SMT工艺质量的概念及其影响因素

SMT工艺质量的基本概念

    SMT工艺质量，指企业按照与客户达成的规格要求或IPC-A-610的要求生产和提供印制电路板组件(PCBA)的能力。一般用交付合格率、一次焊点不良率、直通率等指标来衡量。它反映的是工艺“本身”的质量或者说是工艺的工作质量，它关注的是“焊点”及其组装的可靠性。它不完全等同于“制造质量”的概念，不涉及器件本身的质量问题（如PCB内层短路、元件内部短路、边缘性能元件、影响功能的元件）。设计质量、制造质量与工艺质量间的关系如图所示。

    工艺质量控制，就是要对影响SMT工艺质量的主要因素进行有效地管理，使SMT的工艺水平处于良好的受控状态。一般而言，一个设计精良、经过优化而且受控的工艺，在正常情况下，不会产生严重的质量问题，而工艺质量控制的目的就是要建立一个受控的工艺。

影响工艺质量的因素

    影响SMT工艺质量的因素有很多，不外乎来自“人、机、料、环、法”五方面。结合工艺在产品研发制造各阶段的任务，按照其性质，可以把它归结为设计、物料、工艺和现场等四大类因素。

物料因素：元器件的工艺质量、PCB的工艺质量、存储、配送管理；

设计因素：组装方式（决定了工艺流程）、所用元器件的封装类型、元器件的布局以及密度设计、焊点可靠性与工艺性设计、PCB的结构、材料以及工艺设计；

工艺因素：钢网厚度以及开口尺寸和形状、印刷参数、再流焊温度曲线的设置、焊膏成分与性能、贴片精度等；

现场因素：操作规范性、工序关键控制点的管理、防静电管理、温湿度控制、6S等。

每种因素对工艺质量的影响程度是不一样的。一般而言，物料因素、设计因素对工艺质量的影响是“先天性”的，较难通过工艺措施进行补偿。一旦物料或设计有问题，就会对工艺质量产生影响。因此，合格的物料质量、良好的设计质量，是保证高质量组装的先决条件。

如图所示为一不良设计案例，元件的布局没有考虑波峰焊的“遮蔽效应”，如果采用波峰焊工艺进行焊接时，标示为“不正确”布局处的小元件就存在“漏焊”的风险。

    钢网的设计、印刷参数的调试、再流焊温度曲线的设计与炉温的设置、焊膏的选用……，这些关键工艺条件的优化与控制，是获得稳定工艺的保证，也是工艺工程师最重要的工作。伴随着SMD封装的微型化、面阵化、立体化及无铅工艺的应用，工艺窗口越来越小，任何微小的工艺波动都可能对质量产生严重的影响。在这种情况下，工艺的设置再也不能靠经验行事，必须采用科学的方法，在试验或统计的基础上找出最优化的工艺条件并加以控制——这就是所谓的“工艺优化与控制”。

    生产现场的操作管理、防静电管理、环境管理是最基本的工艺管理，也是体现企业工艺管理水平的重要方面。随着PCBA组件的越来越复杂，操作方法、静电、环境条件对工艺质量的影响越来越大。因此，要获得稳定的工艺质量，就必须强化现场的管理。