pcb技術(shù)在FPC上貼裝SMD幾種方案
根據(jù)貼裝精度要求以及元件種類和數(shù)量的不同,目前常用的方案如下幾種:方案1、多片貼裝:多片F(xiàn)PC靠定位模板定位于托半上,并全程固定在托板上一起SMT貼裝。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201609/304935.htm1. 適用范圍:A、 元件種類:片狀元件一般體積大于0603,引腳間距大于等于0.65的QFQ及其他元件均可。
B、 元件數(shù)量:每片F(xiàn)PC上幾個(gè)元件到十幾個(gè)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(dāng)?shù)膮^(qū)域中無元件,每片F(xiàn)PC上都有二個(gè)用于光學(xué)定位的MARK標(biāo)記和二個(gè)以上的定位孔。
2. FPC的固定:根據(jù)金屬漏板的CAD數(shù)據(jù),讀取FPC的內(nèi)定位數(shù)據(jù),來制造高精度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(gè)。根據(jù)同樣的CAD數(shù)據(jù)制造一批托板。托板厚度以2mm左右為好,且材質(zhì)經(jīng)過多次熱沖擊后翹曲變形要小,以好的FR-4材料和其他優(yōu)質(zhì)材料為佳。進(jìn)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(jìn)行焊接印刷和貼裝,耐高溫膠帶(PA保護(hù)膜)粘壓要適中,經(jīng)高溫沖擊后必須易剝離。而且在FPC上無殘留膠劑。
特別需要注意的是FPC固定在托板上開始到進(jìn)行焊接印刷和貼裝之間的存放時(shí)間越短越好。
方案2、高精度貼裝:將一片或幾片F(xiàn)PC固定在高精度的定位托板上進(jìn)行SMT貼裝1. 適用范圍:A、元件種類:幾乎所有常規(guī)元件,引腳間距小于0.65mm的QFP也可。
B、元件數(shù)量:幾十個(gè)元件以上。
C、貼裝精度:相比較而言,高貼裝精度最高0.5mm間距的QFP貼裝精度也可保證。
D、FPC特性:面積較大,有幾個(gè)定位小孔,有FPC光學(xué)定位的MARK標(biāo)記和重要元件如QFP的光學(xué)定位標(biāo)記。
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(jì)。這種托板經(jīng)過必幾十次的高溫沖擊后尺寸變化和翹曲變形極小。這種定位托板上有兩個(gè)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,另外一種 T型定位銷高比前一種略高一點(diǎn),由于FPC很柔,面積較大,形狀不規(guī)則,所以T型定位銷的作用是限制FPC某些部分的偏移,保證印刷和貼裝精度。針對(duì)這種固定方式,金屬板上對(duì)應(yīng)與T型定位銷的地方可做適當(dāng)處理。
FPC固定在定位托板上,其存放的時(shí)間雖沒有限制,但受環(huán)境條件的影響,時(shí)間也不宜太長。否則FPC容易受潮,引越翹曲變形,影響貼裝的質(zhì)量。
在FPC上進(jìn)行高精度貼裝和工藝要求和注意事項(xiàng)1、FPC固定方向:在制作金屬漏板和托板之前,應(yīng)先考慮FPC的固定方向,使其在回流焊時(shí),產(chǎn)生焊接不良的可能性小。較佳的方案是片狀元件垂直方向、SOT和SOP水平方向放置。
2、FPC及塑封SMD元件一樣屬于潮濕敏感器件,F(xiàn)PC吸潮后,比較容易引起翹曲變形,在高溫下容易分層,所以FPC和所有塑封SMD一樣,平時(shí)要防濕保存,在貼裝前一定要進(jìn)行驅(qū)濕烘干。一般在規(guī)模生產(chǎn)的工廠里采取高烘干法。125℃條件下烘干時(shí)間為12小時(shí)左右。塑封SMD在80℃-120℃下 16-24小時(shí)。
3、焊錫膏的保存和便用前的準(zhǔn)備:焊錫膏的成份較復(fù)雜,溫度較高時(shí),某些成份非常不穩(wěn)定,易揮發(fā),所以焊錫膏平時(shí)應(yīng)密封存在低溫環(huán)境中。溫度應(yīng)大于 0℃,4℃-8℃最合適。使用前在常溫中回溫8小時(shí)左右(密封條件下),當(dāng)其溫度與常溫一致時(shí)。才能開啟,經(jīng)攪拌后使用。如果未達(dá)到室溫就開啟使用,焊膏就會(huì)吸收空氣中的水分,在回流焊會(huì)造成飛濺,產(chǎn)生錫珠等不良現(xiàn)象。同時(shí)吸收的水分在高溫下容易與某些活化劑發(fā)生反應(yīng),消耗掉活化劑,容易產(chǎn)生焊接不良。焊錫膏也嚴(yán)禁在高溫(32℃以上)下快速回溫。人工攪拌時(shí)要均勻用力,當(dāng)攪拌到錫膏像稠稠的漿糊一樣,用刮刀挑起,能夠自然地分段落下,就說明能夠使用。最好能夠使用離心式自動(dòng)攪拌機(jī),效果更好,并且能夠避免人工攪拌在焊錫膏中殘留有氣泡的現(xiàn)象,使印刷效更好。
4、環(huán)境溫度及濕度:一般環(huán)境溫度要求恒溫在20℃左右,相對(duì)濕度保持在60%以下,焊錫膏印刷要求在相對(duì)密閉且空氣對(duì)流小的空間中進(jìn)行。
5、 金屬漏板金屬漏板的厚度一般選擇在0.1mm-0.5mm之間。根據(jù)實(shí)際效果,當(dāng)漏板的厚度為最小焊盤寬度的二分之一以下時(shí),焊膏脫板的效果好,漏空中焊錫的殘留少。漏孔的面積一般比焊盤要小10%左右。
由于貼裝元件的精度要求,常用的化學(xué)腐蝕不符合要求建議采用化學(xué)腐蝕加局部化學(xué)拋光法、激光法和電鑄法來制作金屬漏板。從價(jià)格性能比較,激光法為優(yōu)選。
1) 化學(xué)腐蝕加局部化學(xué)拋光法:化學(xué)腐蝕法制造漏板,目前在國內(nèi)較為普遍,但孔壁不夠光滑,可采用局化學(xué)拋光法增加孔壁的光滑度。該方法制造成本較低。
2) 激光法:成本高。但加工精度高,孔壁光滑,公差小,能適合印刷0.3mm間距的QFP的焊錫膏。
6、 焊錫膏:根據(jù)產(chǎn)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,非球型所占比例不能超過5%。直徑大小應(yīng)根據(jù)一般法則,焊球直徑應(yīng)小于金屬漏板厚度的三分之一,最小孔徑寬度的五分之一,否則直徑過大的焊球和不規(guī)則的顆粒容易阻塞漏印窗口,造成焊錫膏印刷不良。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比例不能超過5%。焊球直徑過小,其表面氧化物會(huì)隨直徑變小而非線性快速增加,在回流焊中將大量消耗助焊成份,嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。如果為免清洗錫膏,其去氧化物物質(zhì)偏少,焊接效果會(huì)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選擇。
2) 焊料比例:焊料含量90%-92%左右的焊錫膏粘度適中,印刷時(shí)不易塌邊,而且再流焊后,厚度大致為印刷時(shí)的75%足夠焊料能夠保證可靠的焊接強(qiáng)度。
3) 粘度:焊錫膏的流動(dòng)力學(xué)是很復(fù)雜的。很明顯,焊錫膏應(yīng)該能夠很容易印刷并且能牢固地附著在FPC表面,低粘度的焊錫膏(500Kcps)容易產(chǎn)生塌陷而形成短路,而高粘度的焊錫膏(1400Kcps)容易殘留在金屬漏孔中,慢慢地阻塞漏孔,影響印刷質(zhì)量。所以700-900Kcps的焊錫膏較為理想。
評(píng)論