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Smt工藝的十大步驟

第一步驟:製程設(shè)計(jì)
表面黏著組裝製程,特別是針對(duì)微小間距元件,需要不斷的監(jiān)視製程,及有系統(tǒng)的檢視。舉例說(shuō)明,在美國(guó),焊錫接點(diǎn)品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù) IPC-A-620及國(guó)家焊錫標(biāo)準(zhǔn) ANSI / J-STD-001。了解這些準(zhǔn)則及規(guī)範(fàn)後,設(shè)計(jì)者才能研發(fā)出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需求的產(chǎn)品。
量產(chǎn)設(shè)計(jì)
量產(chǎn)設(shè)計(jì)包含了所有大量生產(chǎn)的製程、組裝、可測(cè)性及可*性,而且是以書面文件需求為起點(diǎn)。
一份完整且清晰的組裝文件,對(duì)從設(shè)計(jì)到製造一系列轉(zhuǎn)換而言,是絕對(duì)必要的也是成功的保證。其相關(guān)文件及CAD資料清單包括材料清單(BOM)、合格廠商名單、組裝細(xì)節(jié)、特殊組裝指引、PC板製造細(xì)節(jié)及磁片內(nèi)含 Gerber資料或是 IPC-D-350程式。
在磁片上的CAD資料對(duì)開(kāi)發(fā)測(cè)試及製程冶具,及編寫自動(dòng)化組裝設(shè)備程式等有極大的幫助。其中包含了X-Y軸座標(biāo)位置、測(cè)試需求、概要圖形、線路圖及測(cè)試點(diǎn)的X-Y座標(biāo)。
PC板品質(zhì)
從每一批貨中或某特定的批號(hào)中,抽取一樣品來(lái)測(cè)試其焊錫性。這PC板將先與製造廠所提供的產(chǎn)品資料及IPC上標(biāo)定的品質(zhì)規(guī)範(fàn)相比對(duì)。接下來(lái)就是將錫 膏印到焊墊上迴焊,如果是使用有機(jī)的助焊劑,則需要再加以清洗以去除殘留物。在評(píng)估焊點(diǎn)的品質(zhì)的同時(shí),也要一起評(píng)估PC板在經(jīng)歷迴焊後外觀及尺寸的反應(yīng)。 同樣的檢驗(yàn)方式也可應(yīng)用在波峰焊錫的製程上。
組裝製程發(fā)展
這一步驟包含了對(duì)每一機(jī)械動(dòng)作,以肉眼及自動(dòng)化視覺(jué)裝置進(jìn)行不間斷的監(jiān)控。舉例說(shuō)明,建議使用雷射來(lái)掃描每一PC板面上所印的錫膏體積。
在 將樣本放上表面黏著元件(SMD) 並經(jīng)過(guò)迴焊後,品管及工程人員需一一檢視每元件接腳上的吃錫狀況,每一成員都需要詳細(xì)紀(jì)錄被動(dòng)元件及多腳數(shù)元件的對(duì)位狀況。在經(jīng)過(guò)波峰焊錫製程後,也需要 在仔細(xì)檢視焊錫的均勻性及判斷出由於腳距或元件相距太近而有可能會(huì)使焊點(diǎn)產(chǎn)生缺陷的潛在位置。
細(xì)微腳距技術(shù)
細(xì)微腳距組裝是一先進(jìn)的構(gòu)裝及製造概念。元件密度及複雜度都遠(yuǎn)大於目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品,若是要進(jìn)入量產(chǎn)階段,必須再修正一些參數(shù)後方可投入生產(chǎn)線。
舉 例說(shuō)明,細(xì)微腳距元件的腳距為 0.025“或是更小,可適用於標(biāo)準(zhǔn)型及ASIC元件上。對(duì)這些元件而言其工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有非常寬的容許誤差,就(如圖一)所示。正因?yàn)樵?yīng)商彼此間的容許 誤差各有不同,所以焊墊尺寸必須要為此元件量身定製,或是進(jìn)行再修改才能真正提高組裝良率。
圖一、微細(xì)腳距元件之焊墊應(yīng)有最小及最大之誤差容許值
焊墊外型尺寸及間距一般是遵循 IPC-SM-782A的規(guī)範(fàn)。然而,為了達(dá)到製程上的需求,有些焊墊的形狀及尺寸會(huì)和這規(guī)範(fàn)有些許的出入。對(duì)波峰焊錫而言其焊墊尺寸通常會(huì)稍微大一些, 為的是能有比較多的助焊劑及焊錫。對(duì)於一些通常都保持在製程容許誤差上下限附近的元件而言,適度的調(diào)整焊墊尺寸是有其必要的。
表面黏著元件放置方位的一致性
儘管將所有元件的放置方位,設(shè)計(jì)成一樣不是完全必要的,但是對(duì)同一類型元件而言,其一致性將有助於提高組裝及檢視效率。對(duì)一複雜的板子而言有接腳的 元件,通常都有相同的放置方位以節(jié)省時(shí)間。原因是因?yàn)榉胖迷淖ヮ^通常都是固定一個(gè)方向的,必須要旋轉(zhuǎn)板子才能改變放置方位。致於一般表面黏著元件則因 為放置機(jī)的抓頭能自由旋轉(zhuǎn),所以沒(méi)有這方面的問(wèn)題。但若是要過(guò)波峰焊錫爐,那元件就必須統(tǒng)一其方位以減少其暴露在錫流的時(shí)間。
一些有極性的元件 的極性,其放置方向是早在整個(gè)線路設(shè)計(jì)時(shí)就已決定,製程工程師在了解其線路功能後,決定放置元件的先後次序可以提高組裝效率,但是有一致的方向性或是相似 的元件都是可以增進(jìn)其效率的。若是能統(tǒng)一其放置方位,不僅在撰寫放置元件程式的速度可以縮短,也同時(shí)可以減少錯(cuò)誤的發(fā)生。
一致(和足夠)的元件距離
全自動(dòng)的表面黏著元件放置機(jī)一般而言是相當(dāng)精確的,但設(shè)計(jì)者在嘗試著提高元件密度的同時(shí),往往會(huì)忽略掉量產(chǎn)時(shí)複雜性的問(wèn)題。舉例說(shuō)明,當(dāng)高的元件太*近一微細(xì)腳距的元件時(shí),不僅會(huì)阻擋了檢視接腳焊點(diǎn)的視線也同時(shí)阻礙了重工或重工時(shí)所使用的工具。
波峰焊錫一般使用在比較低、矮的元件如二極體及電晶體等。小型元件如SOIC等也可使用在波峰焊錫上,但是要注意的是有些元件無(wú)法承受直接暴露在錫爐的高熱下。
為了確保組裝品質(zhì)的一致性,元件間的距離一定要大到足夠且均勻的暴露在錫爐中。為保證焊錫能接觸到每一個(gè)接點(diǎn),高的元件要和低、矮的元件,保持一定的距離以避免遮蔽效應(yīng)。若是距離不足,也會(huì)妨礙到元件的檢視和重工等工作。
工 業(yè)界已發(fā)展出一套標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在表面黏著元件。如果有可能,儘可能使用符合標(biāo)準(zhǔn)的元件,如此可使設(shè)計(jì)者能建立一套標(biāo)準(zhǔn)焊墊尺寸的資料庫(kù),使工程師也更能掌握製 程上的問(wèn)題。設(shè)計(jì)者可發(fā)現(xiàn)已有些國(guó)家建立了類似的標(biāo)準(zhǔn),元件的外觀或許相似,但是其元件之引腳角度卻因生產(chǎn)國(guó)家之不同而有所差異。舉例說(shuō)明, SOIC元件供應(yīng)者來(lái)自北美及歐洲者都能符合EIZ標(biāo)準(zhǔn),而日本產(chǎn)品則是以EIA
 

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