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如何来评估PCB组装厂
材料来源:SMT CHINA           录入时间:2017/12/4 13:25:02

(本文摘自《SMT China表面组装技术》杂志2017年8/9月刊技术文章,仅限于SMTC读者及业内人士参考,不得作为商业用途!版权所有,违者必究!)

Evaluating a PCB Assembler
 
      作者:Dora Yang

在谈论组装工厂的技术和质量水平时,您可以观察它们在SMT加工中对关键性工艺因素的控制能力。本文介绍在评估PCB组装工厂时所需考虑的重点,这将对您检测由该工厂所组装的电路板是否符合您所要求的规格标准提供很大的帮助。

评估SMT质量的关键性因素包括有:焊膏印刷及其回流焊的质量,如何来避免元件的错位和手工放置操作,模板厚度的计算和调整能力,模板孔径的尺寸,以及是否是采用了最新的设备或仪器等方面。在上述这些因素中,焊膏印刷的品质控制将最为关键。如果焊膏印刷不良,那么无论元件的安装是否准确,回流焊温度是否合适,您所制作的电路板都将会是低品质的。毕竟,非标准量焊膏的印刷质量将与焊接的品质有着密切的关系。

在其他影响因素方面,由于表面贴装的精度已经能符合需求,回流焊的温度曲线也已预先确定,因此,对这些因素需要的调整就很小。

在评估焊膏的印刷性能上需要考虑两个方面:对焊膏品质的管理能力和焊膏的印刷能力。


焊膏的品质管理

高品质焊膏有赖于它的品牌及其产品的新鲜度。必须从焊膏升温时开始,一直到开罐和搅拌都要对它的新鲜度进行持续的跟踪。不同的制造商对焊膏新鲜度有着不同的规范,限定焊膏要在一定时间内使用完毕,否则它会在回流焊过程中产生氧化并导致焊接不良。此外,必须对应用于模板工艺的焊膏进行重点的监管。建议将焊膏置于低温储存以保持其新鲜活性,使用前进行预热(通常需要超过4小时),以防止它的温度与室温间存在着差异。当这二者存在有明显的温度差时,在焊膏的表面会形成水雾,导致在高温回流焊时会产生焊料的飞溅现象。

此外,您还应该考虑以下问题:施加在模板上的焊膏会经历怎么样的过程,焊膏的处理时间如何来确定,以及在模板的结构参数经修改后,又如何对应用于原模板的焊膏进行工艺管理和控制。

“需要仔细研究的另一个因素是第一批焊料的预热时间,这对于非24小时运行的PCB组装厂而言尤为重要。”

需另一个要进行仔细研究的工艺因素是第一批焊料的预热的时间,这对于非24小时运行的PCB组装厂尤为重要。由于SMT生产线要在焊膏完全加热后才能开始工作,部分制造商会在组装前约四个小时甚至前一天就进行预热,以节省时间并提高SMT生产线的效率。有必要知道的是如果是在组装前一天就进行焊膏预热,就会大大降低它的品质。实际上,如果组装前的预热超过12小时的话,专业的PCB组装厂肯定将会把这种焊膏全部废弃掉。

焊膏印刷能力

在对焊膏印刷能力进行检测时,应该选择含有细节距(0.4mm或0.5mm)BGA的PCB进行检验,要在同一块PCB上重复进行焊膏印刷五至十次,并将每次印刷的结果在显微镜下进行检查,以确定是否发生了桥连或位置偏移问题。

具有焊膏检测(SPI)设备的SMT制造商也可以用它来测量焊膏量或它的体积。

模板的清洗也是会影响到焊膏印刷品质的另一个工艺因素。焊膏泄漏会导致桥连问题,这往往是经历了过长的焊膏印刷工艺时间所致,因此必须用无尘布或超声波对模板进行及时的清洗,以避免模板孔的堵塞问题。

对焊膏的品质管理和焊膏的印刷能力是SMT工艺监测的主要着眼点。当然,实际锡膏印刷技术的组成还包含有更多的细目,现将它们概括为以下几个方面:

a. 焊膏:焊膏主要由锡粉(Sn,Ag,Cu,Bi等金属合金粉末)和焊剂组成,二者的体积比分别占50%。需要根据您的产品要求来选择合适的焊膏类型。此外,锡粉是用不同的数字来标识,数字越大,则其粒径越小。通常,3号锡粉用于SMT,而4号锡粉则用于精细节距或微小焊盘的焊接组装中。

b. 模板:模板通常为钢薄片材料制成。对钢薄片的开孔通常采用了三种不同的方法:蚀刻、激光打孔和电铸。对于精细节距的IC产品组装,建议使用激光打孔方法来制作模板孔,因为激光打孔的孔壁更为精确和齐整。尽管电铸模板的性能优良,但其效果不甚明显,且价格也相对较高。

模版的厚度及其孔径尺寸对焊膏印刷及其回流品质有着很大的影响。根据相关的原理,对它进行管理的关键点是在于锡的体积,因为焊膏量必须与最终焊接体积相一致。在理论上,SMD元件越小,模板就要越厚。但是请记住:焊膏层越薄,对锡量的控制就越为困难。基本说来,普通模板的厚度是在0.12mm至0.15mm之间。当涉及细节距元件(0201或01005)组装焊接时,就需要厚度小于0.1 mm的模板。

丝网印刷参数的设置和调整

  • 刮刀压力:在刮刀压力上的微小变化就会对焊膏印刷品质产生巨大影响。如果刀片压力太小,焊膏便不能到达模板孔的底部并不能有效地转移到焊盘上。如果刀片压力太大,焊膏层又会太薄,甚至会造成模板的损坏。其最佳的压力状态是要恰好能使焊膏从模板表面全部刮除掉。
  • 焊膏层印刷厚度:焊膏印刷层的厚度在很大程度上是取决于模板的厚度。可以通过调整刀片的运动速度和刀片的压力来实现对焊膏印刷层厚度的微小调节。适当降低刀片的运动速度也可增加PCB上的焊膏印刷量。
  • 模板清洁:在焊膏印刷中,每成功印刷了10个PCB后,就应清洁模板,以消除模板底部的焊膏残留,通常采用的清洁剂为无水乙醇。

(SMTC@ACT)

全文可查看电子期刊原文:《如何来评估PCB组装厂》


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