smt设备与产品质量关系的研究
【摘要】在如今这个时代，电子行业日趋先进，整个行业已然朝着微型化，集成化方面发展。SMT是电子行业中最主流的组装方法，其具有组装密度高、电子产品体积小、重量轻等优势。随着电子元器件更加的微型化和组装更加的高密度化，SMT工艺也越来越复杂，所以在SMT生产过程中往往会遇到很多品质问题，解决这些问题可以减少产品出现的缺陷和返修的几率，也能提高企业的效益。所以SMT品质管控对于整个SMT行业来说尤为重要。论文首先介绍了SMT常见设备，包括简单的工作原理与设备品牌。然后介绍了SMT生产工艺以及SMT生产线的组成。接着详细地对SMT在印刷、贴片、回流焊三个重点环节的工艺过程和质量缺陷进行了分析，并对质量缺陷提出了相应的解决措施。
目录
一、引言 1
二、SMT主要的生产设备 2
（一）印刷机介绍 2
（二）自动锡膏检测机（SPI）介绍 2
（三）贴片机介绍 3
（四）回流焊介绍 3
（五）自动光学检测机（AOI）介绍 4
三、SMT生产工艺 5
（一）SMT生产线的组成 5
（二）SMT工艺流程 5
（三）SMT品质管理 5
四、SMT设备与印刷质量关系的研究 9
（一）印刷工艺过程 9
（二）印刷缺陷及解决措施 9
（三）小结 11
五、SMT设备与贴片质量关系的研究 13
（一）贴片工艺过程 13
（二）贴片过程中的质量缺陷分析 15
（三）小结 18
六、SMT设备与回流质量关系的研究 20
（一)回流工艺过程 20
（二）回流缺陷及解决措施 20
（三）小结 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
一、引言
随着时代的不断发展，电子行业也日趋先进，整个行业已然朝着微型化，集成化方面发展。SMT是表面组装技术（表面贴装技术）（Surface Mount Technology的缩写）就此产生，它将某些传统的元器件的体积大小缩小到十分之一左右，实现了电路板贴装的小型化和高
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密度，由于成本低，可靠性更高。如今SMT是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。上世纪60年代世界上第一块表面贴装集成电路在美国产生，起初这种技术应用于在军事、航空航天等尖端产业。上世纪70年代，受日本消费类电子产品的影响，日本的SMT产业高度发展。到了80年代，SMT已成为国际上最热门的电子产业组装新技术，被称为电子组装技术上一次革命。进入21世纪以来，中国的电子信息产业每年都以20%以上高速增长，规模已连续居世界第二位。在中国电子信息产业高速发展的大背景下，中国的SMT和其生产线也在高速发展，因而SMT行业在中国的电子行业中占举足轻重的地位。
SMT的特点远不止产品体积大大减小，它的特点还包括产品高频特性好，减少电磁和射频干扰；可以实现自动化生产提高生产效率；节省人力物力资源等。以前的插孔元器件体积已无法再缩小，所以其功能不能更完善，而SMT采用的是大规模、高集成的IC，这是插孔元件无法比拟的。而这种高集成的IC只能使用SMT工艺加工。由于SMT优点众多，所以其能够高速发展，成为电子组装业生产工艺的主流。
在电子产品竞争日益激烈的今天，产品的质量不仅是企业技术和管理水平的标志也同时关系到企业的发展与生存。只用质量好的产品才能在市场上立足。而产品质量又与SMT设备离不开，SMT生产设备的好坏直接影响到产品的质量，通常生产中很多不良与设备的产生、工作状况等是分不开的。因此我们必须要了解不良产生的原因与解决对策，这样有利于控制产品质量和从根源上解决产品缺陷。本论文所研究改善良率的方法，可以有效的提高企业的生产良率和降低企业的生产成本，提升企业产品质量，提高企业在同行业中的竞争力。
二、SMT主要的生产设备
（一）印刷机介绍
印刷机主要的作用就是把锡膏印刷到PCB焊盘上。印刷机印刷是依靠金属模板进行印刷，其原理是金属模板开孔与PCB焊盘一致，通过mark点定位准确与PCB焊盘吻合然后通过刮刀刮锡膏进行印刷。
目前市场上主流的印刷机品牌有DEK、日立、西门子、富士、松下、三星等，印刷机以类型可分为手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机。目前大企业主流用全自动印刷机，以我实习的企业为例，其用的是DEK全自动印刷机，如图2.1所示。全自动印刷机特点为工作稳定、印刷质量优、节省人力等。
图2.1 DEK印刷机
（二）自动锡膏检测机（SPI）介绍
自动锡膏检测机（Solder Paste Inspection）可快速量测每一锡点的面积、体积、高度及检测短路，可在制程初期筛选出锡膏印刷不良产品，一方面实时提供信息供印刷机修改参数，一方面避免不良产品在生产在线继续加工，有效提高产能及减少生产、维修成本。自动锡膏检测机原理是利用摩尔条纹干涉原理实现对锡膏印刷质量的检测。
目前市场上常见的自动锡膏检测机品牌有 Kohyoung、TRI、思泰克等。我实习的企业用的是Kohyoung的设备，如图2.2所示。其特点为检测准确、工作稳定、无需人员值守节约人力。
图2.2 自动锡膏检测机
（三）贴片机介绍
贴片机是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备，是整个SMT生产中最关键、最复杂的设备。其原理是程序员将生产所需的程序编好，然后机器通过程序进行动作，完成贴装元器件的任务。
目前市场上主流的贴片机品牌有FUJI、西门子、环球、三星、松下、环球等。我实习的企业所采用的是FUJI的NXT贴片机，如图2.3所示。其主要特点是采用模组化进行工作、稳定性高贴装速度快、贴装不良率低。
图2.3 FUJI NXT
（四）回流焊介绍
回流焊是通过融化锡膏而形成焊点，焊接过程中不再添加任何额外焊料的一种焊接方法。回流焊炉是回流焊工艺的设备，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的锡膏融化后与主板粘结。回流焊炉根据技术分类有：热板传导回流焊、红外(IR)回流焊炉、气相回流焊接、热风回流焊、红外线+热风回流焊、热丝回流焊等。
目前市面上主流的回流焊炉品牌有HEELER、ERSA、ETC、BTU、JT等。我所实习的企业用的是HELLER图2.4所示，其特点是温度易于控制、工作稳定、焊接缺陷低等。
图2.4 回流焊炉
（五）自动光学检测机（AOI）介绍
自动光学检测机（Automatic Optic Inspection）是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。通过使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制。早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段，AOI将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板。
目前主流的AOI品牌有Kohyoung、TRI、JUTZE、VISCOM等，我所实习的企业用的是JUTZE，如图2.5所示，其特点是检测准确性高、误判少、编程简单等。
目录
一、引言 1
二、SMT主要的生产设备 2
（一）印刷机介绍 2
（二）自动锡膏检测机（SPI）介绍 2
（三）贴片机介绍 3
（四）回流焊介绍 3
（五）自动光学检测机（AOI）介绍 4
三、SMT生产工艺 5
（一）SMT生产线的组成 5
（二）SMT工艺流程 5
（三）SMT品质管理 5
四、SMT设备与印刷质量关系的研究 9
（一）印刷工艺过程 9
（二）印刷缺陷及解决措施 9
（三）小结 11
五、SMT设备与贴片质量关系的研究 13
（一）贴片工艺过程 13
（二）贴片过程中的质量缺陷分析 15
（三）小结 18
六、SMT设备与回流质量关系的研究 20
（一)回流工艺过程 20
（二）回流缺陷及解决措施 20
（三）小结 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
一、引言
随着时代的不断发展，电子行业也日趋先进，整个行业已然朝着微型化，集成化方面发展。SMT是表面组装技术（表面贴装技术）（Surface Mount Technology的缩写）就此产生，它将某些传统的元器件的体积大小缩小到十分之一左右，实现了电路板贴装的小型化和高
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
密度，由于成本低，可靠性更高。如今SMT是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。上世纪60年代世界上第一块表面贴装集成电路在美国产生，起初这种技术应用于在军事、航空航天等尖端产业。上世纪70年代，受日本消费类电子产品的影响，日本的SMT产业高度发展。到了80年代，SMT已成为国际上最热门的电子产业组装新技术，被称为电子组装技术上一次革命。进入21世纪以来，中国的电子信息产业每年都以20%以上高速增长，规模已连续居世界第二位。在中国电子信息产业高速发展的大背景下，中国的SMT和其生产线也在高速发展，因而SMT行业在中国的电子行业中占举足轻重的地位。
SMT的特点远不止产品体积大大减小，它的特点还包括产品高频特性好，减少电磁和射频干扰；可以实现自动化生产提高生产效率；节省人力物力资源等。以前的插孔元器件体积已无法再缩小，所以其功能不能更完善，而SMT采用的是大规模、高集成的IC，这是插孔元件无法比拟的。而这种高集成的IC只能使用SMT工艺加工。由于SMT优点众多，所以其能够高速发展，成为电子组装业生产工艺的主流。
在电子产品竞争日益激烈的今天，产品的质量不仅是企业技术和管理水平的标志也同时关系到企业的发展与生存。只用质量好的产品才能在市场上立足。而产品质量又与SMT设备离不开，SMT生产设备的好坏直接影响到产品的质量，通常生产中很多不良与设备的产生、工作状况等是分不开的。因此我们必须要了解不良产生的原因与解决对策，这样有利于控制产品质量和从根源上解决产品缺陷。本论文所研究改善良率的方法，可以有效的提高企业的生产良率和降低企业的生产成本，提升企业产品质量，提高企业在同行业中的竞争力。
二、SMT主要的生产设备
（一）印刷机介绍
印刷机主要的作用就是把锡膏印刷到PCB焊盘上。印刷机印刷是依靠金属模板进行印刷，其原理是金属模板开孔与PCB焊盘一致，通过mark点定位准确与PCB焊盘吻合然后通过刮刀刮锡膏进行印刷。
目前市场上主流的印刷机品牌有DEK、日立、西门子、富士、松下、三星等，印刷机以类型可分为手动印刷机、半自动印刷机、全自动印刷机。目前大企业主流用全自动印刷机，以我实习的企业为例，其用的是DEK全自动印刷机，如图2.1所示。全自动印刷机特点为工作稳定、印刷质量优、节省人力等。
图2.1 DEK印刷机
（二）自动锡膏检测机（SPI）介绍
自动锡膏检测机（Solder Paste Inspection）可快速量测每一锡点的面积、体积、高度及检测短路，可在制程初期筛选出锡膏印刷不良产品，一方面实时提供信息供印刷机修改参数，一方面避免不良产品在生产在线继续加工，有效提高产能及减少生产、维修成本。自动锡膏检测机原理是利用摩尔条纹干涉原理实现对锡膏印刷质量的检测。
目前市场上常见的自动锡膏检测机品牌有 Kohyoung、TRI、思泰克等。我实习的企业用的是Kohyoung的设备，如图2.2所示。其特点为检测准确、工作稳定、无需人员值守节约人力。
图2.2 自动锡膏检测机
（三）贴片机介绍
贴片机是通过移动贴装头把表面贴装元器件准确地放置PCB焊盘上的一种设备，是整个SMT生产中最关键、最复杂的设备。其原理是程序员将生产所需的程序编好，然后机器通过程序进行动作，完成贴装元器件的任务。
目前市场上主流的贴片机品牌有FUJI、西门子、环球、三星、松下、环球等。我实习的企业所采用的是FUJI的NXT贴片机，如图2.3所示。其主要特点是采用模组化进行工作、稳定性高贴装速度快、贴装不良率低。
图2.3 FUJI NXT
（四）回流焊介绍
回流焊是通过融化锡膏而形成焊点，焊接过程中不再添加任何额外焊料的一种焊接方法。回流焊炉是回流焊工艺的设备，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的锡膏融化后与主板粘结。回流焊炉根据技术分类有：热板传导回流焊、红外(IR)回流焊炉、气相回流焊接、热风回流焊、红外线+热风回流焊、热丝回流焊等。
目前市面上主流的回流焊炉品牌有HEELER、ERSA、ETC、BTU、JT等。我所实习的企业用的是HELLER图2.4所示，其特点是温度易于控制、工作稳定、焊接缺陷低等。
图2.4 回流焊炉
（五）自动光学检测机（AOI）介绍
自动光学检测机（Automatic Optic Inspection）是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。通过使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制。早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段，AOI将减少修理成本将避免报废不可修理的电路板。
目前主流的AOI品牌有Kohyoung、TRI、JUTZE、VISCOM等，我所实习的企业用的是JUTZE，如图2.5所示，其特点是检测准确性高、误判少、编程简单等。
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