SMT 代工合同的工藝評審要點

1、SMT 代工合同的工藝評審要點湖州生力電子有限公司 沈新海摘要：SMT 代工企業(yè)希望順利導入 SMT 新品，保證按時將合格產(chǎn)品交付給客戶，而做好細致全面的工藝評審是新品試樣前必不可少的準備工作，本文從 PCB 的 DFM 設計、特殊元件、客戶的特殊要求等三大方面詳細描述了工藝評審的要點。關鍵詞：SMT 代工 工藝評審 近幾年來，隨著電子產(chǎn)品市場競爭的不斷升級，迫于成本的壓力，OEM（Original Equipment Manufacture，原 始 設 備 制 造 商）企業(yè)積極尋求非核心的制造業(yè)務外包，EMS（Electronic Manufacturing Service，電子制造服務）產(chǎn)

2、業(yè)得到快速發(fā)展，由于 SMT（Surface Mount Technology，表面貼裝技術(shù)）的設備高投入和工藝高復雜性的特點，SMT 代工在 EMS 產(chǎn)業(yè)中占有最大的比重。隨著競爭的加劇，SMT 代工利潤被逐漸削薄，生存壓力迫使所有 SMT 代工企業(yè)不斷采取措施提高競爭力，想方設法提升客戶的滿意度。那么如何才能做到讓客戶滿意呢？就是要徹底搞清楚客戶產(chǎn)品的細節(jié)和客戶的需求，不斷提升 SMT 代工質(zhì)量，這個代工質(zhì)量不單指產(chǎn)品質(zhì)量，更重要的是服務質(zhì)量。根據(jù)我們十幾年 SMT 代工服務的經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)提升客戶滿意度的關鍵和前提就是 SMT 新品導入前的合同評審。俗話說“磨刀不誤砍柴功”，只有把合同評

3、審等準備工作做細做好，才能保證 SMT 新品試樣一次成功。全面細致的合同評審可以收到事半功倍的效果，否則，在 SMT 新品試樣生產(chǎn)中，就會時不時地出現(xiàn)這樣那樣的問題，可能會影響質(zhì)量和交期，導致客戶抱怨。SMT 代工合同的評審內(nèi)容包括工藝、質(zhì)量、價格、交期、服務、材料損耗、包裝運輸?shù)鹊?，其中最重要最關鍵的內(nèi)容是工藝評審，它應包括 PCB（Printed Circuit Board，印刷電路板）的 DFM（Design For Manufacture，可制造性設計）設計、特殊元件、客戶的特殊要求等三大方面，下面分別加以詳細描述：一、PCB 的 DFM 設計 PCB 的 DFM 設計相當重要，通過

4、DFM 設計可以確保 PCB 的可加工性、可生產(chǎn)性、可測試性，作為 SMT代工廠主要需評審的是對 SMT 生產(chǎn)工藝有重大影響的 DFM 設計內(nèi)容。1、PCB 材質(zhì)及耐溫性 PCB 的材質(zhì)有很多種類，其耐溫特性各不相同，PCB 常用材料中，樹脂有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等，基材有玻纖布、絕緣紙等。比較常見 PCB 的材質(zhì)有 CEM-1、CEM-3、FR-1、FR-4、FR-5 等型號，不同型號 PCB 的耐溫等級差異很大，針對紙質(zhì) PCB 耐溫等級低、易吸潮的特點，需設置盡量低的回流溫度，同時需評估是否需要安排預烘烤，特別注意非真空包裝的紙質(zhì) PCB。 2、PCB 鏤空外形結(jié)構(gòu) 不規(guī)則外形 PCB 的

5、鏤空面積較大時，容易導致 SMT 設備輸送軌道上的 PCB 傳感器誤測，需要增加 PCB 傳感器檢測延時時間，以避免因識別錯誤產(chǎn)生誤動作，或在與軌道垂直的方向移動 PCB 檢測傳感器以避開 PCB 鏤空的地方。如果需要安排波峰焊接工序的，還需考慮制作波峰焊載板以遮蔽鏤空比較大的地方，以免融錫沖上板面。 3、工藝邊 PCB 板邊 4mm 范圍內(nèi)不能有元器件，否則會影響 SMT 生產(chǎn)，無法避免時，可以采用添加輔助邊（工藝邊）或制作載板的方法，工藝邊一般加在 PCB 長邊，工藝邊寬度不小于 3mm，工藝邊同 PCB 流向一致。如果工序間 PCBA 流轉(zhuǎn)是采用板架的，需評估板架上 PCB 槽的深度（一

6、般為 6-7mm）范圍內(nèi)是否有元件，如有則不能用板架周轉(zhuǎn)，可以采用專用的 PCB MAGAZINE。 4、“V-CUT”槽 PCB 聯(lián)板一般以“V-CUT”槽分割，合適的“V-CUT”槽深度是很重要的，“V-CUT”槽可以雙面刻也可以單面刻，總的深度一般是 PCB 厚度的 1/3-1/2 左右，過淺會增加分板難度，過深會造成連接強度不夠，PCB 過爐受熱時易變形。 5、PCB 板厚 每臺 SMT 設備都有 PCB 厚度范圍的限制，在允許范圍以內(nèi)較厚的 PCB 硬度和平整度好，不易變形，所以比較受SMT 工廠歡迎，而面積較大而又較薄的 PCB 就很容易變形，這時就需要象生產(chǎn)軟板（FPC）一樣制作

7、載板，將 PCB 固定在載板上再生產(chǎn)。 6、PCB 大小 每臺 SMT 設備都有 PCB 尺寸范圍限制，太大或太小均無法生產(chǎn)。如果單片 PCB 尺寸太大，就需要選擇適合大尺寸 PCB 的大型設備來生產(chǎn)。如果單片 PCB 尺寸太小，一是可以做成多聯(lián)板，使多聯(lián)板的 PCB 尺寸變大；二是制作尺寸合適的載板，將單片 PCB 放于載板上生產(chǎn)，當然前者生產(chǎn)效率更高。 7、PCB 焊盤涂層 PCB 表面處理一般有有機涂覆（OSP）、熱風整平（噴錫）、化學鍍鎳/浸金（ENIG）、浸銀、浸錫等方式，噴錫板主要需檢查焊盤表面噴錫的平整度，噴錫不平整會影響錫膏印刷效果；OSP 板主要需檢查抗氧化性，以選擇合適活性

8、的錫膏型號和 PCB 流轉(zhuǎn)限制時間；ENIG 處理過的 PCB 表面在焊接過程中容易產(chǎn)生黑盤效應（Black pad），需在 PCB 外觀檢驗 SOP（Standard Operating Procedure 標準作業(yè)程序）中作特別提醒。 8、PCB 阻焊膜和絲印圖 阻焊膜不能覆蓋焊盤，要能耐受回流焊高溫沖擊，不能產(chǎn)生起皮、褶皺等不良。絲印字符應清晰，不能覆蓋焊盤。尤其要注意檢查細間距 IC 附近阻焊膜和絲印油的高度，如超標會使細間距 IC 引腳焊盤上的錫膏厚度增加，易造成連焊不良。 9、元件分布 元件布局應均勻、整齊、緊湊，功率大的元件擺放在利于散熱的位置上，質(zhì)量較大的元器件應避免放在板的中

9、心，熱敏元件應遠離發(fā)熱元件，同類型插裝元器件在 X 或 Y 方向上應朝一個方向放置，同一種類型的有極性分立元件也要在 X 或 Y 方向上保持一致，便于生產(chǎn)和檢驗，元器件的排列要便于調(diào)試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。 波峰焊接面上的大、小 SMD 不能排成一條直線，要錯開位置，較小的元件不應排在較大的元件之后，阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直，排阻及 SOP 元器件軸向與傳送方向平行，這樣可以防止焊接時因焊料波峰的 “陰影”效應造成的虛焊和漏焊。 10、焊盤和布線設計 需評估焊盤設計是否與實際元件匹配，如發(fā)現(xiàn)有小元件匹配大焊盤的，可以考慮在元件底部點

10、加貼片膠來幫助固定，以避免回流焊時出現(xiàn)立碑、空焊等不良。 需評估焊盤大小和間距是否符合 IPC-SM-782A 標準。如不符合，需修改設計，或在印刷鋼網(wǎng)設計時考慮修正彌補輕微的設計缺陷。 SMD 元件的焊盤上或其附近不能有過孔，過孔離焊盤至少 0.5mm 以上，否則在回流焊過程中，焊盤上的焊錫熔化后會沿著過孔流走，會產(chǎn)生空焊、少錫，還可能流到板的另一面造成短路。如果無法避免，需將過孔注入膠水填塞，如果是 BGA 焊盤，還需特別檢查過孔填塞后不能留凹坑，否則，BGA 焊點易產(chǎn)生空洞。 焊盤與大面積銅箔（如電源/接地層等）之間需作熱隔離設計，否則易形成冷焊不良，熱隔離連線長度至少1mm 以上。 大

11、面積接地/電源層應作網(wǎng)格狀處理，否則，在焊接過程中會因熱應力差異過大引起 PCB 局部變形。 如果需要對 PCBA 作 ICT 測試的，就需評估測試焊盤的設計是否合理，兩個測試焊盤應保持 2.54mm 以上間距，測試焊盤應上錫，應選用低殘留免清洗焊錫膏，盡量避免用過孔或焊點來代替測試焊盤。 對于通孔元件來說，為了保證焊接效果最佳，引腳與孔徑的縫隙應在 0.25mm0.70mm 之間。較大的孔徑對插裝有利，但對焊點形成不利，易產(chǎn)生空洞和半焊不良。 一般通孔元件的焊盤直徑為孔徑的 2 倍，雙面板最小為 1.5mm，單面板最小為 2mm，如果受空間限制而不能用圓形焊盤的，可以采用腰圓形焊盤，以增加焊

12、盤面積。 PCB 的定位孔為非金屬化孔，直徑為 4mm，位于 PCB 的角上，距兩板邊各 5mm。定位 MARK 點距板邊 5mm 以上，不影響 SMT 設備的識別，PCB 對角至少有兩個不對稱 MARK 點，MARK 點的優(yōu)選形狀為實心圓，也可以是實心方塊、實心菱形、十子星等，實心圓 MARK 點的優(yōu)選尺寸為直徑 1mm。對于細間距 IC，為提高貼片精度，要求在 IC 兩對角也設置局部 MARK 點。MARK 點的材料為裸銅或覆銅，為了增加 MARK 點和 PCB 之間的對比度，可在 MARK 點周圍 1.5mm范圍內(nèi)開阻焊窗口，為了保證印刷和貼片的識別效果，MARK 點周圍應無其它走線及絲

13、印字符。 二、特殊元件1、敏感類元件 濕度敏感元件：針對非真空包裝的濕敏元件，除非客戶能提供開封時間證明未超出車間壽命的，可以直接發(fā)放使用外，其他的需全部按濕度超標處理，烘烤除濕后再抽真空包裝。對于濕敏等級為 6 級的元件，不管是否為真空包裝，使用之前必須經(jīng)過烘烤，并且必須在潮濕敏感注意標貼上所規(guī)定的時間限定內(nèi)回流。 ESD 敏感元件：針對 ESD 敏感等級高的元件，需在 BOM 上注明，在存儲、開封、取放、檢驗、返工、包裝等環(huán)節(jié)均需采取特別的 ESD 防護措施。 溫度敏感的元件：注意電解電容、有機薄膜電容、連接器、電感、晶體等元件都是耐溫等級比較低的元件，如果板上有這些元件的，需要測試這些元

14、件在焊接過程中的溫度變化曲線，評估爐溫設置是否安全。 2、特殊 IC 類元件 針對 BGA、CSP 類元件需制定專門的返工 SOP，評估是否需要制作 BGA 植球治具，購買符合要求的錫球。針對 FLASH ROM 類元件需評估是否需 Firmware 燒錄，有沒有合適的燒錄設備和燒錄座。 3、體積和重量異常的元件 特別重和大的元件：針對體積和重量較大的元件，需作特別工藝處理，SMD 元件可以考慮在底部加貼片膠固定，通孔元件可以采用鉚釘加固焊盤，并加輔助膠水固定元件本體。 特別小的 SMD 元件：需評估 SMD 的外形尺寸是否在貼片機的可貼裝元件范圍以內(nèi)。 4、特殊的通孔元件 特殊引腳形狀的通孔

15、元件：需評估現(xiàn)有整形設備能否滿足其特殊引腳形狀的要求，是否需要添購新的整形設備或制作專門的整形治具。 帶卡口的通孔元件：需用很大壓力才能插入的帶卡口的通孔元件，插入時會帶來 PCB 很大的震動，使得已經(jīng)插好的元件跳出插孔，所以需在插件工序前安排預裝配工位。 無明顯外觀標記的極性通孔元件：針對此類元件，需評估合適的檢驗方法，包括萬用表測試或制作簡易測試治具。 手焊通孔元件：評估有沒有需手焊的通孔元件，這些元件的焊盤有沒有開走錫位（方向與走板方向相反，開口為 0.5mm-1mm），以防波峰焊接時堵孔，如果沒有開走錫位的，需評估是否加貼掩膜膠帶，還是在爐后安排專人用電烙鐵挑開錫洞。是否需要制作手焊治

16、具，以提高效率和質(zhì)量。 5、特殊封裝和包裝的元件 SMD 新型封裝越來越多，需特別關注新型封裝的 IC、連接器之類的異形元件，考慮是否該定制適合該封裝的吸嘴，以保證高的取料率，同時需研究合適的檢測方式和貼裝速度，以降低拋料率，保證貼裝精度。 SMD 元件包裝類型：SMD 一般的包裝類型有 TRAY、STICK、TAPE、BULK 等，分別需要對應的不同供料器，貼裝效率和精度差異也很大。需評估現(xiàn)有供料器資源是否足夠，是否需要人工改變包裝方式，如將 BULK 元件重新編帶為TAPE，將 TAPE 拆開放入 TRAY 等，雖然耗費了人工成本，但是在供料器資源不夠時，也是可以考慮的無奈之舉。 三、客戶

17、的特殊要求1、PCB 外觀要求 需明確客戶對 PCB 表面清潔度的要求，重點確認焊劑殘渣、錫渣錫珠等項目，評估是否需要增加板面清洗的工序，采用何種清洗劑和清洗方式。 紙質(zhì) PCB 過爐以后一般顏色會有不同程度的變深，需明確客戶對 PCB 變色的要求，評估確定爐溫曲線和過爐次數(shù)限制。 PCB 多次過爐以后可能會產(chǎn)生變形，特別是面積大、厚度薄、V-CUT 槽多聯(lián)板、紙質(zhì) PCB 等 PCB 變形會更嚴重，需明確客戶的接受標準，評估確定爐溫曲線和過爐次數(shù)限制，必要時使用載板過爐。 需明確客戶對通孔元件浮高的要求，評估是否需要制作載板壓頭，壓住浮高要求較嚴的元件。 需明確客戶的對通孔元件露出 PCB

18、的引腳長度的要求，評估通過元件引腳預整形是否能滿足需求，是否需要安排專人在爐后剪腳，剪腳后是否需要重新補焊。 2、測試要求 需明確客戶的 AOI 測試要求，客戶無要求的，也可以自己確定測試需求，評估 AOI 測試的可行性和適用機臺，安排 TE 編制測試程式。 需明確客戶的 ICT 測試要求，確定 ICT 測試覆蓋率和測試盲點，評估是否需要制作目視檢驗套板，確認客戶提供的電路原理圖和 GERBER 文件，填報 ICT 測試針床申購單。 需明確客戶的 FCT 測試要求，確定 FCT 測試詳細內(nèi)容和 FCT 測試治具的來源，根據(jù)需求填報 FCT 測試治具申購單。如果需要測試軟件的，請客戶提供。 3、

19、其他要求 需明確客戶的包裝要求，如果現(xiàn)有包材無法滿足客戶需求的，可以完成設計后，填報包材申購單。 需明確客戶的成品標識要求。 需明確客戶的分板要求，評估現(xiàn)有分板設備是否滿足需求，是否需要制作分板治具。 需明確客戶對測溫板的要求，確認是采用模擬板還是實板，如果是采用實板的，需確定實板的來源和實板報廢成本的承擔方。 需明確客戶是否需要 IC 燒錄，如需要，請客戶提供燒錄 Firmware。需明確客戶對鋼網(wǎng)、載板、治具等的要求，是否由客戶提供，如是客戶提供的，需評估其設計合理性，檢驗其制作質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)有問題的，需與客戶商討解決辦法，必要時可以自己重新申請制作新的治具。 需明確客戶對生產(chǎn)輔料的要求，

20、是否由客戶提供，如是客戶提供的，需評估其定額的合理性，如果客戶指定品牌型號的，需向客戶咨詢其認可的供應商，如果客戶不指定的，從現(xiàn)有的生產(chǎn)輔料中選擇。通過工藝評審，我們需要確定 SMT 新品進行試樣前的準備工作，包括：1、找出 DFM 設計缺陷，協(xié)調(diào)客戶修改 PCB 設計；2、針對輕微的 PCB DFM 設計缺陷和特殊元器件的弱點，在工藝流程安排時考慮彌補措施；3、確定并安排制作各種必需的鋼網(wǎng)、載板、治具、測溫板等；4、確定適合的 SMT 線體配置和新設備添購的必要性；5、確定生產(chǎn)輔料的品牌型號；6、確定客戶的質(zhì)量驗收標準（特別是外觀標準）、燒錄 Firmware、測試軟件等；結(jié)論：目前規(guī)模較大

21、的 OEM 公司都制定了明確的 PCB DFM 設計規(guī)則，PCB 設計完成后有工藝工程師再作 DFM審核，所以 DFM 方面的設計缺陷很少。而小公司在這方面做得很不夠，設計出來的 PCB DFM 缺陷很多，針對輕微的 PCB DFM 設計缺陷，還可以在工藝流程安排時采取彌補措施，但針對嚴重的 PCB DFM 設計缺陷，則必須修改設計，否則，批量投產(chǎn)后，會產(chǎn)生超高的不良率，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本和客戶交期，使得SMT 代工廠和客戶利益都受到損害。俗話說“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，在 SMT 新品導入前，充分了解產(chǎn)品細節(jié)和客戶需求，能幫助我們少走彎路，少受損失。要特別需要重視向客戶了解兩個方面的信息，一個方面是客戶對產(chǎn)品外觀的要求，包括板面清潔度、PCB 變色程度、PCB 變形程度、通孔元件的浮高程度和引腳露出長度等，因為外觀檢驗標準很難用文字