電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量改進(jìn)及應(yīng)用

文/鄧亞東

電子元器件表面組裝工藝在電子插件制造中已經(jīng)普遍應(yīng)用，其在實(shí)際生產(chǎn)制造過程中，因電子元器件表面組裝工藝牽系到的過程較為復(fù)雜，需要對電子元器件表面組裝工藝根據(jù)不同產(chǎn)品特性實(shí)際進(jìn)行參數(shù)選擇和持續(xù)優(yōu)化參數(shù)組合，提升電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量能力，制造出高質(zhì)量高可靠性的電子插件產(chǎn)品。

1 電子元器件表面組裝工藝過程

（1）印刷，通常情況下使用焊錫膏進(jìn)行印刷，錫膏是實(shí)現(xiàn)元器件的引腳與焊盤相互連接的介質(zhì)，實(shí)際中錫膏由于受印刷及自身特性的影響，很難達(dá)到最佳的效果。

（2）貼片，是電子元器件表面組裝工藝中元器件放置最關(guān)鍵的技術(shù)，貼片機(jī)，通過mark點(diǎn)來定位，通過真空吸嘴頭拾取元器件進(jìn)行自動貼片，整個(gè)過程由貼片程序來控制元器件的取放，保證各個(gè)位置的精密定位。

（3）回流焊接，通過熔化印刷在焊盤上的焊錫膏，實(shí)現(xiàn)將表面組裝元器件焊端或引腳與焊盤之間的機(jī)械與電氣連接。

2 電子元器件表面組裝工藝改進(jìn)措施

2.1 鋼網(wǎng)開孔工藝的改進(jìn)

鋼網(wǎng)是整個(gè)電子元器件表面組裝工藝中的重要工裝，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)制作的過程中，需要根據(jù)PCB板上器件的間距、器件特征等要素，對鋼板的開孔工藝參數(shù)進(jìn)行選擇。通常使鋼網(wǎng)的開口尺寸與焊盤尺寸形狀相互對應(yīng)一致。在實(shí)際中由于各類PCB板上器件的最小間距，器件的布局等，焊盤的尺寸形狀存在較大差異，因此需要對鋼網(wǎng)開口尺寸、形狀、精度、厚度等進(jìn)行差異化參數(shù)選擇設(shè)計(jì)。鋼網(wǎng)采用激光切割加電拋光，孔壁為錐形，位置偏差：CHIP SOT 元件≤0.05㎜，IC元件≤0.02㎜；精度控制在±0.005-0.01㎜內(nèi)；孔的光潔度要求整齊、光滑、邊沿不允許有疤痕、粗糙割痕，毛刺尺寸≤5μm；開口尺寸≤焊盤尺寸10%的范圍內(nèi)，具體結(jié)合焊盤面積與鋼網(wǎng)厚度選定；開口形狀根據(jù)焊盤的形狀與器件的焊腳形狀選擇；厚度要求面積比≥0.66，寬厚比≥1.5，根據(jù)最小間距器件選擇，通常0201器件選擇0.1㎜；如果PCB板上存在細(xì)間距器件與大吃錫量器件或共面度較差器件時(shí)，需要考慮階梯模板，通常最大階梯≤0.06㎜。此外，鋼網(wǎng)需要保持張力、平整度在一定的范圍內(nèi)。由此可以驗(yàn)證，對鋼板開孔工藝進(jìn)行改進(jìn)，需要根據(jù)PCB板實(shí)際情況來選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，只有這樣才能不斷提升印刷質(zhì)量，最終達(dá)到提升電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量效果的目的。

2.2 控制焊錫膏溫度、濕度和粘度

焊錫膏最佳溫度在18-27℃，濕度在30%-60%，粘度在500KCPS-1200KCPS，在焊接過程中，為防止出現(xiàn)焊錫膏坍塌連錫等現(xiàn)象，為防止在回流焊接過程中產(chǎn)生材料飛濺，對焊錫膏的使用溫度、濕度和粘度需要根據(jù)實(shí)際情況選擇參數(shù)進(jìn)行控制，一般溫度25℃，濕度45%。通過使用溫度傳感器以及濕度傳感器，將溫度與濕度控制在合理的范圍之內(nèi)，最終達(dá)到提升焊錫膏使用效果的目的。

另外，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還需要避免焊錫膏出現(xiàn)污染的情況。在此過程中，使用刮刀對已經(jīng)被污染的焊錫膏進(jìn)行剔除，需要對多余的焊錫膏定期清理。由此可以驗(yàn)證，在實(shí)際使用焊錫膏的過程中，需要保證焊錫膏的使用溫度、濕度、粘度以及自身清潔性等。

2.3 合理選定印刷參數(shù)，提升印刷質(zhì)量

印刷在電子元器件表面組裝是非常關(guān)鍵的工序，其中刮刀的設(shè)計(jì)、壓力、速度、鋼網(wǎng)與PCB板的脫模速度等參數(shù)選擇，是決定印刷質(zhì)量的關(guān)鍵要素。通常選用合適長度的不銹鋼刮刀和合適的印刷角度，印刷壓力的調(diào)整以開孔區(qū)域錫膏都被刮干凈來選定參數(shù)，印刷速度調(diào)整以開孔區(qū)域無錫膏殘留來選定參數(shù)，脫模速度調(diào)整以無拉尖、少錫等來選定參數(shù)，以上參數(shù)在產(chǎn)品試制或首件時(shí)確定最佳參數(shù)組合，在生產(chǎn)時(shí)需首件驗(yàn)證后選擇。

在實(shí)際制造過程中，首先需要對印刷機(jī)鋼網(wǎng)清洗，將自動清洗技術(shù)應(yīng)用在鋼板清洗中，對鋼網(wǎng)自動進(jìn)行清洗，避免出現(xiàn)清洗不到位等情況。另外，還可以對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行完善，保證運(yùn)行環(huán)境中濕度以及溫度的穩(wěn)定性，保證清潔度。

2.4 科學(xué)選擇設(shè)備參數(shù)，合理確定元件高度

在實(shí)際貼片中，吸嘴的氣壓要根據(jù)元器件來科學(xué)選定，重點(diǎn)控制其中的貼片壓力，同時(shí)確定元器件的擺放高度，保證尺寸的規(guī)范性和吻合性，避免偏移、飛料，以及出現(xiàn)焊錫膏被過度擠壓或貼合不到位等情況，解決在回流焊時(shí)出現(xiàn)錫球、橋接或虛焊等問題。

2.5 系統(tǒng)分析視覺檢測數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)

隨著圖像識別技術(shù)的飛速發(fā)展，AOI、SPI在電子元器件表面組裝過程中得到廣泛地應(yīng)用，通過在線SPI對印刷后PCB板上的錫膏形狀尺寸、厚度進(jìn)行檢查，防止不合格品流入下道工序。通過在線AOI對回流焊后的插件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不合格項(xiàng)點(diǎn)的具體狀況及位置，結(jié)合SPI數(shù)據(jù)，找出問題原因，對前端的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化參數(shù)組合，通過不斷的總結(jié)實(shí)踐，建立工藝參數(shù)優(yōu)選庫，持續(xù)提升電子元器件表面組裝過程工藝水平。由此可以驗(yàn)證，要想提升電子元器件表面組裝工藝的應(yīng)用質(zhì)量，需要從工藝實(shí)施的各個(gè)流程進(jìn)行分析，通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，合理選擇工藝參數(shù)，只有這樣才能保電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量水平不斷提升。

3 結(jié)論

綜上所述，電子元器件表面組裝工藝在電子插件制造過程中，是一個(gè)必要的關(guān)鍵工藝過程，如何保證電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量，成為有關(guān)人員關(guān)注的重點(diǎn)問題。本文通過研究電子元器件表面組裝工藝改進(jìn)措施發(fā)現(xiàn)，對其進(jìn)行深入研究，能夠持續(xù)改善電子元器件表面組裝工藝質(zhì)量水平，為今后電子元器件表面組裝工藝的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。