Leiterplattentechnisch - Kernpunkte der SMT-Prozessgestaltung

Schritt: Prozessgestaltung

Der Prozess der Oberflächenhaftung, insbesondere bei kleinen Abständen, erfordert eine kontinuierliche Überwachung und systematische Inspektion. Zum Beispiel basiert in den Vereinigten Staaten der Lötstellenqualitätsstandard auf ipc-a-620 und dem nationalen Lötstandard ANSI, j-std-001. Nur durch das Verständnis dieser Kriterien und Spezifikationen können Designer Produkte entwickeln, die den Anforderungen industrieller Standards entsprechen.

Entwurf der Massenproduktion

Das Design der Massenproduktion umfasst den Prozess, die Montage, die Prüfbarkeit und Zuverlässigkeit aller Massenproduktion und basiert auf schriftlichen Dokumentenanforderungen.

Ein vollständiges und übersichtliches Montagedokument ist für eine Reihe von Transformationen vom Entwurf bis zur Fertigung absolut notwendig und erfolgreich. Zu den relevanten Dokumenten und CAD-Datenlisten gehören Stückliste (Stückliste), Liste qualifizierter Hersteller, Montagedetails, spezielle Montagerichtlinien, Fertigungsdetails für PC-Baugruppen und Gerber-Daten bzw. ipc-d-350-Programm in der Magnetscheibe.

Die CAD-Daten auf der Magnetscheibe sind sehr hilfreich, um Prüf- und Prozesswerkzeuge zu entwickeln und automatische Montageeinrichtungen zu programmieren. Es umfasst X-Y-Achsenkoordinatenposition, Testanforderung, Umrissdiagramm, Schaltplan und X-Y-Koordinate des Testpunkts.

PCBA-Qualität

Nehmen Sie eine Probe von jeder Charge oder einer bestimmten Chargennummer, um ihre Lötbarkeit zu testen. Die PCBA wird mit den Produktinformationen des Herstellers verglichen und die Qualitätsspezifikation auf IPC kalibriert. Der nächste Schritt ist, die Lotpaste auf das Pad zu drucken und zurück zu löten. Wird organisches Flussmittel verwendet, muss es erneut gereinigt werden, um die Rückstände zu entfernen. Bei der Bewertung der Qualität der Lötstelle sollten wir auch das Aussehen und die Größenreaktion von PCBA nach Reflow bewerten. Das gleiche Prüfverfahren kann auch im Wellenlötprozess verwendet werden.

Entwicklung des Montageprozesses

Dieser Schritt umfasst die kontinuierliche Überwachung jeder mechanischen Aktion mit bloßem Auge und automatischen visuellen Geräten. Zum Beispiel wird empfohlen, Laser zu verwenden, um das Pastenvolumen zu scannen, das auf jeder PC-Platine gedruckt wird.

Nachdem die Probe auf das SMD gelegt und zurück gelötet wurde, muss das Qualitätskontroll- und Ingenieurpersonal den Zinnfressstatus jedes Komponentensteckverbinders nacheinander überprüfen. Jedes Mitglied muss die Ausrichtung von passiven und mehrpoligen Komponenten detailliert aufzeichnen. Nach dem Wellenlötprozess ist es auch notwendig, die Gleichmäßigkeit der Lötstellen sorgfältig zu überprüfen und die potenziellen Stellen von Defekten in Lötstellen aufgrund der Nähe der Stifte oder Komponenten zu bestimmen.

Fine Pitch Technologie

Die Feinteilmontage ist ein fortschrittliches Konstruktions- und Fertigungskonzept. Die Dichte und Komplexität der Komponenten sind viel höher als die Mainstream-Produkte auf dem aktuellen Markt. Wenn wir in die Massenproduktion einsteigen wollen, müssen wir einige Parameter ändern, bevor wir sie in die Produktionslinie bringen.

Zum Beispiel beträgt die Stiftneigung des Feinteilelementes 0,025 "oder weniger, was auf Standard- und ASIC-Komponenten angewendet werden kann. Für diese Komponenten weist der Industriestandard einen sehr breiten zulässigen Fehler auf, wie in Abbildung 1 gezeigt. Es liegt daran, dass die Toleranzfehler von Komponentenlieferanten unterschiedlich sind, so dass die Pad-Größe angepasst oder geändert werden muss, um die Montageausbeute zu verbessern.

Das Maß und der Abstand des Pads sind im Allgemeinen in Übereinstimmung mit ipc-sm-782a. Um jedoch die Anforderungen des Prozesses zu erfüllen, unterscheiden sich die Form und Größe eines Pads etwas von dieser Spezifikation. Beim Wellenlöten ist die Pad-Größe normalerweise etwas größer, um mehr Fluss und Löt zu haben. Für einige Komponenten, die normalerweise in der Nähe der oberen und unteren Grenzen der Prozesstoleranz gehalten werden, ist es notwendig, die Pad-Größe richtig einzustellen.

Konsistenz der Platzierungsorientierung von Bauteilen des Oberflächenklebers

Obwohl es nicht notwendig ist, alle Komponenten in der gleichen Ausrichtung zu konstruieren, wird Konsistenz dazu beitragen, die Montage- und Inspektionseffizienz für den gleichen Bauteiltyp zu verbessern. Bei einer komplexen Platine haben Bauteile mit Pins meist die gleiche Ausrichtung, um Zeit zu sparen. Der Grund ist, dass der Greifer zum Platzieren von Bauteilen in der Regel in einer Richtung fixiert ist und die Platzierungsorientierung nur durch Drehen der Platine geändert werden kann. Was die allgemeinen Oberflächenklebekomponenten betrifft, gibt es kein solches Problem, da der Greifer der Platzierungsmaschine frei rotieren kann. Um jedoch den Wellenlötofen passieren zu können, ist es notwendig, die Ausrichtung der Komponenten zu vereinheitlichen, um die Expositionszeit des Zinnflusses zu reduzieren.

Die Polarität einiger Komponenten mit Polarität wurde bereits im gesamten Schaltungsdesign bestimmt. Nach dem Verständnis der Schaltungsfunktion kann der Verfahrenstechniker entscheiden, in welcher Reihenfolge Komponenten platziert werden, um die Montageeffizienz zu verbessern, aber die Effizienz kann verbessert werden, indem dieselbe Richtwirkung oder ähnliche Komponenten vorliegen. Wenn die Platzierungsorientierung vereinheitlicht werden kann, kann nicht nur die Geschwindigkeit des Schreibens des Platzierungskomponentenprogramms verkürzt werden, sondern auch das Auftreten von Fehlern reduziert werden.

Gleichbleibender (und angemessener) Bauteilabstand

Im Allgemeinen ist die vollautomatische Oberflächenklebeplatzierungsmaschine ziemlich genau. Allerdings ignorieren Designer oft die Komplexität der Massenproduktion, während sie versuchen, die Dichte der Komponenten zu erhöhen. Wenn sich beispielsweise ein hohes Bauteil zu nah an einem Bauteil mit einer kleinen Stiftneigung befindet, blockiert es nicht nur die Sichtlinie für die Inspektion der Stiftlötstelle, sondern behindert auch die Werkzeuge, die für Nacharbeiten oder Nacharbeiten verwendet werden.

Wellenlötzinn wird im Allgemeinen in niedrigen und kurzen Komponenten wie Dioden und Transistoren verwendet. Kleine Komponenten wie SOIC können auch auf Wellenlötzinn verwendet werden, aber es sollte beachtet werden, dass einige Komponenten der hohen Hitze, die direkt dem Zinnofen ausgesetzt wird, nicht standhalten können.

Um die Konsistenz der Montagequalität zu gewährleisten, muss der Abstand zwischen den Bauteilen groß genug und gleichmäßig dem Zinnofen ausgesetzt sein. Um sicherzustellen, dass das Lot jeden Kontakt berühren kann, sollte die hohe Komponente einen bestimmten Abstand zu den niedrigen und niedrigen Komponenten halten, um Abschirmungseffekte zu vermeiden. Wenn der Abstand nicht ausreicht, behindert er auch die Inspektion und Nacharbeit von Komponenten.

Die Industrie hat eine Reihe von Standardanwendungen für Oberflächenklebekomponenten entwickelt. Wenn möglich, sollten Standardkomponenten so weit wie möglich verwendet werden, damit Konstrukteure eine Datenbank mit Standard-Pad-Größen aufbauen und Ingenieure die Prozessprobleme besser erfassen können. Designer können feststellen, dass einige Länder ähnliche Standards festgelegt haben, und das Aussehen der Komponenten kann ähnlich sein, aber der Stiftwinkel der Komponenten variiert von Land zu Land. So können beispielsweise die Lieferanten von SOIC-Komponenten aus Nordamerika und Europa den Eiz-Standard erfüllen, während die japanischen Produkte EIAJ als Designkriterium nehmen. Auch wenn sie der EIAJ-Norm entsprechen, sind die von verschiedenen Unternehmen hergestellten Komponenten optisch nicht identisch.

Entwickelt, um die Produktivität zu verbessern

Je nach Form und Dichte der Bauteile kann die Montageplatte recht einfach oder sehr komplex sein. Ein komplexes Design kann eine effiziente Produktion machen und die Schwierigkeit reduzieren, aber wenn der Designer nicht auf die Prozessdetails achtet, wird es sehr schwierig. Der Montageplan muss zu Beginn des Entwurfs berücksichtigt werden. Grundsätzlich kann die Massenproduktion gesteigert werden, solange Position und Ausrichtung der Bauteile eingestellt werden. Wenn die Größe einer PC-Platine sehr klein ist, mit unregelmäßiger Form oder Komponenten nahe der Kante der Platine, kann Massenproduktion in Form von Verbindungsplatten in Betracht gezogen werden.

Prüfung und Reparatur

Es ist sehr ungenau und zeitaufwändig, kleine Testwerkzeuge auf dem Tisch zu verwenden, um fehlende Komponenten oder Prozesse zu erkennen. Das Prüfverfahren ist bei der Konstruktion zu berücksichtigen. Wenn Sie beispielsweise IKT-Tests verwenden möchten, sollten Sie erwägen, einige Testpunkte auf der Leitung zu entwerfen, mit denen die Sonde in Kontakt treten kann. Im Testsystem ist ein vorab geschriebenes Programm vorhanden, das die Funktion jeder Komponente testen kann, darauf hinweisen kann, welche Komponente fehlerhaft oder falsch platziert ist und beurteilen kann, ob die Lötstelle in gutem Zustand ist. Der Erkennungsfehler sollte auch den Kurzschluss zwischen den Bauteilkontakten und das Leerschweißen zwischen Stift und Pad umfassen.

Wenn die Prüfsonde nicht jede gemeinsame Verbindung auf der Leitung berühren kann, ist es unmöglich, jedes Bauteil einzeln zu messen. Speziell für die Montage von Mikropitch wird die Sonde von automatischen Prüfgeräten benötigt, um die angeschlossenen Punkte auf allen Linien oder die Linien zwischen Komponenten zu messen. Wenn Sie dies nicht tun können, müssen Sie den Funktionstest bestehen, wenn Sie nicht können, ansonsten müssen Sie warten, bis der Kunde nach dem Versand abgenutzt ist.

IKT-Tests sind verschiedene Werkzeuge und Testverfahren nach verschiedenen Produkten herzustellen. Wenn Tests in der Konstruktion berücksichtigt werden, kann die Qualität jedes Bauteils und Kontakts leicht erkannt werden. (Abb. 2) der Lötstellendefekt kann visuell gesehen werden. Zinnmangel und sehr kleine Kurzschlüsse werden jedoch nur durch elektrische Tests überprüft.

Da die Dichte der Bauteile auf der Oberfläche und der zweiten Seite identisch sein kann, kann das herkömmliche Prüfverfahren möglicherweise nicht alle Fehler erkennen. Obwohl auf der PC-Platine ein kleines Durchgangspad mit hoher Dichte und feiner Neigung für den Kontakt der Sonde vorhanden ist, ist es dennoch wünschenswert, das Durchgangspad für die Verwendung zu erhöhen.