SMT（Surface-Mount Technology）是現代電子產線的核心。
一、SMT 產線流程
PCB 上線
↓
錫膏印刷（Stencil Printing）
↓
SPI（Solder Paste Inspection）
↓
元件擺放（Pick & Place）
↓
回焊（Reflow Oven）
↓
AOI（Automated Optical Inspection）
↓
X-Ray（如有 BGA / QFN）
↓
通孔焊接（如有）
↓
清洗（如必要）
↓
ICT / FCT 測試
↓
組裝
二、錫膏印刷
鋼板（Stencil）
- 不鏽鋼或鋁，雷射切割
- 厚度：0.1–0.15 mm
- 開孔對應每個焊盤
印刷機
- 自動對位
- 刮刀印刷
- 印壓、速度、角度都可調
錫膏
- SAC305（無鉛主流）：Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5
- 含鉛 SnPb（少數軍工用）
- 低溫錫膏（Sn-Bi）：< 138°C 熔點
SPI
3D 量測錫膏： - 體積 - 高度 - 對位
三、Pick & Place
機台
- 高速機（chip shooter）：每小時數十萬點
- 多功能機（中速）：QFP、BGA、特殊封裝
主流廠商
- Yamaha、Panasonic、ASM Pacific、Fuji、Mycronic
視覺對位
- 上視（晶片）
- 下視（PCB fiducial）
- 即時校正
Feeder
- Tape feeder（捲帶）
- Tray
- Stick
四、回焊（Reflow）
溫度曲線（Profile）
T (°C)
│
│ ╱╲
│ Reflow─→ ╱ ╲ ←─ 峰值（Peak）
│ (秒) ╱ ╲
│ ╱ ╲ ← 冷卻
│ ╱
│ ╱
│ ╱ ←── 預熱（Preheat）
└─────────────────► 時間
室溫 → 150°C → 217°C（熔點）→ 245°C（peak）→ 冷卻
關鍵階段： 1. 預熱（Preheat）：室溫 → 150°C，60–120 秒 2. 均熱（Soak）：150 → 200°C 3. 熔錫（Reflow）：> 217°C 持續 30–90 秒 4. 冷卻：4–6°C/s 下降
溫區（Zone）
8–12 個獨立溫區。 氮氣環境減少氧化。
主流爐廠
- BTU、Heller、Rehm、Vitronics-Soltec
五、AOI 與 X-Ray
AOI（自動光學檢查）
- 攝影機 + 演算法
- 檢查：缺料、錯料、極性、空焊、橋接、焊量
- 高速（每板 10–60 秒）
X-Ray
- 看 BGA、QFN、QFP 底部焊點
- 空洞（void）、橋接、未濕潤
AXI（Auto X-ray Inspection）
線上自動 X-Ray，搭配 AOI 提高覆蓋。
六、常見焊接缺陷
| 缺陷 | 原因 | 解方 |
|---|---|---|
| 立碑（Tombstone） | 兩端受熱不均 | 焊盤對稱 |
| 橋接（Bridge） | 錫膏太多、pitch 過小 | 鋼板開口減少 |
| 冷焊 | 溫度不夠 | profile 調整 |
| 空焊 | 錫膏不足 | 增加錫膏 |
| 球錫（Solder Ball） | 飛濺 | 錫膏品質 |
| 空洞（Void） | 助焊劑揮發不完 | profile 改善 |
| 偏移（Shift） | 對位誤差 | P&P 校正 |
| 漂浮（Float） | 浮力 | 焊盤設計 |
| 開路（Open） | 焊不上 | 多種原因 |
七、無鉛焊接的挑戰
無鉛（lead-free）焊接： - 熔點較高（217°C vs 含鉛 183°C） - 焊點較脆 - 銅腐蝕較嚴重 - 整體製程窗口窄
→ 必須嚴格管控製程。
八、本章總結
✅ 您應該理解：
- [x] SMT 完整產線流程
- [x] 錫膏印刷與鋼板
- [x] Pick & Place
- [x] Reflow profile
- [x] AOI / X-Ray
- [x] 常見焊接缺陷與解方