軟板如何進行貼片

發布時間:2019-05-08
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在FPC上貼裝SMD幾種計劃
  依據貼裝精度要求以及元件品種和數量的不同,現在常用的計劃如下幾種:
  計劃1、單片FPC上的簡略貼裝
1. 適用范圍
A. 元件品種:以電阻電容等片裝為主。
B. 元件數量:每片FPC需求貼裝的元件數量很少,一般只有幾個元件。
C. 貼裝精度:貼裝精度要求不高(只有片狀元件)。
D. FPC特性:面積很小。
E. 批量狀況:一般都是以萬片為計量單位。
2. 制作進程
A.焊膏印刷:FPC靠外型定坐落印刷專用托板上,一般選用小型半自動專用印刷機印刷。受條件約束,也可以選用手工印刷,但是印刷質量不穩定,作用比半自動印刷的要差。
B. 貼裝:一般可選用手工貼裝。位置要求稍高一些的個別元件也可選用手動貼片機貼裝。
C.焊接:一般都選用再流焊工藝。特殊狀況下也可用專用設備點焊。假如人工焊接,質量難以控制。
  計劃2、多片貼裝:多片FPC靠定位模板定坐落托半上,并全程固定在托板上一起SMT貼裝。
1. 適用范圍:
A、 元件品種:片狀元件一般體積大于0603,引腳距離大于等于0.65的QFQ及其他元件均可。
B、 元件數量:每片FPC上幾個元件到十幾個元件。
C、 貼裝精度:貼裝精度要求中等。
D、FPC特性:面積稍大,有適當的區域中無元件,每片FPC上都有二個用于光學定位的MARK符號和二個以上的定位孔。
2. FPC的固定:
  依據金屬漏板的CAD數據,讀取FPC的內定位數據,來制作高精度FPC定位模板。使模板上定位銷的直徑和FPC上定位孔的孔徑相匹配,且高度在2.5mm左右。FPC定位模板上還有托板下位銷二個。依據同樣的CAD數據制作一批托板。托板厚度以2mm左右為好,且原料通過多次熱沖擊后翹曲變形要小,以好的FR-4材料和其他優質材料為佳。進行SMT之前,先將托板套在模板上的托板定位銷上,使定位銷通過托板上的孔露出來。將FPC一片一片套在露出的定銷上,用薄型耐高溫膠帶固定位在托板上,不讓FPC有偏移,然后讓托板與FPC定位模板分離,進行焊接印刷和貼裝,耐高溫膠帶(PA保護膜)粘壓要適中,經高溫沖擊后有必要易剝離。而且在FPC上無殘留膠劑。
  特別需求留意的是FPC固定在托板上開始到進行焊接印刷和貼裝之間的寄存時刻越短越好。
  計劃3、高精度貼裝:將一片或幾片FPC固定在高精度的定位托板上進行SMT貼裝
1. 適用范圍:
A、元件品種:幾乎一切慣例元件,引腳距離小于0.65mm的QFP也可。
B、元件數量:幾十個元件以上。
C、貼裝精度:相比較而言,高貼裝精度最高0.5mm距離的QFP貼裝精度也可確保。
D、FPC特性:面積較大,有幾個定位小孔,有FPC光學定位的MARK符號和重要元件如QFP的光學定位符號。
2. FPC的固定:
  FPC固定在元件托板上。這種定位托板是批量定制的,精度極高,精度極高,每塊托板之間的定位的差異可以忽略不計。這種托板通過必幾十次的高溫沖擊后尺寸改變和翹曲變形極小。這種定位托板上有兩個定位銷,一種定位銷高度與FPC厚度一致,直徑與FPC的定位的定位小孔的孔徑相匹配,別的一種T型定位銷高比前一種略高一點,因為FPC很柔,面積較大,形狀不規則,所以T型定位銷的作用是約束FPC某些部分的偏移,確保印刷和貼裝精度。針對這種固定辦法,金屬板上對應與T型定位銷的地方可做適當處理。
  FPC固定在定位托板上,其寄存的時刻雖沒有約束,但受環境條件的影響,時刻也不宜太長。不然FPC簡單受潮,引越翹曲變形,影響貼裝的質量。
  在FPC上進行高精度貼裝和工藝要求和留意事項
    1、FPC固定方向:在制作金屬漏板和托板之前,應先考慮FPC的固定方向,使其在回流焊時,發作焊接不良的可能性小。較佳的計劃是片狀元件筆直方向、SOT和SOP水平方向放置。
    2、FPC及塑封SMD元件一樣歸于"潮濕敏感器材",FPC吸潮后,比較簡單引起翹曲變形,在高溫下簡單分層,所以FPC和一切塑封SMD一樣,平常要防濕保存,在貼裝前必定要進行驅濕烘干。一般在規模出產的工廠里采納高烘干法。1250C條件下烘干時刻為12小時左右。塑封SMD在800C-1200C下16-24小時。
    3、焊錫膏的保存和便用前的預備:
    焊錫膏的成份較雜亂,溫度較高時,某些成份十分不穩定,易揮發,所以焊錫膏平常應密封存在低溫環境中。溫度應大于00C,40C-80C最合適。運用前在常溫中回溫8小時左右(密封條件下),當其溫度與常溫一致時。才干敞開,經拌和后運用。假如未到達室溫就敞開運用,焊膏就會吸收空氣中的水分,在回流焊會形成飛濺,發作錫珠等不良現象。一起吸收的水分在高溫下簡單與某些活化劑發作反應,消耗掉活化劑,簡單發作焊接不良。焊錫膏也嚴禁在高溫(320C以上)下快速回溫。人工拌和時要均勻用力,當拌和到錫膏像稠稠的漿糊一樣,用刮刀挑起,可以天然地分段落下,就說明可以運用。最好可以運用離心式自動拌和機,作用更好,而且可以防止人工拌和在焊錫膏中殘留有氣泡的現象,使印刷效更好。
    4、環境溫度及濕度:
    一般環境溫度要求恒溫在200C左右,相對濕度保持在60%以下,焊錫膏印刷要求在相對密閉且空氣對流小的空間中進行。
    5、 金屬漏板
    金屬漏板的厚度一般挑選在0.1mm-0.5mm之間。依據實踐作用,當漏板的厚度為最小焊盤寬度的二分之一以下時,焊膏脫板的作用好,漏空中焊錫的殘留少。漏孔的面積一般比焊盤要小10%左右。
  因為貼裝元件的精度要求,常用的化學腐蝕不符合要求建議選用化學腐蝕加部分化學拋光法、激光法和電鑄法來制作金屬漏板。從價格性能比較,激光法為優選。
1) 化學腐蝕加部分化學拋光法:
  化學腐蝕法制作漏板,現在在國內較為遍及,但孔壁不夠潤滑,可選用局化學拋光法添加孔壁的潤滑度。該辦法制作本錢較低。
2) 激光法:
  本錢高。但加工精度高,孔壁潤滑,公役小,能合適印刷0.3mm距離的QFP的焊錫膏。
    6、 焊錫膏:
    依據產品的要求,可分別選用一般焊膏和免清洗焊錫膏。焊錫膏特性如下:
1) 焊錫膏的顆粒形狀和直徑:
  顆粒膏的形狀為球型,非球型所占份額不能超過5%。直徑大小應依據一般法則,焊球直徑應小于金屬漏板厚度的三分之一,最小孔徑寬度的五分之一,不然直徑過大的焊球和不規則的顆粒簡單阻塞漏印窗口,形成焊錫膏印刷不良。所以0.1-0.5mm厚度的金屬板和0.22mm左右的最小漏板窗口寬度決定了焊球直徑為40um左右。直徑最大最小的焊球的份額不能超過5%。焊球直徑過小,其外表氧化物會隨直徑變小而非線性快速添加,在回流焊中將很多消耗助焊成份,嚴重影響焊接質量。假如為免清洗錫膏,其去氧化物物質偏少,焊接作用會更差。所以大小均勻的直徑為40um的球型焊錫膏顆粒是較佳的挑選。
2) 焊料份額:
  焊料含量90%-92%左右的焊錫膏粘度適中,印刷時不易塌邊,而且再流焊后,厚度大致為印刷時的75%滿足焊料可以確??煽康暮附訌姸?。
3) 粘度:
  焊錫膏的流動力學是很雜亂的。很顯著,焊錫膏應該可以很簡單印刷而且能牢固地附著在FPC外表,低粘度的焊錫膏(500Kcps)簡單發作陷落而構成短路,而高粘度的焊錫膏(1400Kcps)簡單殘留在金屬漏孔中,慢慢地阻塞漏孔,影響印刷質量。所以700-900Kcps的焊錫膏較為抱負。
4) 觸變系數:一般挑選為0.45-0.60。
    7、 印刷參數:
1) 刮刀品種及硬度:
  因為FPC固定辦法的特殊性表現為印刷面不可能象PCB那樣平整和厚度硬度一致,所以不宜選用金屬刮刀,而應用硬度在80-90度的聚胺酯平型刮刀。
2) 刮刀與FPC的夾角:
  一般挑選在60-75度之間。
3) 印刷方向:
  一般為左右或前后印刷,最先進的印刷機刮刀與傳送方向呈必定視點印刷,可以有效地確保QFP四邊焊盤上焊錫膏的印刷量,印刷作用最好。
4) 印刷速度:
  在10-25mm/s范圍內。印刷速度太快將會形成刮刀滑行,導致漏印。速度太慢,會形成焊錫膏邊緣不整齊或污染FPC外表。刮刀速度應與焊盤距離成正比聯系,而與漏板的厚度的粘度成反比。0.2mm寬度的焊盤漏孔在印刷速度為20mm/s時,焊錫膏的填充時刻僅有10mm/s。所以適中的印刷速度可以確保精密印刷時焊膏的印刷量。
5) 印刷壓力:
  一般設定為0.1-0.3kg/每厘米長度。因為改變印刷的速度會改變印刷的壓力,通常狀況下,先固定印刷速度再調節印刷壓力,從小到大,直至正好把焊錫膏從金屬漏板外表刮干凈。太小的壓力會使FPC上錫膏量缺乏,而太大的印刷壓力會使焊錫膏印得太薄,一起添加了焊錫膏污染金屬漏板反面和FPC外表的可能性。
6) 脫板速度:
  0.1-0.2mm/s。因為FPC的特殊性,較慢的脫板速度有利于焊錫膏從漏孔中脫離。假如速度較快,在金屬漏板和FPC之間,在FPC和托板之間的空氣的壓力會快速改變,會形成FPC與托板之間的空隙大小瞬間改變,影響焊錫膏從漏孔中脫離和印刷圖形的完整性,形成不良?,F在,更先進的印刷機,能將脫板速度設置成為可加快的,速度能從0逐步加快,其脫板作用也十分好。
8、貼片:
  依據產品的特性、元件數量和貼片效率,一般選用中高速貼片機進行貼裝。因為每片FPC上都有定位用的光學MARK符號,所以在FPC上進行SMD貼裝與在PCB上進行貼裝差異不大。需求留意的是,元件貼片動作完成后,吸嘴中的吸力應及時變成0后,吸嘴才干從元件上移走。雖然后在PCB上進行貼裝時,這個進程設置不妥也會引起貼裝不良,但是在柔軟的FPC上發作這種不良的概率要大得多。一起也應留意下貼高度,而且吸嘴移走的速度也不宜太快。
9、 回流焊:
  應選用強制性熱風對流紅外回流焊,這樣FPC上的溫度能較均勻地改變,減少焊接不良的發作。
1) 溫度曲線測驗辦法:
  因為托板的吸熱性不同、FPC上元件品種的不同、它們在回流焊中受熱后,溫度上升的速度不同,吸收的熱量也不同,因而仔細地設置回流焊的溫度曲線,對焊接質量大有影響。比較妥當的辦法是,依據實踐出產時的托板間隔,在測驗板前各放兩塊裝有FPC的托板,一起在測驗托板的FPC上貼裝有元件,用高溫焊錫絲將測驗溫探頭焊在測驗點上,一起用耐高溫膠帶(PA保護膜)將探頭導線固定在托板上。留意,耐高溫膠帶不能將測驗點覆蓋住。測驗點應選在靠托板各邊較近的焊點上和QFP引腳等處,這樣的測驗成果更能反映真實狀況。
2) 溫度曲線的設置及傳送速度:
  因為咱們選用的焊錫膏焊料的重量比到達90%-92%,焊劑成分較少,因而整個回流焊時刻控制在3分鐘左右,咱們應依據回流焊溫區的多少以及各功能段所需時刻的多少,來設置回流焊各溫區的加熱及傳送速度。需求留意的是,傳送速度不宜過快,以免形成顫動,引起焊接不良。
  我們知道免清洗焊錫膏中的活化劑較少,活化程度較低,假如選用慣例溫度曲線,則預熱時刻過長,焊粒氧化程度也較高,將有過多的活化劑在到達溫度峰值區前就被耗盡,在峰值區內沒有滿足的活化劑來還原被氧化的焊料和金屬外表。焊料無法快速熔化并濕潤金屬外表形成焊接不良,因而對于免清洗焊錫膏而言,應選用與慣例焊錫膏不同的定位曲線,才干得到杰出的焊接作用。這一點住住被一些SMT工藝師所忽視。
1. 慣例焊錫膏的回流焊曲線
  不同品牌的焊錫膏引薦的溫度曲線有所不同,不同焊劑份額的焊錫膏溫度曲線也有較顯著的差異。下面介紹的是咱們運用的溫度曲線:
A、預熱階段:溫度從室溫到1500C,上升速度約為1-20C/左右。
B、保溫階段:溫度從1500C上升到1700C,保溫時刻30-60秒。
C、焊接階段:溫度升高速度約為20C/s,最高溫度峰值不能超過2300C,2000C以上的區域要保持20-40秒,2200C-2300C的時刻控制在3-5秒。
D、冷卻階段:溫度到達峰值后天然下降,下降速度在20C-50C/s之間,溫度下降速度太慢,簡單構成共聚金屬化合物,影響焊接強度。
2. 免清洗焊錫膏的回流焊曲線
A.不同特性的免清洗焊膏其溫度曲線有必定的差異。
B.運用充氮再流焊工藝時,免清洗焊膏的溫度曲線與一般再流焊條件下的一般焊錫膏溫度曲線類似,具有1500C左右的保溫區域,只過時刻上有差異。
C.運用一般再流焊時,免清洗焊錫膏的溫度曲線與慣例的溫度曲線有顯著不同。依據供應商的引薦,預熱曲線須呈性上升到1600C左右,上升速率為1.5-20C/s,然后以2-40C的速度上升至峰值,其中顯著的保溫區域。最高溫度峰值不能超過2300C,2000C以上的區域要保持20-40秒時刻同,2200C-2300C的時刻控制在3-5秒。


小結
  在FPC上進行SMD貼裝,重點之一是FPC的固定,固定的好壞直接影響貼裝質量。其次是焊錫膏的挑選、印刷和回流焊。在FPC固定杰出的狀況下,可以說70%以上的不良是工藝參數設置不妥引起的。因而要依據FPC的不同、SMD元件的不同、托板吸熱性的不同、選用的焊錫膏特性的不同、設備特性參數的不同來確認工藝參數,并動臨控出產進程,及時發現異常狀況,剖析并作出正確的判別,采納必要的辦法,才干將SMT出產的不良率控制在幾十個PPM之內。
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