电子百科 | PCB 组装：技术流程与缺陷

印刷电路板（PCB）组装，即 PCBA（Printed Circuit Board Assembly），是将电子元件通过焊接方式固定到裸板上的过程，是电子产品功能实现的关键步骤。高质量的 PCBA 是保证电子设备可靠性和性能的基础。

PCB 组装的主要方法

PCB 组装技术主要分为两大类：表面贴装技术（SMT）和通孔技术（THT）。在实际生产中，常采用两者的混合组装方式。

表面贴装技术 (SMT)

SMT 是当前最主流的组装技术。它将表面贴装元件（SMD）直接焊接在 PCB 表面预设的焊盘上。

特点： 这种技术允许元件尺寸更小、重量更轻，从而实现更高的组装密度。它高度依赖自动化设备，适用于大批量、高集成度的现代电子产品生产，且制造成本相对较低。

通孔技术 (THT)

THT 是一种传统的组装技术。它通过将元件的引脚插入 PCB 上预先钻好的孔中，然后在电路板的另一侧进行焊接。

特点： THT 提供的机械强度和连接可靠性更高，因此常用于需要承受较大机械应力、体积较大的元件（如大功率电阻、电容和连接器）的安装。虽然自动化程度低于 SMT，但在原型制作和小批量生产中仍有应用。

关键组装工艺流程

一个典型的 SMT 或混合组装流程涉及以下核心步骤：

锡膏印刷

此步骤的目的是将适量的锡膏（Solder Paste）准确地涂覆到 PCB 上所有需要焊接的焊盘上。通过使用钢网（Stencil）和丝网印刷机，可以确保锡膏的量和位置的精确性。锡膏的质量和印刷的精度是影响最终焊接质量的首要因素。

元件贴装

在锡膏印刷完成后，高速贴片机（Pick and Place Machine）会自动抓取表面贴装元件，并将其精确地放置在涂有锡膏的焊盘上。贴装的精度和速度是此环节的关键技术指标。

回流焊接

这是 SMT 组装的核心环节。装好元件的 PCB 进入回流焊炉，经历精确控制的温度曲线。温度曲线通常包括预热、恒温、回流和冷却四个阶段。在回流阶段，锡膏熔化并形成永久的焊点，将元件固定在 PCB 上。温度曲线的设定必须与锡膏和元件的要求严格匹配，以保证焊接可靠性并避免热损伤。

波峰焊接（针对 THT 元件）

对于需要进行 THT 焊接的元件，通常在 SMT 完成后进行波峰焊。PCB 通过助焊剂涂覆、预热区，然后接触液态焊锡形成的波峰。焊锡波会润湿并焊接元件引脚，形成焊点。

检查与测试

组装完成后，必须进行严格的质量检查和功能测试。常用的检查方法包括 AOI（自动光学检查）和 SPI（锡膏检查）来发现外观缺陷。随后，通过 ICT（在线测试）和 FCT（功能测试）来确保 PCBA 的电气性能和功能满足设计规格。

三、常见的组装缺陷与成因

组装过程中可能会出现多种缺陷，理解这些缺陷的产生原因有助于制定有效的预防措施。

短路 (Solder Bridge)

描述： 相邻的焊盘或引脚被多余的焊锡连接在一起，导致电路短路。

成因： 锡膏印刷量过多，导致锡膏在回流过程中塌陷；元件贴装位置偏差；或者回流焊温度曲线设置不当。

虚焊 (Open Circuit)

描述： 元件引脚与焊盘之间未能形成有效的电气连接。

成因： 锡膏印刷量不足；焊盘或元件引脚存在氧化或污染；元件引脚共面性差；或在回流过程中元件发生轻微翘曲。

立碑 (Tombstoning)

描述： 较小的片式元件（如电阻、电容）的一端在回流过程中翘起，垂直于 PCB 表面。

成因： 元件两端焊盘的尺寸设计不一致；元件两端锡膏的量不一致；或元件两端受热不均匀导致锡膏熔化时间存在差异。

锡珠 (Solder Balls)

描述： 在焊点周围或焊盘之间出现微小的球形焊锡颗粒。

成因： 锡膏在印刷或放置过程中受到污染；锡膏吸收了过多的湿气（含水量过高）；或回流焊的预热阶段不足，导致助焊剂未能充分挥发。

润湿不良 (Poor Wetting)

描述： 熔化的焊锡不能均匀地流淌并附着在焊盘或元件引脚上。

成因： 焊盘或引脚表面被氧化或受到污染；使用的助焊剂活性不足；或者焊接温度过低。

PCB 组装是一门精细的工程技术，其质量直接决定了电子产品的性能和使用寿命。通过严格控制锡膏印刷、优化回流焊温度曲线、提高元件贴装精度，并结合有效的检查和测试手段，可以显著提高 PCBA 的良品率和可靠性。持续关注并解决上述常见的工艺缺陷，是提升电子制造质量的关键。

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