“貼片”一詞聽起來(lái)像把郵票貼到信封上,可當(dāng)它放在電子制造環(huán)節(jié)里,技術(shù)含量立刻翻倍。SMT貼片加工,就是用機(jī)器把芝麻粒大小的元件按圖紙“貼”在PCB上,再經(jīng)過(guò)回流焊固定,一塊能跑能跳的電路板就此誕生。聽上去簡(jiǎn)單,真正做過(guò)的人才知道,里面藏著無(wú)數(shù)細(xì)節(jié)。
一、前期準(zhǔn)備:圖紙與物料必須“鎖死”
工程師把Gerber文件、BOM表、坐標(biāo)文件翻來(lái)覆去核對(duì)三遍:元件封裝對(duì)不對(duì)?極性元件方向有沒有標(biāo)?哪怕一個(gè)0402電阻搞錯(cuò),后面都會(huì)演變成成批返修。物料倉(cāng)同步啟動(dòng)“點(diǎn)兵”:芯片、電容、連接器,按料號(hào)、批次、濕敏等級(jí)分區(qū)存放。濕度高的元件要進(jìn)烘箱,40℃、8小時(shí),把潛伏的水汽逼出來(lái),免得回流焊時(shí)“爆米花”。
二、印刷錫膏:0.1毫米的誤差都嫌多
鋼網(wǎng)厚度、開口尺寸、張力測(cè)試,每一步都在跟微米較勁。錫膏倒進(jìn)鋼網(wǎng)上,刮刀以45°角勻速滑過(guò),錫膏像奶油一樣被抹進(jìn)孔洞。SPI光學(xué)檢查立刻上線,錫膏厚度、面積、偏移全掃描,NG就擦了重來(lái)。老師傅常說(shuō):“錫膏印不好,后面再努力都是白搭。”
三、SMT貼片:速度與精度并存的“機(jī)械舞蹈”
高速貼片機(jī)貼0201電阻像機(jī)關(guān)槍,噠噠噠一秒十幾個(gè);泛用機(jī)貼QFP、BGA則像外科醫(yī)生,吸嘴輕拿輕放。貼裝順序也有講究:先小后大,先低后高,避免大元件擋住小元件的“路”。貼片頭每貼完一顆,視覺系統(tǒng)立刻拍照糾偏,角度偏差超過(guò)0.05°都要回爐。整線換線時(shí)間壓縮到十分鐘以內(nèi),靠的是離線備料車,下一個(gè)產(chǎn)品的料盤早就在一旁“排隊(duì)”。
四、回流焊:溫度曲線是生命線
預(yù)熱、浸潤(rùn)、回流、冷卻,四個(gè)區(qū)段像心電圖一樣必須平滑。無(wú)鉛錫膏峰值溫度通常拉到245℃,高過(guò)5℃可能烤壞芯片,低5℃又可能虛焊。爐溫測(cè)試儀每班跑一次,把熱電偶貼在板子最厚、最薄、最密處,記錄實(shí)時(shí)曲線。遇到大面積銅箔的板子,還得加氮?dú)?,防止氧化?/p>
五、檢測(cè)與返修:火眼金睛不放過(guò)
AOI先掃一遍,缺件、偏移、橋接立刻報(bào)警;X-ray再對(duì)BGA、QFN做“透視”,看焊球有沒有空洞。發(fā)現(xiàn)不良,返修臺(tái)用熱風(fēng)槍局部加熱,鑷子夾起元件,殘錫吸凈,重新植球、補(bǔ)焊。老師傅一邊修一邊念叨:“返修一塊板,不如前面少錯(cuò)一次。”
六、DIP與后焊:大個(gè)子元件的“慢生活”
電解電容、插座、變壓器這些“大塊頭”不適合貼片機(jī),留給DIP線。波峰焊錫波像金色小瀑布,板子勻速滑過(guò),焊錫爬升引腳。插裝工位用治具定位,防呆柱確保極性不會(huì)插反。后焊工位則處理散熱器、線材,電烙鐵溫度360℃,焊錫絲含銀3%,焊點(diǎn)閃亮圓潤(rùn)。
七、測(cè)試與包裝:最后一道閘門
ICT針床壓下,上千根探針同時(shí)觸碰測(cè)試點(diǎn),幾秒掃完開路、短路;FCT把板子接上電源、信號(hào),跑完整功能。通過(guò)測(cè)試的板子,裝進(jìn)防靜電袋,加干燥劑、濕度卡,抽真空封口。外箱貼ROHS、REACH標(biāo)簽,準(zhǔn)備漂洋過(guò)海去下一站。
尾聲
一塊電路板從裸銅到能跑程序,中間要經(jīng)歷幾十雙手、十幾臺(tái)設(shè)備、上百個(gè)參數(shù)。SMT貼片加工的快,是前期慢工細(xì)活的回報(bào);它的準(zhǔn),是無(wú)數(shù)次試錯(cuò)后的肌肉記憶。下次拆開手機(jī)、無(wú)人機(jī)、車載導(dǎo)航,看見那些密密麻麻的小元件,不妨想一想:它們?cè)谝慌_(tái)臺(tái)貼片機(jī)上,以每秒幾萬(wàn)次的速度,完成了一場(chǎng)毫米級(jí)的精準(zhǔn)降落。
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