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技術專欄

 

PCB表面裝配技術

2018/01/22 15:04
評論:

    在要放置元件的地方,印刷電路板通常具有平坦的,通常為錫鉛,鍍銀或鍍金的無焊墊的銅焊盤,稱為焊盤。焊膏,助焊劑和微小焊料顆粒的粘性混合物,首先應用絲網印刷工藝,用不銹鋼或鎳模板焊接到所有的焊盤上。它也可以通過類似于噴墨打印機的噴墨打印機構來應用。粘貼之后,木板隨即進入拾放機器,它們被放置在傳送帶上。要放置在板上的部件通常以纏繞在卷軸上的紙/塑料帶或塑料管交付到生產線。一些大型集成電路以靜態托盤交付。數控取放機從帶,管或托盤上取下部件并放置在PCB上。
    然后電路板被送入回流焊爐。他們首先進入一個預熱區,在那里電路板和所有組件的溫度逐漸均勻地升高。然后電路板進入溫度足夠高的區域,以熔化焊膏中的焊料顆粒,將元件引線鍵合到電路板上的焊盤上。熔融焊料的表面張力有助于元件保持在原位,如果焊盤幾何形狀設計正確,則表面張力會自動對齊焊盤上的元件。
    有許多回流焊接的技術。一種是使用紅外燈; 這就是所謂的紅外回流。另一種是使用熱氣對流。另一種正在變得流行的技術是特殊的碳氟化合物高沸點液體采用稱為汽相回流的方法。由于環境問題,這種方法正在失寵,直到引入無鉛立法,這需要更嚴格的焊接控制。在2008年底,對流焊接是使用標準空氣或氮氣的最流行的回流焊技術。每種方法都有其優點和缺點。使用紅外回流技術,電路板設計人員必須將電路板放置在外,以便短的元件不會落入高高的元件的陰影中。如果設計人員知道在生產中使用氣相回流焊或對流焊接,組件的位置就會受到較少的限制。回流焊接后,可以安裝某些不規則或熱敏元件并手工焊接,或者在大規模自動化中進行焊接,
    如果電路板是雙面的,則可以使用焊膏或膠來重復該印刷,放置,回流工藝,以將組件固定就位。如果使用波峰焊工藝,則在處理之前必須將這些部件粘合到電路板上,以防止焊膏保持在位時熔化。
    焊接之后,電路板可能會被清洗以去除助焊劑殘留物和任何可能使緊密間隔的元件引線短路的雜散焊球。松香助焊劑用碳氟化合物溶劑,高閃點 碳氫化合物溶劑或低閃點溶劑,例如需要額外沖洗或干燥周期的檸檬烯(來自桔皮)除去。用去離子水除去水溶性助焊劑和洗滌劑,然后通過鼓風來快速除去殘留的水。然而,大多數電子組件是使用“免清洗”工藝制造的,其中助焊劑殘留物被設計為留在電路板上,因為它們被認為是無害的。這節省了清潔成本,加快了制造過程并減少了浪費。然而,當應用使用超高頻率的時鐘信號(超過1GHz)時,即使在使用“免清洗”過程時,通常也建議清洗組件。去除免洗殘留物的另一個原因是改善保形涂層和底部填充材料的附著力。目前的行業趨勢表明,無論是否清潔PCB,當前的行業趨勢建議仔細審查一個應用“免清洗”的PCB組裝過程,因為元器件和射頻屏蔽下的助焊劑殘留物可能會影響表面絕緣電阻(SIR),特別是高分量密度板。
    某些制造標準,例如由IPC - 連接電子工業協會編寫的標準,需要清潔,而不管用于確保徹底清潔的電路板的焊劑類型。適當的清潔可以去除所有的助焊劑痕跡,以及肉眼看不到的污垢和其他污染物。根據IPC的規定,“免清洗”或其他焊接工藝可能會留下“白色殘留物”,只要這些殘留物符合條件并記錄為“良性”。然而,雖然符合IPC標準的商店預計將遵守協會的規定,但并不是所有的生產設施都采用IPC標準,也不需要這樣做。另外,在一些應用中,例如低端電子設備,這樣嚴格的制造方法在費用和時間上都是過分的。
    最后,目視檢查電路板是否有缺失或未對齊的元件和焊接橋接。如果需要的話,他們被送到返工站,在那里操作人員修理任何錯誤。然后通常將它們發送到測試站(在線測試和/或功能測試)以驗證它們是否正確操作。自動光學檢測(AOI)系統通常用于PCB制造。這項技術已被證明對過程改進和質量成就非常有效。

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