PCB Блог - Описание процесса сборки PCB

FPC имеет процесс сборки и сварки PCBA, который очень отличается от процесса сборки жестких плат. Твердость FPC недостаточна и относительно мягка. Без использования специальных несущих панелей невозможно завершить фиксацию и передачу, а также основные процессы SMT, такие как печать, установка и прохождение через печь.

Предварительная обработка FPC

FPC относительно мягкий и обычно не упаковывается в вакуум на заводе. Во время транспортировки и хранения легко впитывается влага из воздуха. Перед производством SMT требуется предварительная выпечка для медленного и мощного отвода влаги. В противном случае, при высокотемпературном ударе обратной сварки, вода, поглощаемая FPC, быстро испаряется в водяной пар и выделяется из FPC, что может легко привести к дефектам, таким как расслоение и вспенивание FPC.

Условия предварительной выпечки обычно составляют 80 - 100а и длятся 4 - 8 часов. В особых случаях температура может быть повышена выше 125, но время выпечки должно быть соответствующим образом сокращено. Перед выпечкой необходимо провести небольшое тестирование образцов, чтобы определить, может ли FPC выдерживать заданную температуру выпечки. При выпечке стек FPC не должен быть слишком большим и подходит для 10 - 20PNL. После выпечки FPC должен быть без значительного обесцвечивания, деформации, деформации или других дефектов и может быть введен в эксплуатацию только после проверки IPQC.

2.Производство специальных несущих пластин для FPC

В соответствии с CAD - файлом платы считывайте данные о позиционировании отверстия FPC, создавайте высокоточные шаблоны позиционирования FPC и специальные несущие пластины, чтобы диаметр штифта на шаблоне позиционирования соответствовал отверстию позиционирования на несущей пластине и апертуре отверстия позиционирования на FPC. Толщина многих FPC различна из - за необходимости защиты определенных схем или конструкционных причин. Одни участки толще, другие тоньше, а в некоторых даже имеются укрепленные металлические пластины. Поэтому швы между несущей пластиной и FPC должны быть обработаны, отполированы и прорезаны в соответствии с фактическими условиями, чтобы убедиться, что FPC плоский во время печати и установки. Требования к материалу несущей пластины - легкий вес, высокая прочность, меньшее поглощение тепла, быстрое охлаждение и наименьшее деформация после нескольких тепловых ударов. Часто используемые данные несущей пластины включают синтетический камень, алюминиевую пластину, силиконовую пластину, специальную высокотемпературную магнитную сталь и так далее.

КПК

3.Производственный процесс FPC

Мы рассмотрим основные моменты SMT для FPC на примере обычных плат носителей. При использовании силиконовой пластины или магнитного зажима фиксация FPC намного удобнее и не требует использования ленты. Технологические точки печати, SMT, сварки и других процессов одинаковы.

3.1 Фиксирование FPC

Перед SMT FPC должен быть точно закреплен на несущей плате. Следует отметить, что чем короче время хранения от фиксации FPC на несущей пластине до печати, установки и сварки, тем лучше. Существуют два типа несущих пластин: с направляющим штифтом и без него. несущая пластина без штифта должна использоваться в сочетании с шаблоном позиционирования с штифтом позиционирования. Во - первых, несущая пластина помещается на штырь позиционирования шаблона, так что штырь позиционирования открывается через отверстие позиционирования на перегрузке. Затем FPC размещается по частям на открытых штифтах позиционирования, закрепляется лентой и отделяет несущую пластину от шаблона позиционирования FPC для печати, установки и сварки. Несколько пружинных установочных штифтов длиной около 1,5 мм были закреплены на несущей пластине с помощью установочных штифтов. FPC может быть размещен непосредственно на пружинном штифте несущей пластины один за другим, а затем закреплен лентой. В процессе печати пружинный фиксатор может быть полностью прижат проволочной сеткой к несущей пластине без ущерба для эффекта печати.

Метод 1 (односторонняя фиксация ленты) использует тонкую, высокотемпературную одностороннюю ленту для закрепления четырех сторон FPC на несущей пластине, чтобы предотвратить любые отклонения или деформации FPC. Вязкость ленты должна быть умеренной, легко отслаивается после обратной сварки, на FPC не должно быть остаточного клея. Если используется автоматическая ленточная машина, она может быстро разрезать ленту одинаковой длины, что значительно повышает эффективность, экономит затраты и избегает отходов.

Метод 2 (двухсторонняя клейкая фиксация) Во - первых, приклеите высокотемпературную двухстороннюю ленту к пластине носителя, эффект такой же, как и у кремниевой пленки. Затем прикрепите FPC к несущей пластине, обратите особое внимание, чтобы вязкость ленты не была слишком высокой, иначе отсоединение после обратной сварки может легко привести к разрыву FPC. После многократного нагрева вязкость двусторонней ленты постепенно снижается, и когда вязкость слишком низкая, чтобы надежно фиксировать FPC, двусторонняя лента должна быть немедленно заменена. Станция является ключевой станцией для предотвращения загрязнения FPC и должна работать в наборе пальцев. Перед повторным использованием несущей пластины необходимо провести соответствующую очистку. Можно протирать нетканым моющим средством или использовать антистатический пылезащитный ролик для удаления поверхностной пыли, оловянных шариков и других инородных веществ. При демонтаже и размещении FPC не следует слишком сильно давить, так как FPC уязвим и подвержен складкам и разрывам.

3.2 Печать оловянной пасты FPC

FPC не имеет особых требований к составу сварочной пасты, а размер и содержание металла в частицах сварного шара определяются IC с тонким интервалом, существующим на FPC. Тем не менее, FPC предъявляет высокие требования к печатным свойствам пасты, и паста должна обладать отличной тактильной способностью. Паста должна быть легко напечатана и отделена от формы и прочно прикреплена к поверхности FPC без каких - либо дефектов, таких как отшлифовка, засорение стальной сетки или оседание после печати.

Из - за нагрузки FPC на несущую пластину на FPC имеется высокотемпературная лента для позиционирования, что приводит к непоследовательной плоскости. Поэтому печатная поверхность FPC не может быть такой же плоской, как PCB, и имеет одинаковую толщину и твердость. Поэтому не рекомендуется использовать металлические скребки, а следует использовать полиуретановые скребки с твердостью 80 - 90 градусов. Лучше всего, чтобы оловянная паста имела оптическую систему позиционирования, иначе это окажет значительное влияние на качество печати. Хотя FPC закреплен на несущей пластине, между FPC и несущей пластиной всегда есть небольшой промежуток, который является самым большим отличием от жесткой пластины PCB. Поэтому настройка параметров устройства также окажет значительное влияние на эффект печати.

Печатные станции также являются ключевыми станциями для предотвращения загрязнения FPC. Во время работы необходимо надевать повязку пальца, сохраняя при этом чистоту рабочей станции, часто вытирая проволочную сетку, чтобы предотвратить загрязнение сварочным кремом золотых пальцев и позолоченных кнопок FPC.

3.3 FPC SMT

В зависимости от характеристик продукта, количества деталей и эффективности установки, установка может быть выполнена с помощью среднескоростной установки. Поскольку оптические маркеры MARK используются на каждом FPC, нет большой разницы между установкой SMD на FPC и установкой на PCB. Следует отметить, что, хотя FPC закреплен на несущей пластине, его поверхность не может быть такой же плоской, как у жесткой пластины PCB, и между FPC и несущей пластиной, безусловно, будет локальный зазор. Поэтому необходимо точно установить высоту спуска всасывающего отверстия, давление дутья и т. Д. И снизить скорость перемещения всасывающего отверстия.

3.4 Сварка обратным током FPC

Следует использовать обязательную сварочную печь с тепловой конвекцией инфракрасного обратного тока, чтобы изменения температуры на FPC были более равномерными и уменьшали возникновение дефектов сварки. Если используется односторонняя лента, так как она может фиксировать только четыре стороны FPC, средняя часть легко деформируется под горячим воздухом, что приводит к наклону сварного диска, расплавленное олово (жидкое олово при высокой температуре) будет течь, что приводит к воздушной сварке, непрерывной сварке и сварному шарику, что приводит к более высокой скорости технологических дефектов.

3.4.1. Метод испытания температурных кривых

Из - за различных теплопоглощающих свойств несущих пластин типы компонентов на FPC различны, скорость повышения температуры после нагрева во время обратной сварки различна, а поглощаемое тепло также различно. Поэтому тщательная настройка температурной кривой печи обратного тока оказывает большое влияние на качество сварки. Более надежным способом является размещение двух загрузочных панелей FPC до и после тестовой пластины в соответствии с фактическим производственным интервалом. В то же время элементы подключаются к FPC тестовой пластины и свариваются к испытательной точке с помощью высокотемпературной сварочной проволоки. В то же время провод зонда закреплен на испытательной пластине с помощью высокотемпературной ленты. Обратите внимание, что высокотемпературная лента не может покрыть тестовую точку. Испытательные точки должны быть выбраны вблизи точки сварки и штыря QFP на каждой стороне несущей пластины, чтобы результаты испытаний лучше отражали реальную ситуацию.

3.4.2 Установка температурной кривой

При отладке температуры печи, из - за плохой однородности FPC, лучше всего использовать трубы температурной кривой для нагрева / изоляции / обратного потока, так что параметры каждой температурной зоны легче контролировать. Кроме того, тепловой удар оказывает меньшее влияние на FPC и компоненты. По опыту, лучше всего регулировать температуру плавильной печи до нижнего предела значений, необходимых для технологии пасты. Скорость ветра в печи обычно является самой низкой, которую может использовать печь. Цепочка возвратной печи хорошо устойчива и не должна трястись.

3.5 Проверка, тестирование и дробление КПК

Из - за теплопоглощающей способности внутренних панелей печи, особенно алюминиевых, температура при выходе из печи выше, поэтому лучше всего установить вентилятор принудительного охлаждения на выходе, чтобы помочь быстро охладить. В то же время сотрудники должны носить изоляционные перчатки, чтобы избежать ожогов от высокотемпературной нагруженной пластины. Когда сваренный FPC снимается с несущей пластины, он должен быть равномерным и не должен быть слишком сильным, чтобы избежать разрыва или складки FPC.

Снятый КПК должен быть визуально осмотрен под лупой в пять или более раз, с уделением особого внимания поверхностным остаткам, обесцвечиванию, олову на золотых пальцах, шарикам припоя, точкам сварки с выводами IC и сварным соединениям. Поскольку поверхность FPC не может быть плоской, уровень ошибок AOI высок. Поэтому FPC обычно не подходит для проверки AOI. Тем не менее, используя специализированные тестовые приспособления, FPC может завершить тестирование ИКТ и FCT.

Поскольку большинство FPC являются соединительными панелями, может потребоваться разделение панелей перед тестированием ИКТ и FCT. В то время как такие инструменты, как лезвия и ножницы, также могут выполнять работу с разделкой, эффективность и качество работы относительно низки. Если речь идет о массовом производстве нерегулярных FPC, то для штамповки и разделения могут быть изготовлены специальные штампы FPC, что может значительно повысить эффективность работы. В то же время вырезанный край FPC аккуратно и красиво, а внутреннее напряжение, создаваемое во время штамповки и резки, очень низкое, что может эффективно избежать трещин в точке сварки.

В процессе сборки и сварки гибких электронных устройств PCBA ключевое значение имеет точное позиционирование и фиксация FPC, а ключом к фиксации является создание подходящей несущей платы. Далее следуют предвыпечка, печать, SMT и обратная сварка FPC. Очевидно, что процесс SMT для FPC намного сложнее, чем для жестких пластин PCB, поэтому требуется точная настройка технологических параметров. В то же время не менее важно строгое управление производственным процессом. Необходимо обеспечить строгое соблюдение работниками всех положений СОП. Инженеры производственных линий и IPQC должны усилить проверку, чтобы своевременно выявлять аномалии на производственных линиях, анализировать причины и принимать необходимые меры для контроля скорости дефектов на производственных линиях FPCSMT в пределах десятков PPM.

КПК

Производственное оборудование PCBA

Основное оборудование, необходимое для производства PCBA, включает в себя машины для печати пасты, SMT, обратную сварку, детектор AOI, машину для отделки компонентов, сварку волн, оловянную печь, стиральную машину, контрольно - измерительные приспособления ИКТ, испытательные приспособления FCT, стенды для испытания старения и т. Д.

4.1 Железопечатающая машина

Современные сварочные принтеры обычно состоят из таких механизмов, как загрузка печати, добавление пасты, уплотнение и подача платы. Принцип работы заключается в том, чтобы сначала закрепить печатную плату на печатном пульте, а затем использовать левый и правый скребки печатной машины, чтобы просочить пасту или красный клей через проволочную сетку на соответствующий сварочный диск. Для однородных утечек PCB автоматическая SMT осуществляется путем ввода таблицы передачи в машину SMT.

4.2 Машины SMT

Машины SMT, также известные как « монтажные машины» или « поверхностно - монтажные системы», являются устройствами, установленными после машины для печати оловянной пасты на производственной линии. Это устройство, которое точно помещает поверхностные монтажные компоненты на сварочный диск PCB, перемещая головку установки. Они делятся на ручные и полностью автоматические.

4.3 Сварка обратным током

Внутри обратной сварки есть нагревательная схема, которая нагревает воздух или азот до достаточно высокой температуры и дует его на монтажную плату уже подключенного компонента, чтобы сварочный материал с обеих сторон детали расплавился и соединился с основной пластиной. Преимущество этого процесса заключается в том, что температура легко контролируется, окисление можно избежать во время сварки, а затраты на изготовление легко контролировать.

4.4 Детектор AOI

AOI (автоматическое оптическое обнаружение) - это устройство, которое использует оптические принципы для обнаружения распространенных дефектов в производстве сварки. Машина автоматически сканирует PCB с помощью камеры, собирает изображения, сравнивает тестовые точки сварки с подходящими параметрами в базе данных, обрабатывает изображения, проверяет дефекты на PCB и отображает / маркирует дефекты через дисплей или автоматическую метку для технического обслуживания.

4.5. Элементно - обрезной станок

Для обрезки и деформации компонентов штифта.

4.6 Пиковая сварка

Пиковая сварка - это процесс, при котором сварная поверхность вставки находится в непосредственном контакте с высокотемпературным жидким оловом для достижения цели сварки. Высокотемпературное жидкое олово удерживает склон, образуя волны с помощью специального устройства, поэтому его называют « волновой сваркой». Основными его данными являются сварочные электроды.

4.7 Печь

В общем, оловянная печь относится к сварочным инструментам, используемым для электронной сварки. Для монтажных плат с дискретными элементами, хорошая согласованность сварки, удобная работа, быстрая, высокая эффективность работы.

4.8 Прокладка

Для очистки пластины PCBA можно удалить остатки на сварной пластине.

4.9 Испытательные приспособления ИКТ

ICTTEst в основном используется для проверки открытия, короткого замыкания и сварки всех компонентов схемы PCBA с помощью испытательных точек, которые проверяют контакт между зондом и компоновкой PCBA

4.10 Испытательные приспособления FCT

FCT (Функциональное тестирование) - это метод тестирования, который обеспечивает аналоговую операционную среду (мотивацию и нагрузку) для работы тестовой целевой платы (UUTUnitUnderTest) в различных проектных состояниях, чтобы получить параметры из каждого состояния для проверки функциональности UUT. Проще говоря, это означает загрузку соответствующего стимула на UUT и измерение того, соответствует ли выходной ответ требованиям.

4.11 Рамки испытаний на старение

Стенд для тестирования старения может проводить массовое тестирование PCBA - панелей и имитировать длительные действия пользователя для тестирования проблемных PCBA - панелей.

IPCB имеет хорошо зарекомендовавший себя завод SMT, а также заводы PCB и FPC, которые предоставляют единые OEM - услуги для PCBA и FPC. Продукция охватывает многие области, такие как автомобильная электроника, медицинское оборудование, промышленный контроль, аэрокосмическое и коммуникационное оборудование.