表面貼裝技術(shù)
貼片工藝的目的是確保所有零件準(zhǔn)確、快速地被貼片到印制線路板。貼片工藝主要涉及貼片機及其貼片能力。貼片機的貼片能力是準(zhǔn)確貼片的重要保證。貼片機的關(guān)鍵技術(shù)包括:運動,執(zhí)行及送料機構(gòu)高速。微型化技術(shù);高速機器視覺識別及照明技術(shù);高速,高精度智能控制技術(shù);并行處理實時多任務(wù)技術(shù);設(shè)備開放式柔性模塊化技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)。
回流焊工藝是通過熔化預(yù)先分配到印制線路板焊盤上的焊膏,實現(xiàn)表面貼裝元器件的焊接面或引腳與印制線路板焊盤之間機械和電氣連接的焊接?;亓骱缚杀WC優(yōu)異的焊接效果?;亓骱腹に嚨闹饕に囋厥腔亓骱笭t及其焊接能力,其焊接能力主要體現(xiàn)在回流焊爐的加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、助焊劑管理系統(tǒng)及惰性氣體保護(hù)系統(tǒng)。其中,加熱系統(tǒng)與加熱效率、溫控精度、溫度均勻性以及穩(wěn)定性有關(guān);冷卻系統(tǒng)的作用有:當(dāng)回流焊峰值溫度較高時,如果不能快速冷卻,基板出回流焊爐口的溫度過高,容易造成基板板彎;快速冷卻可細(xì)化組織,防止金屬間化合物增厚。提高可靠性。助焊劑在回流焊的過程中會揮發(fā),如果沒有一個理想的助焊劑管理系統(tǒng)及時將揮發(fā)的助焊劑抽走并過濾循環(huán),助焊劑就會隨高溫氣流進(jìn)入冷卻區(qū),凝結(jié)在散熱片和爐內(nèi),降低冷卻效果并污染設(shè)備和基板。當(dāng)基板匹配使用的焊膏活性不夠好或線路板上有超細(xì)間距元件和復(fù)雜元片,再加上基板需要多次過回流焊爐,則考慮在回流焊爐內(nèi)充人惰性氣體,降低氧化機會,提高焊接活性。一般使用的惰性氣體是氮氣?;亓骱笭t的焊接能力還需通過編輯回流焊爐的控制程序發(fā)揮。完成貼片的線路板在通過回流焊爐時,一般經(jīng)歷:預(yù)熱階段,保溫階段,回流階段以及冷卻階段。通過回流焊爐的控制程序管控,確保焊接質(zhì)量。
輔助工藝用于協(xié)助貼裝順利進(jìn)行并積極預(yù)防檢測和事后檢測。輔助工藝主要由“點貼”工藝和光學(xué)輔助自動檢測工藝組成?!包c膠”工藝是通過將專用膠水“點貼” 到所需元件的下方或周邊,對元件進(jìn)行適當(dāng)保護(hù),以確保元器件在經(jīng)受多次回流焊接不脫落;減少元件在貼裝過程中受到的應(yīng)力沖擊;保護(hù)元件在復(fù)雜的使用環(huán)境中不受損。“點膠”工藝的工藝元素主要包括“點膠”設(shè)備,專用膠水和“點膠”參數(shù)的設(shè)置。需要合理選擇設(shè)備,膠水并設(shè)計好參數(shù)設(shè)置才能確保工藝效果。光學(xué)輔助自動檢測工藝主要是:一是使用專門光學(xué)設(shè)備測量印刷后的焊膏厚度均勻性和印刷準(zhǔn)確度,在貼片后檢測貼片準(zhǔn)確度,在回流焊前將有缺陷的線路板檢測出來并及時報警;二是在回流焊后使用專門的光學(xué)設(shè)備檢測焊點,將有焊點缺陷的線路板檢測出來并報警。專門的光學(xué)測量設(shè)備主要有可見光檢測設(shè)備和X光檢測設(shè)備。前者主要是自動光學(xué)檢測設(shè)備AOI(Automatic Optional Inspection),后者主要是三維和五維的X-ray設(shè)備。前者主要用于檢測可視焊點,而后者除了檢測可視焊點外,還可檢測不可目視的BGA類零件的焊點。是否采用輔助工藝則是根據(jù)所需貼裝產(chǎn)品的特性來決定的。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/191932.htm
4 回流焊的原理及溫度曲線
從回流焊溫度曲線(圖3)分析回流焊原理:當(dāng)PCB進(jìn)入預(yù)熱區(qū)時,焊錫膏的溶劑、氣體被蒸發(fā),同時焊錫膏的助焊劑潤濕焊盤、元器件端頭和引腳,焊錫膏軟化、塌落、覆蓋了焊盤,將焊盤、元器件引腳與氧氣隔離;PCB進(jìn)入保溫區(qū)時,PCB和元器件得到充分預(yù)熱。以防PCB突然進(jìn)入再流焊區(qū)升溫過快而損壞PCB和元器件;當(dāng)PCB進(jìn)入再流焊區(qū)時,溫度迅速上升使焊錫膏達(dá)到熔化狀態(tài),液態(tài)焊錫對 PCB的焊盤、元器件端頭和引腳潤濕、擴散、漫流或回流混合形成焊錫接點;PCB進(jìn)入冷卻區(qū),焊點凝固,完成整個回流焊。
回流焊過程中,焊膏需經(jīng)溶劑揮發(fā)。焊劑清除焊件表面的氧化物,焊膏熔融、再流動以及焊膏冷卻、凝固。所以,回流焊過程中,焊接溫度主要分4個溫度區(qū):預(yù)熱區(qū)、保溫區(qū)、再流焊區(qū)以及冷卻區(qū)。預(yù)熱區(qū)為室溫到120℃;保溫區(qū)為120℃~170℃;回流區(qū)為170℃~230℃,最高溫度為210℃~230℃;冷卻區(qū)為從210℃降到約100℃。
溫度曲線是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,實際溫度曲線和焊錫膏溫度曲線的升溫斜率和峰值溫度應(yīng)基本一致。160℃前的升溫速度控制在1℃/s~2℃/s,如果升溫速度太快,一方面使元器件及PCB受熱太快,易損壞元件,造成PCB變形;另一方面,焊錫膏中的溶劑揮發(fā)速度太快。容易濺出金屬成分,產(chǎn)生焊錫球。峰值溫度一般設(shè)定比焊錫膏熔化溫度高20℃~40℃(例如Sn63/Pb37焊錫膏的熔點為183℃,峰值溫度應(yīng)設(shè)置在205℃~230℃),回(再)流時間 10~60 s,峰值溫度低或回(再)流時間短,會使焊接不充分,嚴(yán)重時會造成焊錫膏不熔;峰值溫度過高或回(再)流時間長,造成金屬粉末氧化,影響焊接質(zhì)量,甚至損壞元器件和PCB。
評論