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PCBA加工制造流程

一、目的

把经过验证的设计文件转化为符合IPC-A-610 Ⅱ级或Ⅲ级要求的可交付组件,并确保批量一致性与可追溯性。

二、适用范围

适用于刚性FR-4、铝基、铜基、陶瓷基板及软硬结合板的所有SMT/THT混装产品。

三、流程总览

  1. 文件评审 → 2. 物料准备 → 3. 程序编制 → 4. PCB烘板 → 5. 锡膏印刷 → 6. SPI → 7. 贴片 → 8. 炉前AOI → 9. 回流焊 → 10. 炉后AOI → 11. DIP插件 → 12. 波峰焊/选择性波峰焊 → 13. 补焊 → 14. 清洗 → 15. 三防涂覆 → 16. 首件确认 → 17. ICT/FCT → 18. 老化 → 19. 终检 → 20. 包装入库

四、关键工序说明

  1. 文件评审

    • Gerber、BOM、坐标、装配图、特殊工艺要求全部归档。

    • DFM:检查焊盘/孔环、阻焊桥、基准点、拼板V-CUT或邮票孔。

    • 器件替代、极性、潮湿敏感等级(MSL)在评审阶段一次性锁定。

  2. 物料准备

    • IQC:外观、丝印、尺寸、阻容值抽检;IC、BGA 100 % X-ray或开盖抽检。

    • 湿敏元件按MSL表烘烤;卷带料真空回温≥4 h。

    • 锡膏冷藏2-8 ℃,上线前回温4 h,搅拌2 min。

  3. 程序与治具

    • 贴片机程序:坐标、角度、吸嘴、视觉参数、送料器站位。

    • 印刷机:钢网厚度0.10-0.15 mm,开口按面积比≥0.66设计。

    • 波峰焊治具:开窗、压扣、避锡槽,首件过炉前做Profile。

  4. PCB烘板

    • 125 ℃×4 h 或 150 ℃×2 h;板厚≥2 mm、层数≥8层时强制烘板。

    • 出炉后30 min内投入印刷,防止二次吸潮。

  5. 锡膏印刷

    • 刮刀角度60°,速度50-80 mm/s,压力0.02-0.03 kg/mm。

    • 每2 h擦网一次,连印500次更换锡膏。

  6. SPI(锡膏检测)

    • 体积、高度、面积公差:±25 %/±20 µm/±15 %。

    • NG板立即擦网复检,防止批量偏移。

  7. 贴片

    • 按先小后大、先低后高顺序。

    • 0201、0.4 mm pitch BGA单独设低速、高精度模式。

    • 换料比对料站表+条码,防错料。

  8. 炉前AOI

    • 查缺件、偏移、极性反。

    • 发现批量极性错误立即停线。

  9. 回流焊

    • Profile:预热斜率≤3 ℃/s;恒温区150-180 ℃,60-120 s;峰值比合金熔点高20-40 ℃;冷却斜率≤4 ℃/s。

    • 每班首件+每4 h测温一次。

  10. 炉后AOI+人工目检

    • 焊球、连锡、立碑、虚焊100 %覆盖。

    • BGA每片做X-ray抽检5 %。

  11. DIP插件

    • 立式、卧式、异形件分类插装。

    • 预加工:K脚、剪脚、整形一次完成,引脚露出板面1.2-1.5 mm。

  12. 波峰焊

    • 助焊剂比重0.800-0.810;预热90-120 ℃;锡温260 ±5 ℃;链速0.8-1.2 m/min。

    • 治具载具过炉角度4-7°,减少连锡。

  13. 补焊

    • 手工补焊用无铅锡丝Sn99Ag0.3Cu0.7,烙铁温350-380 ℃,3秒完成。

    • 每工位配吸烟仪,防止焊剂残留二次飞溅。

  14. 清洗

    • 水洗线:40 ℃ DI水+皂化剂,超声40 kHz,漂洗电阻率≥10 MΩ·cm。

    • 三防前表面离子污染≤1.56 µgNaCl/cm²(ROSE法)。

  15. 三防涂覆

    • 丙烯酸或聚氨酯,厚度25-75 µm;UV追踪线自检覆盖率。

    • 连接器、按键、测试点100 %遮蔽。

  16. 首件确认

    • 元件值、极性、焊接、丝印、板弯、金手指划痕。

    • 首件报告签字后方可批量。

  17. ICT/FCT

    • ICT:开路、短路、阻容值、二极管/三极管压降。

    • FCT:上电、烧录、功能跑分;治具带日志自动保存。

  18. 老化

    • 45 ℃/8 h动态老化,或按客户要求55 ℃/4 h 满载。

    • 故障率>500 ppm需启动8D分析。

  19. 终检

    • 外观:划痕、污渍、起泡、铜暴露。

    • 包装:真空+干燥剂+湿度卡,外箱贴RoHS标签、MSL标签、条码。

  20. 入库/出货

    • 批次号、工单号、操作员工号全部MES追溯。

    • 出货附COA、检验报告、装配图、BOM一致性声明。

PCBA加工

五、常见异常及对策

异常现象 根因 纠正措施
立碑 焊盘宽长比失衡、两端温差 调整钢网开口,回流炉风速平衡
连锡 助焊剂过多、波峰过高 降低助焊剂喷雾量,治具加深避锡槽
BGA虚焊 Profile峰值不足 峰值提高5-10 ℃,延长液相线10 s
板弯 拼板无工艺边、回流冷却过快 加5 mm工艺边,冷却段风速降低30 %

六、结束语

PCBA的可靠性是20道工序、200个参数、2000个细节共同作用的结果。唯有把每一步写成标准、做进系统、落到现场,才能将设计意图完整、无损、可重复地交付给客户。