PCB科技 - SMT工藝設計要點

步驟：流程設計

表面粘接裝配過程，尤其是對於小間距部件，需要持續監控和系統檢查。 例如，在美國，焊點品質標準基於ipc-a-620和國家焊料標準ANSI/j-std-001。 只有瞭解這些標準和規範，設計師才能開發出符合工業標準要求的產品。

批量生產設計

大規模生產設計包括所有大規模生產的過程、裝配、可測試性和可靠性，並基於書面檔案要求。

對於從設計到製造的一系列轉換來說，完整、清晰的裝配檔案是絕對必要的，也是成功的。 相關檔和CAD數據清單包括材料清單（BOM）、合格製造商清單、裝配細節、特殊裝配指南、PC板製造細節以及磁片中包含的Gerber數據或ipc-d-350程式。

磁片上的CAD數據對於開發測試和加工工具以及編制自動裝配設備非常有幫助。 包括X-Y軸座標位置、測試要求、輪廓圖、電路圖和測試點的X-Y座標。

PCBA quality

從每批或特定批號中取樣，以測試其可焊性。 PCBA將與製造商提供的產品資訊和IPC上校準的質量規範進行比較。 下一步是將錫膏列印到焊盤上，然後焊接背面。 如果使用有機助焊劑，則需要再次清潔以去除殘留物。 在評估焊點質量時，還應評估回流焊後PCBA的外觀和尺寸反應。 同樣的測試方法也可用於波峰焊工藝。

裝配工藝開發

該步驟包括用肉眼和自動視覺設備連續監測每個機械動作。 例如，建議使用雷射掃描每個PC板上列印的粘貼卷。

將樣品放在SMD上並焊回後，品管和工程人員需要逐個檢查每個組件連接器的吞錫狀態。 每個構件都需要詳細記錄無源元件和多銷元件的對準情况。 波峰焊工藝完成後，還需要仔細檢查焊點的均勻性，並確定由於引脚或組件的接近，焊點中可能存在的缺陷位置。

細瀝青科技

精細節距裝配是一種先進的構造和製造理念。 組件的密度和複雜性遠遠高於當前市場上的主流產品。 如果我們想進入大規模生產階段，我們必須在將一些參數投入生產線之前對其進行修改。

例如，細間距元件的引脚間距為0.025”或更小，可以應用於標準和ASIC組件。對於這些組件，行業標準有非常大的允許誤差，如圖1所示。這是因為組件供應商的公差誤差不同，所以必須定制或修改焊盤尺寸，以提高裝配成品率。

襯墊的尺寸和間距通常符合ipc-sm-782a。 然而，為了滿足工藝要求，一些襯墊的形狀和尺寸將與本規範略有不同。 對於波峰焊，焊盤尺寸通常稍大一些，以便有更多的助焊劑和焊料。 對於一些通常保持在工藝公差上下限附近的部件，有必要適當調整焊盤尺寸。

表面粘合組件放置方向的一致性

雖然沒有必要在相同的方向上設計所有組件，但一致性將有助於提高相同類型組件的裝配和檢查效率。 對於複雜的電路板，帶引脚的元件通常具有相同的方向以節省時間。 原因是用於放置元件的夾具通常固定在一個方向上，並且只能通過旋轉板來改變放置方向。 對於一般的表面粘合部件，不存在此類問題，因為貼片機的夾持器可以自由旋轉。 然而，為了通過波峰焊爐，有必要統一組件的方向，以减少錫流的暴露時間。

一些具有極性的元件的極性早在整個電路設計時就已確定。 在瞭解電路功能後，工藝工程師可以决定放置元件的順序以提高裝配效率，但可以通過具有相同的方向性或類似的元件來提高效率。 如果可以統一放置方向，不僅可以縮短編寫放置組件程式的速度，而且可以减少錯誤的發生。

一致（且足够）的組件距離

一般來說，全自動表面貼膠機是相當精確的。 然而，設計師在試圖新增組件密度的同時，往往忽視了大規模生產的複雜性。 例如，當一個高組件離一個具有小引脚間距的組件太近時，它不僅會阻擋引脚焊點檢查的視線，還會阻礙用於返工或返工的工具。

波峰焊錫通常用於二極體和電晶體等低矮部件。 小型組件（如SOIC）也可用於波峰焊錫，但應注意的是，一些組件無法承受直接暴露在錫爐中的高溫。

為了保證裝配質量的一致性，部件之間的距離必須足够大且均勻地暴露在錫爐中。 為了確保焊料能够接觸到每個觸點，高組件應與低組件和低組件保持一定距離，以避免遮罩效應。 如果距離不够，也會阻礙部件的檢查和返工。

業界已經開發了一套表面粘合組件的標準應用程序。 如果可能，應盡可能使用標準部件，以便設計師可以建立標準焊盤尺寸的資料庫，工程師可以更好地掌握工藝問題。 設計師可以發現，一些國家製定了類似的標準，部件的外觀可能相似，但部件的銷角因國家而异。 例如，來自北美和歐洲的SOIC組件供應商可以滿足Eiz標準，而日本產品將EIAJ作為設計標準。 應注意的是，即使它們符合EIAJ標準，但不同公司生產的部件在外觀上並不完全相同。

旨在提高生產力

組裝板可以非常簡單，也可以非常複雜，這取決於組件的形狀和密度。 複雜的設計可以提高生產效率並降低難度，但如果設計師不注意工藝細節，將變得非常困難。 必須在設計開始時考慮裝配計畫。 一般來說，只要調整部件的位置和方向，就可以新增批量生產。 如果PC板的尺寸非常小，形狀不規則或部件靠近板的邊緣，可以考慮以連接板的形式進行大規模生產。

測試和維修

使用錶上的小規模測試工具來檢測缺失的組件或過程是非常不準確和耗時的。 設計中必須考慮試驗方法。 例如，如果你想使用ICT測試，你應該考慮在探針可以接觸的線上設計一些測試點。 測試系統中有一個預先編寫的程式，可以測試每個組件的功能，指出哪個組件存在故障或錯位，判斷焊點是否處於良好狀態。 檢測誤差還應包括部件觸點之間的短路以及引脚和焊盤之間的空焊。

如果測試探針不能接觸線路上的每個公共接頭，則無法單獨量測每個部件。 特別是對於微螺距的裝配，需要使用自動測試設備的探頭來量測所有線路上的連接點或部件之間連接的線路。 如果你不能做到這一點，你必須通過功能測試，如果你不能，否則你必須等待客戶磨損後發貨。

ICT測試是根據不同的產品製作不同的工具和測試程式。 如果在設計中考慮測試，則可以輕鬆檢測每個部件和觸點的質量。 （圖2）可以目視看到焊點缺陷。 然而，錫不足和非常小的短路只能通過電力測試進行檢查。

由於表面和第二面上組件的密度可能相同，傳統的測試方法可能無法檢測到所有錯誤。 雖然PC板上有一個小的過孔墊，密度高，間距細，便於探頭接觸，但仍需要新增過孔墊以供使用。