在PCBA加工过程中为什么必须先贴片后分板?

  电子制造领域最常见的基础问题,却直接影响着电路板的质量和生产效率。在电子制造业中,PCB作为电子产品的心脏,其加工流程直接决定了最终产品的质量。许多刚入行的工程师和采购人员常常困惑:在PCBA加工过程中,到底是应该先进行贴片还是先进行分板?


  这个问题看似简单,却直接关系到产品质量、生产效率和成本控制,我们将从实际生产角度为您详细解析这一工艺选择的奥秘。


  一、为什么必须先贴片后分板?


  在SMT贴片加工中,先贴片后分板是行业公认的标准工艺顺序。这一流程安排背后有着充分的科学依据和实践验证。


  1. 保证贴片精度


  贴片过程中,PCB板需要保持绝对平整,以确保元器件被精确贴装到指定位置。如果先进行分板,分割后的PCB板边缘往往会出现不平整现象,导致贴片机轨道夹持不稳,严重影响贴装精度。尤其是0201、0402等微小封装的元件,位置偏移丝毫就可能导致焊接不良。


  2. 提高生产效率


  对于小型PCB板,制造商通常采用连片设计(多个小板拼成一个大板)来提高生产效率。在SMT线上,一块大板上可以同时完成数十个小板的贴装和回流焊接,设备利用率最大化。待所有工序完成后再进行分板,可显著降低单板生产成本。


  3. 避免元器件损坏


  分板过程会产生机械应力和振动。如果先分板再贴片,分板过程中产生的应力可能对后续贴装的精密元件(如BGA芯片、QFP封装等)造成隐性损伤。而先完成贴片和焊接,元件已牢固固定在板上,只要选择合适的分板方式,损伤风险可大大降低。


  在实际生产中始终坚持“先贴片、再分板”的工艺顺序,这是我们保证产品高直通率的基础准则之一。


  二、工艺边的作用与分板时机选择


  PCB工艺边:不可或缺的辅助设计


  工艺边(也称工作边)是为了SMT加工时留出轨道传输位置、放置拼版Mark点而设置的长条形空白板边。在PCBA生产工艺流程中,工艺边的预留对于后续的SMT贴片加工具有十分重要的意义。


  - 避免设备撞件:SMT贴片机轨道夹住PCB板流动时,过于靠近轨道边的元件容易被贴片机吸嘴撞击。


  - 提供机器定位基准:工艺边上的Mark点是贴片机视觉定位的关键参考点。


  - 适应不同厚度板:工艺边可平衡不同厚度区域的支撑,防止过回焊炉时板子变形。


  分板的最佳时机


  完成所有焊接工序后,分板操作才应进行。标准流程如下:


  1. SMT贴片(包括锡膏印刷、元件贴装、回流焊)


  2. DIP插件(如有)


  3. 波峰焊(针对插件元件)


  4. 清洗与测试


  5. 分板操作


  我们特别关注分板前的质量确认环节,确保所有焊接和测试合格后才进入分板工序,避免二次返修带来的麻烦。


  三、分板方法选择的五大关键因素


  面对手动分板、机械分板和激光分板等多种方式,如何做出明智选择?建议您从以下五个维度综合考虑:


  1. 生产规模与成本效益


  - 手动分板:适用于小批量生产和原型验证阶段。优点是设备成本低、操作简便,缺点是效率低、一致性差。


  - 机械分板:适合中等规模生产。V-cut分板机成本适中,适合直线切割;铣割分板机可处理曲线分板,精度更高。


  - 激光分板:适用于大批量和高精度要求的产品。虽然设备成本高,但无接触、无应力,特别适合柔性板和医疗电子等高端产品。


  2. 产品复杂度


  - 简单矩形板:V-cut分板机是最经济高效的选择,通过刀片沿着PCB V型槽进行直线切割。


  - 不规则形状板:需采用铣割分板机或激光分板机。铣割分板机通过精密铣刀沿编程路径切割;激光分板则无物理接触,可处理最复杂的轮廓。


  3. 质量要求


  - 军工、医疗、汽车电子等高可靠性领域:推荐激光分板或铣割分板,避免任何机械应力损伤焊点。


  - 消费类电子产品:V-cut分板可满足大部分要求,但需注意元件布局与分板线的安全距离。


  4. 板材特性


  - 常规FR-4板材:所有分板方式都适用


  - 厚铜板、金属基板:建议采用铣割或激光分板


  - 薄板(<0.8mm):激光分板最佳,避免机械分板导致的变形


  5. 元件布局密度


  在元件密集区域附近分板时,机械应力可能传导至精密元件。关键元件与分板线距离至少保持3mm以上。若无法满足此要求,则应选用激光分板工艺。


  结语

  在PCBA加工中,“先贴片后分板”是保证质量和效率的基本原则,而分板方式的选择则需要综合考量产品特性、质量要求、成本预算等多方面因素。


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