù))產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展,由于SMT(Surface Mount Technology,表面貼裝技術(shù))的設(shè)備高投入和工藝高復(fù)雜性的特點(diǎn),SMT代工在EMS產(chǎn)業(yè)中占有最大的比重。隨著競爭的加劇,SMT代工利潤被逐漸削薄,生存壓力迫使所有SMT代工企業(yè)不斷采取措施提高競爭力,想方設(shè)法提升客戶的滿意度。 
那么如何才能做到讓客戶滿意呢?就是要徹底搞清楚客戶產(chǎn)品的細(xì)節(jié)和客戶的需求,不斷提升SMT代工質(zhì)量,這個(gè)代工質(zhì)量不單指產(chǎn)品質(zhì)量,更重要的是服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)我們十幾年SMT代工服務(wù)的經(jīng)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)提升客戶滿意度的關(guān)鍵和前提就是SMT新品導(dǎo)入前的合同評(píng)審。俗話說“磨刀不誤砍柴功”,只有把合同評(píng)審等準(zhǔn)備工作做細(xì)做好,才能保證SMT新品試樣一次成功。全面細(xì)致的合同評(píng)審可以收到事半功倍的效果,否則,在SMT新品試樣生產(chǎn)中,就會(huì)時(shí)不時(shí)地出現(xiàn)這樣那樣的問題,可能會(huì)影響質(zhì)量和交期,導(dǎo)致客戶抱怨。 
SMT代工合同的評(píng)審內(nèi)容包括工藝、質(zhì)量、價(jià)格、交期、服務(wù)、材料損耗、包裝運(yùn)輸等等,其中最重要最關(guān)鍵的內(nèi)容是工藝評(píng)審,它應(yīng)包括PCB(Printed  Circuit Board,印刷電路板)的DFM(Design For Manufacture,可制造性設(shè)計(jì))設(shè)計(jì)、特殊元件、客戶的特殊要求等三大方面,下面分別加以詳細(xì)描述:
 
一、PCB的DFM設(shè)計(jì)
PCB的DFM設(shè)計(jì)相當(dāng)重要,通過DFM設(shè)計(jì)可以確保PCB的可加工性、可生產(chǎn)性、可測(cè)試性,作為SMT代工廠主要需評(píng)審的是對(duì)SMT生產(chǎn)工藝有重大影響的DFM設(shè)計(jì)內(nèi)容。 
1、PCB材質(zhì)及耐溫性 
PCB的材質(zhì)有很多種類,其耐溫特性各不相同,PCB常用材料中,樹脂有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等,基材有玻纖布、絕緣紙等。比較常見PCB的材質(zhì)有CEM-1、CEM-3、FR-1、FR-4、FR-5等型號(hào),不同型號(hào)PCB的耐溫等級(jí)差異很大,針對(duì)紙質(zhì)PCB耐溫等級(jí)低、易吸潮的特點(diǎn),需設(shè)置盡量低的回流溫度,同時(shí)需評(píng)估是否需要安排預(yù)烘烤,特別注意非真空包裝的紙質(zhì)PCB。 
2、PCB鏤空外形結(jié)構(gòu) 
不規(guī)則外形PCB的鏤空面積較大時(shí),容易導(dǎo)致SMT設(shè)備輸送軌道上的PCB傳感器誤測(cè),需要增加PCB傳感器檢測(cè)延時(shí)時(shí)間,以避免因識(shí)別錯(cuò)誤產(chǎn)生誤動(dòng)作,或在與軌道垂直的方向移動(dòng)PCB檢測(cè)傳感器以避開PCB鏤空的地方。
如果需要安排波峰焊接工序的,還需考慮制作波峰焊載板以遮蔽鏤空比較大的地方,以免融錫沖上板面。 
3、工藝邊 
PCB板邊4mm范圍內(nèi)不能有元器件,否則會(huì)影響SMT生產(chǎn),無法避免時(shí),可以采用添加輔助邊(工藝邊)或制作載板的方法,工藝邊一般加在PCB長邊,工藝邊寬度不小于3mm,工藝邊同PCB流向一致。如果工序間PCBA流轉(zhuǎn)是采用板架的,需評(píng)估板架上PCB槽的深度(一般為6-7mm)范圍內(nèi)是否有元件,如有則不能用板架周轉(zhuǎn),可以采用專用的PCB MAGAZINE。 
4、“V-CUT”槽 
PCB聯(lián)板一般以“V-CUT”槽分割,合適的“V-CUT”槽深度是很重要的,“V-CUT”槽可以雙面刻也可以單面刻,總的深度一般是PCB厚度的1/3-1/2左右,過淺會(huì)增加分板難度,過深會(huì)造成連接強(qiáng)度不夠,PCB過爐受熱時(shí)易變形。 
5、PCB板厚 
每臺(tái)SMT設(shè)備都有PCB厚度范圍的限制,在允許范圍以內(nèi)較厚的PCB硬度和平整度好,不易變形,所以比較受SMT工廠歡迎,而面積較大而又較薄的PCB就很容易變形,這時(shí)就需要像生產(chǎn)軟板(FPC)一樣制作載板,將PCB固定在載板上再生產(chǎn)。
6、PCB大小 
每臺(tái)SMT設(shè)備都有PCB尺寸范圍限制,太大或太小均無法生產(chǎn)。如果單片PCB尺寸太大,就需要選擇適合大尺寸PCB的大型設(shè)備來生產(chǎn)。如果單片PCB尺寸太小,一是可以做成多聯(lián)板,使多聯(lián)板的PCB尺寸變大;二是制作尺寸合適的載板,將單片PCB放于載板上生產(chǎn),當(dāng)然前者生產(chǎn)效率更高。 
7、PCB焊盤涂層 
PCB表面處理一般有有機(jī)涂覆(OSP)、熱風(fēng)平整(噴錫)、化學(xué)鍍鎳/浸金(ENIG)、浸銀、浸錫等方式,噴錫板主要需檢查焊盤表面噴錫的平整度,噴錫不平整會(huì)影響錫膏印刷效果;OSP板主要需檢查抗氧化性,以選擇合適活性的錫膏型號(hào)和PCB流轉(zhuǎn)限制時(shí)間;ENIG處理過的PCB表面在焊接過程中容易產(chǎn)生黑盤效應(yīng)(Black pad),需在PCB外觀檢驗(yàn)SOP(Standard Operating Procedure 標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序)中作特別提醒。 
8、PCB阻焊膜和絲印圖 
阻焊膜不能覆蓋焊盤,要能耐受回流焊高溫沖擊,不能產(chǎn)生起皮、褶皺等不良。絲印字符應(yīng)清晰,不能覆蓋焊盤。尤其要注意檢查細(xì)間距IC附近阻焊膜和絲印油的高度,如超標(biāo)會(huì)使細(xì)間距IC引腳焊盤上的錫膏厚度增加,易造成連焊不良。 
9、元件分布 
元件布局應(yīng)均勻、整齊、緊湊,功率大的元件擺放在利于散熱的位置上,質(zhì)量較大的元器件應(yīng)避免放在板的中心,熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件,同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝一個(gè)方向放置,同一種類型的有極性分立元件也要在X或Y方向上保持一致,便于生產(chǎn)和檢驗(yàn),元器件的排列要便于調(diào)試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元器件周圍要有足夠的空間。 
波峰焊接面上的大、小SMD不能排成一條直線,要錯(cuò)開位置,較小的元件不應(yīng)排在較大的元件之后,阻容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直,排阻及SOP元器件軸向與傳送方向平行,這樣可以防止焊接時(shí)因焊料波峰的 “陰影”效應(yīng)造成的虛焊和漏焊。 
10、焊盤和布線設(shè)計(jì) 
①需評(píng)估焊盤設(shè)計(jì)是否與實(shí)際元件匹配,如發(fā)現(xiàn)有小元件匹配大焊盤的,可以考慮在元件底部點(diǎn)加貼片膠來幫助固定,以避免回流焊時(shí)出現(xiàn)立碑、空焊等不良。 
②需評(píng)估焊盤大小和間距是否符合IPC-SM-782A標(biāo)準(zhǔn)。如不符合,需修改設(shè)計(jì),或在印刷鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮修正彌補(bǔ)輕微的設(shè)計(jì)缺陷。 
③SMD元件的焊盤上或其附近不能有過孔,過孔離焊盤至少0.5mm以上,否則在回流焊過程中,焊盤上的焊錫熔化后會(huì)沿著過孔流走,會(huì)產(chǎn)生空焊、少錫,還可能流到板的另一面造成短路。如果無法避免,需將過孔注入膠水填塞,如果是BGA焊盤,還需特別檢查過孔填塞后不能留凹坑,否則,BGA焊點(diǎn)易產(chǎn)生空洞。 
④焊盤與大面積銅箔(如電源/接地層等)之間需作熱隔離設(shè)計(jì),否則易形成冷焊不良,熱隔離連線長度至少1mm以上。 
⑤大面積接地/電源層應(yīng)作網(wǎng)格狀處理,否則,在焊接過程中會(huì)因熱應(yīng)力差異過大引起PCB局部變形。 
⑥如果需要對(duì)PCBA作ICT測(cè)試的,就需評(píng)估測(cè)試焊盤的設(shè)計(jì)是否合理,兩個(gè)測(cè)試焊盤應(yīng)保持2.54mm以上間距,測(cè)試焊盤應(yīng)上錫,應(yīng)選用低殘留免清洗焊錫膏,盡量避免用過孔或焊點(diǎn)來代替測(cè)試焊盤。 
⑦對(duì)于通孔元件來說,為了保證焊接效果最佳,引腳與孔徑的縫隙應(yīng)在0.25mm~0.70mm之間。較大的孔徑對(duì)插裝有利,但對(duì)焊點(diǎn)形成不利,易產(chǎn)生空洞和半焊不良。 
⑧一般通孔元件的焊盤直徑為孔徑的2倍,雙面板最小為1.5mm,單面板最小為2mm,如果受空間限制而不能用圓形焊盤的,可以采用腰圓形焊盤,以增加焊盤面積。 
⑨PCB的定位孔為非金屬化孔,直徑為4mm,位于PCB的角上,距兩板邊各5mm。定位MARK點(diǎn)距板邊5mm以上,不影響SMT設(shè)備的識(shí)別,PCB對(duì)角至少有兩個(gè)不對(duì)稱MARK點(diǎn),MARK點(diǎn)的優(yōu)選形狀為實(shí)心圓,也可以是實(shí)心方塊、實(shí)心菱形、十子星等,實(shí)心圓MARK點(diǎn)的優(yōu)選尺寸為直徑1mm。對(duì)于細(xì)間距IC,為提高貼片精度,要求在IC兩對(duì)角也設(shè)置局部MARK點(diǎn)。MARK點(diǎn)的材料為裸銅或覆銅,為了增加MARK點(diǎn)和PCB之間的對(duì)比度,可在MARK點(diǎn)周圍1.5mm范圍內(nèi)開阻焊窗口,為了保證印刷和貼片的識(shí)別效果,MARK點(diǎn)周圍應(yīng)無其它走線及絲印字符。 


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