1.隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展,一些大型的電子加工企業(yè),從*初的珠江三角洲到長(zhǎng)江三角洲,乃至到現(xiàn)在的津京和環(huán)渤海一帶,SMT已經(jīng)成為主流,從*早的手貼片到現(xiàn)在的自動(dòng)化設(shè)備貼片,大部分都是采用SMT
焊錫膏工藝,但是很多公司的產(chǎn)品有避免不了的插裝器件生產(chǎn)(如電腦顯示器等產(chǎn)品),于是出現(xiàn)了較早的紅膠工藝和較晚出現(xiàn)的通孔波峰焊工藝。但是紅膠工藝的生產(chǎn)對(duì)于波峰焊的控制和PCB的可制造性設(shè)計(jì)都有很?chē)?yán)格的要求,以下我只介紹印刷紅膠工藝的設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)等一系列要求.
2.通過(guò)產(chǎn)品的試驗(yàn),從器件的封裝、插孔的封裝、器件布局的合理設(shè)計(jì)、模板的開(kāi)孔技術(shù)要求、波峰焊參數(shù)的合理調(diào)整,線(xiàn)路板焊接一次性合格率達(dá)到92%以上(該產(chǎn)品上有6個(gè)20pin以上的IC,一個(gè)48pin的QFP)。波峰焊接后只做微小的修復(fù)就可以達(dá)到100%的合格率,但焊接效率和手工焊相比,提高了3倍以上。
3.以下是一些具體設(shè)計(jì)要求共享給SMT同行和各位專(zhuān)家。
a.對(duì)于模板的厚度和開(kāi)口要求
?。?) 模板厚度:0.2mm
?。?) 模板開(kāi)口要求:IC的開(kāi)口寬度是兩個(gè)焊盤(pán)寬度的1/2,可以開(kāi)多個(gè)小圓孔。
b.器件的布局要求
?。?) Chip元件的長(zhǎng)軸應(yīng)垂直于波峰焊機(jī)的傳送帶方向;集成電路器件長(zhǎng)軸應(yīng)平行于波峰焊機(jī)的傳送帶方向。
?。?)為了避免陰影效應(yīng),同尺寸元件的端頭在平行于焊料波方向排成一直線(xiàn);不同尺寸的大小元器件應(yīng)交錯(cuò)放置;小尺寸的元件要排布在大元件的前方;防止元件體遮擋焊接端頭和引腳。當(dāng)不能按以上要求排布時(shí),元件之間應(yīng)留有3~5mm間距。
?。?)元器件的特征方向應(yīng)一致。如:電解電容器極性、二極管的正極、三極管的單引腳端應(yīng)該垂直于傳輸方向、集成電路的**腳等。
c.元件孔徑和焊盤(pán)設(shè)計(jì)
?。?) 元件孔一定要安排在基本格、1/2基本格、1/4基本格上,插裝元件焊盤(pán)孔和引腳直徑的間隙為焊錫能很好的濕潤(rùn)為止。
?。?) 高密度元件布線(xiàn)時(shí)應(yīng)采用橢圓焊盤(pán)圖形,以減少連錫。
d.波峰焊工藝對(duì)元器件和印制板的基本要求
(1)應(yīng)選擇三層端頭結(jié)構(gòu)的表面貼裝元件,元件體和焊端能經(jīng)受兩次以上260攝氏度波峰焊的溫度沖擊。焊接后器件體不損壞或變形,片式元件端頭無(wú)脫帽現(xiàn)象。
?。?) 基板應(yīng)能經(jīng)受260攝氏度/50s的耐熱性。銅箔抗剝強(qiáng)度好,阻焊層在高溫下仍有足夠的粘附力,焊接后阻焊層不起皺。
(3) 線(xiàn)路板翹曲度小于0.8-1.0%
波峰焊參數(shù)的設(shè)計(jì)
?。?)助焊劑系統(tǒng):發(fā)泡風(fēng)量或助焊劑噴射壓力要根據(jù)助焊劑接觸PCB底面的情況確定:助焊劑噴涂量要求在印制板底部有均勻而薄薄的一層,助焊劑涂覆方式有涂刷發(fā)泡和定量噴射兩種。
A 采用涂覆和發(fā)泡方式必須控制助焊劑的比重,助焊劑的比重一般控制在0.8-0.83之間。
B采用定量噴射方式時(shí),焊劑是密閉在容器內(nèi)的,不會(huì)揮發(fā)、不會(huì)吸收空氣中的水分、不會(huì)被污染,因此焊劑成分能保持不變。關(guān)鍵要求噴頭能控制噴霧量,應(yīng)經(jīng)常清理噴頭,噴射孔不能堵。
?。?)預(yù)熱溫度:根據(jù)波峰焊機(jī)預(yù)熱區(qū)的實(shí)際情況設(shè)定(90-130攝氏度)。預(yù)熱的作用:將助焊劑中的溶劑揮發(fā)掉,這樣可以減少焊接時(shí)產(chǎn)生氣體;助焊劑中松香和活性劑開(kāi)始分解和活性化,可以去除印制板焊盤(pán)、元器件端頭和引腳表面的氧化膜以及其他污染物,同時(shí)起到保護(hù)金屬表面防止發(fā)生再氧化的作用;使得印制板和元器件充分預(yù)熱,避免焊接時(shí)急劇升溫產(chǎn)生熱應(yīng)力損壞印制板和元器件。
4.焊接溫度和時(shí)間:焊接過(guò)程是焊接金屬表面、熔融焊料和空氣等之間相互作用的復(fù)雜過(guò)程,必須控制好焊接溫度和時(shí)間。如果焊接溫度偏低,液體焊料的粘度大,不能很好的在金屬表面潤(rùn)濕和擴(kuò)散,容易產(chǎn)生拉尖、橋連和焊接表面粗糙等缺陷,如果焊接溫度過(guò)高,容易損壞元器件,還會(huì)產(chǎn)生焊點(diǎn)氧化速度加快、焊點(diǎn)發(fā)烏、焊點(diǎn)不飽滿(mǎn)等問(wèn)題。根據(jù)印制板的大小、厚度、印制板上元器件的多少和大小來(lái)確定波峰焊溫度,波峰焊溫度一般為250攝氏度正負(fù)5攝氏度,由于熱量是溫度和時(shí)間的函數(shù),在一定溫度下焊點(diǎn)和元件受熱的熱量隨時(shí)間的增加而增加,波峰焊的焊接時(shí)間通過(guò)調(diào)整傳輸帶的速度來(lái)控制,傳輸帶的速度要根據(jù)不同型號(hào)波峰焊的長(zhǎng)度和波峰寬度來(lái)調(diào)整,以每個(gè)焊點(diǎn)接觸波峰的時(shí)間來(lái)表示焊接時(shí)間,一般**波峰焊接時(shí)間為2.5-4s。板爬坡角度和波峰高度:印制板爬坡角度一般為3-7度,建議5.5-6度。有利于排除殘留在焊點(diǎn)和元件周?chē)珊竸┊a(chǎn)生的氣體。例如:有SMD時(shí)如果設(shè)計(jì)時(shí)通孔比較少,爬坡角度(傾斜角)應(yīng)該大一些,適當(dāng)?shù)呐榔陆嵌瓤梢员苊饴┖福鸬脚艢庾饔?;波峰高度一般控制在印制板厚?/3和3/4處。
5.波峰焊工藝參數(shù)的綜合調(diào)整:這對(duì)提高波峰焊質(zhì)量非常重要的。焊接溫度和時(shí)間是形成良好焊點(diǎn)的首要條件。焊接溫度和時(shí)間與預(yù)熱溫度、傾斜角度、傳輸速度都有關(guān)系。綜合調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)首先要保證焊接溫度和時(shí)間。有鉛雙波峰焊的**個(gè)波峰一般在220-230攝氏度/1s左右,**個(gè)波峰一般在230-240攝氏度/3s左右,兩個(gè)波峰的總時(shí)間控制在4-7s左右。銅含量不能超過(guò)1%,銅含量增大后,錫的表面張力也增大,熔點(diǎn)也高了,所以建議波峰焊一個(gè)月?lián)埔淮毋~,維護(hù)是將錫爐設(shè)在200度左右等待4-8小時(shí)后再撈錫爐表面的含銅雜(Cn6Sn5)。
6.紅膠的選擇和使用
(1)由于不是點(diǎn)膠工藝,而是印刷紅膠工藝,所以對(duì)紅膠的觸變指數(shù)和粘度有一定要求,如果觸變指數(shù)和粘度不好,印刷后成型不好,即塌陷現(xiàn)象,這樣會(huì)有部分IC的本體粘不上紅膠而備掉。(參考觸變指數(shù):4-5;參考粘度:(8-10)x1000000)
(2) 粘在線(xiàn)路板上未固化的膠可用丙酮或丙二醇醚類(lèi)擦掉或用紅膠專(zhuān)用清洗劑清洗。
?。?)將未開(kāi)口的產(chǎn)品冷藏于2-10℃的干燥處,存儲(chǔ)期為6個(gè)月(以包裝外出廠日期為準(zhǔn))。使用前,先將產(chǎn)品恢復(fù)至室溫,回溫4小時(shí)以上。
?。?) 選擇固化時(shí)間小90-120秒,而固化溫度在150度左右較好。
?。?) 要有良好的耐熱性和優(yōu)良的電氣性能,以及極低的吸濕性和高的穩(wěn)定性。
7.印刷機(jī)參數(shù)調(diào)整注意事項(xiàng)
?。?) 壓力在4.5公斤左右
?。?) 紅膠加量要使紅膠在模板上滾動(dòng)為*好
?。?) SNAP OFF中距離設(shè)為0.05mm,速度設(shè)為:2等級(jí)。
(4) 自動(dòng)擦網(wǎng)頻率設(shè)為2。
?。?) 生產(chǎn)結(jié)束后模板上的紅膠在5天內(nèi)不再使用時(shí)報(bào)廢處理
?。?) 紅膠一定要準(zhǔn)確印刷在兩個(gè)焊盤(pán)中間,不能偏移。