SMT工艺不良与组装可靠性(第2版)
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1.5 表面组装技术的核心与关键点

SMT工艺工作的目标是制造合格的焊点,要获得良好的焊点,有赖于合适的焊盘设计、合适的焊膏量、合适的再流焊接温度曲线,这些都是工艺条件。使用同样的设备,有些厂家焊接的直通率比较高,有些则比较低,差别在于工艺不同,它体现在“科学化、精细化、规范化”上。比如,使用的焊膏、模板的厚度与开口设计、印刷支撑与参数调整、贴片程序设定、温度曲线设置,以及进炉间隔、装配时的工装配备情况等,这些往往需要企业用很长的时间探索、积累并规范化。而这些经过验证并固化的工艺方法、技术文件、工装设计就是“工艺”,它是SMT的核心。

按照业务划分,SMT工艺流程一般可分为工艺设计、工艺试制和工艺控制,如图1-11所示。其核心目标是通过合适焊膏量的设计与一致的印刷沉积,减少开焊、桥连、少印和移位的问题,从而获得预期的焊点质量。

图1-11 SMT工艺流程

在每项业务中都有一组工艺控制点,其中焊盘设计、模板设计、焊膏印刷与PCB的支撑,是工艺控制的关键点。

随着元器件焊盘及间隔尺寸的不断缩小,模板开口的面积以及印刷时模板与PCB的间隙越来越重要。前者关系到焊膏的转移率,而后者关系到焊膏印刷量的一致性及印刷的良率。

为了获得 75%以上的焊膏转移率,根据经验,一般要求模板开口与侧壁的面积比大于等于0.66;要获得符合设计预期的、稳定的焊膏量,印刷时模板与PCB的间隙应越小越好。要实现面积比大于等于0.66,不是一项困难的工作,但是要消除模板与PCB的间隙却是一项非常困难的工作。这是因为模板与PCB的间隙与PCB的设计、PCB的翘曲、印刷时PCB的支撑等很多因素有关,有时受制于产品设计和使用的设备是不可控的,而这恰恰是精细间距元器件组装的关键。像0.4mm引脚间距的CSP、多排引脚QFN、LGA、SGA的焊接不良几乎都与此有关。因此,在先进的专业代工厂,发明了很多非常有效的PCB支撑工装,用于矫正PCB的桥曲,保证零间隙印刷。