SMT工艺培训一日谈
今天什么事情都没有做，上午在听SMT老师的培训，下午实际去SMT厂观摩一番，颇有些心得，执笔记下，以备后用。
SMT老师是目前我接受到所有培训老师中最懂我们的老师，讲的深入人心，以下为此次培训整机的笔记。
一，焊接的基础知识：
焊接的实质：焊接的实质是焊锡与铜的结合，形成合金层，合金层保证物料能固定在PCB上。合金层的厚度要合适，不能太厚，容易有裂纹（此处应该是疑问点，后面可以深究），合金层过薄则焊接强度不够。合金层的厚度与焊接的时间与温度有关。焊锡的流动性较好标明焊锡形成的合金的温度与时间正好，浸润也是焊接良好的一个表征。
虚焊：虚焊是指合金层未形成或者形成厚度不够，看似焊上，实际一掰就掉。
有铅焊接与无铅焊接：有铅焊接的关泽度很好，无铅焊接的关泽度较白，有铅锡膏铅与焊锡 的比例大约在3:7,。无铅锡膏的成分为铜与焊锡的混合物，比例大约为0.x%: 99.x%，基本上就全是焊锡了。有铅的熔点大约在180摄氏度，无铅的熔点大约在230摄氏度。汽车行业主流是无铅焊接，但是不可避免的会有一些异形零件必须要求有铅焊接（更好的浸润性），但是有铅焊接的设备最终都会做材料分析，保证含铅量低于某个限值，
Discrete的焊盘设计：来源于焊接，为了让焊锡形成良好的浸润，要求焊锡有一定的爬坡高度，所以discrete的焊盘需要超出实际本体，超出长度的下限为零件高度的一半，上限为零件的高度。比如0402电阻的高度为0.3mm，电阻焊盘设计至少要超出本体0.15mm，不大于0.3mm。
QFP的焊盘设计同Discrete，不仅引脚外侧需要预留超出本体的焊盘区域，引脚内侧也需要预留超出本体的焊盘区域，以此保证焊锡的浸润。
DIP件的焊接：DIP件为了PTH的焊锡透锡浸润，不可能零件设计紧贴PCB板，不然DIP的PTH无法透锡。DIP件的最后一排焊盘务必预留拖锡焊盘，确保最后一排的焊盘在过波峰焊时不会形成短路（前面的DIP引脚有后面的DIP引脚分担焊锡，最后一盘DIP引脚只能通过拖锡焊盘分担过多的锡量）。常见的做法是在接插件两侧分别预留拖锡焊盘，这样就可以不用过多关注实际PCB过波峰焊的方向了。DIP件拉锡焊接很常见，但是尽量要一次拉好，二次拉锡在同一个DIP件上是不允许的，因为二次拉锡会造成第一次拉锡的焊锡重新融化再凝固，而第一次的焊锡已经没有松香，对焊锡的浸润性不利，易形成虚焊或爆锡珠。（为什么松香没有会形成虚焊或爆锡珠为疑问点）
BGA的焊接：BGA的焊接主要关注焊接质量检测，通行方式是X-ray抽检(X-ray无法实行全检，效率过低)，BGA内部焊接的气泡无法避免，但是一定要保证BGA锡球的气泡在一定范围之内，气泡由锡球内部的松香产生。
波峰焊：又名喷流焊，利用融化的焊锡在金属上的浸润性与PCB上的非浸润性的特点设计。
红胶：SMT中常见的胶水，高温会硬化，用以紧固元器件。
助焊剂：作用有二：清洗铜表面的氧化物；在松香熔融的状态下增加焊锡的流动性。缺点也很明显，过热时挥发快，冷凝后易污染PCB；松香骤然升温会爆锡。
焊锡膏：是松香与锡球的混合物，使用放大镜可以观察到锡膏内部的锡珠。需要在10摄氏度以下保存，使用前需要搅拌。取出时务必静置至于室温相同。比较好的状态是挑起焊锡膏会下坠但是不断，断掉就说明焊锡膏搅拌过头了。
二次过炉：目前获得的弊端是，BGA的锡球在过回流焊之后松香全部挥发，但是二次过炉BGA的锡球有重新熔融的过程，而这个过程是不好的（为什么不好，需要与老师确认原因）。实际在网上查到的弊端是OSP的物料在二次过炉时极易氧化（也需要与老师确认）。
以上便是焊接的一些基础知识与概念，各种不明之处，尚待与老师确认。
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后面是SMT的过程以及相关的注意点。
SMT的过程：上料---->刷锡膏---->贴片上件---->过回流焊。以上流程结合实际观察的内容一起总结。
上料部分：主要存在一个电路板管理，开封后超过2小时的PCB必须过炉，超过使用期限的电路板一定要毫不犹豫的报废。关注PCB未开封的保存时间，超期报废；已开封PCB存放于环境良好的干燥箱，最多也只能保存一个月。
上料有一个动作是贴条形码，便于追溯，以便后续汽车召回时可以追溯到问题批次而不至于无法追溯全部召回，条形码必然需要耐热贴纸，因为要一起过回流焊接。帖条形码也可用激光打标的动作替代。
实际看到SMT厂会有贴二维码的动作，耐温贴纸，7mmX7mm，后续的Barcode可以按照这个尺寸设计。
SMT厂PCB会有一个自动装载设备，所有的PCB一层一层插在里面，由导轨一块一块的引入刷锡膏机器。
刷锡膏部分：进入刷锡高机器之前会经过一个PCB除污设备，确保进入后端的PCB是干净的。每一块PCB进入刷锡膏机都会被钢网压住，机器上的刮刀会将焊锡刮刀钢网的开口处，让每个焊盘都布满锡膏，刷锡动作只做一次，每做完一次后会有一个专门擦拭钢网的擦拭纸。刷完锡膏进入锡膏AOI检测设备（SPI设备），确认每一个焊盘都有刷到焊锡，AOI检测原理为检测焊盘上锡膏的面积与厚度，确认刷锡良好。一般钢网的厚度在0.1mm到0.3mm。实际的钢网仅在中间有开窗，四周会有崩网扯住钢网，崩网四周被固定大小的方形框架固定。钢网不宜开大，多余的锡膏易形成锡珠。
刷锡的主要参数有锡膏厚度（钢网厚度），印压力度。
贴片上件：SMT厂要求PCB板大小在280mmX250mm以内。也要大于100mm，便于导轨装载。进入贴片机之前先贴小物料（电阻电容电感），可以1分两路分别同时贴，贴片机主要的三个点在MARK点定位相机，物料相机。SMT厂要求MARK点距离板边一定要大于3.5mm，我们当前工艺边的MARK点距离板边3mm，后期可以做一些改进。当然我们板内也是有MARK点的，且一定不要设计对称。物料照相机可以确保物料是需要的物料。这里面存在一个阴阳版的问题，阴阳版不用换线，下线后马上可以再上，但是对于有BGA的PCB会存在二次过炉的问题（这个问题需要找老师确认），理论上讲，不换线确实能提高生产效率，保证产品质量。但是会面对二次过炉的问题，当然，最好的方式是SMT架一条正反面的超长线。这样也就是一条线就走下去了。看见一台SMT设备在空跑，不上任何物料。
过回流焊：回流焊的出处在热空气不断被加热，往复循环，故名回流焊，回流焊主要需要注意的是温度曲线。遵守炉温曲线的5个阶段，设计好炉温曲线以后，实际的温度要求在回流温区意外温度偏差在2摄氏度以内，回流温区在5摄氏度以内，不超过10摄氏度。
回流焊炉子需要充氮气，确保高温铜不氧化，要求在100ppm以内，最高不超过150ppm，而今天看到的SMT厂实际氧气量为300ppm~400ppm，设置的报警限制更是达到了惊人的7000ppm。
实际的温度曲线也是与传统炉温曲线大相径庭，此处略过不表。
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最终于SMT厂沟通了一下DFM的问题。
1，针对目前的MMCX波峰焊连锡的问题，建议增加拖锡焊盘，同时加丝印抬高器件。缩短DIP'引脚伸出部分。
2，DIP件引脚焊盘间距小于0.7mm存在连锡的风险，需要增加拖锡焊盘。
3，PTH物料焊接良好的重要指标是透锡量，一般GND要求透锡量50%。信号线透锡量75%。
4，在汽车行业，ICT是标配，必须要做上去，当前SMT厂的覆盖率下线是80%，实在不行可以设计焊盘作为ICT的测点。
谨以此，总结今天的收获。让我对SMT有了确切的深刻理解，相信后面会与SMT厂的沟通更加顺畅。
相信明天会更好。
