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[摘要]本文简要介绍了我厂SMT生产线的一些现状，针对生产线中三个关键工艺进行探究，并对其中出现的一些问题提出解决措施和方案，使我厂SMT生产线能更好地运行，以提高电路板的产出效率和质量。
[关键词]SMT；印刷；回流焊接
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0159-01
1 前言
近年来，由于我厂混装型和纯表贴型电路产量不断增加，且质量要求日益严格，使得我厂原有的手工焊接方式已经不能满足现在的需求，因此引进了一条小型SMT表面贴装生产线。
2 SMT工艺技术
2.1 SMT工艺原理
SMT表面组装技术，它是一种将无引脚或短引脚表面组装元器件安装在印制板的表面或其它基板的表面上，通过回流焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。其焊接的过程是在一定时间内将焊料与焊区（元器件引脚和PCB焊盘）升高到一定的温度，以致焊料融化并润湿焊接区，随着温度的下降，焊料凝固并形成令人满意的焊点。
2.2 SMT焊接工艺组成
我厂购置的设备有丝印机、贴片机、汽相焊炉。通过这三个主要设备组建了一条小型SMT表面贴装生产线。
3 SMT生产线开发
3.1印刷
3.1.1 丝印机设备参数探究
我厂使用的丝印机为BS1400全自动印刷机，该设备在使用前需要确定设备的三个主要参数，即丝印机刮刀的压力、印刷速度、印制板与钢网分离的速度。通过探究发现丝印机刮刀压力、印刷速度、印制板与钢网分离的速度主要影响到印制板的脱模效果及锡膏厚度。此处，可使用QC知识中的正交试验表进行，通过初步摸索选定了3个比例作为水平，在试验次数尽量少，试验结果尽量准确的原则下，采用 进行正交试验，寻找最佳程序参数。
试验目的：利用正交试验法，寻求合理的程序参数。
考查指标：印制板脱模后，焊盘上锡膏的边沿出现没有坍塌现象。
根据正交试验表的安排，我们进行了9次试验，每次试验印制板数为20块，试验结果告诉我们，最佳参数为：
刮刀压力：1；分离速度：15mm/s；印刷速度：60mm/s。
3.1.2 常見问题及解决措施
我厂目前使用丝印机在印刷过程中常见问题如下：
1）印刷后，锡膏在焊盘上的覆盖率小于80%；
分析其原因为，操作不熟练，不会应用光学定位系统进行精确定位，或电路板过小，无法使用光学定位系统进行定位。
2）完成第一块印刷后，第二块需要重新对位，无法形成批量印刷。
分析其原因为，电路板外形不规则，没有定位边，无法形成批量印刷。
针对我厂印刷过程中出现的问题，具体解决措施如下：
1）细化丝印机操作细则，加强操作人员对光学定位系统的操作；
2）对于印制板过小的情况，建议进行拼板设计，对于电路板外形不规则的情况，建议制作工艺边。
3.2 贴片
3.2.1 贴片机使用过程探究
我厂使用的贴片机为LM901全功能手动贴片机。影响贴片的质量主要有3个方面，即选料正确、位置正确、压力合适。
在选料方面，我厂使用的贴片机没有识别物料功能，因此在编制上料指导文件时，针对易混淆的器件应采用间隔编制的方法，这样放料时易混淆的元器件之间隔着其它元器件，元器件不容易混淆，可保证选料正确，不会贴错位置。
在位置方面，我厂使用的贴片机只有初步定位功能，因此元器件贴装位置需人工手动完成。贴装位置应满足工艺要求，对于不满足要求的元器件，则使用贴片机上的真空吸嘴或防静电镊子取下元器件，然后按工艺装配图重新进行贴片。
在压力方面，贴片压力要合适。贴片压力过小，元器件引脚浮在锡膏表面，锡膏与元器件不能充分接触，在焊接时容易产生偏移；贴片压力过大，锡膏挤出量过多，容易造成锡膏粘连。
3.2.2 常见问题及分析
我厂目前使用贴片机在贴片过程中常见问题如下：
1）贴片速度较慢；
分析其原因为，手工操作贴片，主要靠人眼和手的配合，十分依赖经验。
3.2.3 解决措施
针对我厂贴片过程中出现的问题，具体解决措施如下：
1）加强工人训练，增加熟练度。当贴片达到瓶颈后，可考虑购置一台全自动贴片，可以实现自动贴片，可提高贴片效率和质量；
3.3 回流焊
3.3.1 汽相焊炉参数探究
回流焊接的基本工艺方法是设定不同温区的升温速率与印制板停留的速度达到焊膏需要的焊接曲线。我厂使用的回流焊炉为SLC309汽相焊炉，热传递效率为260W/m2K，印制板两表面器件温差可以缩小到5℃以内。因此焊接温度曲线只要满足使用的锡膏的温度曲线和特殊元器件对温度的要求即可得到较好的焊接效果。
3.3.1 回流焊接缺陷
我厂SMT生产线到目前为止，出现的焊接缺陷如下：
1）润湿不良，元器件焊接端、引脚或印制板焊盘不沾锡，从而无法得到良好的焊点并影响焊点的牢靠性；
分析其主要原因有：
a） 印制板在使用前可能有污染或没有清洗干净，有污物的部分印刷锡膏，锡膏熔化后不会与其形成正常通路；
b）回收的锡膏使用次数过多，锡膏内的助焊剂等成分挥发过多，导致锡膏熔化时未能有效的去除焊盘和引脚表面的氧化膜；
c） 焊盘或器件引脚氧化，氧化层阻止了锡膏与镀层之间的接触。
2）焊点桥连，元器件端头之间、相邻焊点之间以及焊点与邻近的导线等形成不正常的连接；
分析其主要原因为，贴片位置偏移过多，手动拨正时锡膏粘连。
3）元器件立碑，片式元器件的一端被提起，且站在它的另一端引脚上叫立碑。
分析其主要原因为，焊盘的设计质量影响，即焊盘与器件引脚大小的对应关系，焊盘上有无过孔。
3.2.2 解决措施
从以上分析可以看出，我厂出现的回流焊节缺陷的原因主要集中生产过程的管理和印制板设计这2个方面。因此解决措施有：
1）制定细则，明确对元器件、印制板、锡膏的使用和管控要求；
2）印制板设计，建议我厂设计按照标准要求执行，不允许在印制板焊盘位置开过孔。
4 SMT生产线的应用
通过对SMT生产线的试验开发，目前我厂的SMT生产线已经得到了广泛应用，多个批产和研制型号电路板都已经开始使用该生产线进行焊接。
5 小结
我厂SMT小型表贴生产线已经得到了较为成熟的应用，解决了我厂表贴器件手工焊接效率低、质量一致性差的问题。本文通过对我厂SMT生产线的现状进行了简要介绍，并对其中几个关键工艺技术进行了探究分析，为今后不断提高和完善我厂SMT生产工艺技术水平提供了一定的参考。
参考文献：
【1】SMT焊点图像处理及焊点三维质量信息提取技术研究[D]. 赵辉煌.西安电子科技大学 2010
[关键词]SMT；印刷；回流焊接
中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0159-01
1 前言
近年来，由于我厂混装型和纯表贴型电路产量不断增加，且质量要求日益严格，使得我厂原有的手工焊接方式已经不能满足现在的需求，因此引进了一条小型SMT表面贴装生产线。
2 SMT工艺技术
2.1 SMT工艺原理
SMT表面组装技术，它是一种将无引脚或短引脚表面组装元器件安装在印制板的表面或其它基板的表面上，通过回流焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。其焊接的过程是在一定时间内将焊料与焊区（元器件引脚和PCB焊盘）升高到一定的温度，以致焊料融化并润湿焊接区，随着温度的下降，焊料凝固并形成令人满意的焊点。
2.2 SMT焊接工艺组成
我厂购置的设备有丝印机、贴片机、汽相焊炉。通过这三个主要设备组建了一条小型SMT表面贴装生产线。
3 SMT生产线开发
3.1印刷
3.1.1 丝印机设备参数探究
我厂使用的丝印机为BS1400全自动印刷机，该设备在使用前需要确定设备的三个主要参数，即丝印机刮刀的压力、印刷速度、印制板与钢网分离的速度。通过探究发现丝印机刮刀压力、印刷速度、印制板与钢网分离的速度主要影响到印制板的脱模效果及锡膏厚度。此处，可使用QC知识中的正交试验表进行，通过初步摸索选定了3个比例作为水平，在试验次数尽量少，试验结果尽量准确的原则下，采用 进行正交试验，寻找最佳程序参数。
试验目的：利用正交试验法，寻求合理的程序参数。
考查指标：印制板脱模后，焊盘上锡膏的边沿出现没有坍塌现象。
根据正交试验表的安排，我们进行了9次试验，每次试验印制板数为20块，试验结果告诉我们，最佳参数为：
刮刀压力：1；分离速度：15mm/s；印刷速度：60mm/s。
3.1.2 常見问题及解决措施
我厂目前使用丝印机在印刷过程中常见问题如下：
1）印刷后，锡膏在焊盘上的覆盖率小于80%；
分析其原因为，操作不熟练，不会应用光学定位系统进行精确定位，或电路板过小，无法使用光学定位系统进行定位。
2）完成第一块印刷后，第二块需要重新对位，无法形成批量印刷。
分析其原因为，电路板外形不规则，没有定位边，无法形成批量印刷。
针对我厂印刷过程中出现的问题，具体解决措施如下：
1）细化丝印机操作细则，加强操作人员对光学定位系统的操作；
2）对于印制板过小的情况，建议进行拼板设计，对于电路板外形不规则的情况，建议制作工艺边。
3.2 贴片
3.2.1 贴片机使用过程探究
我厂使用的贴片机为LM901全功能手动贴片机。影响贴片的质量主要有3个方面，即选料正确、位置正确、压力合适。
在选料方面，我厂使用的贴片机没有识别物料功能，因此在编制上料指导文件时，针对易混淆的器件应采用间隔编制的方法，这样放料时易混淆的元器件之间隔着其它元器件，元器件不容易混淆，可保证选料正确，不会贴错位置。
在位置方面，我厂使用的贴片机只有初步定位功能，因此元器件贴装位置需人工手动完成。贴装位置应满足工艺要求，对于不满足要求的元器件，则使用贴片机上的真空吸嘴或防静电镊子取下元器件，然后按工艺装配图重新进行贴片。
在压力方面，贴片压力要合适。贴片压力过小，元器件引脚浮在锡膏表面，锡膏与元器件不能充分接触，在焊接时容易产生偏移；贴片压力过大，锡膏挤出量过多，容易造成锡膏粘连。
3.2.2 常见问题及分析
我厂目前使用贴片机在贴片过程中常见问题如下：
1）贴片速度较慢；
分析其原因为，手工操作贴片，主要靠人眼和手的配合，十分依赖经验。
3.2.3 解决措施
针对我厂贴片过程中出现的问题，具体解决措施如下：
1）加强工人训练，增加熟练度。当贴片达到瓶颈后，可考虑购置一台全自动贴片，可以实现自动贴片，可提高贴片效率和质量；
3.3 回流焊
3.3.1 汽相焊炉参数探究
回流焊接的基本工艺方法是设定不同温区的升温速率与印制板停留的速度达到焊膏需要的焊接曲线。我厂使用的回流焊炉为SLC309汽相焊炉，热传递效率为260W/m2K，印制板两表面器件温差可以缩小到5℃以内。因此焊接温度曲线只要满足使用的锡膏的温度曲线和特殊元器件对温度的要求即可得到较好的焊接效果。
3.3.1 回流焊接缺陷
我厂SMT生产线到目前为止，出现的焊接缺陷如下：
1）润湿不良，元器件焊接端、引脚或印制板焊盘不沾锡，从而无法得到良好的焊点并影响焊点的牢靠性；
分析其主要原因有：
a） 印制板在使用前可能有污染或没有清洗干净，有污物的部分印刷锡膏，锡膏熔化后不会与其形成正常通路；
b）回收的锡膏使用次数过多，锡膏内的助焊剂等成分挥发过多，导致锡膏熔化时未能有效的去除焊盘和引脚表面的氧化膜；
c） 焊盘或器件引脚氧化，氧化层阻止了锡膏与镀层之间的接触。
2）焊点桥连，元器件端头之间、相邻焊点之间以及焊点与邻近的导线等形成不正常的连接；
分析其主要原因为，贴片位置偏移过多，手动拨正时锡膏粘连。
3）元器件立碑，片式元器件的一端被提起，且站在它的另一端引脚上叫立碑。
分析其主要原因为，焊盘的设计质量影响，即焊盘与器件引脚大小的对应关系，焊盘上有无过孔。
3.2.2 解决措施
从以上分析可以看出，我厂出现的回流焊节缺陷的原因主要集中生产过程的管理和印制板设计这2个方面。因此解决措施有：
1）制定细则，明确对元器件、印制板、锡膏的使用和管控要求；
2）印制板设计，建议我厂设计按照标准要求执行，不允许在印制板焊盘位置开过孔。
4 SMT生产线的应用
通过对SMT生产线的试验开发，目前我厂的SMT生产线已经得到了广泛应用，多个批产和研制型号电路板都已经开始使用该生产线进行焊接。
5 小结
我厂SMT小型表贴生产线已经得到了较为成熟的应用，解决了我厂表贴器件手工焊接效率低、质量一致性差的问题。本文通过对我厂SMT生产线的现状进行了简要介绍，并对其中几个关键工艺技术进行了探究分析，为今后不断提高和完善我厂SMT生产工艺技术水平提供了一定的参考。
参考文献：
【1】SMT焊点图像处理及焊点三维质量信息提取技术研究[D]. 赵辉煌.西安电子科技大学 2010