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文檔簡介
1、SMT生產(chǎn)技術(shù)資料TITLE:1.印刷電路板的設(shè)計SMT生產(chǎn)設(shè)備工作環(huán)境要求SMT工藝質(zhì)M檢查施加焊膏的通用工藝無鉛焊料簡介用戶如何正確使用你的焊膏焊錫珠的產(chǎn)生原因及解決方法采用吸筆或銀子手動貼裝組件的工藝簡介采用印刷臺手工印刷焊膏的工藝簡介采用點膠機(jī)手動滴涂焊膏的工藝簡介BGA的返修及植球工藝簡介"豎碑"現(xiàn)象的成因與對策SMT牛產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)流程SMT線路板是表面貼裝設(shè)計中不可缺少的組成之一。SMT線路板是電子產(chǎn)品中電路組件與器件的支撐件,它實現(xiàn)了電路組件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)發(fā)展,PCB板的體積越來越小,密度也越來越高,并且PCB板層不斷地增加,因此,要求PCB在整
2、體布局、抗干擾能力、工藝上和可制造性上要求越來越印刷電路板設(shè)計的主要步驟;1:繪制原理圖。2:組件庫的創(chuàng)建。3:建立原理圖與印制板上組件的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系。4:布線和布局。5:創(chuàng)建印制板生產(chǎn)使用數(shù)據(jù)和貼裝生產(chǎn)使用數(shù)據(jù)。印制電路板的設(shè)計過程中要考慮以下問題:1、要確保電路原理圖組件圖形與實物相一致和電路原理圖中網(wǎng)絡(luò)連接的正確性。2、印制電路板的設(shè)計不僅僅是考慮原理圖的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系,而且要考慮電路工程的一些要求,電路工程的要求主要是電源線、地線和其它一些導(dǎo)線的寬度,線路的連接,一些組件的高頻特性,組件的阻抗、抗干擾等。3、印制電路板整機(jī)系統(tǒng)安裝的要求,主要考慮安裝孔、插頭、定位孔、基準(zhǔn)點等都要滿足要求
3、,各種組件的擺放位置和準(zhǔn)確地安裝在規(guī)定的位置,同時要便于安裝、系統(tǒng)調(diào)試、以及通風(fēng)散熱。4、印制電路板的可制造性上和它的工藝性上的要求,要熟悉設(shè)計規(guī)范和滿足生產(chǎn)工藝要求,使設(shè)計出的印制電路板能順利地進(jìn)行生產(chǎn)。5、在考慮元器件在生產(chǎn)上便于安裝、調(diào)試、返修,同時印制電路板上的圖形、焊盤、過孔等要標(biāo)準(zhǔn),確保元器件之間不會碰撞,乂方便地安裝。6、設(shè)計出印制電路板的目的主要是應(yīng)用,因此我們要考慮它的實用性和可靠性,同時減少印制電路板的板層和面積,從而來降低成本,適當(dāng)大一些的焊盤、通孔、走線等有利于可靠性的提高,減少過孔,優(yōu)化走線,使其疏密均勻,一致性好,使板面的整體布局美觀一些。一、要使所設(shè)計的電路板達(dá)到
4、預(yù)期的目的,印刷電路板的整體布局、元器件的擺放位置起著關(guān)鍵作用,它直接影響到整個印刷電路板的安裝、可靠性、通風(fēng)散熱、布線的直通率。印刷電路板的外層尺寸優(yōu)先考慮,PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加,過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾,因此,首先對PCB的大小和外形,給出一個合理的定位。再確定特殊組件的位置和單元電路等,要按電路的流程把整個電路分為幾個單元電路或模塊,并以每個單元電路的核心組件(如集成電路)為中心,其它的組件要按一定的順序均勻、整齊緊湊地排列在PCB板上,但不要太靠近這些大的組件,要有一定的距離,特別一些比較大、比較高的組件周圍要保持一定的距離,這
5、樣有助于焊接和返修。對于功率較大的集成電路要考慮彩散熱片,要給它留有足夠的空間,并且放于印制板的通風(fēng)散熱好的位置。同時也不要過于集中,幾個大的組件在同一板子上,要有一定距離,并且要使他們在45角的方向上,稍小的一些集成電路如(SOP)要沿軸向排列,電阻容組件則垂直軸向排列,所有這些方向都相對PCB的生產(chǎn)過程的傳送方向。這樣使元器件有規(guī)律的排列,從而減少在焊接中產(chǎn)生的缺陷。做顯示用的發(fā)光二極管等,因在應(yīng)用過程中要用來觀察,應(yīng)該考慮放于印制板的邊緣處。一些開關(guān)、微調(diào)組件等應(yīng)該放在易于操作的地方。在同頻電路中應(yīng)考慮元器件之間的分布參數(shù),一般高頻電路中應(yīng)考慮元器件之間的分布參數(shù),一般電路盡可能使元器件
6、平行排列,這樣不但美觀,而且易于裝焊,同時易于批生產(chǎn),位于電路板邊緣的元器件,距離邊緣一定要有3-5厘米的距離。在考慮組件位置的同時要對PCB板的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、耐熱性以及彎曲強(qiáng)度等性能進(jìn)行全面考慮,以免在生產(chǎn)中對組件或PCB產(chǎn)生不良影響。PCB上的組件位置和外形確定后,再考慮PCB的布線。有了組件的位置,根據(jù)組件位置進(jìn)行布線,印制板上的走線盡可能短是一個原則。走線短,占用通道和面積都小,這樣直通率會高一些。在PCB板上的輸入端和輸出端的導(dǎo)線應(yīng)盡雖避開相鄰平行,最好在二線間放有地線。以免發(fā)生電路反饋藕合。印制板如果為多層板,每個層的信號線走線方向與相鄰板層的走線方向要不同。對于一些重要的
7、信號線應(yīng)和線路設(shè)計人員達(dá)成一致意見,特別差分信號線,應(yīng)該成對地走線,盡力使它們平行、靠近一些,并且長短相差不大。PCB板上所有組件盡雖減少和縮短元器件之間的引線和連接,PCB板中的導(dǎo)線最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣層基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm,寬度為1-1.5mm時,通過2A的電流,溫度不會高于3度。導(dǎo)線寬度1.5mm時可滿足要求,對于集成電路,尤其是數(shù)字電路,通常選用0.02-0.03mm。當(dāng)然,只要允許,我們盡可能的用寬線,特別是PCB板上的電源線和地線,導(dǎo)線的最小間距主要是由最不壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于一些集成電路(IC)以工藝角度考慮可
8、使間距小于5-8mm。印制導(dǎo)線的彎曲處一般用圓弧最小,避免使用小于90度彎的走線。而直角和夾角在高頻電路中會影響電性能,總之,印制板的布線要均勻,疏密適當(dāng),一致性好。電路中盡雖避開使用大面積銅箔,否則,在使用過程中時間過長產(chǎn)生熱雖時,易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,如必須使用大面積銅箔時,可采用柵格狀導(dǎo)線。導(dǎo)線的端口則是焊盤。焊盤中心孔要比器件引線直徑大一些。焊盤太大在焊接中易形成虛焊,焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm,其中d為孔徑,對于一些密度比較大的組件的焊盤最小直徑可?。╠+1.0)mm,焊盤設(shè)計完成后,要在印制板的焊盤周圍畫上器件的外形框,同時標(biāo)注文字和字符。一般文字或外框的高度應(yīng)該在
9、0.9mm左右,線寬應(yīng)該在0.2mm左右。并且標(biāo)注文字和字符等線不要壓在焊盤上。如果為雙層板,則底層字符應(yīng)該鏡像標(biāo)注。二、為了使所設(shè)計的產(chǎn)品更好有效地工作,PCB在設(shè)計中不得不考慮它的抗干擾能力,并且與具體的電路有著密切的關(guān)系。線路板中的電源線、地線等設(shè)計尤為重要,根據(jù)不同的電路板流過電流的大小,盡雖加大電源線的寬度,從而來減小環(huán)路電阻,同時電源線與地線走向以及數(shù)據(jù)傳送方向保持一致。有助于電路的抗噪聲能力的增強(qiáng)。PCB上即有邏輯電路乂有線性電路,使它們盡雖分開,低頻電路可采用單點并聯(lián)接地,實際布線可把部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地,高頻電路采用多點串連接地。地線應(yīng)短而粗,對于高頻組件周圍可采用柵格大面積
10、地箔,地線應(yīng)盡雖加粗,如果地線很細(xì)的導(dǎo)線,接地電位隨電流的變化,使抗噪性能降低。因此應(yīng)加粗接地線,使其能達(dá)到三位于電路板上的允許電流。如果設(shè)計上允許可以使接地線在2-3mm以上的直徑寬度,在數(shù)字電路中,其接地線路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。PCB的設(shè)計中一般常規(guī)在印制板的關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?。在電源入端跨線接10-100UF的電解電容,一般在20-30管腳的附近,都應(yīng)布置一個0.01PF的瓷片電容,一般在20-30管腳的集成電路芯片的電源管腳附近,都應(yīng)布置一個0.01PF的磁盤電容,對于較大的芯片,電源引腳會有幾個,最好在它們附近都加一個退藕電容,超過200腳的芯片,則在它四邊上都加上
11、至少二個退藕電容。如果空隙不足,也可4-8個芯片布置一個1-10PF鑰電容,對于抗干擾能力弱、關(guān)斷電源變化大的組件應(yīng)在該組件的電源線和地線之間直接接入退藕電容,以上無論那種接入電容的引線不易過長。三、線路板的組件和線路設(shè)計完成后,接上來要考慮它的工藝設(shè)計,目的將各種不良因素消滅在生產(chǎn)開始之前,同時乂要兼顧線路板的可制造性,以便生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和批雖進(jìn)行生產(chǎn)。前面在說組件得定位及布線時已經(jīng)把線路板的工藝方面涉及到一些。線路板的工藝設(shè)計主要是把我們設(shè)計出的線路板與組件通過SMT生產(chǎn)線有機(jī)的組裝在一起,從而實現(xiàn)良好電氣連接達(dá)到我們設(shè)計產(chǎn)品的位置布局。焊盤設(shè)計,布線以抗干擾性等還要考慮我們設(shè)計出的板子
12、是不是便于生產(chǎn),能不能用現(xiàn)代組裝技術(shù)-SMT技術(shù)進(jìn)行組裝,同時要在生產(chǎn)中達(dá)到不讓產(chǎn)生不良品的條件產(chǎn)生設(shè)計高度。具體有以下幾個方面:1:不同的SMT生產(chǎn)線有各自不同的生產(chǎn)條件,但就PCB的大小,pcb的單板尺寸不小于200*150mm。如果長邊過小可以采用拼版,同時長與寬之比為3:2或4:3電路板面尺寸大于200X150mm時,應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。2:當(dāng)電路板尺寸過小,對于SMT整線生產(chǎn)工藝很難,更不易于批雖生產(chǎn),最好方法采用拼板形式,就是根據(jù)單板尺寸,把2塊、4塊、6塊等單板組合到一起,構(gòu)成一個適合批雖生產(chǎn)的整板,整板尺寸要適合可貼范圍大小。3:為了適應(yīng)生產(chǎn)線的貼裝,單板要留有3-5m
13、m的范圍不放任何組件,拼板留有3-8mm的工藝邊,工藝邊與PCB的連接有三種形式:A無搭邊,有分離糟,B有搭邊,乂有分離糟,C有搭邊,無分離糟。設(shè)有沖裁用工藝搭國。根據(jù)PCB板的外形,有途等適用不同的拼板形式。對PCB的工藝邊根據(jù)不同機(jī)型的定位方式不同,有的要在工藝邊上設(shè)有定位孔,孔的直徑在4-5厘米,相對比而言,要比邊定位精度高,因此有定位孔定位的機(jī)型在進(jìn)行PCB加工時,要設(shè)有定位孔,并且孔設(shè)計的要標(biāo)準(zhǔn),以免給生產(chǎn)帶來不便。4:為了更好的定位和實現(xiàn)更高的貼裝精度,要為PCB設(shè)上基準(zhǔn)點,有無基準(zhǔn)點和設(shè)的好與壞直接影響到SMT生產(chǎn)線的批雖生產(chǎn)?;鶞?zhǔn)點的外形可為方形、圓形、三角形等。并且直徑大約在
14、1-2mm范圍之內(nèi),在基準(zhǔn)點的周圍要在3-5mm的范圍之內(nèi),不放任何組件和引線。同時基準(zhǔn)點要光滑、平整,不要任何污染?;鶞?zhǔn)點的設(shè)計不要太靠近板邊,要有3-5mm的距離。5:從整體生產(chǎn)工藝來說,其板的外形最好為距形,特別對于波峰焊。采用矩形便于傳送。如果PCB板有缺糟要用工藝邊的形式補(bǔ)齊缺糟,對于單一的SMT板允許有缺糟。但缺糟不易過大應(yīng)小于有邊長長度的1/3??傊?,不良品的產(chǎn)生是每一個環(huán)節(jié)都有可能,但就PCB板設(shè)計這個環(huán)節(jié),應(yīng)該從各個方面去考慮,讓其即很好實現(xiàn)我們設(shè)計該產(chǎn)品目的,乂要在生產(chǎn)中適合SMT生產(chǎn)線的批雖生產(chǎn),盡力設(shè)計出高質(zhì)雖的PCB板,把出現(xiàn)不良品的機(jī)率降到最低。SMT生產(chǎn)設(shè)備是高精
15、度的機(jī)電一體化設(shè)備,設(shè)備和工藝材料對環(huán)境的清潔度、濕度、溫度都有一定的要求,為了保證設(shè)備正常運(yùn)行和組裝質(zhì)雖,對工作環(huán)境有以下要求:1:電源:電源電壓和功率要符合設(shè)備要求電壓要穩(wěn)定,要求:單相AC220(220±10%,50/60HZ)三相AC380V(220M0%,50/60HZ)如果達(dá)不到要求,需配置穩(wěn)壓電源,電源的功率要大于功耗的一倍以上。2:溫度:環(huán)境溫度:23均C為最佳。一般為1728Co極限溫度為1535C(印刷工作間環(huán)境溫度為23坦C為最佳)3:濕度:相對濕度:4570%RH4:工作環(huán)境:工作間保持清潔衛(wèi)生,無塵土、無腐蝕性氣體??諝馇鍧嵍葹?00000級(BGJ73-8
16、4);在空調(diào)環(huán)境下,要有一定的新風(fēng)雖,盡H將CO2含H控制在1000PPM以下,CO含雖控制10PPM以下,以保證人體健康。5:防靜電:生產(chǎn)設(shè)備必須接地良好,應(yīng)采用三相五線接地法并獨(dú)立接地。生產(chǎn)場所的地面、工作臺墊、坐椅等均應(yīng)符合防靜電要求。6:排風(fēng):再流焊和波峰焊設(shè)備都有排風(fēng)要求。7:照明:廠房內(nèi)應(yīng)有良好的照明條件,理想的照度為800LUXX1200LUX,至少不能低于300LUX8:SMT生產(chǎn)線人員要求:生產(chǎn)線各設(shè)備的操作人員必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)合格,必須熟練掌握設(shè)備的操作規(guī)程。操作人員應(yīng)嚴(yán)格按"安全技術(shù)操作規(guī)程"和工藝要求操作。一、檢查內(nèi)容(1)組件有無遺漏。(2)組
17、件有無貼錯。(3)有無短路。(4)有無虛焊。前三種情況卻好檢查,原因也很清楚,很好解決,但虛焊的原因卻是比較復(fù)雜。二、虛焊的判斷1、采用在線測試儀專用設(shè)備(俗稱針床)進(jìn)行檢驗。2、目視(含用放大鏡、顯微鏡)檢驗。當(dāng)目視發(fā)現(xiàn)焊點焊料過少焊錫浸潤不良,或焊點中間有斷縫,或焊錫表面呈凸球狀,或焊錫與SMD不相親融等,就要引起注意了,即便輕微的現(xiàn)象也會造成隱患,應(yīng)立即判斷是否是存在批次虛焊I可題。判斷的方法是:看看是否較多PCB上同一位置的焊點都有問題,如只是個別PCB上的問題,可能是焊膏被刮蹭、引腳變形等原因,如在很多PCB上同一位置都有問題,此時很可能是組件不好或焊盤有問題造成的。三、虛焊的原因及
18、解決1、焊盤設(shè)計有缺陷。焊盤上不應(yīng)存在通孔,通孔會使焊錫流失造成焊料不足;焊盤間距、面積也需要標(biāo)準(zhǔn)匹配,否則應(yīng)盡早更正設(shè)計。2、PCB板有氧化現(xiàn)象,即焊盤發(fā)烏不亮。如有氧化現(xiàn)象,可用橡皮擦去氧化層,使其亮光重現(xiàn)。PCB板受潮,如懷疑可放在干燥箱內(nèi)烘干。PCB板有油漬、汗?jié)n等污染,此時要用無水乙醇清洗干凈。3、印過焊膏的PCB,焊膏被刮、蹭,使相關(guān)焊盤上的焊膏H減少,使焊料不足。應(yīng)及時補(bǔ)足。補(bǔ)的方法可用點膠機(jī)或用竹簽挑少許補(bǔ)足。4、SMD(表面貼裝元器件)質(zhì)雖不好、過期、氧化、變形,造成虛焊。這是較多見的原因。(1)氧化的組件發(fā)烏不亮。氧化物的熔點升高,此時用三百多度度的電銘鐵加上松香型的助焊劑
19、能焊接,但用二白多度的SMT回流焊再加上使用腐蝕性較弱的免清洗焊膏就難以熔化。故氧化的SMD就不宜用再流焊爐焊接。買組件時一定要看清是否有氧化的情況,且買回來后要及時使用。同理,氧化的焊膏也不能使用。(2)多條腿的表面貼裝組件,其腿細(xì)小,在外力的作用下極易變形,一旦變形,肯定會發(fā)生虛焊或缺焊的現(xiàn)象,所以貼前焊后要認(rèn)真檢查及時修復(fù)。一:工藝目的把適雖的Sn/Pb焊膏均勻地施加在PCB焊盤上,以保證貼片組件與PCB相對應(yīng)的焊盤達(dá)到良好的電氣連接,并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。二:技術(shù)要求1:施加的焊膏雖均勻,一致性好。焊盤圖形要清晰,相鄰的圖形之間盡雖不要粘連。焊膏圖形與焊盤圖形要一致,盡H不要錯位。2:
20、在一般情況下,焊盤上單位面積的焊膏雖應(yīng)為0.8mg/mm2左右對窄間距元器件,應(yīng)為0.5mg/mm2左右。3:印刷在基板上的焊膏與希望重H值相比,可允許有一定的偏差,至于焊膏覆蓋每個焊盤的面積應(yīng)在75%以上。采用免清洗技術(shù)時,要求焊膏全部位元元元元元元元于焊盤上。4:焊膏印刷后,應(yīng)無嚴(yán)重塌落,邊緣整齊,錯位不大于0.2mm,對窄間距元器件焊盤,錯位不大于0.1皿。基板表面不允許被焊膏污染。采用免清洗技術(shù)時,可通過縮小模板開口尺寸的方法,使焊膏全部位元元元元元元元于焊盤上。三:施加焊膏的方法和各種方法的適用范圍施加焊膏的方法有兩種:滴涂式(即注射式,滴涂式乂分為于動和自動滴涂機(jī)兩種方法)、金屬模
21、板印刷。兩種方法的適用范圍如下:1:手工滴涂法-用于極小批雖生產(chǎn)或新產(chǎn)品的模型樣機(jī)和性能樣機(jī)的研制階段,以及生產(chǎn)中修補(bǔ),更換組件等。2:金屬模板印刷-用于大中批雖生產(chǎn),組裝密度大,以及有多引線窄間距器件的產(chǎn)品(窄間距器件是指引腳中心距不大一0.65mm的表面組裝器件;也指長X寬不大于1.6®.8mm的表面組裝組件)。由于金屬模板印刷的質(zhì)雖比較好,而且金屬模板使用壽命長,因此一般應(yīng)優(yōu)先采用金屬模板印刷工藝。一:無鉛焊料的發(fā)展鉛及其化合物會給人類生活環(huán)境和安全帶來較大的危害。電子工業(yè)中大雖使用Sn/Pb合金焊料是造成應(yīng)用污染的重要來源之一。日本首先研制出無鉛焊料并應(yīng)用到實際生產(chǎn)中,并從2
22、003年起禁止使用美國和歐洲提出2006年7月1日起禁止使用。另外特別強(qiáng)調(diào)電子產(chǎn)品的廢品回收問題。我國一些獨(dú)資和合資企業(yè)的出口產(chǎn)品也有了應(yīng)用。無鉛焊料已進(jìn)主實用性階段。我國目前還沒有具體政策,目前鉛錫合金焊膏還在繼續(xù)沿用,但發(fā)展是非??斓?,加WTO會加速跟上世界步伐。我們應(yīng)該做好準(zhǔn)備,例如收集資料、理論學(xué)習(xí)等。二:無鉛焊料的技術(shù)要求1:熔點低,合金共晶溫度近似于Sn63/Pb37的共晶焊料相當(dāng),具有良好的潤濕性;2:機(jī)械性能良好,焊點要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱老化性能;3:熱傳導(dǎo)率和導(dǎo)電率要與Sn63/Pb37的共晶焊料相當(dāng),具有良好的潤濕性;4:機(jī)械性能良好,焊點要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗熱老化性
23、能;5:要與現(xiàn)有的焊接設(shè)備和工藝兼容,可在不更換設(shè)備不改變現(xiàn)行工藝的條件下進(jìn)行焊接。6:焊接后對各焊點檢修容易;7:成本要低,所選用的材料能保證充分供應(yīng)。三:目前狀況最有可能替代Sn/Pb焊料的兀毒合金是Sn為主,添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金屬元素,通過焊料合金化來改善合金性能提高可焊性。目前常用的無鉛焊料主要是以Sn-Ag、Sn-Zn、Sn-Bi為基體,添加適雖其它金屬元素組成三元合金和多元合金。種類優(yōu)點缺點Sn-Ag具有優(yōu)良的機(jī)械性能、拉伸強(qiáng)度、蠕變特性及耐熱老化比Sn-Pb共晶焊料稍差,但不存在延展性隨熔點偏高,比Sn-Pb高30-40度潤濕性差,成本高。時間加長而劣化的問
24、題。Sn-Zn機(jī)械性能好,拉伸強(qiáng)度比Sn-Pb共晶焊料好,可拉制成絲材使用;具有良好的蠕變特性,變形速度慢,至斷裂時間長Zn極易氧化,潤濕性和穩(wěn)定性差,具有腐蝕性。Sn-Bi降低了熔點,使其與Sn-Pb共晶焊料接近,蠕尖特性好,并增大了合金的拉伸強(qiáng)度;延展性變壞,變得硬而脆,加工性差,不能加工成線材使用。四:需要于無鉛焊接相適應(yīng)的其它事項1:元器件-要求組件體耐高溫,而且無鉛化。即組件的焊接端頭和引出線也要采用無鉛鍍層。2:PCB-要求PCB基材耐更高溫度,焊后不變形,表面鍍覆無鉛化,與組裝焊接用無鉛焊料相容,要低成本。3:助焊劑-要開發(fā)新型的潤濕性更好的助焊劑,要與加熱溫度和焊接溫度相匹配,
25、而且要滿足環(huán)保要求。4:焊接設(shè)備-要適應(yīng)較高的焊接溫度要求。5:工藝-無鉛焊料的印刷、貼片、焊接、清洗以及檢測都是新的課題,都要適應(yīng)無鉛焊料的要求。HT996用戶多為中小批雖、多品種的生產(chǎn)、研發(fā)單位。一瓶焊膏要用較長的時間并多次使用。這樣焊膏的保存就與那些一次用一瓶、幾瓶甚至幾拾瓶的大規(guī)模生產(chǎn)線有所不同。一:焊膏使用、保管的基本原則基本原則是盡雖與空氣少接觸,越少越好。焊膏與空氣長時間接觸后,會造成焊膏氧化、助焊劑比例成分失調(diào)。產(chǎn)生的后果是:焊膏出現(xiàn)碩皮、碩塊、難熔并產(chǎn)生大雖錫球等。二:一瓶焊膏多次使用時的注意事項1:開蓋時間要盡H短促開蓋時間要盡雖短促,當(dāng)班取出當(dāng)班夠用的焊膏后,應(yīng)立即將內(nèi)蓋
26、蓋好。不要取一點用一點,頻繁開蓋或始終將蓋子敞開著。2:蓋好蓋子取出焊膏后,將內(nèi)蓋立即蓋好,用力下壓,擠出蓋子與焊膏之間的全部空氣,使內(nèi)蓋與焊膏緊密接觸。在確信內(nèi)蓋壓緊后,再擰上外面的大蓋。3:取出的焊膏要盡快印刷取出的焊膏要盡快實施印刷使用。印刷工作要連續(xù)不停頓,一口氣把當(dāng)班要加工的PCB板全部印刷完畢,平放在工作臺上等待貼放表貼組件。不要印印停停。4:已取出的多余焊膏的處理全部印刷完畢后,剩余的焊膏應(yīng)盡快回收到一個專門的回收瓶內(nèi),并如同注意事項(2)與空氣隔絕保存。不要將剩余焊膏放回未使用的焊膏瓶內(nèi)!以防”一塊臭肉壞了一鍋"。因此在取用焊膏時要盡雖準(zhǔn)確估計當(dāng)班焊膏使用雖,用多少取
27、多少。5:出現(xiàn)問題的處理若已出現(xiàn)焊膏表面結(jié)皮、變碩時,千萬不要攪拌!要將碩皮、碩塊充分去除掉,剩下的焊膏在正式使用前要作一下試驗,看試用效果如何,如不行,就只能報廢了。錫膏對溫度、濕度非常敏感。過熱的溫度(26C)會使錫料與助焊劑分離,過低(0C)催化劑沈淀,降低焊接性能。濕度過大(70%)濕度水份極易浸入焊膏,焊接時會產(chǎn)生錫珠等。所以焊膏用兩層蓋嚴(yán)格密封與空氣隔離,內(nèi)蓋要緊貼焊膏。存貯溫度為0-4C。焊膏印刷使用的工作環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)條件是:溫度18-24C,濕度40-50%。千萬注意,焊膏由冷藏箱中取出時決不能立即開蓋使用。必須在室溫狀態(tài)下自然回溫4-6個小時,方可開蓋。否則焊膏會凝附水份,使焊
28、膏失效。決不能強(qiáng)制升溫,但可以提前在前一天下班時從冷藏箱取出自然回溫。焊膏每次使用暴露在空氣中的時間越短越好。焊錫珠現(xiàn)像是表面貼裝生產(chǎn)中主要缺陷之一,它的直徑約為0.2-0.4mm,主要集中出現(xiàn)在片狀阻容組件的某一側(cè)面,不僅影響板級產(chǎn)品的外觀,更為嚴(yán)重的是由于印刷板上組件密集,在使用過程中它會造成短路現(xiàn)象,從而影響電子產(chǎn)品的質(zhì)雖。因此弄清它產(chǎn)生的原因,并力求對其進(jìn)行最有效的控制就顯得猶為重要了。焊錫珠產(chǎn)生的原因是多種因素造成的,再流焊中的溫度時間,焊膏的印刷厚度,焊膏的組成成分,模板的制作,裝貼壓力,外界環(huán)境都會在生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)對焊錫珠形成產(chǎn)生影響。焊錫珠是在負(fù)責(zé)制板通過再流焊爐時產(chǎn)生的。
29、再流焊曲線可以分為四個階段,分別為:預(yù)熱、保溫、再流和冷卻。預(yù)熱階段的主要目的是為了使印制板和上面的表貼組件升溫到120-150度之間,這樣可以除去焊膏中易揮發(fā)的溶劑,減少對組件的熱振動。因此,在這一過程中焊膏內(nèi)部會發(fā)生氣化現(xiàn)象,這時如果焊膏中金屬粉末之間的粘結(jié)力小于氣化產(chǎn)生的力,就會有少雖焊膏從焊盤上流離開,有的則躲到片狀阻容組件下面,再流焊階段,溫度接近曲線的峰值時,這部分焊膏也會熔化,而后從片狀阻容組件下面擠出,形成焊錫珠,由它的形成過程可見,預(yù)熱溫度越高,預(yù)熱速度越快,就會加大氣化現(xiàn)象中飛濺,也就越容易形成錫珠。因此,我們可以采取較適中的預(yù)熱溫度和預(yù)熱速度來控制焊錫珠的形成。焊膏的選用
30、也影響著焊接質(zhì)焊膏中金屬的含焊膏的氧化物含雖,焊膏中金屬粉末的粒度,及焊膏在印制板上的印刷厚度都不同程度影響著焊錫珠的形成。1:焊膏中的金屬含雖:焊膏中金屬含雖的質(zhì)雖比約為90-91%,體積比約為50%左右。當(dāng)金屬含雖增加時,焊膏的粘度增加,就能更有效地抵抗預(yù)熱過程中氣化產(chǎn)生的力。另外,金屬含雖的增加,使金屬粉末排列緊密,使其有更多機(jī)會結(jié)合而不易在氣化時被吹散。金屬含雖的增加也可以減小焊膏印刷后的塌落趨勢,因此不易形成焊錫珠。2:焊膏中氧化物的含雖:焊膏中氧化物含雖也影響著焊接效果,氧化物含雖越高,金屬粉末熔化后結(jié)合過程中所受阻力就越大,再流焊階段,金屬粉末表面氧化物的含雖還會增高,這就不利?
31、quot;潤濕"而導(dǎo)致錫珠產(chǎn)生。3:焊膏中金屬粉末的粒度,焊膏中的金屬粉末是極細(xì)小的球狀,直徑約為20-75um,在貼裝細(xì)間距和超細(xì)間距的組件時,宜用金屬粉末粒度較小的焊膏,約在20-45um之間,焊粒的總體表面積由于金屬粉末的縮小而大大增加。較細(xì)的粉末中氧化物含雖較高,因而會使錫珠現(xiàn)象得到緩解。4:焊膏在印制板上的印刷厚度:焊膏的印刷厚度是生產(chǎn)中一個主要參數(shù),焊膏印刷厚度通常在0.15-0.20mm之間,過厚會導(dǎo)致"塌落"促進(jìn)錫珠的形成。在制作模板時,焊盤的大小決定著模板上印刷孔的大小,通常,我們?yōu)榱吮苊夂父嘤∷⑦^雖,將印刷孔的尺寸制造成小于相應(yīng)焊盤接觸面積的1
32、0%。我們做過這樣的實踐,結(jié)果表明這會使錫珠現(xiàn)象有相當(dāng)程度的減輕。如果貼片過程中貼裝壓力過大,這樣當(dāng)組件壓在焊膏上時,就可能有一部分焊膏被擠在組件下面,再流焊階段,這部分焊膏熔化形成錫珠,因此,在貼裝時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)馁N裝壓力。焊膏通常需要冷藏,但在使用前一定要使其恢復(fù)至室溫方可打開包裝使用,有時焊膏溫度過低就被打開包裝,這樣會使其表面產(chǎn)生水分,焊膏中的水分也會導(dǎo)致錫金珠形成。另夕卜,外界的環(huán)境也影響錫珠的形成,我們就曾經(jīng)遇到過此類情況,當(dāng)印制板在潮濕的庫房存放過久,在裝印制板的真空袋中發(fā)現(xiàn)細(xì)小的水珠,這些水分都會影響焊接效果。因此,如果有條件,在貼裝前將印制板和元器件進(jìn)行高溫烘干,這樣就會有效地
33、抑制錫珠的形成。焊膏與空氣接觸的時間越短越好。這是使用焊膏的基本原則。取出一部分焊膏后,立即蓋好蓋子,特別是里面的蓋子一定要向下壓緊,將蓋子與焊膏之間空氣全部擠凈,否則幾天就可能報廢。夏天空氣溫度大,當(dāng)把焊膏從冷藏處取出時,一定要在室溫下呆4-5小時再開后蓋子。如焊膏在1-2個月短期內(nèi)即可用完,建議不必冷藏,這樣可即用即開。夏天是最容易產(chǎn)生錫球的季節(jié)由此可見,影響錫珠的形成有諸多因素,只顧調(diào)整某一項參數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們需要在生產(chǎn)過程中研究如何能控制各項因素,從而使焊接達(dá)到最好的效果。采用吸筆或鍥子手動貼裝組件的工藝簡介一:應(yīng)用范圍1:新產(chǎn)品開發(fā)研制階段的少H:或中小批H:生產(chǎn)時;2:由于個別
34、元器件是散件,特殊組件沒有相應(yīng)的供料器、或由于器件的引腳變形等各種原因造成不能實現(xiàn)貼裝機(jī)上進(jìn)行貼裝時,作為機(jī)器貼裝后的補(bǔ)充貼裝。3:由于資金緊缺,還沒有引進(jìn)貼裝機(jī),同時產(chǎn)品的組裝密度和難度不是很大時。二:工藝流程施加焊膏->手工貼裝->貼裝檢查->再流焊接三:施加焊膏可采用簡易印刷工裝手工印刷焊膏工藝或手動點膠機(jī)滴涂焊膏工藝四:手工貼裝1:工具不銹鋼鍥子或吸筆、3-5倍臺式放大鏡或5-20倍立體顯微鏡(用于引腳間距0.5mm以下時)、防靜電腕帶2:貼裝順序原則先貼小組件,后貼大組件。先貼矮組件,后貼高組件。一般可按照組件的種類安排流水貼裝工位??稍诿總€貼裝工位后面設(shè)一個檢驗工
35、位,也可以幾個工位后面設(shè)一個檢驗工位,也可以完成貼裝后整板檢驗。要根據(jù)組裝板的密度進(jìn)行設(shè)置。3:貼裝方法A)矩形、圓柱形Chip組件貼裝方法用鍥子夾持組件,將組件焊端對齊兩端焊盤,居中貼放在焊盤焊膏上,有極性的組件貼裝方向要符合圖紙要求,確認(rèn)準(zhǔn)確后用鍥子輕輕擻壓,使組件焊端浸入焊膏。B)SOT貼裝方法用鍥子夾持組件體,對準(zhǔn)方向,對齊焊盤,居中貼放在焊盤焊膏上,確認(rèn)準(zhǔn)確后用鍥子輕輕擻壓組件體,使組件引腳不小于1/2厚度浸入焊膏中,要求組件引腳全部位元元元元于焊盤上。SOP、QFP貼裝方法器件1腳或前端標(biāo)志對準(zhǔn)印制板字符前端標(biāo)志,用鍥子或吸筆夾持或吸取器件,對準(zhǔn)標(biāo)志,對齊兩側(cè)或四邊焊盤,居中貼放,
36、并用鍥子輕輕擻壓器件體頂面,使組件引腳不小于1/2厚度浸入焊膏中,要求組件引腳全部位元元元元于焊盤上。引腳間距0.6mm以下的窄間距器件應(yīng)在3-20倍顯微鏡下貼裝。SOJ、PLCC貼裝方法SOJ、PLCC的貼裝方法同SOP、QFP、由于SOJ、PLCC的引腳在器件四周的底部,因此對中時需要用眼睛從器件側(cè)面與PCB板成45度角檢查引腳與焊盤是否對齊。五:注意事項1:貼裝靜電敏感器件必須帶接地良好的防靜電腕帶,并在接地良好的防靜電工作臺上進(jìn)行貼裝。2:貼裝方向必須符合裝配圖要求;3:貼裝位置準(zhǔn)確,引腳與焊盤對齊,居中,切勿貼裝不準(zhǔn),在焊膏上拖動找正。4:組件貼放后要用鍥子輕輕擻壓元器件體頂面,使貼
37、裝元器件焊端或引腳不小于1/2厚度要浸入焊膏。此方法用于沒有全自動印刷設(shè)備或有中小批H:生產(chǎn)的單位使用。方法簡單,成本極低,使用淬方便靈活。一:外加工金屬模板金屬模板是用銅或不銹鋼薄板經(jīng)照相蝕刻、激光加工、電鑄方法制作而成的印刷用模板,根據(jù)PCB的組裝密度選擇模板的材料和加工方法,模板是外加工件。其加工要求與印刷機(jī)用的模板基本相同。銅模板的材料以錫磷青銅為宜,亦可使用黃銅加工后鍍鐐,或使用黃銅、皴青銅等材料。銅模板的厚度根據(jù)產(chǎn)品需要,一般為0.10-0.30mm。模板印刷時,模板的厚度就等于焊膏的厚度。對于一般密度的SMT產(chǎn)品采用0.2mm的銅板,對于多引線窄間距的SMD產(chǎn)品應(yīng)采用0.15-0
38、.10mm厚的銅板或激光模板。二:印刷焊膏1:準(zhǔn)備焊膏(見焊膏相關(guān)資料)、模板、PCB板2:安裝及定位先用放大鏡或立體顯微鏡檢查模板上的漏孔有無毛刺或腐蝕不透等缺陷,如果有缺陷用小什錦理修理好。把檢查過的模板裝在印刷臺上,上緊螺栓,把需要焊接的電路板(電路板上一般都有過孔,應(yīng)選取二個或兩個以上的比較容易記住的和大頭釘差不多粗的過孔)取一塊放到印刷臺面上,下面即可開始對準(zhǔn)定位。移動電路板,將電路板上的一些大的焊盤和模板的開口對準(zhǔn),差不多對準(zhǔn)90%,用大頭針訂在選取的過孔上,用鉗子剪掉多余在釘子,敲平做訂位釘。再用印刷臺微調(diào)螺車全調(diào)準(zhǔn)。即可印刷。3:印刷焊膏把焊膏放在模板前端,盡H放均勻,注意不要
39、加在漏孔里,焊膏雖不要太多。在操作過程中可以隨時添加。用刮板從焊膏的前面向后均勻地刮動,舌U刀角度為45-60度為宜,刮完后將多余的焊膏放回模板的前端。抬起模板,將印好的焊膏PCB取下來,再放上第二塊PCB。檢查印刷結(jié)果,根據(jù)印刷結(jié)果判斷造成印刷缺陷的原因,印刷下一塊PCB時,可適當(dāng)改變刮板角度,壓力和印刷速度,直到滿意為止。印刷時,要經(jīng)常檢查查印刷質(zhì)雖。發(fā)現(xiàn)焊膏圖形沾污(連條),或模板漏孔堵塞時,隨時用無水乙醇無纖維紙或紗布擦模板底面。印刷窄間距產(chǎn)品時,每印刷完一塊PCB都必須將模板底面擦干凈。三:注意事項1:刮板角度一般為45-60度。角度太大,易產(chǎn)生焊膏圖形不飽滿,角度太小,易產(chǎn)生焊膏圖
40、形沾污。2:由于是手工印刷,在刮板的長度和寬度方向受力不容易均勻,因此剛開始印刷時,一定要多觀察,細(xì)體會,要掌握好適當(dāng)?shù)墓伟鍓毫?。壓力太大,容易使焊膏圖形沾污(連條),壓力太小,留在模板表面的焊膏容易把漏孔中的焊膏一起帶上來,造成漏印,并容易使焊膏堵塞模板的漏印孔。3:手工印刷的速度不要太快,速度太快容易造成焊膏圖形不飽滿的印刷缺陷。4:在正常生產(chǎn)過程中,印刷速度一般都比貼片速度快,而焊膏露在空氣中很容易干燥,印刷焊膏的PCB一般可在空氣中放置2-6個小時,具體要根據(jù)所使用的焊膏的粘度,空氣濕度等情況來決定。因此印刷完一批后,要把焊膏回收到容器中,以免助焊劑中的溶劑揮發(fā)太快而使焊膏失效。另外,
41、暫停印刷時要把模板擦干凈,特別注意漏孔不能堵塞。5:如果雙面貼片的話,印刷第二面時需要加工專門的印刷工裝。即在印刷工裝的臺面上加工墊條,把PCB架起來墊條必須加在PCB的第一面(已經(jīng)完成貼裝和焊接)沒有貼片元器件的相應(yīng)位置,墊條的材料可采用印刷板的邊角料或窄鋁條,墊條的高度略高于PCB第一面上最高的元器件,由于PCB在印刷工裝臺面上的高度提高了,在印刷工裝固定模板處墊片的高度和印刷工裝臺面上PCB定位銷的高度也要相應(yīng)提高。6:一般應(yīng)先印組件小、組件少的一面,待第一面貼片焊接完成后,再進(jìn)行組件多或有大器件一面的印刷、貼片和焊接。手動滴涂機(jī)用于小批雖生產(chǎn)或新產(chǎn)品的模型樣機(jī)和性能機(jī)的研制階段,以及生
42、產(chǎn)中修補(bǔ),更換組件時滴涂焊膏或貼裝膠。安裝好針筒裝焊膏,裝入轉(zhuǎn)接器接頭,并扭轉(zhuǎn)鎖緊,垂直放在針筒架上。根據(jù)PCB焊盤的尺寸選擇不同內(nèi)徑的塑料漸尖式針嘴。一般情況選用18號或20號針嘴,大焊盤可選擇23號針嘴,如有窄間距圖形,應(yīng)選用16號孔針嘴。二:調(diào)整滴涂雖打開壓縮空氣源并開啟滴涂機(jī)。調(diào)整氣壓,順時針方向旋轉(zhuǎn)增加氣壓,逆時針方向旋轉(zhuǎn)減少氣壓。調(diào)節(jié)時間控制旋鈕,控制滴涂時間,順時針方向旋轉(zhuǎn)滴放時間短,逆時針方向滴涂時間長。如果按下連續(xù)滴涂方式,這時只要踏下開關(guān),就不斷有焊膏滴出,直到放開開關(guān)為止。反復(fù)調(diào)整滴出的焊膏H。焊膏的滴出H由氣壓、放氣時間、焊膏粘度和針嘴的粗細(xì)決定的,因此具體參數(shù)要根據(jù)具
43、體情況設(shè)定,主要依據(jù)滴在PCB焊盤上的焊膏雖來調(diào)整參數(shù)。焊膏滴出雖調(diào)整合適后即可在PCB上進(jìn)行滴涂。三:滴涂操作1:把PCB平放在工作臺上2:手持針管,使針嘴與PCB的角度大約成45度四:完成后關(guān)機(jī)1:關(guān)掉機(jī)器電源,逆時針方向旋轉(zhuǎn)氣壓鈕,使氣壓表回零2:在針筒焊膏的針嘴上套一個一端封口的塑料套管,以免焊膏揮發(fā),針嘴被堵死。五:注意事項1:不要翻轉(zhuǎn)針筒,以免焊膏流入導(dǎo)管內(nèi)2:滴放時使針嘴與PCB的角度大約成45度,并接觸到PCB表面。一定要踏緊開關(guān),直到一個滴點的滴放程序完成為止。太早放松開關(guān)會中斷滴點的形成。針嘴離開PCB板時一定要垂直向上離開。六:常見缺陷及解決方法拖尾是滴涂工藝中常見現(xiàn)象,
44、即當(dāng)針頭移開時,在焊點的頂部產(chǎn)生細(xì)線或"尾巴",尾巴可能塌落,直接污染焊盤,引起虛焊。產(chǎn)生原因之一是對點膠機(jī)設(shè)備的工藝參數(shù)調(diào)整不到位,如針頭內(nèi)徑太小,點膠壓力太高,針頭離PCB的距離太大等;另外一個原因是對焊膏的性能了解不夠,焊膏與施加工藝不相兼容,或者焊膏的質(zhì)雖不好,粘度發(fā)生變化或已過期。其它原因也可引起拉絲/拖尾,如對板的靜電放電,板的彎曲或板的支撐不夠等。針對上述原因,可調(diào)整工藝參數(shù),更換較大內(nèi)徑的針頭,降低壓力,調(diào)整針頭離PCB的高度;同時檢查所用焊膏的出廠日期、性能及使用要求,是否適合本工藝的涂覆。一:普通SMD的返修普通SMD返修系統(tǒng)的原理:采用熱氣流聚集到表面
45、組裝器件(SMD)的引腳和焊盤上,使焊點融化或使焊膏回流,以完成拆卸和焊接功能。不同廠家返修系統(tǒng)的相異之處主要在于加熱源不同,或熱氣流方式不同,有的噴嘴使熱風(fēng)在SMD的上方。從保護(hù)器件的角度考慮,應(yīng)選擇氣流在PCB四周流動比較好,為防止PCB翹曲還要選擇具有對PCB進(jìn)行預(yù)熱功能的返修系統(tǒng)。二:BGA的返修使用HT996進(jìn)行BGA的返修步驟:1:拆卸BGA把用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整,可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進(jìn)行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈。2:去潮處理由于PBGA對潮氣敏感,因此在組裝之前要檢查器件是否受潮,對受潮的器件進(jìn)行去潮
46、處理。3:印刷焊膏因為表面組裝板上已經(jīng)裝有其它元器件,因此必須采用BGA專用小模板,模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定,印刷完畢后必須檢查印刷質(zhì)雖,如不合格,必須將PCB清洗干凈并涼干后重新印刷。對于球距為0.4mm以下的CSP,可以不印焊膏,因此不需要加工返修用的模板,直接在PCB的焊盤上涂刷膏狀助焊劑。需要拆組件的PCB放到焊爐里,按下再流焊鍵,等機(jī)器按設(shè)定的程序走完,在溫度最高時按下進(jìn)出鍵,用真空吸筆取下要拆下的組件,PCB板冷卻即可。4:清洗焊盤用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整,可采用拆焊編制帶和扁鏟形烙鐵頭進(jìn)行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。5:去潮處理由于PBG
47、A對潮氣敏感,因此在組裝之前要檢查器件是否受潮,對受潮的器件進(jìn)行去潮處理。6:印刷焊膏因為表面組裝板上已經(jīng)裝有其它元器件,因此必須采用BGA專用小模板,模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定,印刷完畢后必須檢查印刷質(zhì)雖,如不合格,必須將PCB清洗干凈并涼干后重新印刷。對于球距為0.4mm以下的CSP,可以不印焊膏,因此不需要加工返修用的模板,直接在PCB的焊盤上涂刷膏狀助焊劑。7:貼裝BGA如果是新BGA,必須檢查是否受潮,如果已經(jīng)受潮,應(yīng)進(jìn)行去潮處理后再貼裝。拆下的BGA器件一般情況可以重復(fù)使用,但必須進(jìn)行植球處理后才能使用。貼裝BGA器件的步驟如下:A:將印好焊膏的表面組裝板放在工作臺上B
48、:選擇適當(dāng)?shù)奈?,打開真空泵。將BGA器件吸起來,BGA器件底部與PCB焊盤完全重合后將吸嘴向下移動,把BGA器件貼裝到PCB上,然后關(guān)閉真空泵。8:再流焊接設(shè)置焊接溫度可根據(jù)器件的尺寸,PCB的厚度等具體情況設(shè)置,BGA的焊接溫度與傳統(tǒng)SMD相比,要高出15度左右。9:檢驗BGA的焊接質(zhì)雖檢驗需要X光或超聲波檢查設(shè)備,在沒有檢查設(shè)備的的情況下,可通過功能測試判斷焊接質(zhì)雖,也可憑經(jīng)驗進(jìn)行檢查。把焊好的BGA的表面組裝板舉起來,對光平視BGA四周,觀察是否透光、BGA四周與PCB之間的距離是否一致、觀察焊膏是否完全融化、焊球的形狀是否端正、焊球塌陷程度等。如果不透光,說明有橋接或焊球之間有焊料球
49、;如果焊球形狀不端正,有歪扭現(xiàn)象,說明溫度不夠,焊接不充分,焊料再流動時沒有充分的發(fā)揮自定位效應(yīng)的作用;焊球塌陷程度:塌陷程度與焊接溫度、焊膏雖、焊盤大小有關(guān)。在焊盤設(shè)計合理的情況下,再流焊后BGA底部與PCB之間距離比焊前塌陷1/5-1/3屬于正常。如果焊球塌陷太大,說明溫度過高,容易發(fā)生橋接。如果BGA四周與PCB之間的距離是不一致說明四周溫度不均勻。三:BGA植球1:去處BGA底部焊盤上的殘留焊錫并清洗用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整,可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進(jìn)行清理,操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈。2:在BGA底部焊盤上印刷助焊劑一般
50、情況采用高沾度的助焊劑,起到粘接和助焊作用,應(yīng)保證印刷后助焊劑圖形清晰、不漫流。有時也可以采用焊膏代替,采用焊膏時焊膏的金屬組分應(yīng)與焊球的金屬組分相匹配。印刷時采用BGA專用小模板,模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定,印刷完畢必須檢查印刷質(zhì)雖,如不合格,必須清洗后重新印刷。3:選擇焊球選擇焊球時要考慮焊球的材料和球徑的尺寸。目前PBGA焊球的焊膏材料一般都是63Sn/37Pb,與目前再流焊使用的材料是一致的,因此必須選擇與BGA器件焊球材料一致的焊球。焊球尺寸的選擇也很重要,如果使用高粘度助焊劑,應(yīng)選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球;如果使用焊膏,應(yīng)選擇比BGA器件焊球直徑小一些的焊球。4
51、:植球A)采用植球器法如果有植球器,選擇一塊與BGA焊盤匹配的模板,模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大0.05-0.1mm,將焊球均勻地撒在模板上,搖晃植球器,把多余的焊球從模板上滾到植球器的焊球收集糟中,使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。把植球器放置在工作臺上,把印好助焊劑或焊膏的BGA器件吸在吸嘴上,按照貼裝BGA的方法進(jìn)行對準(zhǔn),將吸嘴向下移動,把BGA器件貼裝到植球器模板表面的焊球上,然后將BGA器件吸起來,借助助焊劑或焊膏的黏性將焊球粘在BGA器件相應(yīng)的焊盤上。用鍥子夾住BGA器件的外邊框,關(guān)閉真空泵,將BGA器件的焊球面向上放置在工作臺上,檢查有無缺少焊球的地方,若有,用鍥子補(bǔ)齊。B)
52、采用模板法把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上,助焊劑或焊膏面向上。準(zhǔn)備一塊BGA焊盤匹配的模板,模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大0.050.1mm,把模板四周用墊塊架高,放置在印好助焊劑或焊膏的BGA器件上方,使模板與BGA之間的距離等于或略小于焊球的直徑,在顯微鏡下對準(zhǔn)。將焊球均勻的撒在模板上,把多余的焊球用鍥子撥(?。┫聛?,使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。移開模板,檢查并補(bǔ)齊。C)手工貼裝把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上,助焊劑或焊膏面向上。如同貼片一樣用鍥子或吸筆將焊球逐個放好。D)刷適雖焊膏法加工模板時,將模板厚度加厚,并略放大模板的開口尺寸,將焊膏直接印刷在B
53、GA的焊盤上。由于表面張力的作用,再流焊后形成焊料球。5:再流焊接進(jìn)行再流焊處理,焊球就固定在BGA器件上了6:焊接后完成植球工藝后,應(yīng)將BGA器件清洗干凈,并盡快進(jìn)行貼裝和焊接,以防焊球氧化和器件受潮。在表面貼裝工藝的回流焊接工序中,貼片組件會產(chǎn)生因翹立而脫焊的缺陷,人們形象的稱之為"豎碑"現(xiàn)象(即曼哈頓現(xiàn)象)。"豎碑"現(xiàn)象發(fā)生在CHIP組件(如貼片電容和貼片電阻)的回流焊接過程中,組件體積越小越容易發(fā)生。其產(chǎn)生原因是,組件兩端焊盤上的錫膏在回流融化時,對組件兩個焊接端的表面張力不平衡。具體分析有以下7種主要原因:5) 1)加熱不均勻回流爐內(nèi)溫度分布不
54、均勻板面溫度分布不均勻2)組件的問題焊接端的外形和尺寸差異大焊接端的可焊性差異大組件的重雖太輕3)基板的材料和厚度基板材料的導(dǎo)熱性差基板的厚度均勻性差4)焊盤的形狀和可焊性焊盤的熱容雖差異較大焊盤的可焊性差異較大錫膏錫膏中助焊劑的均勻性差或活性差兩個焊盤上的錫膏厚度差異較大錫膏太厚印刷精度差,錯位嚴(yán)重預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度太低貼裝精度差,組件偏移嚴(yán)重。"豎碑"現(xiàn)像是以上各種因素混合作用的結(jié)果,下面對以上這些主要因素做簡單分析。表1焊接力法發(fā)生率GRM39(1.608>0.8mm)GRM40(2.0X.25X1.25mm)氣相加熱6.6%2.0%紅外熱風(fēng)回流焊0.1%0焊接方法發(fā)生率GRM39(1.6X0.8x0.8mm)GRM40(2.0X1.25x1.25mm)氣相加熱6.6%2.0%紅外熱風(fēng)回流焊0.1%0預(yù)熱期:表1是紅外線加熱和氣相加熱回流焊中豎碑現(xiàn)象的試驗統(tǒng)計結(jié)果,在試驗中采用了1608和2125貼片電容,試驗是紅外與熱風(fēng)回流焊和無預(yù)熱的氣相加熱回流焊,從表中可以很明顯看出豎碑現(xiàn)象的發(fā)生率,后者遠(yuǎn)大于前者,這是因為氣相加熱沒有預(yù)熱區(qū),使
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