如何(hé)焊(hàn)接具有不(bù)同(tóng)焊膏(gāo)高度的SMT元件
SMT 消費類電子(zǐ)產(chǎn)品(pǐn)中對微(wēi)型元(yuán)件的(dí)需(xū)求(qiú)不(bù)斷增長，迫(pò)使工業(yè)電子(zǐ)設計(jì)人員(yuán)使用(yòng)更(gēng)小(xiǎo)的元件封裝(zhuāng)。
雖然(rán)小型(xíng)化(huà)組(zǔ)件為(wéi)產品(pǐn)設(shè)計(jì)人員提供了一(yī)些(xiē)好處(chǔ)，例如(rú)能源效率(shuài)和構建(jiàn)更多功(gōng)能的能力，但在同(tóng)一(yī)印刷電路板（PCB）設(shè)計中(zhōng)將“新舊”技術混合在一起(qǐ)可(kě)能(néng)會(huì)增加構(gòu)建(jiàn)階(jiē)段(duàn)的復雜性。
對於隨著時間的(dí)推(tuī)移(yí)而逐步(bù)“升(shēng)級”的(dí)產品，這(zhè)是一個(gè)特別(bié)的挑戰，而不是(shì)考(kǎo)慮(lǜ)到(dào)整(zhěng)體設計。
因此(cǐ)，有(yǒu)時(shí)需(xū)要改變生產過程(chéng)中(zhōng)焊(hàn)膏(gāo)施加(jiā)到(dào)PCB的(dí)方式。本(běn)篇(piān)博文重(zhòng)點介紹了兩種有助(zhù)於在構建過(guò)程中(zhōng)克服(fú)這些潛在(zài)挑戰的技(jì)術。
為(wéi)什麼單級(jí)焊(hàn)料模(mó)板(bǎn)可(kě)能不合適
為了(liǎo)在回流(liú)焊(hàn)後形(xíng)成成功的焊(hàn)點(diǎn)，需要(yào)在(zài)適合安(ān)裝的元件的(dí)高度(dù)上塗敷焊(hàn)膏(gāo)。這(zhè)由(yóu)鋼網的(dí)厚(hòu)度(dù)和內(nèi)部的孔控製。多(duō)年來(lái)，模板製造商(shāng)不得不調(tiáo)整他們的(dí)產品以反映製造(zào)產(chǎn)品(pǐn)更小，更快等(děng)的(dí)增(zēng)長(cháng)趨(qū)勢。例(lì)如(rú)，我(wǒ)們已經看(kàn)到(dào)八(bā)個標(biāo)準厚度模(mó)板(bǎn)減少(shǎo)到(dào)六(liù)個，五個，現(xiàn)在(zài)四(sì)個(gè)（ 0.001英寸以下。
傳(chuán)統(tǒng)上(shàng)，在(zài)整個(gè)電路(lù)板上(shàng)施加標(biāo)準高(gāo)度的焊(hàn)膏(gāo)足以(yǐ)形(xíng)成(chéng)成功(gōng)的焊點(diǎn) - 一(yī)種尺寸（焊接(jiē)模板）傾(qīng)向(xiàng)於(yú)適合所(suǒ)有(yǒu)焊(hàn)點。然(rán)而，與更(gēng)大(dà)的組(zǔ)件串聯(lián)使(shǐ)用的(dí)小(xiǎo)型(xíng)化組(zǔ)件(jiàn)的日益普(pǔ)及意(yì)味(wèi)著該解(jiě)決方案並(bìng)不總是(shì)合(hé)適(shì)的。由(yóu)於(yú)同一板(bǎn)上(shàng)部(bù)件(jiàn)所需的(dí)焊(hàn)膏高(gāo)度現在(zài)可(kě)能(néng)有很(hěn)大差(chà)異，因此(cǐ)製(zhì)造商越來越(yuè)多地(dì)發(fā)現自己不(bù)得不(bù)投資(zī)多層(céng)（或(huò)多高度(dù)）焊膏(gāo)印刷(shuā)技術，以(yǐ)避(bì)免發生(shēng)短路(lù)或開(kāi)放接(jiē)頭的風險。回流。
在這(zhè)個階段，重(zhòng)要(yào)的是要注意(yì)，在(zài)將焊(hàn)膏(gāo)塗(tú)敷到(dào)電路板上時(shí)，絲(sī)網印刷(shuā)焊(hàn)膏(gāo)不是(shì)唯一(yī)的選(xuǎn)擇。也可以(yǐ)從(cóng)分(fēn)配(pèi)單元一(yī)次分(fēn)配(pèi)不同高度(dù)的(dí)焊膏(gāo)。然而，這個過程相當耗(hào)時 - 例如，與四十秒左(zuǒ)右的(dí)絲網印刷(shuā)相比(bǐ)，中等復雜度的小PCB可(kě)能(néng)需(xū)要大(dà)約(yuē)兩分半(bàn)鐘(zhōng)才能完成。因(yīn)此，電(diàn)子製(zhì)造商(shāng)必(bì)須(xū)明智(zhì)地(dì)考慮(lǜ)他們(mén)的(dí)選(xuǎn)擇，以避免該過(guò)程(chéng)變(biàn)得昂(áng)貴，特別是(shì)如果(guǒ)他們正在大(dà)量(liáng)構建(jiàn)大小(xiǎo)批量SMT加(jiā)工(gōng)。
多層(céng)階(jiē)段鋼網模板(bǎn)
創(chuàng)建多級(jí)模板(bǎn)的(dí)兩種常用方(fāng)法包(bāo)括“階梯(tī)式(shì)”和(hé)“加(jiā)性”技術(shù)。創建階梯(tī)式(shì)模板的傳統方法是從(cóng)標準(zhǔn)厚度開(kāi)始 - 例(lì)如5個 - 並蝕刻掉(diào)小(xiǎo)區域(yù)以減小(xiǎo)特定組件(jiàn)的厚度。添(tiān)加劑模板(bǎn)以(yǐ)類似(sì)的方(fāng)式生成 - 但是，它們(mén)以(yǐ)更大厚度(dù)的模(mó)板開始(shǐ)，然後將大部分表(biǎo)麵區域蝕(shí)刻到(dào)更低的厚度(dù)，留下(xià)一(yī)個部分(fēn)略(lüè)高(gāo)於其(qí)餘部分(fēn)。添加劑模板也可(kě)以(yǐ)通過將模板(bǎn)的(dí)各(gè)個(gè)部分層(céng)疊在一起來生產(chǎn) - 添加(jiā)部(bù)分(fēn)以使其(qí)更高(gāo) - 因此得名。
與(yǔ)大多(duō)數事情(qíng)一(yī)樣(yàng)，使用(yòng)多(duō)級(jí)模板(bǎn)也(yě)有利(lì)有弊 - 無論它(tā)們是以(yǐ)哪種方式(shì)製作(zuò)的(dí)。為(wéi)了(liǎo)幫助(zhù)決(jué)策，您可(kě)能(néng)需(xū)要考慮以(yǐ)下幾個因素：
1.開發時間
您(nín)是否有時間(jiān)測(cè)試，重(zhòng)新測試和(hé)開發(fā)模(mó)板(bǎn)？您(nín)的第一個模板(bǎn)設(shè)計可能(néng)無法(fǎ)傳輸(shū)完美的焊(hàn)料(liào)印(yìn)刷(shuā)。例(lì)如，如(rú)果(guǒ)所(suǒ)產(chǎn)生的台階不(bù)夠大，當刮板(bǎn)試(shì)圖清潔(jié)模(mó)板(bǎn)的(dí)頂麵時，焊膏可聚集(jí)在(zài)台階的(dí)角落中。這可能(néng)會(huì)在連續生(shēng)產過(guò)程中成(chéng)為一(yī)個問題(tí)，因為您可能會遇到(dào)過(guò)多(duō)的焊膏堵塞模板孔的風險，這有(yǒu)可(kě)能(néng)阻(zǔ)止焊(hàn)膏順(shùn)利流過(guò)開(kāi)口並降低(dī)PCB上的轉移水平(píng)。因此，您(nín)可(kě)能需要(yào)重(zhòng)新(xīn)設(shè)計(jì)和重(zhòng)新(xīn)測試模(mó)板，直到(dào)達到正(zhèng)確的尺寸(cùn)，這(zhè)使得模板(bǎn)設計(jì)過(guò)程成(chéng)本高(gāo)昂且(qiě)耗(hào)時(shí)。
2.混(hùn)合(hé)技(jì)術的接(jiē)近程度
如已(yǐ)經(jīng)討論過的(dí)，多(duō)層部(bù)分(fēn)需要(yào)足夠大以(yǐ)使(shǐ)刮(guā)板能夠(gòu)充(chōng)分(fēn)地清潔模板的(dí)頂麵(miàn)。這(zhè)可(kě)能(néng)意(yì)味(wèi)著您發(fā)現必(bì)須在蝕刻(kè)部分中(zhōng)包含(hán)其他組件的(dí)孔。然(rán)而，這(zhè)也可(kě)能意(yì)味著這(zhè)些(xiē)額外的組(zǔ)件將獲(huò)得(dé)與微型化組件(jiàn)一(yī)致(zhì)的(dí)較(jiào)低(dī)高度的焊(hàn)膏(gāo)，這可(kě)能(néng)是不(bù)夠(gòu)的(dí)。
3.成本(běn)
考(kǎo)慮(lǜ)到(dào)時間，勞動力和模板(bǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程(chéng)，創(chuàng)建(jiàn)完美(měi)的多(duō)層模板可能會成為(wéi)一項昂貴(guì)的工(gōng)作。如(rú)果您(nín)打(dǎ)算定期生產中(zhōng)等到大批量(liáng)的PCB，那(nà)麼您可(kě)能會發(fā)現(xiàn)前(qián)期成本(běn)很(hěn)快就能收回成本(běn)。但是，如果(guǒ)您(nín)決定使(shǐ)用其他(tā)方(fāng)法（例(lì)如手(shǒu)動(dòng)放(fàng)置），則需要考慮(lǜ)此(cǐ)方(fāng)法所需的(dí)額(é)外(wài)時(shí)間以及(jí)與之相(xiāng)關(guān)的(dí)成本。
直接助(zhù)焊劑應用
作為焊接技(jì)術(shù)的直接助焊劑應用隻能(néng)用(yòng)於球柵陣列(liè)（BGA）組(zǔ)件 - 無論(lùn)尺(chǐ)寸(cùn)如(rú)何(hé)。將(jiāng)正確(què)高(gāo)度(dù)的焊(hàn)劑(jì)應用於BGA對於(yú)將正確高(gāo)度(dù)的焊(hàn)膏應用於(yú)PCB提出了類似(sì)的(dí)挑(tiāo)戰。太多，接(jiē)頭之(zhī)間(jiān)的間(jiān)隙可(kě)以(yǐ)填充回流後的(dí)助(zhù)焊劑殘(cán)留物，限製了(liǎo)填(tián)充組件的能力。同(tóng)樣(yàng)，沒有(yǒu)足(zú)夠的助焊(hàn)劑(jì)和(hé)焊料不會流(liú)到最(zuì)佳狀態，你(nǐ)可能(néng)會留下幹燥(zào)或開(kāi)放的(dí)接頭。根(gēn)據經驗，我們(mén)建議在焊劑中(zhōng)覆(fù)蓋50-75％的焊球高度。
在SMT組裝(zhuāng)過(guò)程中應(yīng)用助(zhù)焊劑(jì)的兩種常(cháng)用技(jì)術包(bāo)括(kuò)：
配(pèi)藥(yào)
浸漬
使用(yòng)這(zhè)兩種(zhǒng)技(jì)術有理(lǐ)由和反對。反對將(jiāng)助焊劑(jì)分(fēn)配到(dào)PCB上(shàng)的(dí)主(zhǔ)要(yào)論點(diǎn)很簡單 - 需(xū)要更多時間(jiān)。與浸漬不同(tóng)，在轉移板內將元件(jiàn)直接(jiē)浸入預設(shè)的焊劑高(gāo)度(dù)，在放(fàng)置(zhì)元(yuán)件(jiàn)之(zhī)前(qián)，在(zài)模(mó)板印刷(shuā)階(jiē)段，分配將(jiāng)一(yī)定(dìng)量(liáng)的(dí)焊劑直接施加到PCB上。
雖然(rán)準(zhǔn)備每塊板所需的(dí)時(shí)間增(zēng)加(jiā)，但是(shì)當不可(kě)能浸漬(zì)時(shí) - 即當存在(zài)SMT生(shēng)產(chǎn)設備限製時，分配(pèi)可(kě)以是合適(shì)的(dí)替(tì)代(dài)方案(àn)。助焊劑分(fēn)配(pèi)單元也比(bǐ)助(zhù)焊劑(jì)轉移(yí)板便宜得(dé)多(duō)。
浸(jìn)漬(zì)技(jì)術由刮板和助焊劑(jì)轉(zhuǎn)移(yí)板組(zǔ)成，其(qí)具(jù)有多個(gè)蝕(shí)刻出(chū)不同(tóng)深度(dù)的(dí)腔(qiāng)。刮刀(dāo)將焊(hàn)劑擦過(guò)空(kōng)腔(qiāng)，使焊劑(jì)充(chōng)滿焊(hàn)劑(jì)。然(rán)後，該(gāi)裝(zhuāng)置準備(bèi)好(hǎo)讓SMT設備拾取元(yuán)件，將它們浸(jìn)入指(zhǐ)定(dìng)的焊劑腔中，然(rán)後將(jiāng)它(tā)們(mén)放(fàng)在(zài)電路板上(shàng)。與分配(pèi)替(tì)代品相(xiāng)比(bǐ)，該(gāi)過程更快(kuài)，因(yīn)此減少了總製造時(shí)間並(bìng)且具(jù)有(yǒu)提高(gāo)準(zhǔn)確(què)性和(hé)一(yī)致性的(dí)能力。
檢(jiǎn)查(chá)結(jié)果(guǒ)
俗話說(shuō)“證據(jù)就(jiù)在布(bù)丁(dīng)中(zhōng)”，所以一旦你使(shǐ)用任何一(yī)種(zhǒng)技(jì)術(shù)建(jiàn)立了第一(yī)個板(bǎn)外，最(zuì)好檢查並(bìng)測(cè)試(shì)輸(shū)出。電(diàn)路板的X射綫圖像可(kě)以(yǐ)突出(chū)顯(xiǎn)示(shì)任(rèn)何短路或(huò)焊(hàn)接(jiē)橋接 - 但是，為(wéi)了(liǎo)獲得最佳(jiā)保(bǎo)證，我(wǒ)們(mén)還(huán)建議(yì)使(shǐ)用水平和(hé)垂(chuí)直(zhí)切(qiē)片。這(zhè)種檢(jiǎn)查方法(fǎ)突(tū)出(chū)了(liǎo)焊盤(pán)，焊料和元件(jiàn)之間的(dí)連接(jiē)，使您可(kě)以(yǐ)看到最(zuì)小的(dí)缺陷(xiàn)。
深(shēn)圳(zhèn)市(shì)銘華(huá)航電SMT貼(tiē)片(piàn)加(jiā)工：正如(rú)我們(mén)在(zài)這篇博文中所探(tàn)討(tǎo)的那樣(yàng)，在(zài)消費者世界中製(zhì)造(zào)更(gēng)小，更(gēng)快(kuài)，功能更強大(dà)的產(chǎn)品(pǐn)的(dí)競(jìng)爭正在(zài)繼續影(yǐng)響(xiǎng)工(gōng)業電(diàn)子(zǐ)產品(pǐn)。值(zhí)得慶(qìng)幸的(dí)是(shì)，可以通過時間(jiān)，經驗和強大的(dí)構(gòu)建，測試(shì)和檢查流程來克(kè)服與焊接(jiē)高(gāo)度不(bù)同的SMT元件焊接相(xiāng)關的(dí)許多(duō)挑戰。