PCBA柔性電子生產(chǎn)流程與品質(zhì)控制【干貨】

1、PCBA柔性電子生產(chǎn)流程與品質(zhì)控制FPC又稱(chēng)柔性電路板，F(xiàn)PC的PCBAS裝焊接流程與硬性電路板的組裝有很 大的不同，因?yàn)镕PC板子的硬度不夠，較柔軟，如果不使用專(zhuān)用載板，就無(wú)法 完成固定和傳輸，也就無(wú)法完成印刷、貼片、過(guò)爐等基本SMT 工序。一.FPC勺預(yù)處理FPC板子較柔軟，出廠(chǎng)時(shí)一般不是真空包裝，在運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程中易吸收空 氣中的水分，需在SMT投線(xiàn)前作預(yù)烘烤處理，將水分緩慢強(qiáng)行排出。否則，在 回流焊接的高溫沖擊下，F(xiàn)PC吸收的水分快速氣化變成水蒸氣突出 FPC易造成 FPC分層、起泡等不良。烘烤后的FPC應(yīng)該沒(méi)有明顯的變色、變形、起翹等不良，需由IPQC抽檢合格后才能投線(xiàn)。二專(zhuān)用載板的

2、制作根據(jù)電路板的CAD文件，讀取FPC的孔定位數(shù)據(jù)，來(lái)制造高精度 FPC定位 模板和專(zhuān)用載板，使定位模板上定位銷(xiāo)的直徑和載板上的定位孔、FPC±定位孔的孔徑相匹配。很多FPC因?yàn)橐Ｗo(hù)部分線(xiàn)路或是設(shè)計(jì)上的原因并不是同一個(gè) 厚度的，有的地方厚而有的地方要薄點(diǎn)，有的還有加強(qiáng)金屬板，所以載板和FPC的結(jié)合處需要按實(shí)際情況進(jìn)行加工打磨挖槽的，作用是在印刷和貼裝時(shí)保證FPC是平整的。載板的材質(zhì)要求輕薄、高強(qiáng)度、吸熱少、散熱快，且經(jīng)過(guò)多次熱沖 擊后翹曲變形小。常用的載板材料有合成石、鋁板、硅膠板、特種耐高溫磁化 鋼板等。三生產(chǎn)過(guò)程.我們?cè)谶@里以普通載板為例詳述 FPC的SMT要點(diǎn)，使用硅膠板或磁

3、性治具 時(shí)，F(xiàn)PC的固定要方便很多，不需要使用膠帶，而印刷、貼片、焊接等工序的工 藝要點(diǎn)是一樣的。1. FPC的固定：在進(jìn)行SMT之前，首先需要將FPC精確固定在載板上。特別需要注意的 是，從FPC固定在載板上以后，到進(jìn)行印刷、貼裝和焊接之間的存放時(shí)間越短 越好。載板有帶定位銷(xiāo)和不帶定位銷(xiāo)兩種。不帶定位銷(xiāo)的載板，需與帶定位銷(xiāo) 的定位模板配套使用，先將載板套在模板的定位銷(xiāo)上，使定位銷(xiāo)通過(guò)載板上的 定位孔露出來(lái)，將FPC一片套在露出的定位銷(xiāo)上，再用膠帶固定，然后讓載板 與FPC定位模板分離，進(jìn)行印刷、貼片和焊接。帶定位銷(xiāo)的載板上已經(jīng)固定有 長(zhǎng)約1.5mm的彈簧定位銷(xiāo)若干個(gè)，可以將FPC一片直接套在

4、載板的彈簧定位銷(xiāo) 上，再用膠帶固定。在印刷工序，彈簧定位銷(xiāo)可以完全被鋼網(wǎng)壓入載板內(nèi)，不 會(huì)影響印刷效果。方法一（單面膠帶固定）：用薄型耐高溫單面膠帶將FPC四邊固定在載板上，不讓FPCW偏移和起 翹，膠帶粘度應(yīng)適中，回流焊后必須易剝離，且在FPC上無(wú)殘留膠劑。如果使用自 動(dòng)膠帶機(jī)，能快速切好長(zhǎng)短一致的膠帶，可以顯著提高效率，節(jié)約成本，避免 浪費(fèi)。方法二（雙面膠帶固定）：先用耐高溫雙面膠帶貼在載板上，效果與硅膠板一樣，再將FPCfe貼到載板，要特別注意膠帶粘度不能太高，否則回流焊后剝離時(shí)，很容易造成FPC撕裂。 在反復(fù)多次過(guò)爐以后，雙面膠帶的粘度會(huì)逐步變低，粘度低到無(wú)法可靠固定FPC時(shí)必須立即更

5、換。此工位是防止 FPC臟污的重點(diǎn)工位，需要戴手指套作業(yè)。載 板重復(fù)使用前，需作適當(dāng)清理，可以用無(wú)紡布蘸清洗劑擦洗，也可以使用防靜 電粘塵滾筒，以除去表面灰塵、錫珠等異物。取放FPC時(shí)切忌太用力，F(xiàn)PC較脆弱，容易產(chǎn)生折痕和斷裂。2. FPC的錫膏印刷：FPC對(duì)焊錫膏的成分沒(méi)有很特別的要求，錫球顆粒的大小和金屬含量等以 FPC上有沒(méi)有細(xì)間距IC為準(zhǔn)，但FPC對(duì)焊錫膏的印刷性能要求較高，焊錫膏應(yīng) 具有優(yōu)良的觸變性，焊錫膏應(yīng)該能夠很容易印刷脫模并且能牢固地附著在FPC表面，不會(huì)出現(xiàn)脫模不良阻塞鋼網(wǎng)漏孔或印刷后產(chǎn)生塌陷等不良。因?yàn)檩d板上裝載FPC FPC上有定位用的耐高溫膠帶，使其平面不一致，所以

6、FPC的印刷面不可能象PCB那樣平整和厚度硬度一致，所以不宜采用金屬刮 刀，而應(yīng)采用硬度在80-90度的聚胺酯型刮刀。錫膏印刷機(jī)帶有光學(xué)定位系統(tǒng)，否則對(duì)印刷質(zhì)量會(huì)有較大影響，F(xiàn)PCS然固定在載板上，但是FPCW載板之 間總會(huì)產(chǎn)生一些微小的間隙，這是與 PCB硬板大的區(qū)別，因此設(shè)備參數(shù)的設(shè)定 對(duì)印刷效果也會(huì)產(chǎn)生較大影響。印刷工位也是防止FPC臟污的重點(diǎn)工位，需要戴手指套作業(yè)，同時(shí)要保持 工位的清潔，勤擦鋼網(wǎng)，防止焊錫膏污染 FPC的金手指和鍍金按鍵。3. FPC的貝占片：根據(jù)產(chǎn)品的特性、元件數(shù)量和貼片效率，采用中、高速貼片機(jī)進(jìn)行貼裝均可。由于每片F(xiàn)PC上都有定位用的光學(xué) MARK標(biāo)記，所以在FP

7、C上進(jìn)行SMD貼 裝與在PCB上進(jìn)行貼裝區(qū)別不大。需要注意的是，雖然FPCM固定在載板上，但是其表面也不可能像PCB硬板一樣平整，F(xiàn)PCW載板之間肯定會(huì)存在局部空 隙，所以，吸嘴下降高度、吹氣壓力等需精確設(shè)定，吸嘴移動(dòng)速度需降低。同時(shí)，F(xiàn)PC以聯(lián)板居多，F(xiàn)PC的成品率又相對(duì)偏低，所以整 PNL中含部分不良PCS 是很正常的，這就需要貼片機(jī)具備 BAD MAR別功能，否則，在生產(chǎn)這類(lèi)非 整PNL都是好板的情況下，生產(chǎn)效率就要大打折扣了。4. FPC的回流焊：應(yīng)采用強(qiáng)制性熱風(fēng)對(duì)流紅外回流焊爐，這樣FPC上的溫度能較均勻地變化，減少焊接不良的產(chǎn)生。如果是使用單面膠帶的，因?yàn)橹荒芄潭‵PC的四邊，中間

8、部分因在熱風(fēng)狀態(tài)下變形，焊盤(pán)容易形成傾斜，熔錫（高溫下的液態(tài) 錫）會(huì)流動(dòng)而產(chǎn)生空焊、連焊、錫珠，使制程不良率較高。1 ）溫度曲線(xiàn)測(cè)試方法：由于載板的吸熱性不同，F(xiàn)PC上元件種類(lèi)的不同，它們?cè)诨亓骱高^(guò)程中受熱 后溫度上升的速度不同，吸收的熱量也不同，因此仔細(xì)地設(shè)置回流焊爐的溫度 曲線(xiàn)，對(duì)焊接質(zhì)量大有影響。比較穩(wěn)妥的方法是，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的載板間隔，在測(cè)試板前后各放兩塊裝有 FPC的載板，同時(shí)在測(cè)試載板的FPC上貼裝有 元件，用高溫焊錫絲將測(cè)試溫探頭焊在測(cè)試點(diǎn)上，同時(shí)用耐高溫膠帶將探頭導(dǎo)線(xiàn)固定在載板上。注意，耐高溫膠帶不能將測(cè)試點(diǎn)覆蓋住。測(cè)試點(diǎn)應(yīng)選在靠近載板各邊的焊點(diǎn)和QFP弓I腳等處，這樣的測(cè)試

9、結(jié)果更能反映真實(shí)情況。2）溫度曲線(xiàn)的設(shè)置：在爐溫調(diào)試中，因?yàn)镕PC的均溫性不好，所以采用升溫/保溫/回流的溫度曲 線(xiàn)方式，這樣各溫區(qū)的參數(shù)易于控制一些，另外FPCffi元件受熱沖擊的影響都要小一些。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將爐溫調(diào)到焊錫膏技術(shù)要求值的下限，回焊爐的風(fēng)速一般都采用爐子所能采用的低風(fēng)速，回焊爐鏈條穩(wěn)定性要好,不能有抖動(dòng)。5. FPC的檢驗(yàn)、測(cè)試和分板：由于載板在爐中吸熱，特別是鋁質(zhì)載板，出爐時(shí)溫度較高，所以是建議在出爐口增加強(qiáng)制冷卻風(fēng)扇，幫助快速降溫。同時(shí)，作業(yè)員需帶隔熱手套，以免被高溫載板燙傷。從載板上拿取完成焊接的FPC時(shí)，用力要均勻，不能使用蠻力，以免FPC被撕裂或產(chǎn)生折痕。取下的FPC放

10、在5倍以上放大鏡下目視檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢查表面殘膠、變色、 金手指沾錫、錫珠、IC引腳空焊、連焊等問(wèn)題。由于 FPC表面不可能很平整， 使AOI的誤判率很高，所以FPC一般不適合作AOI檢查，但通過(guò)借助專(zhuān)用的測(cè) 試治具，F(xiàn)PCM以完成ICT FCT的測(cè)試。由于FPC以聯(lián)板居多，可能在作ICT FC硒測(cè)試以前，需要先做分板，雖 然使用刀片、剪刀等工具也可以完成分板作業(yè)，但是作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量低下，報(bào)廢率高。如果是異形FPC的大批量生產(chǎn)，建議制作專(zhuān)門(mén)的 FPC沖壓分板 模，進(jìn)行沖壓分割，可以大幅提高作業(yè)效率，同時(shí)沖裁出的FPCi緣整齊美觀(guān)，沖壓切板時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力很低，可以有效避免焊點(diǎn)錫裂。在PCBA柔性電子的組裝焊接過(guò)程，F(xiàn)PC的精確定位和固定是重點(diǎn)，固定好 壞的關(guān)鍵是制作合適的載板。其次是 FPC的預(yù)烘烤、印刷、貼片和回流焊。顯 然FPC的SMT工藝難度要比P