表面貼裝技術
貼片工藝的目的是確保所有零件準確、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確貼片的重要保證。貼片機的關鍵技術包括:運動,執(zhí)行及送料機構高速。微型化技術;高速機器視覺識別及照明技術;高速,高精度智能控制技術;并行處理實時多任務技術;設備開放式柔性模塊化技術及系統(tǒng)集成技術。
回流焊工藝是通過熔化預先分配到印制線路板焊盤上的焊膏,實現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;冷卻系統(tǒng)的作用有:當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入冷卻區(qū),凝結在散熱片和爐內,降低冷卻效果并污染設備和基板。當基板匹配使用的焊膏活性不夠好或線路板上有超細間距元件和復雜元片,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。回流焊爐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,一般經歷:預熱階段,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,確保焊接質量。
輔助工藝用于協助貼裝順利進行并積極預防檢測和事后檢測。輔助工藝主要由“點貼”工藝和光學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,對元件進行適當保護,以確保元器件在經受多次回流焊接不脫落;減少元件在貼裝過程中受到的應力沖擊;保護元件在復雜的使用環(huán)境中不受損。“點膠”工藝的工藝元素主要包括“點膠”設備,專用膠水和“點膠”參數的設置。需要合理選擇設備,膠水并設計好參數設置才能確保工藝效果。光學輔助自動檢測工藝主要是:一是使用專門光學設備測量印刷后的焊膏厚度均勻性和印刷準確度,在貼片后檢測貼片準確度,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設備檢測焊點,將有焊點缺陷的線路板檢測出來并報警。專門的光學測量設備主要有可見光檢測設備和X光檢測設備。前者主要是自動光學檢測設備AOI(Automatic Optional Inspection),后者主要是三維和五維的X-ray設備。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所需貼裝產品的特性來決定的。本文引用地址:http://cafeforensic.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PCB進入預熱區(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進入保溫區(qū)時,PCB和元器件得到充分預熱。以防PCB突然進入再流焊區(qū)升溫過快而損壞PCB和元器件;當PCB進入再流焊區(qū)時,溫度迅速上升使焊錫膏達到熔化狀態(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):預熱區(qū)、保溫區(qū)、再流焊區(qū)以及冷卻區(qū)。預熱區(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量的關鍵,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,產生焊錫球。峰值溫度一般設定比焊錫膏熔化溫度高20℃~40℃(例如Sn63/Pb37焊錫膏的熔點為183℃,峰值溫度應設置在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,影響焊接質量,甚至損壞元器件和PCB。
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