PCBA制造技术规范.docx
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PCBA制造技术规范
企业标准
QB/002–2014
电路板（PCBA）制造技术规范
2013-05-04发布2014-05-10实施
科技有限公司-发布
修订声明
²本规范于2013年05月04日首次试用版发布。
²本规范拟制与解释部门：
²本规范起草单位：
²本规范主要起草人：
范学勤
²本规范审核人：
²标准化审核人：
²本规范批准人：
l本规范修订记录表：
修订日期
版本
修订内容
修订人
2013-05-04
A
试用版发行
2014-5-10
B
修改使用公司名称
目录
封面：
电路板（PCBA）制造技术规范 1
修订声明 2
目录 3
前言 5
术语解释 6
第一章PCBA制造生产必要前提条件 7
1.1 产品设计良好：
7
1.2 高质量的材料及合适的设备：
7
1.3 成熟稳定的生产工艺：
7
1.4 技术熟练的生产人员：
7
附图1SCC标准PCBA生产控制流程 8
附图2SCC标准SMT工艺加工流程 9
第二章车间温湿度管控要求 10
2.1 车间内温度、相对湿度要求：
10
2.2 温度湿度检测仪器要求：
10
2.3 车间内环境控制的相关规定：
10
2.4 温湿度日常检查要求：
10
第三章湿度敏感组件管制条件 11
3.1 IC类半导体器件烘烤方式及要求：
11
3.2 IC类半导体器件管制条件：
11
3.3 PCB管制规范：
11
第四章表面组装元器件（SMC／SMD）概述 13
4.1 表面组装元器件基本要求：
13
4.2 表面组装元器件（SMC/SMD）的包装类型：
13
4.3 表面组装元器件使人用注意事项：
14
第五章SMT工艺概述 15
5.1 SMT工艺分类：
15
5.2 施加焊膏工艺：
16
5.3 施加贴片红胶工艺：
16
5.4 施加贴片红胶的方法和各种方法的适用范围：
18
5.5 贴装元器件：
18
5.6 贴片回流焊（再流焊）：
18
5.7 回流焊特点：
19
5.8 回流焊的分类：
19
5.9 回流焊的工艺要求：
19
第六章表面组装工艺材料介绍―焊膏 20
6.1 简介：
20
6.2 焊膏的分类、组成：
20
6.3 合金焊料粉与焊剂含量的配比：
20
6.4 焊剂组份知识：
21
6.5 对焊膏的技术要求：
21
6.6 焊膏的选择依据及管理使用：
22
第七章表面组装工艺材料介绍―红胶 25
7.1 概况：
25
7.2 性能参数（举例）：
25
7.3 固化条件：
25
7.4 使用方法：
25
第八章SMT生产线概况及其主要设备 26
8.1 SMT生产线概况：
26
8.2 SMT生产线主要设备：
26
8.3 贴装机&贴片机：
27
8.4 回流焊炉：
28
第九章波峰焊接工艺 30
10.1 波峰焊原理：
30
10.2 波峰焊工艺对元器件和印制板的基本要求：
31
10.3 波峰焊工艺材料：
32
10.4 典型波峰焊工艺流程：
32
10.5 波峰焊的主要工艺参数及对工艺参数的调整：
33
10.6 预热温度和时间：
33
10.7 焊接温度和时间：
34
10.8 印制板爬坡角度和波峰高度：
34
10.9 工艺参数的综合调整：
34
10.10 波峰焊接质量要求：
34
第十章ESD防静电知识 36
10.1 静电放电及防护基础知识：
36
10.2 静电的产生：
36
10.3 静电对电子工业的影响：
36
10.4 ESD形成的三种型式：
37
10.5 ESD静电防护方式：
37
10.6 防静电设备工具：
38
10.7 防静电的一般工艺规程要求：
39
第十一章电子元器件的储存要求 40
第十二章电子车间防静电要求及规范 42
附录1：
湿度对电子元器件和整机的危害 44
附录2：
温湿度及清洁度对电子设备的影响 45
附录3：
长期存放电子元器件的解决方案 46
前言
本标准文件中所提及的部分标准参数及具体要求数据摘取自同行业企业标准文件内容，实际执行过程中可能会出现不适应状况，如遇此特殊情况时可由部门经理决策后做临时变跟后执行。
本标准文件适用于PMC计划、仓储部、采购部、生产制造及品质管控部门作为参考使用，实际运用请自行查阅相对应章节。
本标准文件中未提及的事项，烦请当时人及时提出予以指正，以进一步完善此标准文件。
本标准文件编制过程中，因本人能力有限，难免有不足之处，还请各位给予指正。
术语解释
SMT：
全称是Surfacemount（或mounting）technology，中文意思为表面粘着（或贴装）技术。
SMC\SMD：
片式元件片/片式器件。
SMA：
表面组装组件。
ESD：
全称是Electro-staticdischarge，中文意思为静电放电。
PCB：
印制电路板。
FPT：
窄间距技术，FPT是指将引脚间距在0.635－0.3mm之间的SMD和长乘宽小于等于1.6mm*0.8mm的SMC组装在PCB上的技术。
MELF：
圆柱形元器件。
SOP：
羽翼形小外形塑料封装。
SOJ：
J形小外形塑料封装。
TSO：
超薄形小外塑料封装。
PLCC：
塑料有引线（J形）芯片载体。
QFP：
四边扁平封装器件。
PQFP：
带角耳的四边扁平封装器件。
BGA：
球栅阵列封装（ballgridarray）。
;
DCA：
芯片直接贴装技术。
CSP：
芯片级封装（引脚也在器件底下，外形与BGA相同，封装尺寸比BGA小。
芯片封装尺寸与芯片面积比≦1.2称为CSP）
THC：
通孔插装元器件。
ESD：
静电放电
第一章PCBA制造生产必要前提条件
1.1产品设计良好：
l参照成功的设计样板和机型
l在生产制造中将不足和缺陷反馈给开发技术人员不断改善.
l制造工艺更加简单和生产加工工时减少.
l销售的卖点增多和利润附加值增高.
l生产成本不断降低和销售价格升值和保持
1.2高质量的材料及合适的设备：
l在同一价格水平基础上、高质量的材料
l包装方式不能影响产品的性能和外观
l材料的质量不断的改进
l通用的制造设备
l设备的损耗折旧成本低
l设备的操作简单，备件易购买
1.3成熟稳定的生产工艺：
l严格的静电要求；
l成熟稳定的DIP制造工艺
l成熟稳定的SMT制造工艺
l成熟稳定的PCBA防护处理工艺
l成熟稳定的波峰焊接防护处理工艺
l成熟的PCBA防护处理工艺
l成熟稳定的装焊工艺制造要求
l严格、苛刻的测试工艺制造要求
l严格、可靠的包装工艺制造要求
1.4技术熟练的生产人员：
l要掌握基本的作业技巧，能够熟练作业3-5个工位
l要具备改进意识
l将工作结果数据化，不断追求工作结果提升
l熟练掌握工序作业技能后，不断培养多面手员工
l给员工创造职业晋升的机会和体制
l员工入职前要认真把关
PMC物料需求
附图1-KLHBS标准PCBA生产控制流程
物料采购
PASS
入电子料仓库
FAIL
电子元件供应商
来料检验
PMC生产任务需求
仓库备料、发料
外协SMT贴片加工
来料检验
PASS
入电子料仓库
FAIL
SMT贴片加工商
PMC生产任务需求
波峰焊加工
仓库备料、发料
PCBA裸板外观全检
DIP后焊加工
FAIL
外观维修/返修
OK
FAIL
烧写MCU程序
OK
功能测试
功能维修/返修
OK
FILE
FAIL
OK
寿命老化
OK
OK
FAIL
老化后全功能测试
OK
PCBA表面涂刷环氧树脂
PCBA表面涂刷CRC70防潮漆
PCBA表面三防处理
OK
成品PCBA功能测试
入电子料仓库
FAIL
功能维修/返修
防静电包装
供应商领料、备料
附图2-KLHBS标准SMT工艺加工流程
B面锡膏印刷检查
大型、异性器件手工贴片
纠正制程
入库/转DIP工序
防静电包装
维修
A面首件检查
回流焊接前检查
转板/转B面贴装
A面回流焊接
AOI光学检查
A面锡膏印刷
A面锡膏印刷检查
A面-多功能贴片机贴装器件
（贴SOP\QFP\BGA\TSSOP等封装芯片类器件）
PCB板烘烤去潮
FAIL
大型、异性器件手工贴片
PASS
A面-高速贴片机贴装器件
（电阻、电容、二极管、三极管类小封装器件）
B面锡膏印刷
B面回流焊接
B面首件检查
回流焊接前检查
B面-多功能贴片机贴装器件
（贴SOP\QFP\BGA\TSSOP等封装芯片类器件）
B面-高速贴片机贴装器件
（电阻、电容、二极管、三极管类小封装器件）
NG
OK
NG
OK
NG
OK
AOI光学检查
OQC/FQC检验
第二章车间温湿度管控要求
2.1车间内温度、相对湿度要求：
温 度:
24±2℃
湿 度:
60±10%
2.2温度湿度检测仪器要求：
2.2.1采用Pt100铂电阻做测温传感器，保证了测量温度的准确性和稳定性
2.2.2采用通风干湿球法测量相对湿度，避免了风速对湿度测量的影响
2.2.3分辨率：
温度：
0.01℃；湿度：
0.01%RH；
2.2.4整体误差（电测+传感器）：
温度：
±0.1～0.2℃；湿度：
±1.5%RH。
2.3车间内环境控制的相关规定：
3.3.1参数值根据产品要求、季节变化，由PE工程师负责设定。
3.3.2日常温湿度计的放置位置：
采用电子指针式干湿球温湿度计，放置在机器最密集的区域，以便能采集到最显著的温湿度变化。
3.3.3温湿度计的记录周期设定为7天，每星期一早上7:
30更换记录表。
换下的记录表存放在特定的文件夹里，温湿度计的记录周期设定为7天，每星期一早上7:
30更换记录表。
换下的记录表存放在特定的文件夹里，保存期至少为1年，新的记录表可向工程课申领，表上须写明开始日期、更换记录表时、记录起始时间须与更换表格时间相同。
3.3.4室内空调系统的开关、湿度控制系统（加湿机，加湿器）开关，交由工程部（行政部）有关人员负责，其它部门的人员不得擅自使用。
3.3.5回流焊的抽风口必须每月清理1次，防止积水过多。
3.3.6逢节假休息日须关闭空调系统的吹风口开关,并要求工程部（行政部）不要关闭空调系统的抽风口开关,以防机器内壁结露。
2.4温湿度日常检查要求：
2.4.1检查工作由PE工程组负责。
2.4.2检查次数为一天四次，分四个时间段，分别为7:
00～12:
00；12:
00～19:
00；19:
00～2:
00；
2:
00～7:
00；（白班及夜班各二次）
2.4.3每次检查结果须记录在规定的表格中，并签上检查人的姓名。
2.4.4温湿度记录表上的温湿度数值若在要求的范围内,则在附表中<温度状况>/湿度状况>两栏中写上“OK”，若发现数值不在要求的范围内,则在附表中相应的栏中写上“NG”及对应的温湿度超标值，并即刻通知PE工程组负责人。
2.4.5PE工程组负责人在接到通知后应即刻通知生产线负责人，必要时可要求停机,并通知工程部（行政部）检查空调系统和湿度控制系统。
2.4.6待温湿度数值回归到要求的范围内后,PE工程组负责人应即刻通知生产部门恢复生产。
2.4.7逢休息日或节假日可不作温湿度记录。
第三章湿度敏感组件管制条件
3.1IC类半导体器件烘烤方式及要求：
3.1.1BGA封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：
120℃±5℃×24小时，或者80℃±5℃×48小时。
3.1.2QFP/TSOP封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：
120℃±5℃×16小时，或者80℃±5℃×24小时。
3.1.3TQFP/QFP封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：
120℃±5℃×12小时，或者80℃±5℃×20小时。
3.1.4SOP/DIP封装器件，超出管制期限、真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：
120℃±5℃×24小时，或者80℃±5℃×48小时。
3.1.5其它封装IC类半导体器件，超出管制期限或真或真空包装状态失效或真空包装拆封后湿度指示卡超出规定，烘烤方法为：
120℃±5℃×12小时80℃±5℃×20小时。
3.1.6如条件允许，可直接询问原材料供应商商会得到更好的标准。
3.2IC类半导体器件管制条件：
3.2.1拆封后的IC储存方法
（1）真空包装未拆封前的IC须储存温度低于+30°C，相对湿度小于90%的环境，存储期限为一年。
（2）真空包装已拆封的IC须标明拆封时间，未上线的IC须储存于防潮柜中，储存条件为:
+25±2℃；65±5%RH，储存期限为72hrs。
（3）若已拆封IC但未上线使用或余料，必须储存于防潮箱内（条件+25±2℃；65±5%RH），若退回
仓库之前的IC由须仓库烘烤后，改以抽真空包装后储存。
3.2.2IC烘烤方法及条件
（1）超过储存期限者，须以125°C/24hrs烘烤,无法以125°C烘烤者，则以80°C/48hrs烘烤（若多次烘烤则总烘烤时数须小于96hrs），才可上线使用。
（2）若零件有特殊烘烤规范者，另行订入SIP和SOP文件内。
3.3PCB管制规范：
3.3.1PCB拆封与储存期限
（1）PCB板密封包装未拆封，距离制造日期在2个月内可以直接上线使用。
（2）PCB需抽真空包装后方可进行运输及储存。
（3）PCB板制造日期在2个月内，拆封后必须重新标识首次拆封日期。
（4）PCB板制造日期在2个月内，拆封后必须在5天内上线使用完毕。
3.3.2PCB储存期限过期后烘烤条件
（1）PCB于制造日期2个月内密封拆封超过5天者，请以120±5℃烘烤1小时。
（2）PCB如超过制造日期2个月，上线前请以120±5℃烘烤1小时。
（3）PCB如超过制造日期2至6个月，上线前请以120±5℃烘烤2小时。
（4）PCB如超过制造日期6个月至1年，上线前请以120±5℃烘烤4小时。
（5）烘烤过之PCB须于5天内使用完毕，未使用完毕则需再烘烤1小时才可上线使用。
（6）PCB如储存时间超过1年，上线前请以120±5℃烘烤4小时，严重时可返送PCB供应商对焊盘重新喷锡或沉金等表面处理后，才可上线使用。
3.3.3PCB烘烤方式
（1）大型PCB采取平放式摆放，一叠最多数量30片，直立式数量不限，烘烤完成10分钟内打开烤箱取出PCB平放自然冷却。
（2）中小型PCB采取平放是摆放，一叠最多数量40片，直立式数量不限，烘烤完成10分钟内打开烤箱取出PCB平放自然冷却。
（3）冷却过程中PCB需要用治具压平，以防PCB板弯曲变形。
第四章表面组装元器件（SMC／SMD）概述
表面组装元件／表面组装器件的英文翻译是：
SurfaceMountedComponents／SurfaceMountedDevices，缩写为SMC／SMD（以下称SMC／SMD）。
表面组装元器件是指外形为矩形片式、圆柱形或异形，其焊端或引脚制作在同一平面内并适用于表面组装的电子元器件。
4.1表面组装元器件基本要求：
4.1.1元器件的外形适合自动化表面组装，元件的上表面应易于使用真空吸嘴吸取，下表面（背面）具有使用胶粘剂（红胶）的能力。
4.1.2尺寸、形状标准化、并具有良好的尺寸精度和互换性。
4.1.3包装形式适合贴装机自动贴装要求（适用编带、托盘、料管这3种标准包装方式）。
4.1.4具有一定的机械强度，能承受贴装机的贴装应力和基板的弯折应力。
4.1.5元器件的焊端或引脚的可焊性要符合以下耐温度要求：
235℃±5℃*2±0.2s或230℃±5℃*3±0.5s，焊焊端90％沾锡（上锡）
4.1.6符合无铅工艺回流焊和波峰焊的耐高温焊接要求
回流焊：
265℃±5℃，2±0.2s。
波峰焊：
260℃±5℃，5±0.5s。
4.1.7能承受有机溶剂的洗涤（如洗板水）
4.2表面组装元器件（SMC/SMD）的包装类型：
4.2.1表面组装元器件的包装类型有编带、散装、管装和托盘。
4.2.2表面组装元器件包装编带有纸带和塑料带两种材料。
4.2.3纸带主要用于包装片式电阻、电容的8mm编带。
塑料带用于包装各种片式无引线元件、复元件、异形元件、SOT、SOP、小尺寸QFP等片式元件。
4.2.4纸带和塑料带的孔距为4mm，（1.0*0.5mm以下的小元件为2mm），元件间距4m的倍数，根据元器件的长度而定。
编带的尺寸标准见表4-1。
4.2.5散装包装：
散装包装主要用于片式元引线元极性元件，例如电阻、电容
表4-1表面组装元器件包编带的尺寸标准
编带宽度mm
8
12
16
24
32
44
56
元件间距mm
2、4
4、8
4
8
12
12
16
20
24
16
20
24
28
32
24
28
32
36
40
44
40
44
48
52
56
4.2.6管装包装：
主要用于SOP、SOJ、PLCC、PLCC插座，以及异形元件等。
4.2.7托盘包装
托盘包装用于QFP、窄间距SOP、PLCC、PLCC的插座等。
4.3表面组装元器件使人用注意事项：
4.3.1存放表面组装元器件的环境条件：
（1）环境温度：
+30℃以下
（2）环境湿度：
<60％RH
（3）环境气氛：
库房及使环境中不得有影响焊接性能的疏、氯、酸等有害气体。
（4）防静电措施：
要满足表面组装对防静电的要求。
4.3.2表面组装元器件存放周期，从生产日期起为二年。
到用户手中算起一般为一年（南方潮湿环境下3个月以内）。
4.3.3对具有防潮要求的SMD器件，打开封装后一周内或72小时内（根据不同器件的要求而定）必须使用完毕，如果72小时内不能使用完毕，应存放在4.3.4操作人员拿取SMD器件时应带好防静电手镯。
4.3.5运输、分料、检验、手工贴装等操作需要拿取SMD器件时尽量用吸笔操作，使用镊子时要注意不要碰伤SOP、QFP等器件的引脚，预防引脚翘曲变形。
`
第五章SMT工艺概述
5.1SMT工艺分类：
5.1.1按焊接方式，可分为回流焊和波峰焊两种类型：
（1）回流焊工艺――先将微量的锡铅焊膏施加到印制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印刷板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件的印制板放到回流焊设备的传送带上，从炉子入口到出口（大约5-8分钟）完成干燥、预热、熔化、冷却全部焊接过程。
（2）波峰焊工艺――先将微量的贴片胶（绝缘粘接胶）施加到印制板的元器件底部或边缘位置上，再将片式元器件贴放在印制表面规定的位置上，并放到回流焊设备的传送带上进行胶固化；片式元器件被牢固地粘接在印制板的焊接面，然后插装分立元器件，最后对片式元器件与插装元器件同时进行波峰焊接。
5.1.2按组装方式，可分为全表面组装、单面混装、双面混装三种方式（见表2-1）
组装方式
示意图
电路基板
元器件
特征
全
表
面
组
装
单面表面组装
单面PCB
表面组装元器件
工艺简单、适用于小型、薄型简单电路
双面表面组装
双面PCB
表面组装元器件
高密度组装、薄型化
单
面
混
装
SMD和THC都在A面
双面PCB
表面组装元器件和通孔插装元器件
一般采用先贴后插，工艺简单
THC在A面SMD在B面
单面PCB
表面组装元器件和通孔插装元器件
PCB成本低，工艺简单，先贴后插如采用先插后贴，工艺复杂。
双
面
混
装
THC在A面，A、B两面都有SMD
双面PCB
表面组装元器件和通孔插装元器件
适合高密度组装
A、B两面都有SMD和THC
双面PCB
表面组装元器件和通孔插装元器件
工艺复杂，尽量不采用
5.2施加焊膏工艺：
5.2.1施加焊膏工艺目的:
把适量的SN/PB焊膏均匀地施加在PCB焊盘上，以保证各种封装片式元器件引脚与PCB相对应的焊盘形成良好的电气连接。
5.2.2施加焊膏的要求：
（1）要求施加的焊膏量均匀，一致性好。
焊膏图形要清晰，相邻的图形之间尽量不要粘连，焊膏图形与焊盘图形要一致，尽量不要错位。
（2）一般情况下，焊盘上单位面积的焊膏量应为0.8mg/mm2左右，窄间距元器件应为0.5mg/mm2左右。
（3）焊膏应覆盖每个焊盘的面积，应在75％以上；
（4）焊膏印刷后，应无严重塌落，边缘不整齐，错位不大于0.2mm；对窄间距元器件焊盘，错位不大于0.1mm。
（5）基板其它地方不允许被焊膏污染。
5.2.3PCB施加焊膏的方法：
Ø施加焊膏的方法有三种：
滴涂式（即注射式，滴涂式又分为手工操作和机器制作）、丝网印刷和金属模板印刷，各种方法的适用范围如下：
（1）手工滴涂法―用于极小批量生产，或新产品的模型样机和性能样机的研制阶段，以及生产过程中修补、更换元器件等。
（2）丝网
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