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1、SMT SMT 介紹與重點介紹與重點2021/9/171內容容: :一一一一. . . .SMT SMT SMT SMT 介紹介紹介紹介紹二二二二. . . .不良設計在不良設計在不良設計在不良設計在SMTSMTSMTSMT生生生生產產製造中的危害製造中的危害製造中的危害製造中的危害三三三三. . . .目前國目前國目前國目前國內內SMTSMTSMTSMT印製電路板設計中的常見問題及解決措施印製電路板設計中的常見問題及解決措施印製電路板設計中的常見問題及解決措施印製電路板設計中的常見問題及解決措施四四四四. . . .SMTSMTSMTSMT工藝對工藝對工藝對工藝對PCBPCBPCBPCB設計
2、的要求設計的要求設計的要求設計的要求2021/9/172一一. . SMT SMT 介紹介紹2021/9/173 基板材料選擇基板材料選擇 佈線佈線 元器件選擇元器件選擇 焊盤焊盤 印製板電路設計印製板電路設計測試點測試點 PCB設計設計可製造（工藝）性設計可製造（工藝）性設計 導線、通孔導線、通孔 可靠性設計可靠性設計 焊盤與導線的連接焊盤與導線的連接 降低生產成本降低生產成本 阻焊阻焊 散熱、電磁干擾等散熱、電磁干擾等 印製電路板（印製電路板（PCB）設計是表面組裝技術的重要組成之一。）設計是表面組裝技術的重要組成之一。PCB設計品質是衡量表面組裝技術水準的一個重要標誌，是保證表面設計品質
3、是衡量表面組裝技術水準的一個重要標誌，是保證表面組裝品質的首要條件之一。組裝品質的首要條件之一。 PCB設計包含的內容：設計包含的內容：2021/9/174 可製造性設計可製造性設計DFMDFM（Design For ManufactureDesign For Manufacture）是保證）是保證PCBPCB設計品質的最設計品質的最有效的方法。有效的方法。DFMDFM就是從就是從產品開發設計時起，就考慮到可製造性和可測試性，品開發設計時起，就考慮到可製造性和可測試性，使設計和製造之間緊密聯繫，實現從設計到製造一次成功的目的。使設計和製造之間緊密聯繫，實現從設計到製造一次成功的目的。 DFMD
4、FM具有縮短開發週期、降低成本、提高具有縮短開發週期、降低成本、提高產品品質等優點，是企業品品質等優點，是企業產品品取得成功的途徑。取得成功的途徑。 2021/9/175串列設計並行設計CE及DFM重新設計1#重新設計重新設計1#生產生產 N#傳統的設計方法與現代設計方法比較傳統的設計方法與現代設計方法比較傳統的設計方法傳統的設計方法現代設計方法現代設計方法2021/9/176二二. . 不良設計在不良設計在SMTSMT生生產製造中的危害製造中的危害2021/9/177 不良設計在不良設計在SMTSMT生生產製造中的危害製造中的危害1. 1. 造成大量造成大量焊接缺陷。接缺陷。2. 2. 增加
5、修板和返修工作量，浪費工時，延誤工期。增加修板和返修工作量，浪費工時，延誤工期。3. 3. 增加工藝流程，浪費材料、浪費能源。增加工藝流程，浪費材料、浪費能源。4. 4. 返修可能會損壞元器件和印製板。返修可能會損壞元器件和印製板。5. 5. 返修後影響返修後影響產品的可靠性品的可靠性6. 6. 造成可製造性差，增加工藝難度，影響設備利用率，降低生造成可製造性差，增加工藝難度，影響設備利用率，降低生產效率。效率。7 7最最嚴嚴重重時時由由於於無無法法實實施施生生產需需要要重重新新設設計計，導導致致整整個個產品品的的實實際際開開發發時時間間延延長，失去市場競爭的機會。長，失去市場競爭的機會。20
6、21/9/178三三. . SMTSMT印製電路板設計中的常見問題印製電路板設計中的常見問題及解決措施及解決措施2021/9/1791. PCB1. PCB設計中的常見問題（舉例）設計中的常見問題（舉例）(1) (1) 焊盤結構尺寸不正確（以盤結構尺寸不正確（以ChipChip元件為例）元件為例） a.a.當當焊盤盤間間距距G G過過大大或或過過小小時時，再再流流焊時時由由於於元元件件焊端端不不能能與與焊盤搭接交疊，會盤搭接交疊，會產生吊橋、移位。生吊橋、移位。 焊盤間距盤間距G G過大或過小過大或過小 b.當焊盤尺寸大小不對稱，或兩當焊盤尺寸大小不對稱，或兩個元件的端頭設計在同一個焊盤上個元
7、件的端頭設計在同一個焊盤上時，由於表面張力不對稱，也會產時，由於表面張力不對稱，也會產生吊橋、移位。生吊橋、移位。2021/9/1710(2) (2) 通孔設計不正確通孔設計不正確 導導通通孔孔設設計計在在焊盤盤上上，焊料料會會從從導導通通孔孔中中流流出出，會會造造成成焊膏量不足。膏量不足。 不正確不正確 正確正確 印製導線印製導線 2021/9/1711 (3) (3) 阻阻焊和絲網不規範和絲網不規範 阻阻焊和和絲絲網網加加工工在在焊盤盤上上，其其原原因因：一一是是設設計計；二二是是PCBPCB製製造加工精度差造成的。其結果造成虛造加工精度差造成的。其結果造成虛焊或電氣斷路。或電氣斷路。20
8、21/9/1712 (4) (4) 元器件佈局不合理元器件佈局不合理 a a 沒有按照再流沒有按照再流焊要求設計，再流要求設計，再流焊時造成溫度不均勻。時造成溫度不均勻。2021/9/1713 b b 沒有按照波峰沒有按照波峰焊要求設計，波峰要求設計，波峰焊時造成陰影效應時造成陰影效應。2021/9/1714(5) (5) 基準標誌基準標誌(Mark)(Mark)、PCBPCB外形和尺寸外形和尺寸、PCBPCB定位孔和夾持定位孔和夾持邊的設置不正確邊的設置不正確 a a 基準標誌基準標誌(Mark)(Mark)做在大地的網格上，或做在大地的網格上，或MarkMark圖形周圍圖形周圍有阻有阻焊膜
9、，由於圖像不一致與反光造成不認膜，由於圖像不一致與反光造成不認MarkMark、頻繁、頻繁停機。停機。 b b 導軌傳輸時，由於導軌傳輸時，由於PCBPCB外形異形、外形異形、PCBPCB尺寸過大、過小尺寸過大、過小、或由於、或由於PCBPCB定位孔不標準，造成無法上板，無法實施機定位孔不標準，造成無法上板，無法實施機器貼片操作。器貼片操作。 c c 在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能採用人工在定位孔和夾持邊附近布放了元器件，只能採用人工補貼。補貼。 d d 拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，裁板時造成拼板槽和缺口附近的元器件布放不正確，裁板時造成損壞元器件。損壞元器件。2021/9/1
10、715(6) PCB(6) PCB材料選擇、材料選擇、PCBPCB厚度與長度、寬度尺寸比不合適厚度與長度、寬度尺寸比不合適 a a 由由於於PCBPCB材材料料選選擇擇不不合合適適，在在貼貼片片前前就就已已經經變變形形，造成貼裝精度下降。造成貼裝精度下降。 b b PCBPCB厚厚度度與與長長度度、寬寬度度尺尺寸寸比比不不合合適適造造成成貼貼裝裝及及再再流流焊時時變變形形，容容易易造造成成焊接接缺缺陷陷，還還容容易易損損壞壞元元器器件件。特特別是別是焊接接BGABGA時容易造成虛時容易造成虛焊。 虛虛焊2021/9/1716(7) BGA(7) BGA的常見設計問題的常見設計問題 a a 焊盤
11、尺寸不規範，過大或過小。盤尺寸不規範，過大或過小。 b b 通孔設計在通孔設計在焊盤上，通孔沒有盤上，通孔沒有做埋孔處理做埋孔處理 c c 焊盤與導線的連接不規範盤與導線的連接不規範 d d 沒有設計阻沒有設計阻焊或阻或阻焊不規範。不規範。2021/9/1717A A面再流面再流焊，B B面波峰面波峰焊工藝時，工藝時，BGABGA的導通孔應設計盲孔的導通孔應設計盲孔A A面再流焊面再流焊面再流焊面再流焊B B面波峰焊面波峰焊面波峰焊面波峰焊由於二次熔錫由於二次熔錫由於二次熔錫由於二次熔錫造成造成造成造成BGABGA焊點失效焊點失效焊點失效焊點失效2021/9/1718(8) (8) 元器件和元
12、器件的包裝選擇不合適元器件和元器件的包裝選擇不合適 由由於於沒沒有有按按照照貼貼裝裝機機供供料料器器配配置置選選購購元元器器件件和和元元器器件的包裝件的包裝，造成無法用貼裝機貼裝。，造成無法用貼裝機貼裝。(9) 齊套備料時把編帶剪斷。齊套備料時把編帶剪斷。(10) PCB外外形形不不規規則則、PCB尺尺寸寸太太小小、沒沒有有加加工工拼拼板板造造成不能上機器貼裝成不能上機器貼裝等等。等等。2021/9/1719四四. SMT工藝對工藝對PCB設計的要求設計的要求2021/9/1720SMTSMT工藝對工藝對PCBPCB設計的要求設計的要求1. 1. 印製板的組裝形式及工藝流程設計印製板的組裝形式
13、及工藝流程設計2 2選擇選擇PCBPCB材料材料3 3選擇元器件選擇元器件4. SMC/SMD4. SMC/SMD（貼裝元器件）（貼裝元器件）焊盤設計盤設計5 5THCTHC（通孔插裝元器件）（通孔插裝元器件）焊盤設計盤設計6. 6. 佈線設計佈線設計7. 7. 焊盤與印製導線連接的設置盤與印製導線連接的設置8. 8. 導通孔、測試點的設置導通孔、測試點的設置9. 9. 阻阻焊、絲網的設置、絲網的設置10. 元器件整體佈局設置元器件整體佈局設置11. 再流焊與波峰焊貼片元件再流焊與波峰焊貼片元件的排列方向設計的排列方向設計12. 12. 元器件的間距設計元器件的間距設計13. 13. 散熱設計
14、散熱設計14. 14. 高頻及抗電磁干擾設計高頻及抗電磁干擾設計15. 15. 可靠性設計可靠性設計16. 16. 降低生產成本設計降低生產成本設計2021/9/17211. 1. 印製板的組裝形式及工藝流程設計印製板的組裝形式及工藝流程設計1.1 1.1 印製板的組裝形式印製板的組裝形式2021/9/17221.2 1.2 1.2 1.2 工藝流程設計工藝流程設計工藝流程設計工藝流程設計1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 純表面組裝工藝流程純表面組裝工藝流程純表面組裝工藝流程純表面組裝工藝流程(1) 單面表面組裝工藝流程施加焊膏 貼裝元器件 再流焊。(2) 雙面表面組裝工藝流程A
15、面施加焊膏 貼裝元器件 再流焊 翻轉PCB B面施加焊膏 貼裝元器件 再流焊。ABAB2021/9/1723 1.2.2 1.2.2 1.2.2 1.2.2 表面貼裝和插裝混裝工藝流程表面貼裝和插裝混裝工藝流程表面貼裝和插裝混裝工藝流程表面貼裝和插裝混裝工藝流程(1) (1) 單面混裝（單面混裝（SMDSMD和和THCTHC都在同一面）都在同一面）A A面施加面施加焊膏膏 貼裝貼裝SMD SMD 再流再流焊 A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰面波峰焊。(2) (2) 單面混裝（單面混裝（SMDSMD和和THCTHC分別在分別在PCBPCB的兩面）的兩面）B B面施加貼裝膠面施加貼裝膠
16、 貼裝貼裝SMD SMD 膠固化膠固化 翻轉翻轉PCB PCB A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰面波峰焊。或：或：A A面插裝面插裝THCTHC（機器）（機器） B B麵點膠貼裝固化麵點膠貼裝固化 再波峰再波峰焊。ABAB2021/9/1724 (3) (3) 雙面混裝（雙面混裝（THCTHC在在A A面，面，A A、B B兩面都有兩面都有SMDSMD）A A面施加面施加焊膏膏 貼裝貼裝SMD SMD 再流再流焊 翻轉翻轉PCB PCB B B面施加貼裝膠面施加貼裝膠 貼裝貼裝SMD SMD 膠固化膠固化 翻轉翻轉PCB PCB A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰面波峰焊
17、。（應用最多）（應用最多）AB2021/9/1725 (4) (4) 雙面混裝（雙面混裝（A A、B B兩面都有兩面都有SMDSMD和和THCTHC）A A面施加面施加焊膏膏 貼裝貼裝SMD SMD 再流再流焊 翻轉翻轉PCB PCB B B面施加貼裝膠面施加貼裝膠 貼裝貼裝SMD SMD 膠固化膠固化 翻轉翻轉PCB PCB A A面插裝面插裝THC BTHC B面波峰面波峰焊 B B面插裝件後附。面插裝件後附。AB2021/9/1726 1.3 1.3 1.3 1.3 選擇表面貼裝工藝流程應考慮的因素選擇表面貼裝工藝流程應考慮的因素選擇表面貼裝工藝流程應考慮的因素選擇表面貼裝工藝流程應考慮
18、的因素1.3.1 1.3.1 儘量採用再流儘量採用再流焊方式，再流方式，再流焊比波峰比波峰焊具有以下優越性；具有以下優越性；(1)(1)元器件受到的熱衝擊小。元器件受到的熱衝擊小。(2)(2)能控制能控制焊料量，料量，焊接缺陷少，接缺陷少，焊接品質好，可靠性高；接品質好，可靠性高；(3)(3)焊料中一般不會混入不純物，能正確地保證料中一般不會混入不純物，能正確地保證焊料的組分；料的組分； 有自定位效應（有自定位效應（self alignmentself alignment）(4)(4)可在同一基板上，採用不同可在同一基板上，採用不同焊接工藝進行接工藝進行焊接；接；(5)(5)工藝簡單，修板量極
19、小。從而節省了人力、電力、材料。工藝簡單，修板量極小。從而節省了人力、電力、材料。2021/9/17271.3.2 1.3.2 1.3.2 1.3.2 一般密度的混合組裝時一般密度的混合組裝時一般密度的混合組裝時一般密度的混合組裝時 盡量選擇插裝元件、貼片元件在同一面。盡量選擇插裝元件、貼片元件在同一面。 當當SMDSMD和和THCTHC在在PCBPCB的同一面時，採用的同一面時，採用A A面印刷面印刷焊膏、再流膏、再流焊，B B面波面波峰峰焊工藝；（必須雙面板）工藝；（必須雙面板） 當當THCTHC在在PCBPCB的的A A面、面、SMD SMD 在在PCBPCB的的B B面時，採用面時，採
20、用B B麵點膠、波峰麵點膠、波峰焊工藝。工藝。（單面板）（單面板）ABAB2021/9/17281.3.3 1.3.3 高密度混合組裝時高密度混合組裝時 a) a) 高密度時，儘量選擇表貼元件；高密度時，儘量選擇表貼元件； b) b) 將阻、容、感元件、電晶體等小元件放在將阻、容、感元件、電晶體等小元件放在B B面，面，ICIC和體積大、和體積大、重的、高的元件（如鋁電解電容）放在重的、高的元件（如鋁電解電容）放在A A面，實在排不開時，面，實在排不開時，B B面儘面儘量放小的量放小的IC IC ； c) BGAc) BGA設計時，儘量將設計時，儘量將BGABGA放在放在A A面，兩面安排面，
21、兩面安排BGABGA時將小尺寸的時將小尺寸的BGABGA放在放在B B面。面。 d) d) 當沒有當沒有THCTHC或只有及少量或只有及少量THCTHC時，可採用雙面印刷時，可採用雙面印刷焊膏、再流膏、再流焊工藝，及少量工藝，及少量THCTHC採用後附的方法；採用後附的方法； e) e) 當當A A面有較多面有較多THCTHC時，採用時，採用A A面印刷面印刷焊膏、再流膏、再流焊，B B麵點膠、波麵點膠、波峰峰焊工藝。工藝。 f) f) 儘量不要在雙面安排儘量不要在雙面安排THCTHC。必須安排在。必須安排在B B面的發光二極體、連接面的發光二極體、連接器、開關、微調元器件等器、開關、微調元器
22、件等THCTHC採用後附（採用後附（焊）的方法。）的方法。2021/9/17292 2選擇選擇PCBPCB材料材料a)應適當選擇應適當選擇g較高的基材較高的基材- Tg應高於電路工作溫度應高於電路工作溫度b) 要求要求CTE低低- 由於由於X、Y和厚度方向的熱膨脹係數不一致，和厚度方向的熱膨脹係數不一致，容易造成容易造成PCB變形，嚴重時會造成金屬化孔斷裂和損壞元變形，嚴重時會造成金屬化孔斷裂和損壞元件。件。c) 要求耐熱性高要求耐熱性高- 一般要求一般要求PCB能有能有250/50S的耐熱性。的耐熱性。d）要求平整度好）要求平整度好e) 電氣性能要求電氣性能要求 高頻電路時要求選擇介電常數高
23、、介質損耗小的材料。高頻電路時要求選擇介電常數高、介質損耗小的材料。 絕緣電阻，耐電壓強度，緣電阻，耐電壓強度， 抗電弧性能都要滿足抗電弧性能都要滿足產品要求。品要求。2021/9/17303 3 元器件選用標準元器件選用標準a 元器件的外形適合自動化表面貼裝，元件的上表面應易於使用真空吸嘴吸取，元器件的外形適合自動化表面貼裝，元件的上表面應易於使用真空吸嘴吸取，下表面具有使用膠粘劑的能力；下表面具有使用膠粘劑的能力；b 尺寸、形狀標準化、並具有良好的尺寸精度和互換性尺寸、形狀標準化、並具有良好的尺寸精度和互換性 ；c 包裝形式適合貼裝機自動貼裝要求；包裝形式適合貼裝機自動貼裝要求；d 具有一
24、定的機械強度，能承受貼裝機的貼裝應力和基板的彎折應力；具有一定的機械強度，能承受貼裝機的貼裝應力和基板的彎折應力；e 元器件的元器件的焊端或引端或引腳的可的可焊性要符合要求；性要符合要求； 2355，2 20. .2s s 或或2305，30.5s.5s，焊端端90%90%沾錫。沾錫。f 符合再流符合再流焊和波峰和波峰焊的耐高溫的耐高溫焊接要求；接要求； 再流再流焊：2355，2 20. .2s s。 波峰波峰焊：2605，5 50. .5s s。g 可承受有機溶劑的洗滌；可承受有機溶劑的洗滌；2021/9/1731a a 再流再流焊工藝工藝 印刷印刷焊膏膏 貼裝元器件貼裝元器件 再流再流焊 b b 波峰波峰焊工藝工藝 印刷貼片膠印刷貼片膠 貼裝元器件貼裝元器件 膠固化膠固化 插裝元器件插裝元器件 波峰波峰焊再流焊與波峰焊工藝比較再流焊與波峰焊工藝比較PCBPCB焊盤結構設計要滿足再流焊工藝特點焊盤結構設計要滿足再流焊工藝特點焊盤結構設計要滿足再流焊工藝特點焊盤結構設計要滿足再流焊工藝特點“ “再流動再流動再流動再流動” ”與自定位效應與自定位效應與自定位效應與自定位效應在印製板的同一面，禁止採用先再流焊在印製板的同一面，禁止採用先再流焊SMDSMD，後對，後對THCTHC進行波峰焊的工藝流程。進行波峰焊的工藝流程。2021/9/1732
