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文檔簡介
表面貼片技術(shù)指南無鉛焊錫錫/鉛(tin/lead)成分的焊錫是電子裝配中最常用的焊錫, 蓄電池占鉛用量的80%,電子焊錫大約占所有鉛用量的0.5%,即使鉛在電子焊錫中的使用被禁止,也不能解決全部的鉛中毒問題。代替鉛的金屬元素:銻(sb), 鉍(bi), 銅(cu), 銦(in), 銀(ag), 錫 (sn), 鋅(zn)。無鉛焊錫及其特性:和溫度、機(jī)械、蠕變、疲勞特性一樣,熔化溫度點是最重要的焊錫特性之一。無鉛焊錫化學(xué)成份熔點範(fàn)圍說明48sn/52in118 共熔低熔點、昂貴、強(qiáng)度低42sn/58bi138共熔已制定、bi的可利用91sn/9zn199 共熔渣多、潛在腐蝕性93.5sn/3sb/2bi/1.5cu218 共熔高強(qiáng)度、溫度疲勞性好95.5sn/3.5ag/1zn218221同上99.3sn/0.7cu227高強(qiáng)度、高熔點95sn/5sb232240剪切強(qiáng)度.溫度疲勞性好65sn/25ag/10sb233摩托羅拉專利、高強(qiáng)度97sn/2cu/0.8sb/0.2ag226228高熔點96.5sn/3.5ag221 共熔高強(qiáng)度、高熔點當(dāng)使用低溫焊錫時,需要特殊的助焊劑,因爲(wèi)標(biāo)準(zhǔn)的助焊劑可能在低溫下無活性。由於次共熔溫度下,較低的流動性引起的潤濕特性的減少。在波峰焊接中使用高熔點焊錫的關(guān)鍵問題之一是,增加電容斷裂的可能性。波峰焊接溫度需要保持在大約230245高過錫/鉛焊錫熔點大約4565。幾乎所有的無鉛焊錫都比錫/鉛共晶的潤濕性能(擴(kuò)散性)差,引起不良的焊腳。爲(wèi)了改善潤濕性能,要求特別的助焊劑配方。無鉛焊錫的疲勞特性也不好。理想的焊錫熔點應(yīng)在大約180,這樣回流溫度爲(wèi)210230,波峰爐溫爲(wèi)235245,手工焊接溫度爲(wèi)345400(650700)。電子工業(yè)協(xié)會(ipc)的標(biāo)準(zhǔn)j-std-006,提供了詳細(xì)的錫/鉛和無鉛焊錫的列表。工業(yè)還在尋找真正可以替代錫/鉛共晶的正確的無鉛焊錫。助焊劑的主要種類-無機(jī)助焊劑無機(jī)助焊劑具有高腐蝕性,由無機(jī)酸和鹽組成,能夠去掉鐵和非鐵金屬的氧化膜層:如鹽酸,氫氟酸,氯化錫,氟化鈉或鉀,和氯化鋅。如不銹鋼,鐵鎳鈷合金和鎳鐵,用較弱助焊劑都不能錫焊。一般應(yīng)用於非電子,如銅管的銅焊。可是它們有時用於電子工業(yè)的鉛鍍錫應(yīng)用。無機(jī)助焊劑由於其潛在的可靠性問題,不應(yīng)該考慮用於電子裝配(傳統(tǒng)或表面貼裝)。其主要的缺點是有化學(xué)活性殘留物,可能引起腐蝕和嚴(yán)重的局部失效。有機(jī)酸(oa)助焊劑比松香助焊劑要強(qiáng),但比無機(jī)助焊劑要弱。在助焊劑活性和可清潔性之間,它提供了一個很好的平衡,特別是如果其固體含量低(1-5%)。這些助焊劑含有極性離子,很容易用極性溶劑去掉,如水。非腐蝕性松香助焊劑也含有鹵化物,如果不適當(dāng)?shù)厝サ?,都將引起腐蝕。商業(yè)、工業(yè)和電訊業(yè)的其他一些主流公司,把oa應(yīng)用於波峰焊接板底膠固的表面貼裝片狀元件。oa助焊劑材料已成功地用作回流焊接引腳穿孔元件中的環(huán)形焊接的助焊劑塗層。甚至在通過回流焊接之後,可以很容易地用水清洗。現(xiàn)在,水溶性錫膏被廣泛應(yīng)用。松香助焊劑松香助焊劑主要由從松樹樹脂油榨取和提煉的天然樹脂,松香助焊劑在室溫下不活躍,但加熱到焊接溫度是變得活躍。它們自然呈酸性(每克當(dāng)量165-170毫克koh)。它們可溶於許多溶劑,但不溶于水。可使用溶劑,半水溶劑或皂化水來清除它們。松香的熔點爲(wèi)172-175(342-347),或剛好在焊錫熔點(183)之下。所希望的助焊劑應(yīng)該在約低於焊接溫度時熔化並變活躍??墒?,如果助焊劑在焊接溫度下分解,那將沒有效力。這意味著合成助焊劑可以用於比松香助焊劑更高的溫度,因爲(wèi)前者的分解溫度較高。一般,松香助焊劑較弱,爲(wèi)了改進(jìn)其活躍性(助焊性能),需要使用鹵化催化劑。松香去氧化物的通用公式:rco2h + mx = rco2m + hx,此處rco2h是助焊劑中的松香(較早提到的c19h29cooh),m = 錫sn, 鉛pb或銅cu,x = 氧化物oxide, 氫氧化物hydroxide或碳酸鹽carbonate松香助焊劑也分類爲(wèi)松香(r),適度活性松香(rma)和活性松香(ra)。 松香助焊劑的各種類的不同在於催化劑(鹵化物,有機(jī)酸,氨基酸,等)的濃度。r和rma類型一般無腐蝕性,因此安全,r和rma助焊劑儘管沒有劃分爲(wèi)免洗,在一些應(yīng)用中甚至不清洗。當(dāng)然,沒有清洗,裝配的可靠性要打折扣,因爲(wèi)在使用環(huán)境中,粘性的松香會吸收灰塵和有害污染物。助焊劑分類(flux classification)助焊劑可分成高/中/無腐蝕性的,可是,任何的助焊劑種類中都有不同級別的腐蝕性 .助焊劑分類是基於其活性和成分(它決定活性)。而助焊劑活性又是其除去表面汙物有效性的指標(biāo)。助焊劑通常分成無機(jī)酸、有機(jī)酸(oa)、天然松香與人造松香(免洗)。j-std-004按字母從a到y(tǒng)的順序分類助焊劑。基於材料成分和鹵化物含量的助焊劑分類助焊劑類型符號助焊劑成分材料符號助焊劑活性水平(%鹵化物)助焊劑類型a/g/m/trosin/ resin/organic/ inorganicro/re/ oa/inlow(0%)l0b/h/n/ulow(2.0%)h1助焊劑的總分類:天然松香(rosin)、人造松香(resin)、有機(jī)酸(organic)和無機(jī)酸(inorganic),有進(jìn)一步的分類。助焊劑活性和殘留物的活性為或腐蝕性水平:l = 低或無m = 中性h = 較高 通常,助焊劑可分成高腐蝕性的(無機(jī)酸助焊劑)、腐蝕性的(oa)、中等腐蝕性的(基於天然松香的)和非腐蝕性的(免洗或低殘留物助焊劑)??墒牵谌魏沃竸┓N類中,有不同等級的腐蝕性。任何種類的高腐蝕性的無機(jī)酸助焊劑很少在電子工業(yè)中使用,而中等腐蝕性的助焊劑通常只使用在商業(yè)電子中。中等腐蝕性的天然松香和人造松香助焊劑具有與oa助焊劑可比的活性,設(shè)計用於溶劑清洗,而oa助焊劑是用於水洗的??墒?,低殘留物和免洗型的人造松香助焊劑具有的活性很低。天然松香助焊劑也叫做r(rosin),rma(rosin mildly activated)和ra(rosin activated)。天然松香助焊劑可以用水洗或溶劑方法來清洗。ra助焊劑很少在錫膏中使用。用於回流焊接,除了天然松香,也可使用oa和免洗焊膏??墒?,對波峰焊接,rma、ra、oa和免洗助焊劑都可使用。不管使用的助焊劑類型,都必須提供工作所需的活性水平與板的清潔度要求之間的良好平衡。smt絲印(screen printing)是科學(xué), 不是藝術(shù)在一塊典型的pcb(印刷電路板)上 ,可能有幾百個元件,600到1,000個聯(lián)接點(即焊盤pad)。一般來說,pcb60%的不良是由於錫膏(solder paste)絲印質(zhì)量差而造成的。在錫膏絲印中有三個關(guān)鍵的要素,叫做三個s:solder paste(錫膏),stencils(絲印模板),和squeegees(絲印刮板)。錫膏(第一個s)是錫珠和松香(resin)的結(jié)合物,松香的功能是在回流(reflowing)焊爐的第一階段,除(去元件引腳、焊盤和錫珠上的)氧化物,這個階段在150 c持續(xù)大約三分鐘。(樹脂resin有時叫做rosin,嚴(yán)格地說,resin是天然産品,而rosin是人造産品。)焊錫是鉛、錫和銀的合金,在回流焊爐的第二階段,大約220 c時回流。銀和松香都起幫助熔化焊錫和濕潤(wetting)以達(dá)到回流的作用,即助焊劑的作用。(濕潤wetting:是焊接效果的描述詞,被焊物好象被錫所浸“濕”。)球狀的焊錫顆粒製造成各種混合尺寸,然後篩選、分級,錫膏是按照錫珠的大小來分級的,如下:2型:7553mm3型:5338mm4型:3825mm(m = micron = 0.001mm )三球定律:給生産提供了一個選擇絲印模板的簡單公式,錫膏中錫珠的大小必須與絲印模板相匹配,經(jīng)驗公式:至少有三個最大直徑的錫珠能垂直地排在絲印模板的厚度方向上。 至少有三個最大直徑的錫珠能水平地排在絲印模板的最小孔的寬度方向上。 絲印模板及錫珠的截面圖:計算略爲(wèi)複雜,因爲(wèi)錫珠是用米制micron(m)來度量,而絲印模板厚度的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是美國的專用單位thou! (1mm=1x10-3mm, 1thou=1x10-3inches, 25mm1thou.)錫膏類型3x最大的錫珠尺寸最接近的模板厚度2型:7553m3x75m=225m=9.0thou9 thou3型:5338m3x53m=159m=6.4thou6 thou4型:3825m3x38m=114m=4.6thou4 thou絲印孔的尺寸是由元件引腳間隔(pitch)決定的,焊盤的尺寸一般是引腳間隔的一半。(絲印孔的尺寸實際上可能比焊盤(pad)尺寸小一點),例如,25thou(0.63mm)的間隔,絲印孔爲(wèi)12.5thou。因此錫膏的選用必須滿足絲印模板上最小的絲印孔:元件最小引腳間隔最小絲印孔合適的錫膏類型16 thou8 thou2型:7553m12 thou6 thou3型:5338m8 thou4 thou4型:3825m因此,絲印模板的厚度通常是決定因素,大多數(shù)應(yīng)用是選擇標(biāo)準(zhǔn)的6thou厚的絲印模板,3型的錫膏。粘 度-是錫膏的一個重要特性,從動態(tài)方面來說,在絲印行程中,其粘性越低,則流動性越好,易於流入絲印孔內(nèi),印到pcb的焊盤上。從靜態(tài)方面考慮,絲印刮過後,錫膏停留在絲印孔內(nèi),其粘性高,則保持其填充的形狀,而不會往下塌陷。錫膏的標(biāo)準(zhǔn)的粘度大約500kcps1200kcps,較爲(wèi)典型的800kcps用於模板絲印是理想的。判斷錫膏是否具有正確的粘度有一種更爲(wèi)實際和經(jīng)濟(jì)的方法,如下:用刮勺在容器罐內(nèi)攪拌錫膏約30秒鐘,然後挑起一些錫膏,高出容器罐三、四英寸,讓錫膏自行往下滴,開始時應(yīng)該象稠的糖漿一樣滑落而下,然後分段斷裂落下到容器罐內(nèi)。如果錫膏不能滑落,則太稠,如果一直落下而沒有斷裂,則太稀,粘度太低。絲 印 模 板 (第 二 個 s)歷史上,使用一種厚的乳膠絲網(wǎng),它有別于絲印模板,現(xiàn)在只有少數(shù)錫膏絲印機(jī)使用。金屬模板比乳膠絲網(wǎng)普遍得多,優(yōu)越得多,並且也不會太貴。下圖給出了一個價格比較的概念:厚 乳 膠 絲 網(wǎng)-錫膏印刷技術(shù)源自于完善建立的工業(yè)絲印(silk screen printing)行業(yè),因此術(shù)語“絲印”被源用到這種要求較稠沈澱物的錫膏印刷。厚乳膠絲網(wǎng)原本比金屬模板經(jīng)濟(jì)得多,但使用壽命不長,而且用於密腳(fine pitch)也不實際。制 造 過 程 如 下 :在框架上張布一張尼龍、聚酯纖維或不銹鋼的絲網(wǎng)(最好)。工業(yè)絲印用的網(wǎng)很細(xì)密,大約每英寸400絲,這樣細(xì)小的油墨粒子(23m)才可以很流暢地通過絲網(wǎng)。爲(wèi)了使錫珠通過絲網(wǎng),建議採用一種粗糙得多的絲網(wǎng),大約每英寸80絲。絲網(wǎng)上塗蓋光敏乳膠,通常約十層以封住網(wǎng)孔,形成一層典型的8thou的厚度。將正趨光性(黑色焊盤)透明玻璃放在上面,然後用很強(qiáng)的紫外光來曝光(如:2kw,幾秒鐘)。曝光區(qū)域變硬,軟的地方?jīng)]曝光,可被洗掉而留下網(wǎng)孔。因此,絲印時錫膏可以通過這些孔來印刷。絲印刮板(squeegee)是利用泵作用原理將錫膏壓擠通過絲網(wǎng),因此要使用一種軟的橡膠刮板(見刮板部分)。絲印時絲網(wǎng)與pcb之間留有13mm的間隙,刮板將絲網(wǎng)壓低和pcb接觸,隨後“撕開”。這種作用是必要的,否則,錫膏會滯留在絲網(wǎng)上而不是在pcb的焊盤上。厚乳膠絲網(wǎng)的應(yīng)用,其局限性主要是由於開孔上有絲網(wǎng)的阻礙,得到的絲印沈澱物有限,不可以用於小於30thou的密間隔。金 屬 模 板-在大多數(shù)的錫膏絲印機(jī)上使用。其組成是薄金屬板上開有小孔,錫膏從中印出,解決了前面網(wǎng)印的沈澱物無規(guī)律的問題。不要求絲印刮板有泵作用,因爲(wèi)錫膏可以很容易流過開孔。也不要求模板與pcb之間有間隙。有三種製造金屬模板的方法:化學(xué)、鐳射和電蝕?;?學(xué) 腐 蝕(主要方法),過程如下:取薄銅板,或更普遍的不銹鋼板,在兩面塗蓋光敏耐酸物,正趨光性(黑色焊盤)模版分別疊放在兩面,用強(qiáng)力紫外光曝光。曝光區(qū)域變硬,而軟的焊盤區(qū)域可以被沖洗掉。然後將板放入酸中洗浴,從兩面腐蝕掉所希望孔。金屬板兩邊的正趨光性模版的相互定位是關(guān)鍵性的,特別是密引腳間隔的元件。如果模版定位不好,孔會形成斜坡,造成絲印不好,出現(xiàn)這種情況的機(jī)會通常是十分之一,成功的技術(shù)將使得模版如同一個信封,將空板放入,可達(dá)到220micron的精度??妆诓荒苓_(dá)到太平整,因爲(wèi)酸是逐步腐蝕到孔內(nèi),但也會往板的橫向腐蝕。形成一個“8”字形截面。(下圖爲(wèi)放大圖) 但是,由於絲印模板很薄,所以通常這不是問題。激 光 刻 制 模 板-使用電腦控制的co2 或yag鐳射從板的一面切割出絲孔(時間多,費用高,一塊模板費用是化學(xué)腐蝕的三倍)。缺點:容易熔化模板表面,造成表面粗糙。因此需要用沙拋光或用化學(xué)方法來清洗表面,留下幾個micron的粗糙度,看上去好象表面暗淡,對聚酯刮板有磨損作用,並且使得模板難以清潔,雖然有人認(rèn)爲(wèi)粗糙度將有助於錫膏的“滾動”。電 蝕 模 板-約占使用的23%,其製造過程是加成的,不象其他工藝,模板成形方法如下:用光敏絕緣乳膠埋蓋住芯板(基板),通過負(fù)趨光性模版(焊盤區(qū)透明,非絲印區(qū)不透明)用紫外光曝光。焊盤區(qū)域變硬,其他區(qū)域被清洗掉,然後將芯板浸浴在酸性電解溶液內(nèi),作爲(wèi)陰極聯(lián)接在電源上,陽極爲(wèi)耗損性鎳。經(jīng)過幾個小時,鎳就沈澱在導(dǎo)電區(qū)域(非焊盤),並可以象一張紙一樣撕下,形成絲孔。這種模板有比其他模板優(yōu)越的地方,孔的內(nèi)壁很平滑,可以作成梯形,即底部比上部稍寬,12的角度,這有助於錫膏穿過模板印到pcb上。在孔的底部四周形成1020micron的“尖頭”,在焊盤周圍形成一圈邊框,絲印時有助於錫膏準(zhǔn)確地停留在焊盤上,見上圖成 本 大 約 比 化 學(xué) 腐 蝕 高 30 % 。刮 板 (第 三 個 s)-有兩 種 形 式 : 菱 形 和 拖 裙 形 , 拖 裙 形 分 成 聚 乙 烯 (或 類 似 ) 材 料 和 金 屬 。菱 形(不 普 遍 ), 它 由 截 面 爲(wèi) 大 約 10 mm x 10 mm 的 正 方 形 組 成 , 由 夾 板 夾 住 , 形 成 兩 面 45 的 角 度 :這 種 刮 板 可 以 兩 個 方 向 工 作 , 每 個 行 程 末 都 會 跳 過 錫 膏 條 , 因 此 只 要 一 個 刮 板 。 可 是 , 這 樣 很 容 易 弄 髒 , 因 爲(wèi) 錫 膏 會 往 上 跑 , 而 不 是 只 停 留 在 聚 乙 烯 的 很 少 的 暴 露 部 分 。 其 撓 性 不 夠 意 味 著 不 能 貼 合 扭 曲 變 形 的 pcb , 可 能 造 成 漏 印 區(qū) 域 。不 可 調(diào) 節(jié) 。拖 裙 形(很 普 遍 ), 由 截 面 爲(wèi) 矩 形 的 聚 乙 烯 構(gòu) 成 , 夾 板 支 持 , 需 要 兩 個 刮 板 , 一 個 絲 印 行 程 方 向 一 個 刮 板 。 無 需 跳 過 錫 膏 條 , 因 錫 膏 就 在 兩 個 刮 板 之 間 , 每 個 行 程 的 角 度 可 以 單 獨 決 定 。大 約 40 mm 刮 板 是 暴 露 的 , 而 錫 膏 只 向 上 走 1520 mm, 所 以 這 種 形 式 更 幹 淨(jìng) 些 。刮 板 是 按 硬 度 範(fàn) 圍 和 顔 色 代 號 來 區(qū) 分 的 , 例 如 :紅 色綠 色藍(lán) 色白 色very softsofthardvery hard6065shore7075shore8085shore90 + shore使 用 之 前 , 刮 板 須 調(diào) 節(jié) , 使 其 導(dǎo) 向 邊 成 直 線 並 平 行 , 先 檢 查 其 邊 是 否 成 直 線 , 如 果 不 , 調(diào) 節(jié) 夾 板 的 固 定 螺 絲 。刮 板 作 用-和 金 屬 模 板 比 較 來 看, 刮 板 的 動 力 學(xué) 要 求 對 乳 膠 絲 網(wǎng) 是 不 同 的 。在 乳 膠 絲 網(wǎng) 上 , 刮 板 需 要 推 動 其 前 面 的 錫 膏 , 將 錫 膏 泵 壓 通 過 絲 網(wǎng) 而 印 到 絲 印 區(qū) 域 , 要 到 達(dá) 這 種 作 用 需 使 用 一 種 軟 的 刮 板 (7075 shore, 綠 色 ), 其 自 身 在 與 絲 網(wǎng) 接 觸 的 地 方 發(fā) 生 變 形 。甚 至 可 用 更 軟 的 刮 板 ( 6065 shore, 紅 色 ) 來 在 厚 的 混 合 陶 瓷 基 底 上 絲 印 油 墨 。使 用 金 屬 模 板 時 , 刮 板 將 錫 膏 在 前 面 滾 動 , 無 須 泵 作 用 即 可 流 入 絲 孔 內(nèi) , 然 後 刮 去 多 餘 錫 膏 , 在 pcb 焊 盤 上 留 下 與 模 板 一 樣 厚 的 錫 膏 。 不 需 要 也 不 指 望 刮 板 的 變 形 , 因 此 可 以 使 用 較 硬 的 (即 : 8085 shore, 藍(lán) 色 ) 或 金 屬 的 刮 板 。刮 板 硬 度 與 壓 力 必 須 協(xié) 調(diào) , 如 果 壓 力 太 小 , 刮 板 將 刮 不 幹 淨(jìng) 模 板 上 的 錫 膏 , 如 果 壓 力 太 大 , 或 刮 板 太 軟 , 那 麼 刮 板 將 沈 入 模 板 上 較 大 的 孔 內(nèi) 將 錫 膏 挖 出 。壓 力 的 經(jīng) 驗 公 式-在 金 屬 模 板 上 使 用 藍(lán) 色 刮 板 , 爲(wèi) 了 得 到 正 確 的 壓 力 , 開 始 時 在 每 50 mm 的 刮 板 長 度 上 施 加 1 kg 壓 力 , 例 如 300 mm 的 刮 板 施 加 6 kg 的 壓 力 , 逐 步 減 少 壓 力 直 到 錫 膏 開 始 留 在 模 板 上 刮 不 幹 淨(jìng) , 然 後 再 增 加 1 kg 壓 力 。 在 錫 膏 刮 不 幹 淨(jìng) 開 始 到 刮 板 沈 入 絲 孔 內(nèi) 挖 出 錫 膏 之 間 , 應(yīng) 該 有 12 kg的 可 接 受 範(fàn) 圍 都 可 以 到 達(dá) 好 的 絲 印 效 果 。金 屬 刮 板- 利 用 聚 乙 烯 刮 板 可 以 達(dá) 到 非 常 好 的 效 果 , 而 金 屬 刮 板 在 生 産 中 也 是 很 好 的 ,同 時 可 解 決 一 些 聚 乙 烯 所 産 生 的 問 題 。但它 不 適 用 於 乳 膠 絲 網(wǎng) , 因 爲(wèi) 會 造 成 過 度 的 磨 損 , 並 且 沒 有 泵 錫 膏 的 作 用 。金 屬 刀 片 的 壽 命 是 無 限 的 。優(yōu) 點不 管 絲 孔 的 大 小 如 何 , 較 大 範(fàn) 圍 的 壓 力 (即 :415 kg) 都 可 得 到 好 的 絲 印 效 果 。 6 thou 的 模 板 決 定 了 絲 印 厚 度 也 是 6 thou , 這 就 避 免 了 因 操 作 員 和 其 它 條 件 的 不 同 而 産 生 的 變 化 。 可 靠 的 絲 印 厚 度 是 特 別 重 要 的 , 因 爲(wèi) 表 面 貼 附 元 件 的 同 平 面 度 允 許 誤 差 是 4 thou , 所 以 絲 印 厚 度 至 少 必 須 是 5 thou 。由 于 金 屬 模 板 和 金 屬 刮 板 絲 印 出 的 錫 膏 很 飽 滿 , 一 些 使 用 者 發(fā) 現(xiàn) 當(dāng) 他 們 轉(zhuǎn) 換 時, 得 到 的 絲 印 厚 度 太 厚 。 這 個 可 以 通 過 減 少 模 板 的 厚 度 的 方 法 來 糾 正 , 但 最 好 是 減 少(“ 微 調(diào) ”) 絲 孔 的 長 和 寬 10 %,以 減 少 焊 盤 上 錫 膏 的 面 積 。 這 樣 就 意 味 著 焊 盤 的 定 位 變 得 不 很 重 要 了 , 模 板 與 焊 盤 之 間 的 框 架 密 封 得 到 改 善 , 減 少 了 錫 膏 在 模 板 底 和 pcb 之 間 的 “ 炸 開 ” 。 絲 印 模 板 底 面 的 清 潔 次 數(shù) 由 每 5 或 10 次 絲 印 清 潔 一 次 減 少 到 每 50 次 絲 印 清 潔 一 次 。模 板 與 絲 印 後 pcb 的 分 開絲 印 完 後 , pcb 與 絲 印 模 板 分 開 , 將 錫 膏 留 在 pcb 上 而 不 是 絲 印 孔 內(nèi) 。對於最細(xì)密絲印孔來說,模板的厚度很重要,因爲(wèi)絲孔的孔壁相對於焊盤面積變得很重要,錫膏可能會更容易粘附在孔壁上而不是焊盤上。焊 盤 面 積 = w x d 絲 孔 內(nèi) 壁 面 積 = 2(w x h) + 2(d x h)焊 盤 面 積 的 經(jīng) 驗 公 式 , 盡 可 能 不 小 于 孔 內(nèi) 壁 的 面 積 。 例 如 :pcb 上 最 密 引 腳 間 隔 是 25 thou, 因 此 最 小 的 焊 盤 寬 度 爲(wèi) 12.5 thou或 3 mm , 乘 以 比 如 說 2 mm 的 長 度 , 模 板 爲(wèi) 6 thou (0.15 mm) 厚 度 。焊 盤 面 積 = 0.3 mm x 2 mm = 0.6 mm2 絲 孔 內(nèi) 壁 面 積 = 2 x (0.15 mm x 0.3 mm) + 2 x(0.15 mm x 2 mm) = 0.69 mm2 將 模 板 厚 度 減 少 爲(wèi) 4 thou (0.1 mm) 可 將 情 況 得 到 改 善 。絲 孔 內(nèi) 壁 面 積 = 2 x (0.10 mm x 0.3 mm) + 2 x(0.1 mm x 2 mm) = 0.46 mm2 不 過 , 有 兩 個 因 素 是 有 利 的 , 第 一 , 焊 盤 是 一 個 連 續(xù) 的 面 積 , 而 絲 孔 內(nèi) 壁 大 多 數(shù) 情 況 分 爲(wèi) 四 面 , 有 助 於 釋 放 錫 膏 ; 第 二 , 重 力 和 與 焊 盤 的 粘 附 力 一 起 , 在 絲 印 和 分 離 所 花 的 26 秒 時 間 內(nèi) , 將 錫 膏 拉 出 絲 孔 粘 著 於 pcb 上 。 爲(wèi) 最 大 發(fā) 揮 這 種 有 利 的 作 用 , 可 將 分 離 延 時 , 開 始 時 pcb 分 開 較 慢 。 很 多 機(jī) 器 允 許 絲 印 後 的 延 時 , 工 作 臺 下 落 的 頭 23 mm 行 程 速 度 可 調(diào) 慢 。絲 印 速 度絲 印 期 間 , 刮 板 在 絲 印 模 板 上 的 行 進(jìn) 速 度 是 很 重 要 的 , 因 爲(wèi) 錫 膏 需 要 時 間 來 滾 動 和 流 入 絲 孔 內(nèi) 。 如 果 允 許 時 間 不 夠 ,那 麼 在 刮 板 的 行 進(jìn) 方 向 , 錫 膏 在 焊 盤 上 將 不 平 。 當(dāng) 速 度 低 到 每 秒 20 mm 時 , 刮 板 可 能 在 少 於 幾 十 毫 秒 的 時 間 內(nèi) 刮 過 小 的 絲 孔 。絲 印 速 度 的 經(jīng) 驗 公 式對 pcb 上 最 密 元 件 引 腳 的 每 thou 長 度 , 你 可 以 允 許 每 秒 1 mm 的 最 大 速 度 。 因 此 :最密引腳間隔最小絲孔最大絲印速度50 thou12.5 thou50 mm/s25 thou25 thou25 mm/s16 thou8 thou16 mm/s結(jié) 論無 論 你 采 用 的 絲 印 機(jī) 的 複 雜 性 及 特 性 如 何 , 如 果 你 不 能 選 擇 正 確 的 錫 膏 、 絲 印 模 板 和 絲 印 刮 板 的 結(jié) 合 使 用 , 那 麼 , 絲 印 只 是 藝 術(shù) , 而 不 是 科 學(xué) 。膠劑/環(huán)氧樹脂與分配“膠劑的配方必須考慮一致性、良好的點輪廓、和良好的綠色強(qiáng)度與固化強(qiáng)度以及點的大小、並且使用cad或一個替代工具來“教”自動化系統(tǒng)在哪兒滴膠點。分配系統(tǒng)必須有合理的精度、速度和重復(fù)性要求,以平衡該應(yīng)用的費用。當(dāng)設(shè)計工藝過程時,一些典型的膠劑問題必須預(yù)見得到?!笨搜Y斯琴.q.訥斯和阿倫.r.路易斯(美) 膠劑的主要目的是在波峰焊接期間把元件保持在pcb上。元件尺寸範(fàn)圍可以從1005(0402)的電阻器和電容器,到更大的ic元件(圖1)。因此,成功的分配標(biāo)準(zhǔn)是直接了當(dāng)?shù)模涸粫诤附悠陂g掉下來(典型的由於不夠膠劑),並且在貼片時膠劑散佈在元件焊盤上不會産生導(dǎo)電連接。膠劑良好的膠劑特徵包括:綠色強(qiáng)度和固化強(qiáng)度,一致性和高的膠點輪廓;液體膠還要保持工藝過程在允許公差限度內(nèi)。對於1608(0603)元件情況,ipc表面貼片設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定焊盤之間的距離爲(wèi)0.025”(0.635mm)。使用名義機(jī)器精度0.003”(0.08mm)和膠劑方向精度0.005”(0.127mm),實際的膠劑分配區(qū)域/應(yīng)用目標(biāo)寬度降低爲(wèi)0.016”(0.41mm),以防止材料重疊到導(dǎo)電區(qū)域。由於對膠點有某個高度的要求,以便元件的底部可以一個合理的表面區(qū)域來附著,因此,最小的、一致的膠點直徑必須大約爲(wèi)0.020”(0.5mm)。在實際中,這個問題經(jīng)常被鬆散實施的焊盤間距標(biāo)準(zhǔn)和實際大於規(guī)定的間距所避免。儘管更高的膠點輪廓將是這個問題的一個部分的解決方案,然而必需的膠量意味著膠點“壓扁”問題有實際的限制。 新式的噴射分配系統(tǒng)可提供更高的膠點輪廓。對膠劑接觸的“合理”表面面積的要求,是爲(wèi)了給予所要求的阻力,來對付在製造期間1020n的剪切負(fù)載。因此膠劑的固化強(qiáng)度一定要足夠承受在波峰焊接以前處理期間板的加速度。膠劑還必須保持在波峰焊接過程中間元件的附著,有時假定一個取決於過程的固化強(qiáng)度因素。人們可以看見,膠劑液體的設(shè)計要求是各式各樣的,製造商進(jìn)行了許多測試,來決定衆(zhòng)多的膠劑在市場上的適用性。測試揭示了許多珍貴的資訊,但是膠劑的實際應(yīng)用才是決定對所希望應(yīng)用的適應(yīng)性的最肯定的方法。這表示,膠劑供應(yīng)商和製造商之間,爲(wèi)了給各種各樣的機(jī)器和機(jī)器應(yīng)用提供合格的膠液而進(jìn)行密切合作。分配方法下列應(yīng)用方法有優(yōu)點也有缺點,在準(zhǔn)備應(yīng)用過程中,必須給予考慮:針頭轉(zhuǎn)移是把膠劑施加到pcb的最快的方法之一。在這個技術(shù)中,一個帶有與電路佈線相匹配的一系列針頭的板,在膠劑託盤中浸蘸,膠劑以可預(yù)計的數(shù)量濕潤和附著在針頭上。針頭然後接觸電路板層,膠劑轉(zhuǎn)移到板上。針頭轉(zhuǎn)移有若干缺點。如果電路改變,工具必須重做。這可能是相對昂貴的,但是通常適合於較長期的生産運行。在開放的託盤內(nèi),膠劑暴露可能導(dǎo)致吸收潮濕或增長固化時間,因此必需更小心地處理膠劑。最後,把膠劑用於比3216(1206)小的元件焊盤,針頭轉(zhuǎn)移方法是困難的。絲印也是一個快的方法。一塊開有正確施膠絲孔的模板放於板的表面附近。然後經(jīng)由刮板刮過,膠劑被擠壓通過絲孔。最近,爲(wèi)人們所瞭解的用於厚度變化的材料印刷技術(shù)允許使用同一塊模板,得到不同大小的膠點。正如針頭轉(zhuǎn)移法,絲印方法要求在電路板變化時重做模板,儘管在這種情況中,價格較爲(wèi)便宜,並且供應(yīng)商容易找得到。和針頭轉(zhuǎn)移法一樣,在生産期間膠劑的暴露可以導(dǎo)致處理上問題。時間/壓力 點滴是分配膠劑的原始方法,並且仍然是一個現(xiàn)有應(yīng)用的、具有生存力的方法。在操作中,注射器中的材料受壓,用一個針嘴閥門來控制,分配所需要數(shù)量的膠劑。這個方法簡單並且可靠,但它趕不上速度的要求。象40,000dph的高速率可以通過注射器中的脈衝氣體來達(dá)到,以維持步伐。速度越高,一般會造成越不連續(xù)的膠點。隨著膠劑的水平在注射器中降低,氣體的體積變得越大,壓力時間的變化造成膠點的不連續(xù)??刂葡到y(tǒng)可以補(bǔ)償這個液體水平的變化,但對黏度的變化敏感。時間/壓力方法爲(wèi)1608(0603)元件滴出一致的膠點是有困難的,但是仍然是一種以簡單和時間效率爲(wèi)特徵的證明很好的方法。只要丟棄注射器和清洗或換掉滴嘴。和其他所有分配方法一樣,它有適應(yīng)應(yīng)用變化的靈活性優(yōu)勢,即,通常的解決方案是相對簡單重新輸入到自動化控制平臺軟體。螺旋泵分配使用一個泵,在其體內(nèi)有一個旋轉(zhuǎn)的螺桿對膠劑的路徑增加能量。通過螺桿電動機(jī)的通斷,膠劑以一定的數(shù)量泵出。螺旋泵按牛頓原理工作,一旦泵內(nèi)的液體接觸到板上,將維持好的,一致的流動。螺桿對材料也有剪切作用,通過均勻排出殘留空氣和降低黏度,這種剪切作用可能有助於膠的分配。螺旋泵可適用於大範(fàn)圍的膠劑,膠點分配速度的限定因素實際上是自動機(jī)器的三維控制。其分配膠點的範(fàn)圍大約和時間/壓力方法一樣,但更一致性,對黏度變化的敏感性大約是時間/壓力分配方法的一半。泵的流動率也取決於針頭大小的選擇:更小的計量針頭將産生更大的背壓,這可能因粘性隨著時間的增加而導(dǎo)致問題。最後,螺旋泵可以達(dá)到2%的精確性,但是典型地,在生産中達(dá)到20%的體積精度?;钊檬且环N真正的、施膠應(yīng)用中的絕對位移方法,在一個密封的容室中活塞的運動置換了精確的相應(yīng)體積的液體。在液體中粘性變化對流動率沒有影響。針頭大小同樣地不改變在合適操作以內(nèi)的活塞泵的速率(儘管由活塞的“無情”的本性所産生的壓力,如果內(nèi)部的壓力超過指定操作水平,可能引起另外的問題)?;钊每梢蕴峁┚€性的位移變數(shù),或可能設(shè)計成固定的位移産出指定的膠點大小。象螺旋泵一樣,由於機(jī)器控制的3-d運動,絕對位移泵的點膠速度是有限的。對更大的膠點直徑,螺旋泵和活塞泵都將在速度能力降級,但是後者在高得多的流動速率上保持一致性,對一個更大範(fàn)圍的膠點大小將維持40,000dph的速率。與時間/壓力和螺旋泵相比,活塞泵的一個缺點是複雜清洗的方法,要求每周或雙周安排清洗。活塞泵的設(shè)計開發(fā)也許可以減少這複雜性。噴射分配是施膠的一個新方法;它使用一個彈簧加力的針或“錘”以快速輪轉(zhuǎn)的方式迫使材料通過針嘴。它類似於定量活塞泵用高速來噴射材料??諝鈮毫⑨樚崞鸬揭后w容器上面,當(dāng)氣壓移開時,彈簧將針往下驅(qū)動,迫使膠劑通過針嘴。膠點的路徑是一條在滴嘴和板上目標(biāo)點之間的彈道。這是和其他分配方法的對比,液體的實際轉(zhuǎn)移是在居留期間發(fā)生的,期間液體接觸到板並且在表面上建立濕潤的效果。由於噴射,液體保持在位置上,當(dāng)?shù)文z頭移開時分?jǐn)唷R驙?wèi)噴射不必有z軸的移動來使液體接觸到板上,它可在分配的兩維方向受到控制。這提供了在時間上的重大節(jié)省,並且,以同樣的或更好的一致性,在速度上比螺旋泵和活塞泵方法超出1050%。噴射泵可以在膠點分配時和螺旋泵相比,在一個班次的生産中,有兩倍的連續(xù)一致性;並且,産生更高的膠點輪廓。這對特別對小型元件是個優(yōu)勢。在每小時點數(shù)增加的主要限制是噴射泵只能相應(yīng)其刻度設(shè)定分配一種膠點尺寸。結(jié)果,噴射泵的設(shè)定必須對應(yīng)於板上最小的膠點大小,較大的膠點是由最小點的數(shù)倍組成。(雙頭噴射泵的開發(fā)可使這個問題得到減輕)。噴射泵的另外缺點是需要一周或雙周的拆卸或清洗。然而,自動清洗系統(tǒng)能減少清洗的時間和複雜性??赡艿膽?yīng)用程式問題在膠劑分配中,問題可能發(fā)生,不一定是膠劑、分配方法或控制應(yīng)用程式的設(shè)備的缺陷;問題可能是由於這些方面的一個或多個的不適當(dāng)?shù)脑O(shè)定或來自培訓(xùn)和操作問題聯(lián)合産生。一些典型的問題包括:膠劑拖尾。當(dāng)?shù)文z針嘴移開,在膠點的頂部産生細(xì)線或“尾巴”。尾巴可能塌落,並且引起導(dǎo)電焊盤上的問題,或者造成元件膠量過多,當(dāng)壓平時,導(dǎo)致與電氣連接的干涉??刂仆衔驳淖詈梅椒ㄊ峭ㄟ^在滴膠針頭上的加熱(或在液體的路徑靠近滴膠點附近的某個另外的點),這通常會允許膠劑斷開的改進(jìn)。這個問題也可能源自一個液體的不相容性。然而,這些困難通常對應(yīng)用系統(tǒng)的某個部件作機(jī)械調(diào)整即可得到解決。衛(wèi)星點是在高速分配時發(fā)生的小的無關(guān)的點。在接觸分配中,問題通常是拖尾和針嘴斷開的結(jié)果。在非接觸噴射中,通常是不正確的分配高度的結(jié)果。分配高度是一個關(guān)鍵的過程參數(shù)並且能有助於接觸式分配方法中拖尾的解決。自動滴膠設(shè)備的工裝夾具和軟體控制在決定高度傳感精度中是重要的。高度感測器系統(tǒng)本身是關(guān)鍵的設(shè)計考慮因素。儘管高度對噴射式分配的膠點質(zhì)量是重要的,但實際的分配高度的允許誤差和其他的應(yīng)用方法相比,重要性要小得多。固定嘴到板高度的膠泵可以更快,但是付出高接觸力代價?!氨谆ā笔钱?dāng)空氣或潮濕進(jìn)入膠劑內(nèi),並且在固化期間突然爆出的結(jié)果。這通常是不適當(dāng)處理液體或使用過時的液體的結(jié)果?!澳贡钡陌l(fā)生是在固化期間由於錫膏內(nèi)不平衡的力量元件在一端或一側(cè)立起。由於不準(zhǔn)確的分配或一個糟糕設(shè)計的工藝過程,問題很可能發(fā)生。它也可能由於處理不當(dāng)?shù)幕蜻^時的液體。工藝自動化分配方法和膠劑必須適當(dāng)控制,以達(dá)到有效的工藝過程。爲(wèi)保證最好的控制,有很多考慮因素: 現(xiàn)有的自動化機(jī)器使用一個視覺系統(tǒng),用於膠劑以及元件貼放的精確對中。整個板的以及各個密腳元件的基準(zhǔn)點的數(shù)量和工藝流程的産量之間應(yīng)該找到平衡。cad資料經(jīng)常用來開發(fā)機(jī)板資料和生産佈線圖照片。 cad資料的直接傳送到自動程序控制的軟體中,允許流暢的生産準(zhǔn)備,減少裝配系統(tǒng)的編程時間。cad輸入系統(tǒng)可以用基準(zhǔn)點和機(jī)板的座標(biāo)原點的控制來找到實際的膠點位置。機(jī)板有時在印製時並不精確,這樣即使是完美的對準(zhǔn),目標(biāo)也不能找中。因此有必要通過人工的對程序控制軟體的改變來調(diào)節(jié)cad位置。 板的處理是重要的設(shè)計考慮。板的形狀、大小和傳送系統(tǒng)應(yīng)該是相容的。如果一塊板或板的系列可以組合成爲(wèi)組合板,則其處理會更爲(wèi)有效。 錫膏和含銀樹脂的分配錫膏回流後,永久地固定元件,並保證良好的電氣連接。錫膏的應(yīng)用包括了一些來自於膠劑的獨特考慮,雖然這是一個相關(guān)的過程。例如,焊膏可以使用描述膠劑的幾個方法來分配。模板印刷是首選的,但是點滴分配提供靈活性,並且當(dāng)模板印刷不切實際時可以使用。錫膏的分配方法也包括時間/壓力方法和螺旋泵方法。(活塞泵和噴射法現(xiàn)時不合適錫膏應(yīng)用,因爲(wèi)材料對分離或堵塞的敏感性。)幾乎所有與錫膏分配有關(guān)的問題都和分配設(shè)備的堵塞與材料分離有聯(lián)繫。錫合金和助焊劑密度與占重量百分比的合金決定可分配性的一個主要的因素:按體積的百分比合金。錫球濕潤表面區(qū)域和按體積的百分比合金成比例的,如果太高,錫膏容乾燥,可能堵塞閥或針嘴。相反,太濕的錫膏可能在分配後塌落,並且導(dǎo)致錫橋和分配針嘴的滲漏。模板印刷使用的錫膏用於時間/壓力或螺旋泵分配顯然太乾燥。少於85%金屬的錫膏(體積上40%的合金)好象對分配是理想的。類似地,合金顆粒大小是錫膏選擇中的考慮因素。細(xì)目的錫膏有較好的分配特徵,特別是用於密腳應(yīng)用。對超密腳,要求-400/+500的網(wǎng)目;對較大的腳間距,-325/+500網(wǎng)目是足夠的。對於使用21口徑或更大的分配針嘴的較大膠點的應(yīng)用,-200/ +325是合適的。用於分配的錫膏包裝在3、5、10和30cc的注射器中。更小的注射器減少錫膏分離的機(jī)會,這種分離經(jīng)常是由於自動液體分配設(shè)備的高加速度引起的攪拌所引起的。較大的注射器將持續(xù)時間更長,這樣更暴露於引起分離的力量中。更小的注射器必須較經(jīng)常地更換。應(yīng)用發(fā)展是發(fā)現(xiàn)最好的注射器大小和錫膏成份的最肯定的方法。含銀環(huán)氧樹脂用於裸芯附著、錫膏代替和帶式自動綁接應(yīng)用。它完成四個主要功能:起膠劑作用、作爲(wèi)板與晶片之間的電氣傳導(dǎo)層和熱擴(kuò)張率的匹配、以及通過其良好的熱交換性能從晶片區(qū)域傳導(dǎo)熱量。含銀環(huán)氧樹脂也可用來代替貼裝元件使用的錫膏,主要是出於錫膏中含鉛對環(huán)境考慮。應(yīng)用方法具有相同的優(yōu)勢,儘管在材料中的空氣是一個更大的問題。使用含銀環(huán)氧樹脂的閥的堵塞問題和錫膏相比要少些擔(dān)心,儘管由於液體攪拌而出現(xiàn)的分離問題還存在。在另一方面,和錫膏相比,含銀環(huán)氧樹脂的粘性隨著時間會有更顯著變化。因此,小的或是大的注射器仍然是需要其他應(yīng)用設(shè)計考慮來解決的一個問題。最後,由於可能爲(wèi)人們所期待,含銀環(huán)氧樹脂趨於比膠劑和錫膏更昂貴。元件貼裝今天的表面貼放機(jī)器必須不僅能精確地貼放許多元件,而且要處理逐漸地更小的包裝。設(shè)備還必須維持它的靈活性來適應(yīng)那些可望成爲(wèi)電子包裝主流的新元件。用戶(oem和合同製造商)正在面臨激動的,如果不是困難的,時刻。成功的關(guān)鍵在於貼片設(shè)備供應(yīng)商的滿足顧客要求和在更短的領(lǐng)先時間內(nèi)交付産品的能力。 傑裏佛.科爾(美)片狀元件技術(shù)的一般趨勢是什麼?這個問題其實相當(dāng)簡單:片狀元件及其包裝的大小正在變得更小。事實上,0603包裝形式(邊長: 1.5 x 0.75 mm)是主流。並且0402貼片(邊長: 1.0 x 0.5 mm)逐漸地更普通,特別在電信業(yè)。然而,必須指出,大多數(shù)行業(yè)還沒得益於更小的片狀元件的技術(shù)優(yōu)勢,一個簡單原因就是合適的貼片機(jī)器不是很容易地可以得到。矩陣包裝的進(jìn)步smt將理所當(dāng)然地將置身于,諸如bga、m bga、片狀規(guī)模包裝(csp)和倒裝晶片等,複雜包裝的日益增加的使用中。這些矩陣式元件極大地增加了輸出數(shù)量,和傳統(tǒng)型的密腳(0.4mm或少些)qfp和tsop相比,在一些情況中達(dá)到十倍。並且在縮減空間的年代,倒裝晶片可以最終在電路板上提供可觀的成本節(jié)約。當(dāng)貼片時,矩陣包裝比密腳qfp和tsop更優(yōu)異,因爲(wèi)他們有自我定位的能力,這是極大地增加放置準(zhǔn)確性的一個特徵。bga是最快速增長的新型ic包裝,預(yù)計其擴(kuò)展速度到二十一世紀(jì)都不會減少。m bga和csp也正在成爲(wèi)主流,雖然稍慢一點。價格是一個關(guān)注,同樣可靠性也是(儘管日本的製造商在用csp代替tab元件方面取得了一些成功)。在裸晶片領(lǐng)域,倒裝晶片和cob有最高的年度的增長率,預(yù)計在2000年倒裝晶片增長到超過20億個單位。至於smt貼片如此發(fā)展的相關(guān)性,由於更小的尺寸和各種各樣的矩陣包裝,除了他們的好處之外,出現(xiàn)了産量和産出的問題;生産設(shè)備對混合技術(shù)裝配和傳統(tǒng)型的smd兩者,都必須能以高速貼片完成,使其成本達(dá)到合理水平。反映這點,市場要求已經(jīng)正在從傳統(tǒng)的片狀元件高速機(jī)技術(shù)(chipshooter)轉(zhuǎn)移開,因爲(wèi)這種設(shè)備不容易趕上新的先進(jìn)的包裝要求。貼片走近特殊市場這是不說片狀元件高速機(jī)失去了它的地位。(重要的是記住,雖然先進(jìn)包裝正成爲(wèi)主流,但絕非它主導(dǎo)所有的市場),無任如何,清楚的是,貼片機(jī)工業(yè)在四個不同的市場方面正面臨産品挑戰(zhàn):靈活性與密腳、高速度、高速倒裝片和超高速。每個都有其自己的處理要求,每個都要求特殊的貼片機(jī)考慮因素。毫無疑問片狀元件高速機(jī)在高速度與超高速方面是成功的。當(dāng)元件混合程度有限、先進(jìn)的矩陣包裝使用爲(wèi)最小的時候,假設(shè)元件間隔爲(wèi)0.8mm或更大一點,片狀元件高速機(jī)能達(dá)到很高的貼放速率(40,000cph或更多)。然而,對貼片過程是關(guān)鍵的送料方式,在高速機(jī)上是有限的,因爲(wèi)這些機(jī)器不能從從矩陣託盤上拿元件或粘性帶上拿裸裝晶片。甚至在高速方面,高速機(jī)可能是質(zhì)量問題的來源。因爲(wèi)他們的基本結(jié)構(gòu)要求機(jī)板和送料器移動到貼片頭位置,準(zhǔn)確性被打折扣,(當(dāng)機(jī)板移動時,元件也可能會跟著移動)。另外,對密腳元件或倒裝晶片的應(yīng)用,由於其原本的設(shè)計,高速機(jī)不能實現(xiàn)必要的貼片精度,這是那些有成本效益的電路裝配所需要的。對於靈活性/密腳的貼放,兩個頭的配置是必要的。大的元件由取放式貼片頭來處理;更小或更特殊的元件,比如csp或m bga,則是一個快速的旋轉(zhuǎn)型貼片頭的範(fàn)圍,它可以達(dá)到更大的産量。一個靈活的系統(tǒng)將允許貼片頭配置快速調(diào)整以滿足變化的要求。對倒裝晶片的應(yīng)用,高速機(jī)也不能滿足。倒裝晶片的應(yīng)用要求助焊劑處理,這些機(jī)器不能把這個特徵加到轉(zhuǎn)塔式貼片頭上。精確的倒裝晶片的貼放也要求一個先進(jìn)的視覺系統(tǒng),在許多高速機(jī)上增加它是困難的。新一代設(shè)備對處理先進(jìn)、高速倒裝晶片和超高速電路裝配的需求所作的反應(yīng),傳統(tǒng)型的高速機(jī)正在被新一代機(jī)器的所代替。有些是從舊的設(shè)備而來的衍生物,但是具有極大地提高的能力;其他的放棄了片狀元件高速機(jī)的方法,使用一條全新的途徑。已經(jīng)變得很明顯,pcb本身移動不再是一個選擇。當(dāng)機(jī)板是移動時,更小的元件包裝很可能會轉(zhuǎn)移,産量被妥協(xié)。一個解決辦法就是取消水平貼片頭,並且用垂直旋轉(zhuǎn)的貼片頭,或在一個x/y拱架上的貼片頭代替它。在這種配置中,板仍然是靜止的,而吸嘴頭則隨機(jī)的拿取元件。貼片頭向板移動,而不是相反,靜止的送料器和pcb相結(jié)合,導(dǎo)致不管元件類型達(dá)到更大的産量。在理論上,多重的吸嘴的使用,使系統(tǒng)能夠“飛行中”處理許多元件。可以貼裝奇特形狀的包裝(接頭,變壓器等等),並且,如有必要,吸嘴能被設(shè)計成適合特別的元件包裝。然而,一些供應(yīng)商懷疑這條途徑,寧可選擇變化貼片頭來適應(yīng)元件混合。這是一個可行的選擇,並且在一些例子中,可以優(yōu)先轉(zhuǎn)塔式貼片頭,但是如果對整體而言,它不可避免地增加機(jī)器的停機(jī)時間。另外,換頭可能要求重新校準(zhǔn),也增加了機(jī)器停機(jī)時間。元件混合、必要變化的頻率和要貼裝的元件類型,都將決定哪個系統(tǒng)類型是說得通的。沒有單一的工業(yè)範(fàn)圍的解決方案。視覺是關(guān)鍵爲(wèi)了高精確地貼裝先進(jìn)的表面貼裝元件,還有賴於複雜的視覺系統(tǒng)的使用。隨著元件的演變,視覺系統(tǒng)也必須適應(yīng)和改進(jìn)。機(jī)械定位,曾經(jīng)電子裝配的一個必要的單元,不再是一個可行的處理方法。今天,,設(shè)備製造商要不使用一個光學(xué)的、基於相機(jī)的系統(tǒng),要不使用鐳射定位系統(tǒng)。兩者都有優(yōu)點,當(dāng)然也有差別。鐳射定位允許“飛行中”修正,有能力處理所有形狀和大小的元件,並且能精確地決定元件位置和方向。但是,甚至最複雜的鐳射系統(tǒng)也不能測量引腳和引腳間距。相機(jī)則能夠。這就是爲(wèi)什麼供應(yīng)商仍然依靠相機(jī)定位系統(tǒng)的原因。而且,隨著更新的包裹走上生產(chǎn)線,這偏愛沒有變化。照明是這些系統(tǒng)的關(guān)鍵,並且今天的貼裝系統(tǒng)使用照明技術(shù)的組合。背光照明,或從在上面照亮元件,和分析陰影圖像,被用於輪廓中心定位。對傳統(tǒng)的smd,這個方法工作很好。但對先進(jìn)的元件,背光照明缺乏對元件包裝觸點或錫球點的圖像識別能力。爲(wèi)解決這個問題,鐳射照明進(jìn)入使用。在操作中,元件在鐳射的光束中旋轉(zhuǎn)。(通常,這種側(cè)面照明和拾取-貼裝頭結(jié)合在一起),對焊接bga的錫球定位,m bga和倒裝晶片,前光照明,而非背光照明,是必要的。爲(wèi)區(qū)分錫球,許多系統(tǒng)使用組合照明;元件從各個角度照明,以便錫球從背景中突出來。實際上,多重光源允許編程控制,使每個光源達(dá)到對每個元件理想照明。加速smd裝配,雙通道好過單通道在所有産品上的價格壓力,理所當(dāng)然是電子産品的必要動力之一。比如想想個人電腦、移動電話或汽車身歷聲收音機(jī),以及他們穩(wěn)定增長的功能。這些産品的oem通常在僅僅6到12個月後即拿出其新産品,他們的價格甚至有時到不達(dá)它們以前的東西。隨之而來的是,準(zhǔn)確地裝配pcb越快,最後的成本越低,並且盈利越大。今天,有兩個技術(shù)用來將pcb以更快的步伐通過生產(chǎn)線。第一個是,以純焊錫回流過程或者是通過貼片膠的
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