PCBA 制造中的 SMT：流程、控制与最佳实践
表面贴装技术（SMT）是将裸 PCB 转化为功能完整 PCBA 的自动化工艺链，包括焊膏印刷、高精度元件贴装、回流焊接、检测与缺陷管理。SMT 对高密度、高良率及可靠电子产品至关重要，适用于 BMS、电动工具及消费类电子设备。
1. 安全优先
严格执行 ESD 防护：佩戴手腕带、使用接地工作台、离子风机及防静电服装。操作人员需远离回流焊炉热区，焊接完成后让板件冷却再操作。仅允许经过培训的人员操作 SMT 设备或进行返工。一旦发现烟雾、异味或异常热现象，应立即停线并隔离相关产品。
2. SMT 核心流程
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焊膏印刷（Stencil）： 使用模板将焊膏精确印刷到 PCB 焊盘上。孔径设计、焊膏粘度和释放精度决定焊膏量，并影响桥连或立碑缺陷风险。
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焊膏检测（SPI）： 3D 测量焊膏体积、面积和高度，早期发现印刷缺陷，保证一致性。
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贴片（Pick-and-Place）： 视觉引导，确保 X/Y/θ 高精度定位，对微细间距 IC 和 BGA 至关重要。
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回流焊（Reflow）： 预热、浸润、升温、峰值及冷却阶段的热曲线控制焊接质量、空洞率、元件应力及焊点可靠性。
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AOI / X 射线检测： AOI 检查元件缺失、错位或旋转；X 射线检测 BGA/QFN 等隐藏焊点的空洞、焊料不足或桥连。
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二次工序： 波峰/选择性焊接、手工返修及涂覆绝缘/灌封，根据产品需求执行。
3. 关键工艺控制
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保持焊膏体积（SPI）、贴装精度（喷嘴健康、视觉校准）及回流焊稳定性（多点热电偶）一致。
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追踪每道工序的良率及首件通过率（FPY），及时发现偏移。
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闭环调整：SPI 偏差时优化模板孔径，AOI 报告位移时优化贴装精度。
4. 常见 SMT 缺陷及纠正方法
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桥连（Bridging）： 调整焊膏量、清洁模板、优化刮刀压力及回流曲线。
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立碑（Tombstoning）： 调整焊盘孔径、控制热曲线、适中贴装速度。
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虚焊/焊点暗淡（Cold/Dull Joints）： 适度提高峰值温度、更新焊膏、控制氧化，可选氮气回流。
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元件错位/错料： 审核料带、清洁或更换喷嘴、重新校准视觉系统。
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BGA 空洞（Voiding）： 延长浸润时间、控制升温速率、烘烤 PCB 与敏感元件。
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返工焊盘翘起： 降低返工温度、缩短停留时间、控制热风返修曲线。
5. SMT 设计指导（DFM）
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焊盘几何设计与焊膏比例匹配
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焊盘间保持焊膏间隙
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添加识别标（Fiducial）用于视觉对准，面板导轨方便搬运，提供可测点便于 ICT 测试
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协调 BOM、元件中心坐标和模板文件，避免贴装错误
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提前与装配厂沟通，可减少返工，提高首件通过率
6. 在线检测与可重复性
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首件板进行 SPI 检测，如焊膏超出规格则阻止贴装
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设备维护后重新验证回流曲线
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日常喷嘴和送料器检查
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将 AOI 缺陷数据快速反馈到印刷、贴装、回流闭环优化中
7. 产能与生产效率
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平衡贴装速度与精度
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减少换料次数，保证多头贴片利用率
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预防性维护确保 Cp/Cpk 稳定，减少缺陷
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高产量生产中关注节拍（Takt Time）
8. 常见问题 FAQ — PCBA SMT
Q1: SMT 的作用是什么？
A: 自动完成焊膏印刷、元件贴装和焊接，使裸 PCB 成为高密度、功能完整的 PCBA。
Q2: SMT 为什么对良率关键？
A: 焊膏精度、贴装准确性和回流控制直接影响焊点可靠性和首件通过率。
Q3: 常用检测有哪些？
A: SPI、AOI、X 射线、ICT/飞针以及首件通过率监控。
Q4: 如何防止立碑？
A: 优化焊膏量、热曲线和贴装精度。
Q5: 氮气回流一定要吗？
A: 建议用于 BGA/QFN 等易空洞设计，普通元件可选。
9. 结论
SMT 是现代 PCBA 制造的核心。焊膏印刷精度、贴装准确性、回流控制，以及 robust 的检测和工艺控制，是保证高良率、高可靠性和生产效率的关键。