PCBA加工SMT代工工艺评审的要点（上）

摘要：PCBA加工企业希望顺利导入SMT新品，保证按时将合格产品交付给客户，而做好细致全面的工艺评审是新品试样前必不可少的准备工作，本文从PCB的DFM设计、特殊元件、客户的特殊要求等三大方面详细描述了工艺评审的要点。 

关键词：PCBA加工 SMT代工 工艺评审

近几年来，随着电子产品市场竞争的不断升级，迫于成本的压力，OEM（Original Equipment Manufacture，原始设备制造商）企业积极寻求非核心的制造业务外包，EMS（Electronic Manufacturing Service，电子制造服务）产业得到快速发展，由于SMT（Surface Mount Technology，表面贴装技术）的设备高投入和工艺高复杂性的特点，SMT代工在EMS产业中占有最大的比重。随着竞争的加剧，SMT代工利润被逐渐削薄，生存压力迫使所有SMT代工企业不断采取措施提高竞争力，想方设法提升客户的满意度。 

那么如何才能做到让客户满意呢？就是要彻底搞清楚客户产品的细节和客户的需求，不断提升SMT代工质量，这个代工质量不单指产品质量，更重要的是服务质量。根据我们十几年SMT代工服务的经验，我们发现提升客户满意度的关键和前提就是SMT新品导入前的合同评审。俗话说“磨刀不误砍柴功”，只有把合同评审等准备工作做细做好，才能保证SMT新品试样一次成功。全面细致的合同评审可以收到事半功倍的效果，否则，在SMT新品试样生产中，就会时不时地出现这样那样的问题，可能会影响质量和交期，导致客户抱怨。 

SMT代工合同的评审内容包括工艺、质量、价格、交期、服务、材料损耗、包装运输等等，其中最重要最关键的内容是工艺评审，它应包括PCB（Printed  Circuit Board，印刷电路板）的DFM（Design For Manufacture，可制造性设计）设计、特殊元件、客户的特殊要求等三大方面，下面分别加以详细描述：

一、PCB的DFM设计

1、PCB材质及耐温性 

PCB的材质有很多种类，其耐温特性各不相同，PCB常用材料中，树脂有环氧树脂、酚醛树脂等，基材有玻纤布、绝缘纸等。比较常见PCB的材质有CEM-1、CEM-3、FR-1、FR-4、FR-5等型号，不同型号PCB的耐温等级差异很大，针对纸质PCB耐温等级低、易吸潮的特点，需设置尽量低的回流温度，同时需评估是否需要安排预烘烤，特别注意非真空包装的纸质PCB。 

2、PCB镂空外形结构 

不规则外形PCB的镂空面积较大时，容易导致SMT设备输送轨道上的PCB传感器误测，需要增加PCB传感器检测延时时间，以避免因识别错误产生误动作，或在与轨道垂直的方向移动PCB检测传感器以避开PCB镂空的地方。

如果需要安排波峰焊接工序的，还需考虑制作波峰焊载板以遮蔽镂空比较大的地方，以免融锡冲上板面。 

3、工艺边 

PCB板边4mm范围内不能有元器件，否则会影响SMT生产，无法避免时，可以采用添加辅助边（工艺边）或制作载板的方法，工艺边一般加在PCB长边，工艺边宽度不小于3mm，工艺边同PCB流向一致。如果工序间PCBA流转是采用板架的，需评估板架上PCB槽的深度（一般为6-7mm）范围内是否有元件，如有则不能用板架周转，可以采用专用的PCB MAGAZINE。 

4、“V-CUT”槽 

PCB联板一般以“V-CUT”槽分割，合适的“V-CUT”槽深度是很重要的，“V-CUT”槽可以双面刻也可以单面刻，总的深度一般是PCB厚度的1/3-1/2左右，过浅会增加分板难度，过深会造成连接强度不够，PCB过炉受热时易变形。 

5、PCB板厚 

每台SMT设备都有PCB厚度范围的限制，在允许范围以内较厚的PCB硬度和平整度好，不易变形，所以比较受SMT工厂欢迎，而面积较大而又较薄的PCB就很容易变形，这时就需要像生产软板（FPC）一样制作载板，将PCB固定在载板上再生产。

6、PCB大小 

每台SMT设备都有PCB尺寸范围限制，太大或太小均无法生产。如果单片PCB尺寸太大，就需要选择适合大尺寸PCB的大型设备来生产。如果单片PCB尺寸太小，一是可以做成多联板，使多联板的PCB尺寸变大；二是制作尺寸合适的载板，将单片PCB放于载板上生产，当然前者生产效率更高。 

7、PCB焊盘涂层 

PCB表面处理一般有有机涂覆（OSP）、热风平整（喷锡）、化学镀镍/浸金（ENIG）、浸银、浸锡等方式，喷锡板主要需检查焊盘表面喷锡的平整度，喷锡不平整会影响锡膏印刷效果；OSP板主要需检查抗氧化性，以选择合适活性的锡膏型号和PCB流转限制时间；ENIG处理过的PCB表面在焊接过程中容易产生黑盘效应（Black pad），需在PCB外观检验SOP（Standard Operating Procedure 标准作业程序）中作特别提醒。 

8、PCB阻焊膜和丝印图 

阻焊膜不能覆盖焊盘，要能耐受回流焊高温冲击，不能产生起皮、褶皱等不良。丝印字符应清晰，不能覆盖焊盘。尤其要注意检查细间距IC附近阻焊膜和丝印油的高度，如超标会使细间距IC引脚焊盘上的锡膏厚度增加，易造成连焊不良。 

9、元件分布 

元件布局应均匀、整齐、紧凑，功率大的元件摆放在利于散热的位置上，质量较大的元器件应避免放在板的中心，热敏元件应远离发热元件，同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置，同一种类型的有极性分立元件也要在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验，元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元器件周围要有足够的空间。 

波峰焊接面上的大、小SMD不能排成一条直线，要错开位置，较小的元件不应排在较大的元件之后，阻容件轴向要与波峰焊传送方向垂直，排阻及SOP元器件轴向与传送方向平行，这样可以防止焊接时因焊料波峰的 “阴影”效应造成的虛焊和漏焊。 

10、焊盘和布线设计 

①需评估焊盘设计是否与实际元件匹配，如发现有小元件匹配大焊盘的，可以考虑在元件底部点加贴片胶来帮助固定，以避免回流焊时出现立碑、空焊等不良。 

②需评估焊盘大小和间距是否符合IPC-SM-782A标准。如不符合，需修改设计，或在印刷钢网设计时考虑修正弥补轻微的设计缺陷。 

③SMD元件的焊盘上或其附近不能有过孔，过孔离焊盘至少0.5mm以上，否則在回流焊过程中，焊盘上的焊锡熔化后会沿着过孔流走，会产生空焊、少錫，还可能流到板的另一面造成短路。如果无法避免，需将过孔注入胶水填塞，如果是BGA焊盘，还需特别检查过孔填塞后不能留凹坑，否则，BGA焊点易产生空洞。 

④焊盘与大面积铜箔（如电源/接地层等）之间需作热隔离设计，否则易形成冷焊不良，热隔离连线长度至少1mm以上。 

⑤大面积接地/电源层应作网格状处理，否则，在焊接过程中会因热应力差异过大引起PCB局部变形。 

⑥如果需要对PCBA作ICT测试的，就需评估测试焊盘的设计是否合理，两个测试焊盘应保持2.54mm以上间距，测试焊盘应上锡，应选用低残留免清洗焊锡膏，尽量避免用过孔或焊点来代替测试焊盘。 

⑦对于通孔元件来说，为了保证焊接效果最佳，引脚与孔径的缝隙应在0.25mm～0.70mm之间。较大的孔径对插装有利，但对焊点形成不利，易产生空洞和半焊不良。 

⑧一般通孔元件的焊盘直径为孔径的2倍，双面板最小为1.5mm，单面板最小为2mm，如果受空间限制而不能用圆形焊盘的，可以采用腰圆形焊盘，以增加焊盘面积。 

⑨PCB的定位孔为非金属化孔，直径为4mm，位于PCB的角上，距两板边各5mm。定位MARK点距板边5mm以上，不影响SMT设备的识别，PCB对角至少有两个不对称MARK点，MARK点的优选形状为实心圆，也可以是实心方块、实心菱形、十子星等，实心圆MARK点的优选尺寸为直径1mm。对于细间距IC，为提高贴片精度，要求在IC两对角也设置局部MARK点。MARK点的材料为裸铜或覆铜，为了增加MARK点和PCB之间的对比度，可在MARK点周围1.5mm范围内开阻焊窗口，为了保证印刷和贴片的识别效果，MARK点周围应无其它走线及丝印字符。