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SMT打样小批量加工中的植球问题

来源:行业动态   时间:2020-08-11

  在SMT打样小批量加工种植球技术为二次组装提供了一个灵活、快速、准确和成本低廉的解决方案,大型EMS企业也逐步进入了这一领域。SMT打样小批量加工行业应用植球技术变得越来越有必要,而EMS企业只有掌握了晶圆级和芯片级封装技术,才能响应OEM客户的要求。

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  主要介绍应用在PCBA电路板上的植球技术。整个工艺包括四个步骤:涂布助焊剂、植球、检验及返工,以及回流焊。植球需要两台在线印刷机:一台是用于涂布膏状助焊剂的普通网板式印刷机,另外一台用于植球。两台印刷机都可随时切换为电子组装用的普通印刷机。涂布助焊剂涂布膏状助焊剂是植球工艺的第一步,它是保持球的定位以及在回流焊中良好成型的关键步骤。特别设计的网板应用于膏状助焊剂的印刷,该网板的开口是基于印刷电路板的焊盘尺寸和焊球的大小而确定的。在印刷膏状助焊剂这一步,同时使用了两种类型的刮刀,前刮刀是橡胶刮刀。垂直刮板先将一层薄薄的助焊剂均匀涂布在网板上,然后橡胶刮刀再将助焊剂印刷在PCBA电路板焊盘上。DOE被用来确定助焊剂印刷的最佳参数,SMT打样小批量加工的印刷之后以显微镜来观察并计算助焊剂在焊盘上的覆盖率,并计算DOE的结果。助焊剂覆盖率反映了DOE实验结果。

  在这个DOE的试验中能够得到最优化的印刷参数设定;当然,不同的设备会有一定的差异。在SMT打样小批量加工生产过程中网板很容易受到损坏,所以需要细心地处理和搬动。在助焊剂印刷过程中,固体粉尘或者其他外来的物质很容易堵塞网板的开口,只能用空气枪来清洗。异丙醇或酒精等清洁剂都不能用来清洁网板,因其会溶解并破坏网板上的高分子材料,通常是在生产结束后用无尘布沾去离子水擦拭并用气枪吹干。SMT打样小批量加工的助焊剂印刷完成后,需要在显微镜下检查漏印量不足或错位。通常助焊剂都是透明的,而且目视检验很难检查出缺陷。在植球阶段,同样需要特殊设计的模板。

  该模板的开口设计也是基于实际焊球大小和PCB电路板焊盘尺寸,这样做基于两个方面的考虑:一是需避免助焊剂污染到模板和焊球;二是如何使焊球顺利地通过模板开口。该模板结构有两层:主体是电铸模板,具有比激光或化学蚀刻模板更光滑的孔壁,因而可使焊球顺利通过;复合的两层具有与焊球直径几乎相同的厚度,很好地避免了膏状助焊剂对电铸模板的污染,同时使焊球顺利地通过模板到达焊盘并被助焊剂粘住。AOI设备用于SMT打样小批量加工的植球以后的在线检测。主要缺陷通常是少球和错位。检查后,少球的电路板需使用离线的半自动补球设备做返工处理;对于错位缺陷,清洗PCB电路板并重新印刷是唯一的办法。少球的放置需要使用准确的图像放大系统,先用一个操作臂在缺球的焊盘上涂布膏状助焊剂,然后使用另一个操作臂在该焊盘上补球。对于无铅产品,一般选用的焊料合金是SAC105,它的熔点比用于PCB电路板的无铅焊膏略高一点,以防止在二次回流中再次造成缺陷。回流焊后需要用AOI检查。

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