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SMT贴片工艺详解!硬件工程师不一定去过SMT工厂,但看了就懂了!

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SMT贴片工艺详解!硬件工程师不一定去过SMT工厂,但看了就懂了!

发布日期:2018-08-18 作者:admin 点击:

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电路板生产工艺:SMT

硬件工程师,要经常和工厂打交道,必须要对SMT工厂的基本流程和原理充分了解。

PCBA=PCB Assembled。组装完成的PCB。严格来讲,PCBA=PCB+元器件+SMT生产+固件+测试。

电路板上那么多元器件,靠手焊肯定是不行的,得靠机器来贴片。不管去没去过工厂,在电视上肯定都见过这样的画面:一只机械手,移动到电路板上面,啪啪啪向下捅了几次,电路板上就有元器件了。这就是PCB变成PCBA中的一个环节,SMT。

机器焊接电路,跟手工焊接电路原理上都一样,上锡,摆元器件,加热。只不过机器比人的手速高多了,一秒钟可以摆好几个元器件。

上锡:

首先要给电路板上锡。前面讲到Gerber文件中有一个paste mask文件,就是用来开钢网的。钢网是一张薄薄的钢片,很平整,厚度在0.1mm左右。根据paste mask文件上的图形,有相应的镂空的孔。把钢网盖在电路板上,对齐了,这时候能看到,需要焊接的焊盘都会露出来。钢网就是锡膏的模版,把锡膏在钢网上刷一层,有孔的地方的锡膏会印刷到电路板焊盘上去,没有开孔的地方就没有焊锡。锡膏的厚度,跟钢网的厚度相同,也是0.1mm那么厚。

做上锡工作的设备,叫做“印刷机”,把钢网插到机器里,再把电路板放进去,设备会自动托起电路板,定位好,紧紧的顶在钢网下方。钢网上方有一个刷子,推着一大堆锡膏,从钢网上层来回一趟,钢网开孔的位置和电路板形成的凹槽里,就会堆了一层锡膏。再把电路板拿下来,电路板上锡就完成了。接下来就需要进另一台机器,开始摆放元器件。

钢网上开孔,和电路板的元器件焊盘对应

通过钢网,往电路板上印刷锡膏

SMT,Surface Mount Technology,表面贴装。顾名思义,把元器件贴装在电路板表面。之所以叫贴,是因为锡膏是有一定的粘性的,能够在没有熔化的时候,也能够黏住元器件。SMT又称贴片。把芯片贴在电路板上的意思。

因为贴片,是整个PCBA加工过程中的最重要的一个环节,因此PCBA加工厂同样都叫做贴片厂。

贴片的原理极其简单,手工焊接的时候是用镊子夹着元器件放在电路板上,贴片机是用机械手夹着元器件放在电路板上。

不过贴片的实际情况是非常复杂的,设备也很精密。想想也是,如果没啥技术含量,为什么电视里老是放贴片的镜头,而不是放印刷或者后面过炉的镜头呢?我们可以先看看后面的问题:

元器件往哪里放?

尺寸比较小的元器件,包括芯片类的,都是编带存储的。通过纸质或者塑料的料带,把元器件一颗一颗的按照相同的顺序嵌入到料带中,再卷成一卷一卷的。料带上有很多标准尺寸的孔,这些孔可以卡在物料输送器的齿轮上,齿轮带着物料一点一点的往前送。

物料输送器,叫做飞达。这个名字纯粹是音译的,Feeder。原意是喂食器、饲养员。很形象的表达出这个东西的作用:给贴片机喂物料的。

飞达整整齐齐的排列在贴片机两端,贴片机的机械手,按照程序设定,从飞达上拾取元器件,并摆放在电路板上。

对于大尺寸的元器件或者未编成卷带的散料,也可以放在托盘上,机械手也可以从托盘上拾取物料。

机械手是怎么把这么小的元器件抓起来的?

实际上贴片机的机械手臂,并不是靠手指把元器件抓起来的,而是靠真空吸起来的。每一个手臂上有好多个吸嘴,每个吸嘴可以吸起来一个元器件。吸嘴多了,机械臂移动一次就可以吸取很多个元器件,并且摆放很多次,生产效率就会更高。


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