SMT核心工艺流程：从焊膏印刷到回流焊接的实操细节

原创于 2025-10-14 11:20:18 发布 · 1k 阅读

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SMT 的核心工艺流程分为 “焊膏印刷→元件贴装→回流焊接→检测” 四大步骤，每个步骤的参数控制直接决定产品良率（如焊膏印刷偏差 10%，可能导致 30% 的虚焊）。与 “仅了解流程框架” 的浅层认知不同，实操中需掌握每个步骤的关键设备、参数标准及常见问题预防，才能确保 SMT 生产稳定。

一、焊膏印刷：SMT 的 “第一道防线”

焊膏印刷是将焊膏（锡铅或无铅合金，含助焊剂）通过钢网漏印到 PCB 焊盘上，为后续焊接提供焊料，核心目标是 “焊膏量精准、无偏移、无桥连”。

1. 关键设备与材料

钢网：不锈钢材质，厚度 0.1~0.2mm（根据元件封装选择，0402 元件用 0.12mm，QFN 封装用 0.15mm），开孔尺寸比 PCB 焊盘小 5%~10%（防止焊膏溢出）；

印刷机：分手动（小批量，精度 ±0.1mm）、半自动（中批量，±0.05mm）、全自动（大批量，±0.02mm），全自动印刷机需搭配 PCB 定位系统（视觉定位或机械定位）；

焊膏：无铅焊膏（Sn96.5Ag3.0Cu0.5，符合 RoHS 标准）为主流，粘度 200~300Pa・s（常温），需冷藏保存（5~10℃），使用前回温 4 小时（避免水汽凝结）。

2. 核心参数控制

刮刀压力：10~30N（根据钢网厚度调整，0.12mm 钢网用 15N），压力过小导致焊膏量不足，过大导致钢网变形；

印刷速度：20~50mm/s（0402 元件用 25mm/s，BGA 用 35mm/s），速度过快易产生气泡，过慢导致焊膏拖尾；

脱模速度：1~5mm/s（慢脱模，减少焊膏粘连），钢网与 PCB 分离时速度越慢，焊膏成型越规整；

焊膏量标准：焊膏高度为钢网厚度的 80%~120%（如 0.12mm 钢网，焊膏高度 0.096~0.144mm），且覆盖焊盘面积≥90%。

3. 常见问题预防

钢网堵塞：焊膏中金属粉末氧化或助焊剂干结，需每印刷 50 片 PCB 清洁钢网（用无尘布蘸异丙醇擦拭）；

焊膏偏移：PCB 定位不准，需校准印刷机定位系统（视觉定位精度≤±0.01mm）；

焊膏量不足：钢网开孔磨损，需定期检查钢网开孔尺寸（磨损＞10% 时更换）。

二、元件贴装：精准定位的 “自动化核心”

元件贴装是通过贴片机的吸嘴吸取元件，精准放置在 PCB 焊盘上，核心目标是 “位置偏差≤±0.1mm，角度偏差≤±1°”。

1. 关键设备与参数

贴片机：按速度分低速（＜3000 点 / 小时，小批量）、中速（3000~15000 点 / 小时，中批量）、高速（＞15000 点 / 小时，大批量），高速贴片机多为模块化设计（多吸嘴头）；

吸嘴：根据元件尺寸选择（0402 元件用 0.3mm 直径吸嘴，BGA 用 1.2mm 吸嘴），吸嘴材质为陶瓷或合金（耐磨性好）；

定位方式：视觉定位（主流），通过相机识别元件 Mark 点与 PCB Mark 点，计算偏差后自动补偿，定位精度 ±0.02mm；

贴装压力：5~50g（0402 元件用 8g，QFN 用 30g），压力过小导致元件贴合不牢，过大导致元件破损或焊膏挤压。

2. 元件贴装顺序

遵循 “先小后大、先轻后重、先贴边缘后贴中心” 原则：

贴装微型元件（01005~0402 电阻电容）；

贴装小型 IC（SOT、SOIC 封装）；

贴装大型元件（BGA、QFN、连接器）；

原因：避免大型元件贴装时碰撞已贴好的微型元件，中心区域贴装后可减少 PCB 变形对边缘元件的影响。

3. 常见问题预防

元件偏位：吸嘴磨损或真空吸力不足，需定期检查吸嘴（磨损＞0.05mm 更换），校准真空压力（0.4~0.6MPa）；

元件缺件：供料器卡料，需检查供料器的送料轨道（是否有异物），调整送料速度（与贴片机匹配）；

元件反转：视觉识别错误，需优化元件识别参数（如调整相机曝光度、对比度）。

三、回流焊接：焊膏成型的 “温度控制艺术”

回流焊接是将贴好元件的 PCB 送入回流焊炉，通过高温使焊膏融化、润湿焊盘与元件引脚，冷却后形成焊点，核心目标是 “焊点饱满、无虚焊、无氧化”。

1. 关键设备与温度曲线

回流焊炉：分热风式（主流）、红外式，多为 4~8 温区（预热区、恒温区、回流区、冷却区），温区长度 60~120cm；

无铅焊膏温度曲线（Sn96.5Ag3.0Cu0.5）：

预热区（80~150℃）：升温速率 2~3℃/s，时间 60~90s（去除焊膏中水汽）；

恒温区（150~180℃）：时间 60~120s（助焊剂活化，防止元件热冲击）；

回流区（180~245℃）：峰值温度 235~245℃，时间 30~60s（焊膏完全融化）；

冷却区（245~100℃）：降温速率 2~4℃/s（焊点快速凝固，避免晶粒粗大）。

2. 核心参数控制

传送带速度：30~50cm/min（根据温区长度调整，8 温区炉用 40cm/min），确保 PCB 在每个温区的停留时间符合曲线要求；

氮气保护：焊接 BGA、CSP 等精细元件时，需通入氮气（氧含量＜500ppm），防止焊点氧化，提升焊接良率（从 95% 升至 99%）；

冷却风扇转速：2000~3000rpm，确保降温速率达标，避免 PCB 翘曲（翘曲度≤0.5%）。

3. 常见问题预防

虚焊：回流区温度不足或时间过短，需校准炉温曲线（用炉温测试仪实时监测）；

焊点氧化：氧含量过高，需检查氮气供应系统（压力≥0.3MPa）；

PCB 翘曲：冷却速率过快，需降低冷却风扇转速（降至 2000rpm）。

四、检测：质量把控的 “最后关卡”

检测分为 “在线检测”（印刷后、贴装后）与 “成品检测”，核心目标是剔除不良品，避免流入下游工序。

印刷后检测（SPI）：用 SPI（焊膏检测机）测量焊膏高度、面积，合格率≥99% 方可进入贴装；

贴装后检测（AOI）：用 AOI（自动光学检测）检查元件偏位、缺件、反转，精度 ±0.05mm；

成品检测：外观检查（焊点是否饱满）、电气测试（导通性、绝缘性）、X-Ray 检测（BGA 焊点内部空洞，空洞率≤15%）。

SMT 工艺流程的核心是 “参数精准 + 步骤衔接”—— 某工厂生产 BGA 封装的路由器 PCB，因回流焊峰值温度低（225℃，未达 235℃），导致虚焊率 10%；调整温度曲线后，虚焊率降至 0.5%。可见，每个步骤的细节把控是 SMT 质量的关键。