溫度曲線測試方法
發布時間:2018/4/2 16:52:19 訪問次數:2017
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fpc又稱柔性電路板,fpc的pcba組裝焊接流程與硬性電路板的組裝有很大的不同,因為fpc板子的硬度不夠,較柔軟,如果不使用專用載板,就無法完成固定和傳輸,也就無法完成印刷、貼片、過爐等基本smt工序。
fpc板子較柔軟,出廠時一般不是真空包裝,在運輸和存儲過程中易吸收空氣中的水分,需在smt投線前作預烘烤處理,將水分緩慢強行排出。否則,在回流焊接的高溫沖擊下,fpc吸收的水分快速氣化變成水蒸氣突出fpc,易造成fpc分層、起泡等不良。
預烘烤條件一般為溫度80-100℃時間4-8小時,特殊情況下,可以將溫度調高至125℃以上,但需相應縮短烘烤時間。烘烤前,一定要先作小樣試驗,以確定fpc是否可以承受設定的烘烤溫度,也可以向fpc制造商咨詢合適的烘烤條件。烘烤時,fpc堆疊不能太多,10-20pnl比較合適,有些fpc制造商會在每pnl之間放一張紙片進行隔離,需確認這張隔離用的紙片是否能承受設定的烘烤溫度,如果不能需將隔離紙片抽掉以后,再進行烘烤。烘烤后的fpc應該沒有明顯的變色、變形、起翹等不良,需由ipqc抽檢合格后才能投線。http://zl1688-1.51dzw.com
根據電路板的cad文件,讀取fpc的孔定位數據,來制造高精度fpc定位模板和專用載板,使定位模板上定位銷的直徑和載板上的定位孔、fpc上定位孔的孔徑相匹配。很多fpc因為要保護部分線路或是設計上的原因并不是同一個厚度的,有的地方厚而有的地方要薄點,有的還有加強金屬板,所以載板和fpc的結合處需要按實際情況進行加工打磨挖槽的,作用是在印刷和貼裝時保證fpc是平整的。載板的材質要求輕薄、高強度、吸熱少、散熱快,且經過多次熱沖擊后翹曲變形小。常用的載板材料有合成石、鋁板、硅膠板、特種耐高溫磁化鋼板等。
我們在這里以普通載板為例詳述fpc的smt要點,使用硅膠板或磁性治具時,fpc的固定要方便很多,不需要使用膠帶,而印刷、貼片、焊接等工序的工藝要點是一樣的。
在進行smt之前,首先需要將fpc精確固定在載板上。特別需要注意的是,從fpc固定在載板上以后,到進行印刷、貼裝和焊接之間的存放時間越短越好。載板有帶定位銷和不帶定位銷兩種。不帶定位銷的載板,需與帶定位銷的定位模板配套使用,先將載板套在模板的定位銷上,使定位銷通過載板上的定位孔露出來,將fpc一片一片套在露出的定位銷上,再用膠帶固定,然后讓載板與fpc定位模板分離,進行印刷、貼片和焊接。帶定位銷的載板上已經固定有長約1.5mm的彈簧定位銷若干個,可以將fpc一片一片直接套在載板的彈簧定位銷上,再用膠帶固定。在印刷工序,彈簧定位銷可以完全被鋼網壓入載板內,不會影響印刷效果。http://zl1688-1.51dzw.com
方法一(單面膠帶固定):用薄型耐高溫單面膠帶將 fpc 四邊固定在載板上,不讓 fpc 有偏移和起翹,膠帶粘度應適中,回流焊后必須易剝離,且在fpc上無殘留膠劑。如果使用自動膠帶機,能快速切好長短一致的膠帶,可以顯著提高效率,節約成本,避免浪費。
方法二(雙面膠帶固定):先用耐高溫雙面膠帶貼在載板上,效果與硅膠板一樣,再將 fpc 粘貼到載板,要特別注意膠帶粘度不能太高,否則回流焊后剝離時,很容易造成fpc撕裂。在反復多次過爐以后,雙面膠帶的粘度會逐步變低,粘度低到無法可靠固定fpc時必須立即更換。此工位是防止fpc臟污的重點工位,需要戴手指套作業。載板重復使用前,需作適當清理,可以用無紡布蘸清洗劑擦洗,也可以使用防靜電粘塵滾筒,以除去表面灰塵、錫珠等異物。取放fpc時切忌太用力,fpc較脆弱,容易產生折痕和斷裂。
fpc對焊錫膏的成分沒有很特別的要求,錫球顆粒的大小和金屬含量等以fpc上有沒有細間距ic為準,但 fpc對焊錫膏的印刷性能要求較高,焊錫膏應具有優良的觸變性,焊錫膏應該能夠很容易印刷脫模并且能牢固 地附著在fpc表面,不會出現脫模不良阻塞鋼網漏孔或印刷后產生塌陷等不良。
因為載板上裝載fpc,fpc上有定位用的耐高溫膠帶,使其平面不一致,所以fpc的印刷面不可能象pcb那 樣平整和厚度硬度一致,所以不宜采用金屬刮刀,而應采用硬度在80-90度的聚胺酯型刮刀。 錫膏印刷機最好帶有光學定位系統,否則對印刷質量會有較大影響,fpc雖然固定在載板上,但是fpc與載 板之間總會產生一些微小的間隙,這是與pcb硬板最大的區別,因此設備參數的設定對印刷效果也會產生較大 影響。
印刷工位也是防止fpc臟污的重點工位,需要戴手指套作業,同時要保持工位的清潔,勤擦鋼網,防止焊 錫膏污染fpc的金手指和鍍金按鍵。http://zl1688-1.51dzw.com
根據產品的特性、元件數量和貼片效率,采用中、高速貼片機進行貼裝均可。由于每片fpc上都有定位用 的光學mark標記,所以在fpc上進行smd貼裝與在pcb上進行貼裝區別不大。需要注意的是,雖然fpc被固 定在載板上,但是其表面也不可能像pcb硬板一樣平整,fpc與載板之間肯定會存在局部空隙,所以,吸嘴下 降高度、吹氣壓力等需精確設定,吸嘴移動速度需降低。同時,fpc 以聯板居多,fpc 的成品率又相對偏低, 所以整pnl中含部分不良pcs是很正常的,這就需要貼片機具備bad mark識別功能,否則,在生產這類非整 pnl都是好板的情況下,生產效率就要大打折扣了。
應采用強制性熱風對流紅外回流焊爐,這樣fpc上的溫度能較均勻地變化,減少焊接不良的產生。如果是 使用單面膠帶的,因為只能固定fpc的四邊,中間部分因在熱風狀態下變形,焊盤容易形成傾斜,熔錫(高溫 下的液態錫)會流動而產生空焊、連焊、錫珠,使制程不良率較高。
由于載板的吸熱性不同,fpc上元件種類的不同,它們在回流焊過程中受熱后溫度上升的速度不同,吸收 的熱量也不同,因此仔細地設置回流焊爐的溫度曲線,對焊接質量大有影響。比較穩妥的方法是,根據實際生 產時的載板間隔,在測試板前后各放兩塊裝有fpc的載板,同時在測試載板的fpc上貼裝有元件,用高溫焊錫 絲將測試溫探頭焊在測試點上,同時用耐高溫膠帶將探頭導線固定在載板上。注意,耐高溫膠帶不能將測試點 覆蓋住。測試點應選在靠近載板各邊的焊點和qfp引腳等處,這樣的測試結果更能反映真實情況。
在爐溫調試中,因為fpc的均溫性不好,所以最好采用升溫/保溫/回流的溫度曲線方式,這樣各溫區的參 數易于控制一些,另外fpc和元件受熱沖擊的影響都要小一些。根據經驗,最好將爐溫調到焊錫膏技術要求值 的下限,回焊爐的風速一般都采用爐子所能采用的最低風速,回焊爐鏈條穩定性要好,不能有抖動。http://zl1688-1.51dzw.com
由于載板在爐中吸熱,特別是鋁質載板,出爐時溫度較高,所以最好是在出爐口增加強制冷卻風扇,幫助 快速降溫。同時,作業員需帶隔熱手套,以免被高溫載板燙傷。從載板上拿取完成焊接的fpc時,用力要均勻, 不能使用蠻力,以免fpc被撕裂或產生折痕。
取下的fpc放在5倍以上放大鏡下目視檢驗,重點檢查表面殘膠、變色、金手指沾錫、錫珠、ic引腳空焊、連焊等問題。由于fpc表面不可能很平整,使aoi的誤判率很高,所以fpc一般不適合作aoi檢查,但通過借助專用的測試治具,fpc可以完成ict、fct的測試。
由于 fpc 以聯板居多,可能在作 ict、fct 的測試以前,需要先做分板,雖然使用刀片、剪刀等工具也可以完成分板作業,但是作業效率和作業質量低下,報廢率高。如果是異形fpc的大批量生產,建議制作專門的fpc沖壓分板模,進行沖壓分割,可以大幅提高作業效率,同時沖裁出的fpc邊緣整齊美觀,沖壓切板時產生的內應力很低,可以有效避免焊點錫裂。
在pcba柔性電子的組裝焊接過程, fpc的精確定位和固定是重點,固定好壞的關鍵是制作合適的載板。其次是fpc的預烘烤、印刷、貼片和回流焊。顯然fpc的smt工藝難度要比pcb硬板高很多,所以精確設定工藝參數是必要的,同時,嚴密的生產制程管理也同樣重要,必須保證作業員嚴格執行sop上的每一條規定,跟線工程師和ipqc應加強巡檢,及時發現產線的異常情況,分析原因并采取必要的措施,才能將fpc smt產線的不良率控制在幾十個ppm之內。
在pcba生產過程中,需要依靠很多的機器設備才能將一塊板子組裝完成,往往一個工廠的機器設備的質量水平直接決定著制造的能力。http://zl1688-1.51dzw.com
pcba生產所需要的基本設備有錫膏印刷機、貼片機、回流焊、aoi檢測儀、元器件剪腳機、波峰焊、錫爐、洗板機、ict測試治具、fct測試治具、老化測試架等,不同規模的pcba加工廠,所配備的設備會有所不同。
來源:傳感器技術
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fpc又稱柔性電路板,fpc的pcba組裝焊接流程與硬性電路板的組裝有很大的不同,因為fpc板子的硬度不夠,較柔軟,如果不使用專用載板,就無法完成固定和傳輸,也就無法完成印刷、貼片、過爐等基本smt工序。
fpc板子較柔軟,出廠時一般不是真空包裝,在運輸和存儲過程中易吸收空氣中的水分,需在smt投線前作預烘烤處理,將水分緩慢強行排出。否則,在回流焊接的高溫沖擊下,fpc吸收的水分快速氣化變成水蒸氣突出fpc,易造成fpc分層、起泡等不良。
預烘烤條件一般為溫度80-100℃時間4-8小時,特殊情況下,可以將溫度調高至125℃以上,但需相應縮短烘烤時間。烘烤前,一定要先作小樣試驗,以確定fpc是否可以承受設定的烘烤溫度,也可以向fpc制造商咨詢合適的烘烤條件。烘烤時,fpc堆疊不能太多,10-20pnl比較合適,有些fpc制造商會在每pnl之間放一張紙片進行隔離,需確認這張隔離用的紙片是否能承受設定的烘烤溫度,如果不能需將隔離紙片抽掉以后,再進行烘烤。烘烤后的fpc應該沒有明顯的變色、變形、起翹等不良,需由ipqc抽檢合格后才能投線。http://zl1688-1.51dzw.com
根據電路板的cad文件,讀取fpc的孔定位數據,來制造高精度fpc定位模板和專用載板,使定位模板上定位銷的直徑和載板上的定位孔、fpc上定位孔的孔徑相匹配。很多fpc因為要保護部分線路或是設計上的原因并不是同一個厚度的,有的地方厚而有的地方要薄點,有的還有加強金屬板,所以載板和fpc的結合處需要按實際情況進行加工打磨挖槽的,作用是在印刷和貼裝時保證fpc是平整的。載板的材質要求輕薄、高強度、吸熱少、散熱快,且經過多次熱沖擊后翹曲變形小。常用的載板材料有合成石、鋁板、硅膠板、特種耐高溫磁化鋼板等。
我們在這里以普通載板為例詳述fpc的smt要點,使用硅膠板或磁性治具時,fpc的固定要方便很多,不需要使用膠帶,而印刷、貼片、焊接等工序的工藝要點是一樣的。
在進行smt之前,首先需要將fpc精確固定在載板上。特別需要注意的是,從fpc固定在載板上以后,到進行印刷、貼裝和焊接之間的存放時間越短越好。載板有帶定位銷和不帶定位銷兩種。不帶定位銷的載板,需與帶定位銷的定位模板配套使用,先將載板套在模板的定位銷上,使定位銷通過載板上的定位孔露出來,將fpc一片一片套在露出的定位銷上,再用膠帶固定,然后讓載板與fpc定位模板分離,進行印刷、貼片和焊接。帶定位銷的載板上已經固定有長約1.5mm的彈簧定位銷若干個,可以將fpc一片一片直接套在載板的彈簧定位銷上,再用膠帶固定。在印刷工序,彈簧定位銷可以完全被鋼網壓入載板內,不會影響印刷效果。http://zl1688-1.51dzw.com
方法一(單面膠帶固定):用薄型耐高溫單面膠帶將 fpc 四邊固定在載板上,不讓 fpc 有偏移和起翹,膠帶粘度應適中,回流焊后必須易剝離,且在fpc上無殘留膠劑。如果使用自動膠帶機,能快速切好長短一致的膠帶,可以顯著提高效率,節約成本,避免浪費。
方法二(雙面膠帶固定):先用耐高溫雙面膠帶貼在載板上,效果與硅膠板一樣,再將 fpc 粘貼到載板,要特別注意膠帶粘度不能太高,否則回流焊后剝離時,很容易造成fpc撕裂。在反復多次過爐以后,雙面膠帶的粘度會逐步變低,粘度低到無法可靠固定fpc時必須立即更換。此工位是防止fpc臟污的重點工位,需要戴手指套作業。載板重復使用前,需作適當清理,可以用無紡布蘸清洗劑擦洗,也可以使用防靜電粘塵滾筒,以除去表面灰塵、錫珠等異物。取放fpc時切忌太用力,fpc較脆弱,容易產生折痕和斷裂。
fpc對焊錫膏的成分沒有很特別的要求,錫球顆粒的大小和金屬含量等以fpc上有沒有細間距ic為準,但 fpc對焊錫膏的印刷性能要求較高,焊錫膏應具有優良的觸變性,焊錫膏應該能夠很容易印刷脫模并且能牢固 地附著在fpc表面,不會出現脫模不良阻塞鋼網漏孔或印刷后產生塌陷等不良。
因為載板上裝載fpc,fpc上有定位用的耐高溫膠帶,使其平面不一致,所以fpc的印刷面不可能象pcb那 樣平整和厚度硬度一致,所以不宜采用金屬刮刀,而應采用硬度在80-90度的聚胺酯型刮刀。 錫膏印刷機最好帶有光學定位系統,否則對印刷質量會有較大影響,fpc雖然固定在載板上,但是fpc與載 板之間總會產生一些微小的間隙,這是與pcb硬板最大的區別,因此設備參數的設定對印刷效果也會產生較大 影響。
印刷工位也是防止fpc臟污的重點工位,需要戴手指套作業,同時要保持工位的清潔,勤擦鋼網,防止焊 錫膏污染fpc的金手指和鍍金按鍵。http://zl1688-1.51dzw.com
根據產品的特性、元件數量和貼片效率,采用中、高速貼片機進行貼裝均可。由于每片fpc上都有定位用 的光學mark標記,所以在fpc上進行smd貼裝與在pcb上進行貼裝區別不大。需要注意的是,雖然fpc被固 定在載板上,但是其表面也不可能像pcb硬板一樣平整,fpc與載板之間肯定會存在局部空隙,所以,吸嘴下 降高度、吹氣壓力等需精確設定,吸嘴移動速度需降低。同時,fpc 以聯板居多,fpc 的成品率又相對偏低, 所以整pnl中含部分不良pcs是很正常的,這就需要貼片機具備bad mark識別功能,否則,在生產這類非整 pnl都是好板的情況下,生產效率就要大打折扣了。
應采用強制性熱風對流紅外回流焊爐,這樣fpc上的溫度能較均勻地變化,減少焊接不良的產生。如果是 使用單面膠帶的,因為只能固定fpc的四邊,中間部分因在熱風狀態下變形,焊盤容易形成傾斜,熔錫(高溫 下的液態錫)會流動而產生空焊、連焊、錫珠,使制程不良率較高。
由于載板的吸熱性不同,fpc上元件種類的不同,它們在回流焊過程中受熱后溫度上升的速度不同,吸收 的熱量也不同,因此仔細地設置回流焊爐的溫度曲線,對焊接質量大有影響。比較穩妥的方法是,根據實際生 產時的載板間隔,在測試板前后各放兩塊裝有fpc的載板,同時在測試載板的fpc上貼裝有元件,用高溫焊錫 絲將測試溫探頭焊在測試點上,同時用耐高溫膠帶將探頭導線固定在載板上。注意,耐高溫膠帶不能將測試點 覆蓋住。測試點應選在靠近載板各邊的焊點和qfp引腳等處,這樣的測試結果更能反映真實情況。
在爐溫調試中,因為fpc的均溫性不好,所以最好采用升溫/保溫/回流的溫度曲線方式,這樣各溫區的參 數易于控制一些,另外fpc和元件受熱沖擊的影響都要小一些。根據經驗,最好將爐溫調到焊錫膏技術要求值 的下限,回焊爐的風速一般都采用爐子所能采用的最低風速,回焊爐鏈條穩定性要好,不能有抖動。http://zl1688-1.51dzw.com
由于載板在爐中吸熱,特別是鋁質載板,出爐時溫度較高,所以最好是在出爐口增加強制冷卻風扇,幫助 快速降溫。同時,作業員需帶隔熱手套,以免被高溫載板燙傷。從載板上拿取完成焊接的fpc時,用力要均勻, 不能使用蠻力,以免fpc被撕裂或產生折痕。
取下的fpc放在5倍以上放大鏡下目視檢驗,重點檢查表面殘膠、變色、金手指沾錫、錫珠、ic引腳空焊、連焊等問題。由于fpc表面不可能很平整,使aoi的誤判率很高,所以fpc一般不適合作aoi檢查,但通過借助專用的測試治具,fpc可以完成ict、fct的測試。
由于 fpc 以聯板居多,可能在作 ict、fct 的測試以前,需要先做分板,雖然使用刀片、剪刀等工具也可以完成分板作業,但是作業效率和作業質量低下,報廢率高。如果是異形fpc的大批量生產,建議制作專門的fpc沖壓分板模,進行沖壓分割,可以大幅提高作業效率,同時沖裁出的fpc邊緣整齊美觀,沖壓切板時產生的內應力很低,可以有效避免焊點錫裂。
在pcba柔性電子的組裝焊接過程, fpc的精確定位和固定是重點,固定好壞的關鍵是制作合適的載板。其次是fpc的預烘烤、印刷、貼片和回流焊。顯然fpc的smt工藝難度要比pcb硬板高很多,所以精確設定工藝參數是必要的,同時,嚴密的生產制程管理也同樣重要,必須保證作業員嚴格執行sop上的每一條規定,跟線工程師和ipqc應加強巡檢,及時發現產線的異常情況,分析原因并采取必要的措施,才能將fpc smt產線的不良率控制在幾十個ppm之內。
在pcba生產過程中,需要依靠很多的機器設備才能將一塊板子組裝完成,往往一個工廠的機器設備的質量水平直接決定著制造的能力。http://zl1688-1.51dzw.com
pcba生產所需要的基本設備有錫膏印刷機、貼片機、回流焊、aoi檢測儀、元器件剪腳機、波峰焊、錫爐、洗板機、ict測試治具、fct測試治具、老化測試架等,不同規模的pcba加工廠,所配備的設備會有所不同。
來源:傳感器技術
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