SMT简介与完整贴片流程详解

现代 SMT 生产线通常采用“单面回流→双面回流→选择性波峰”或“混合工艺（SMT+THT）”。以下以“双面回流”为范例，拆解 11 个关键步骤。

• 1.来料检验（IQC）
  • 检查 PCB、元件、锡膏、红胶等是否符合 RoHS、MSL、共面性、可焊性要求；
  • 关键工具：3D X-Ray、可焊性测试仪、金相切片。

• 2.PCB 烘板
  • 目的：去除潮气，防止回流时爆板、分层；
  • 参数：125 ℃ ±5 ℃，4–8 h；
  • 注意：OSP 板需低温短时（105 ℃，2 h）。

• 3.锡膏印刷（Solder Paste Printing）
  • 设备：全自动钢网印刷机（DEK、EKRA、MPM）；
  • 关键参数：钢网厚度（0.10–0.15 mm）、开口尺寸（0.8–1.0 倍焊盘面积）、印刷速度（25–100 mm/s）、刮刀压力（0.5–1.0 kg/cm）；
  • 在线检测：SPI（Solder Paste Inspection）管控体积、高度、面积、偏移。

• 4.贴片胶（可选）
  • 场景：双面回流时底面需先点胶固定重元件（如连接器、电解电容）；
  • 工艺：压力-时间阀或喷射阀点胶，胶量 0.0003–0.001 g/dot；
  • 固化：150 ℃ 90 s 或 UV 固化。

• 5.元件贴装（Pick & Place）
  • 设备：高速贴片机（Chip Shooter，如 ASM SIPLACE、Fuji NXT）、泛用贴片机（Flexible Mounter，如 Panasonic NPM、Yamaha YSM）；
  • 精度：±25 µm@3σ（高速机）、±15 µm@3σ（高精度机）；
  • 速度：>100 000 cph（0201）、>35 000 cph（0.3 mm pitch BGA）；
  • 供料器：带式（Tape & Reel）、管式（Tube）、托盘（Tray）、振动。
  • 关键控制：真空拾取力、元件共面性、贴装压力、视觉对中（Mark 点、元件本体、引脚）。

• 6.回流焊接（Reflow Soldering）
  • 设备：强制热风回流炉（10–14 温区），氮气保护（O₂<1000 ppm）减少氧化；
  • 曲线：预热区（1–3 ℃/s，150–180 ℃）、浸润区（180–217 ℃，60–120 s）、回流区（峰值 235–245 ℃，>220 ℃ 40–60 s）、冷却区（3–6 ℃/s）；
  • 监控：炉温测试仪（KIC、ECD），实时曲线与标准曲线误差 ≤±5 ℃。

• 7.焊后清洗（可选）
  • 场景：高可靠性（汽车、医疗、军工）需去除助焊剂残留；
  • 工艺：水基清洗、溶剂清洗、气相清洗；
  • 标准：IPC-CH-65B，离子污染 ≤1.56 µg NaCl/cm²。

• 8.自动光学检测（AOI）
  • 2D AOI：检测缺件、偏移、极性、桥连、立碑；
  • 3D AOI：测量焊点高度、体积，减少阴影盲区；
  • 算法：AI 深度学习模型，误报率 <200 ppm。

• 9.自动 X-Ray 检测（AXI）
  • 场景：BGA、QFN、LGA、PoP 封装底部焊球空洞、桥连；
  • 技术：2D X-Ray、2.5D Oblique、3D CT；
  • 标准：IPC-A-610H，空洞率 ≤25 %（Class 2）、≤10 %（Class 3）。

• 10.功能测试（FCT）
  • 在线 ICT：测试开路、短路、电阻、电容值；
  • 系统级测试：加载固件，跑功能脚本；
  • 边界扫描（JTAG）：检测 FPGA、SoC 引脚状态。

• 11.返修与可靠性验证
  • 返修设备：BGA 返修台（热风+红外）、激光返修系统；
  • 工艺：拆除→残锡清理→助焊剂涂布→预热→植球/换件→回流；
  • 可靠性：高低温循环（-55 ℃↔125 ℃，1000 cycles）、振动、跌落、盐雾、金相切片、染色渗透。

• 四、未来趋势

1. 超微元件：008004（0.25 mm×0.125 mm）量产，对贴片机真空、视觉提出极限要求；

2. 先进封装：SiP、Chiplet、Fan-Out RDL，需要高精度贴装+底部填充；

3. 绿色制造：无铅高温合金（Sn-Ag-Cu-Sb）、低空洞锡膏、低温焊接（Sn-Bi、Sn-In）；

4. 智能化：数字孪生、Edge AI 预测性维护、MES 与 ERP 深度融合；

5. 柔性电子：可拉伸 FPC、透明导电膜、卷对卷（R2R）SMT。