CN104780720A - 一种基于smt技术的电路板制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于SMT技术的电路板制作工艺，它包括以下步骤：S1.将加有锡膏的钢网安装到锡膏印刷机上，将待印刷锡膏的电路板放于上板机中，向该电路板印刷锡膏；S2.将待贴片电路板送入第一贴片机，将待装配底部元件添加到第一贴片机的飞达，将待装配底部元件装配到待贴片电路板上；S3.将完成底部元件装配的电路板送入第二贴片机，将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏，并将其添加到第二贴片机的飞达，将顶部元件装配到完成底部元件装配的电路板上；S4.将完成顶部元件装配的待焊接电路板送入回流焊接炉，对其进行回流炉焊接；S5.对完成回流炉焊接的待分板电路板进行分板。本发明可防止完成锡膏印刷的电路板少锡以及电路板在回流焊接炉中受热变形。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，特别是涉及一种基于SMT技术的电路板制作工艺。
背景技术
电路板的名称有：线路板，PCB板，铝基板,高频板，PCB，超薄线路板，超薄电路板，印刷铜刻蚀技术电路板等。电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。
电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT），称为表面贴装或表面安装技术。它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件（简称SMC/SMD，中文称片状元器件）安装在印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于SMT技术的电路板制作工艺，可防止完成锡膏印刷的电路板少锡以及电路板在回流焊接炉中受热变形。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于SMT技术的电路板制作工艺，它包括以下步骤：
S1.取钢网和锡膏，将锡膏加至钢网上，并将加有锡膏的钢网安装到锡膏印刷机上，将待印刷锡膏的电路板放于上板机中，启动锡膏印刷机，向该电路板印刷锡膏；
S2.将完成锡膏印刷的待贴片电路板送入第一贴片机，将待装配底部元件添加到第一贴片机的飞达，启动第一贴片机，将待装配底部元件装配到待贴片电路板上；
S3. 将完成底部元件装配的电路板送入第二贴片机，将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏，并将待装配顶部元件添加到第二贴片机的飞达，启动第二贴片机，对顶部元件采用高级叠层芯片封装方法进行装配，将顶部元件装配到完成底部元件装配的电路板上；
S4.将完成顶部元件装配的待焊接电路板送入回流焊接炉，对其进行回流炉焊接，它包括以下子步骤；
S41.根据待焊接电路板和该待焊接电路板使用的锡膏的型号，选择对应的焊接方法；
S42.设定回流焊接炉的炉温曲线；
S43.根据待焊接电路板的规格调节回流焊接炉的轨道宽度，使得回流焊接炉的轨道宽度比冶具的宽度宽；
S44.启动回流焊接炉，回流焊接炉的温度的实际值与设定值相等时，将待焊接电路板放到回流焊接炉的轨道上，对待焊接电路板进行回流炉焊接；
S5.对完成回流炉焊接的待分板电路板进行分板，它包括以下子步骤；
S51.打开分板冶具，将待分板电路板按正确方向放在对应的分板冶具上；
S52.将分板冶具的上盖盖住，同时按下分板机的左右进出板按钮；
S53.点击分板机的CCD模拟按键，观察影像，若影像中上铣刀所经过的路径与电路板上一致，则点击运行按钮；
S54.将完成分板的电路板吹干净。
所述的步骤S1包括以下子步骤：
S11. 领取钢网，从冷藏柜取出锡膏；
S12.将锡膏在常温下回温4小时；
S13.用搅拌机自动搅拌锡膏，直到锡膏拉丝至5～8cm；
S14. 将锡膏加至钢网上，并将加有锡膏的钢网安装到锡膏印刷机上，将待印刷锡膏的电路板放于上板机中，启动锡膏印刷机，向该电路板印刷锡膏。
步骤S1中所述的锡膏在钢网上的覆盖长度不超过刮刀长度，但必须超过印刷锡膏的电路板的长度，所述的钢网上锡膏的厚度为10～20mm。
所述的步骤S43中所述的回流焊接炉的升温速度不大于1.5摄氏度/秒。
步骤S3中所述的将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏中的锡膏厚度为0.175mm。
所述的步骤S5之后还包括对完成回流炉焊接的电路板进行测试的步骤
所述的步骤S5之后还包括包装电路板的步骤，包装电路板包括以下子步骤：
S61.将电路板按型号分开放置；
S62.用防静电气泡袋包装电路板；
S63.将电路板放入防静电周转箱。
步骤S42中所述的炉温曲线包括预热区、恒温区、回流区和冷却区。
若所述锡膏为有铅锡膏，则预热区的温度上升斜率为1.5～4摄氏度/秒，恒温区的持续时间为60～120秒，回流区的温度上升斜率为1.5～3摄氏度/秒，回流区的持续时间为50～100秒，冷却区的温度下降斜率为不大于4摄氏度/秒。
若所述锡膏为无铅锡膏，则预热区的温度上升斜率为1～3摄氏度/秒，恒温区的持续时间为45～120秒，回流区的持续时间为40～90秒，冷却区的温度下降斜率为不大于6摄氏度/秒。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中锡膏在钢网上的覆盖长度不超过刮刀长度，但必须超过印刷锡膏的电路板的长度，钢网上锡膏的厚度为10～20mm，可以防止完成锡膏印刷的电路板少锡；
（2）本发明中回流焊接炉的升温速度不大于1.5摄氏度/秒，可以防止待焊接电路板、底部元件或顶部元件在回流焊接炉中受热变形，或者底部元件和顶部元件相对于电路板发生移位；
（3）将待装配顶部元件蘸取锡膏，在不增加额外工艺步骤的条件下，可以补偿电路板、底部元件和顶部元件的翘曲变形，使得完成焊接后顶部元件离电路板的高度更高，提高了电路板的可靠性；
（4）将待装配顶部元件蘸取助焊剂，使得完成焊接后各顶部元件的焊球本来就存在的大小差异不会变大，此外，助焊剂的工艺容易控制且材料选择方便。
附图说明
图1为本发明一种基于SMT技术的电路板制作工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于SMT技术的电路板制作工艺，它包括以下步骤：
S1. 领取钢网，从冷藏柜取出锡膏，将锡膏在常温下回温4小时，用搅拌机自动搅拌锡膏，直到锡膏拉丝至5～8cm，将锡膏加至钢网上，并将加有锡膏的钢网安装到锡膏印刷机上，将待印刷锡膏的电路板放于上板机中，启动锡膏印刷机，向该电路板印刷锡膏；利用SPI锡膏检测仪对完成锡膏印刷的电路板进行检测，若该电路板存在不良，则对该电路板进行清洗，然后重新对其进行锡膏印刷。
对电路板进行清洗包括以下步骤：取出洗板机的网框，将待清洗的电路板放于网框内，电路板的印锡面朝下；将网框放回洗板机，开始清洗电路板；清洗完后取出电路板，使用新无尘纸擦拭电路板，并用气枪将电路板吹干净。
对电路板进行清洗的时间为1～3分钟，每次清洗时只能放入1片电路板（8PIN板），洗板机内的清洗液的液面大于洗板机内槽的三分之一高度。
检查电路板时需佩戴防静电手套，拿取电路板时需要轻拿轻放，不能用手触摸电路板的焊盘。对电路板进行清洗的方法为：利用超声波对电路板进行清洗，清洗干净后用无尘纸将电路板擦拭干净。
在第一次进行印刷锡膏时，最少要放500g的锡膏到钢网上，此后添加锡膏时，每次添加半瓶的锡膏。生产过程中，每生产6PCS时，锡膏印刷机自动清洗钢网一次，每生产4小时，需更换钢网，防止产生不良品。生产过程中，每半小时需将钢网两边上的锡膏刮至印刷中间位置，防止锡膏时间长固化。
步骤S1中所述的锡膏在钢网上的覆盖长度不超过刮刀长度，但必须超过印刷锡膏的电路板的长度，所述的钢网上锡膏的厚度为10～20mm。
本实施例中的印刷锡膏采用MPM125+的全自动印刷机，对钢网上锡膏厚度的测量选用L6000的全自动3D锡膏测厚仪。
S2.将完成锡膏印刷的待贴片电路板送入第一贴片机，将待装配底部元件添加到第一贴片机的飞达，启动第一贴片机，将待装配底部元件装配到待贴片电路板上；检查底部元件的极性是否正确、位置是否有偏移（底部元件引脚是否偏离焊盘三分之一以上）和是否漏贴底部元件，若底部元件中的结构元件或chip原件的位置发生偏移，则手工对其修复，若底部元件存在漏贴、底部元件中的IC元件和BGA元件的极性错误或者位置发生偏移，则重复步骤S002，对该电路板重新进行底部元件贴片。
S3.将完成底部元件装配的电路板送入第二贴片机，将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏，并将待装配顶部元件添加到第二贴片机的飞达，启动第二贴片机，对顶部元件采用高级叠层芯片封装方法进行装配，将顶部元件装配到完成底部元件装配的电路板上；检查顶部元件的极性是否正确、位置是否有偏移（底部元件引脚是否偏离焊盘三分之一以上）和是否漏贴底部元件，若顶部元件存在漏贴、顶部元件中的BGA元件的极性错误或者位置发生偏移，则重复步骤S3，对该电路板重新进行顶部元件贴片。
步骤S3中所述的将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏中的锡膏厚度为0.175mm。
将底部元件或顶部元件添加到飞达前，需要检查其引脚是否变形，在接触待贴片电路板、顶部元件和底部元件时需要佩戴防静电手套。
所述的助焊剂采用美国铟泰进口，飞达使用日本进口专用设备。
本实施例中贴片选用松下的CM101多功能模组型贴片机和超高速模块化贴片机CM602。
S4.将完成顶部元件装配的待焊接电路板送入回流焊接炉，对其进行回流炉焊接，它包括以下子步骤；
S41. 根据待焊接电路板和该待焊接电路板使用的锡膏的型号，选择对应的焊接方法；
S42. 设定回流焊接炉的炉温曲线；
步骤S42中所述的炉温曲线包括预热区、恒温区、回流区和冷却区。
若所述锡膏为有铅锡膏，则预热区的温度上升斜率为1.5～4摄氏度/秒，预热区的持续时间为40～100秒，恒温区的温度上升斜率不大于0.5摄氏度/秒，恒温区的持续时间为60～120秒，回流区的温度上升斜率为1.5～3摄氏度/秒，回流区的持续时间为50～100秒，冷却区的温度下降斜率为不大于4摄氏度/秒。恒温区的起始温度为140摄氏度，回流区的起始温度为170摄氏度，回流区的最高温度为230摄氏度，冷却区的起始温度为183摄氏度。
若所述锡膏为无铅锡膏，则预热区的温度上升斜率为1～3摄氏度/秒，预热区的持续时间为50～150秒，恒温区的温度上升斜率不大于1摄氏度/秒，恒温区的持续时间为45～120秒，回流区的温度上升斜率为1.5～3摄氏度/秒，回流区的持续时间为40～90秒，冷却区的温度下降斜率为不大于6摄氏度/秒。恒温区的起始温度为150摄氏度，回流区的起始温度为190摄氏度，回流区的最高温度为250摄氏度，冷却区的起始温度为217摄氏度。可以防止待焊接电路板、底部元件或顶部元件在回流焊接炉中受热变形。
S43. 根据待焊接电路板的规格调节回流焊接炉的轨道宽度，使得回流焊接炉的轨道宽度比冶具或待焊接电路板的宽度宽0.5～1mm，使之能顺利传输电路板；
S44.启动回流焊接炉，回流焊接炉的温度的实际值与设定值相等时，将待焊接电路板放到回流焊接炉的轨道上，对待焊接电路板进行回流炉焊接；
所述的步骤S43中所述的回流焊接炉的升温速度不大于1.5摄氏度/秒。
所述的步骤S5之前还包括回流炉焊接的程序的编写的步骤：根据待焊接电路板和锡膏的型号编写相应的回流炉焊接程序。
待焊接电路板流入回流焊接炉时，电路板需平衡的放在轨道或链条上，以防止电路板在回流焊接炉中变形，导致报废。
所述回流焊接炉的升温速度控制在1.5摄氏度/秒 以内，防止热冲击及炉内移位或其他焊接缺陷。在保证焊接品质的前提下，让回流温度尽量的低，最大程度的降低热变形的可能。
本实施例中，回流焊接炉选用劲拓的无铅焊接热风回流焊机。
S5.对完成回流炉焊接的待分板电路板进行分板，它包括以下子步骤；
S51.打开分板冶具，将待分板电路板按正确方向放在对应的分板冶具上；
S52.将分板冶具的上盖盖住，同时按下分板机的左右进出板按钮；
S53.点击分板机的CCD模拟按键，观察影像，若影像中上铣刀所经过的路径与电路板上一致，则点击运行按钮；
S54.将完成分板的电路板吹干净。
进行分板前要检车分板冶具的定位是否正常，不能有翘高现象，电路板放在分板冶具上后，不能松动或浮高；将分板冶具的上盖盖住后，要确保无翘起，否则会造成分板治具、铣刀和机器的损坏。
本实施例中分板机选用欧托领的BVR1200S多连板接点分板机。
完成分板后，对电路板进行外观检查和X-Ray检查，若存在缺陷，则对其进行修复，本实施例中X-Ray检查选用艾而特的X-Ray高解析度无损探伤仪，外观检查使用5倍放大镜。
外观检查和X-Ray检查时，所述的缺陷包括：偏移、反向、翻白、少件、多件、错料、破损、浮件、立碑、短路/连锡、冷焊、锡尖、多锡、包焊、少锡、针孔、侧立、电路板刮伤、金手指刮伤、金手指粘锡、连接器变形、卡座(SIM卡座,T卡座)偏移、屏蔽盖空焊、电路板变形、电路板露铜、元件假焊和BGA气泡等。
所述的步骤S5之后还包括对完成回流炉焊接的电路板进行测试的步骤，若电路板测试不合格，则对电路板进行修复。
本实施例中对电路板进行测试的测试仪选用CMW500手机综测仪。
所述的步骤S5之后还包括包装电路板的步骤，包装电路板包括以下子步骤：
S61.将电路板按型号分开放置；
S62.用防静电气泡袋包装电路板；
S63.将电路板放入防静电周转箱。
每个气泡袋只装2PCS，防静电周转箱的每小格只能放3包电路板，且只能朝一个方向放置。
所述的步骤S5之后还包括钢网清洗的步骤，钢网清洗包括以下子步骤：将钢网上的锡膏铲入锡膏瓶内；将钢网水平放置在钢网清洗区的钢网清洗架上；用喷有酒精的擦网纸擦拭钢网；用喷有酒精的毛刷清洗钢网的孔壁；用气枪清洗钢网孔壁；用气枪清洗钢网孔壁时，一定要带上软胶套。
Claims (8)
1.一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1.取钢网和锡膏，将锡膏加至钢网上，并将加有锡膏的钢网安装到锡膏印刷机上，将待印刷锡膏的电路板放于上板机中，启动锡膏印刷机，向该电路板印刷锡膏；
S2.将完成锡膏印刷的待贴片电路板送入第一贴片机，将待装配底部元件添加到第一贴片机的飞达，启动第一贴片机，将待装配底部元件装配到待贴片电路板上；
S3.将完成底部元件装配的电路板送入第二贴片机，将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏，并将待装配顶部元件添加到第二贴片机的飞达，启动第二贴片机，对顶部元件采用高级叠层芯片封装方法进行装配，将顶部元件装配到完成底部元件装配的电路板上；
S4.将完成顶部元件装配的待焊接电路板送入回流焊接炉，对其进行回流炉焊接，它包括以下子步骤；
S41.根据待焊接电路板和该待焊接电路板使用的锡膏的型号，选择对应的焊接方法；
S42.设定回流焊接炉的炉温曲线；
S43.根据待焊接电路板的规格调节回流焊接炉的轨道宽度，使得回流焊接炉的轨道宽度比冶具的宽度宽；
S44.启动回流焊接炉，回流焊接炉的温度的实际值与设定值相等时，将待焊接电路板放到回流焊接炉的轨道上，对待焊接电路板进行回流炉焊接；
S5.对完成回流炉焊接的待分板电路板进行分板，它包括以下子步骤；
S51.打开分板冶具，将待分板电路板按正确方向放在对应的分板冶具上；
S52.将分板冶具的上盖盖住，同时按下分板机的左右进出板按钮；
S53.点击分板机的CCD模拟按键，观察影像，若影像中上铣刀所经过的路径与电路板上一致，则点击运行按钮；
S54.将完成分板的电路板吹干净。
2.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：所述的步骤S1包括以下子步骤：
S11.领取钢网，从冷藏柜取出锡膏；
S12.将锡膏在常温下回温4小时；
S13.用搅拌机自动搅拌锡膏，直到锡膏拉丝至5～8cm；
S14. 将锡膏加至钢网上，并将加有锡膏的钢网安装到锡膏印刷机上，将待印刷锡膏的电路板放于上板机中，启动锡膏印刷机，向该电路板印刷锡膏。
3.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：步骤S1中所述的锡膏在钢网上的覆盖长度不超过刮刀长度，但必须超过印刷锡膏的电路板的长度，所述的钢网上锡膏的厚度为10～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：所述的步骤S43中所述的回流焊接炉的升温速度不大于1.5摄氏度/秒。
5.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：步骤S3中所述的将待装配顶部元件蘸取助焊剂或锡膏中的锡膏厚度为0.175mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：所述的步骤S5之后还包括对完成回流炉焊接的电路板进行测试的步骤。
7.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：所述的步骤S5之后还包括包装电路板的步骤，包装电路板包括以下子步骤：
S61.将电路板按型号分开放置；
S62.用防静电气泡袋包装电路板；
S63.将电路板放入防静电周转箱。
8.根据权利要求1所述的一种基于SMT技术的电路板制作工艺，其特征在于：步骤S42中所述的炉温曲线包括预热区、恒温区、回流区和冷却区；
若所述锡膏为有铅锡膏，则预热区的温度上升斜率为1.5～4摄氏度/秒，恒温区的持续时间为60～120秒，回流区的温度上升斜率为1.5～3摄氏度/秒，回流区的持续时间为50～100秒，冷却区的温度下降斜率为不大于4摄氏度/秒；
若所述锡膏为无铅锡膏，则预热区的温度上升斜率为1～3摄氏度/秒，恒温区的持续时间为45～120秒，回流区的持续时间为40～90秒，冷却区的温度下降斜率为不大于6摄氏度/秒。
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