Giải pháp gắn bảng mạch PCB SMD trên FPC, Theo yêu cầu về độ chính xác của vị trí và các loại và số lượng linh kiện khác nhau, các giải pháp thường được sử dụng như sau: Vị trí nhiều chip: Nhiều FPC được định vị trên một nửa giá đỡ bằng mẫu định vị và được cố định trên tấm đỡ bằng SMT trong toàn bộ quá trình gắn kết.
1. Phạm vi áp dụng:
1.1 Loại thành phần: các thành phần chip thường có âm lượng lớn hơn 0603 và QFQ và các thành phần khác có khoảng cách chân lớn hơn hoặc bằng 0,65.
1.2 Số lượng thành phần: từ một số thành phần đến hơn một chục thành phần trên mỗi FPC.
1.3 Độ chính xác khi lắp: Độ chính xác khi lắp là vừa phải.
1.4 Đặc điểm của FPC: Diện tích lớn hơn một chút và không có thành phần nào trong các khu vực thích hợp. Mỗi mảnh FPC có hai dấu MARK để định vị quang học và nhiều hơn hai lỗ định vị.
2. Cố định FPC: Theo dữ liệu CAD của ống lót kim loại, đọc dữ liệu định vị bên trong của FPC để tạo ra mẫu định vị FPC có độ chính xác cao. Khớp đường kính của chốt định vị trên khuôn mẫu với đường kính của lỗ định vị trên FPC và chiều cao khoảng 2,5mm. Ngoài ra còn có hai chốt vị trí thấp hơn trên pallet trên mẫu định vị FPC. Tạo một loạt các pallet từ cùng một dữ liệu CAD. Độ dày của pallet nên khoảng 2mm và biến dạng cong vênh của vật liệu sau nhiều cú sốc nhiệt phải nhỏ, và vật liệu FR-4 tốt và các vật liệu chất lượng cao khác được ưu tiên. Trước khi thực hiện SMT, hãy đặt pallet lên các chốt định vị pallet trên khuôn mẫu, để các chốt định vị được tiếp xúc qua các lỗ trên pallet. Đặt lần lượt các FPC lên các chân tiếp xúc và cố định chúng trên pallet bằng băng dính chịu nhiệt độ cao mỏng để FPC không bị lệch, sau đó tách pallet ra khỏi mẫu định vị FPC để hàn, in và gắn, có khả năng chịu nhiệt độ cao. Băng dính (màng bảo vệ PA) nên có độ dính vừa phải và dễ bong ra sau khi bị nhiệt độ cao tác động. Và không có keo dư trên FPC. Điều đặc biệt quan trọng cần lưu ý là thời gian lưu trữ giữa FPC được cố định trên pallet và hàn, in và đặt càng ngắn thì càng tốt. Tùy chọn 2. Gắn chính xác cao: Cố định một hoặc một số miếng FPC trên pallet định vị chính xác cao để lắp SMT. Phạm vi ứng dụng:
2.1 Các loại thành phần: hầu như tất cả các thành phần thông thường, QFP với khoảng cách chân nhỏ hơn 0,65mm cũng có sẵn.
2.2 Số lượng thành phần: hàng chục thành phần trở lên.
2.3 Độ chính xác khi lắp: Trong khi đó, độ chính xác vị trí của QFP với độ chính xác vị trí cao 0,5mm cũng có thể được đảm bảo.
2.4 Đặc điểm của FPC: diện tích lớn, nhiều lỗ định vị, dấu MARK cho định vị quang FPC và dấu định vị quang cho các thành phần quan trọng như QFP.
3. FPC và các thành phần SMD được bao bọc bằng nhựa thuộc về "thiết bị nhạy cảm với độ ẩm". Sau khi FPC hút ẩm, nó có nhiều khả năng gây cong vênh và biến dạng, đồng thời dễ phân tách ở nhiệt độ cao. Do đó, FPC, giống như tất cả các thành phần SMD được bao bọc bằng nhựa, nên được giữ trong kho chống ẩm vào những thời điểm bình thường. Nó phải được làm khô trước khi sấy. Nói chung, phương pháp sấy cao được áp dụng trong các nhà máy sản xuất quy mô lớn. Thời gian sấy ở nhiệt độ 125 ° C khoảng 12 giờ. SMD nhựa ở 80℃ -120℃ trong 16-24giờ.
4. Bảo quản và pha chế thuốc hàn trước khi sử dụng: Thành phần của thuốc hàn phức tạp hơn. Khi nhiệt độ cao, một số thành phần rất không ổn định và dễ bay hơi, vì vậy thuốc hàn cần được đậy kín và bảo quản trong môi trường nhiệt độ thấp. Nhiệt độ phải lớn hơn 0 ° C và 4 ° C-8 ° C là phù hợp. Trước khi sử dụng, để trở lại nhiệt độ bình thường trong khoảng 8 giờ (trong điều kiện kín), khi nhiệt độ phù hợp với nhiệt độ bình thường. có thể được mở ra và sử dụng sau khi khuấy. Nếu nó được bật lên trước khi đạt đến nhiệt độ phòng, keo hàn sẽ hút hơi ẩm trong không khí, gây ra bắn tung tóe trong quá trình hàn lại, dẫn đến các hiện tượng không mong muốn như hạt thiếc. Đồng thời, hơi ẩm hấp thụ dễ phản ứng với một số chất hoạt hóa ở nhiệt độ cao, làm tiêu hao chất hoạt hóa, dễ bị hàn kém. Hàn dán cũng bị nghiêm cấm hâm nóng nhanh ở nhiệt độ cao (trên 32 ° C). Khi khuấy bằng tay, sử dụng lực đều. Khi hỗn hợp hàn the được khuấy đều như đặc, dùng thìa khuấy đều lên, có thể chia thành từng đoạn một cách tự nhiên tức là có thể dùng được. Có thể sử dụng máy trộn tự động ly tâm, hiệu quả tốt hơn, tránh được hiện tượng bọt dư trong bột hàn bằng cách khuấy thủ công, do đó hiệu quả in tốt hơn.
5. Nhiệt độ và độ ẩm môi trường: Nói chung, nhiệt độ môi trường yêu cầu nhiệt độ ổn định khoảng 20 ° C và độ ẩm tương đối được giữ dưới 60%. In dán hàn yêu cầu một không gian tương đối kín và ít đối lưu không khí.
6. Ống lót kim loại Độ dày của ống lót kim loại thường được chọn trong khoảng 0,1mm-0,5mm. Theo hiệu quả thực tế, khi chiều dày của tấm rò rỉ nhỏ hơn một nửa chiều rộng của tấm đệm, hiệu quả của việc loại bỏ chất hàn là tốt và có ít dư lượng hàn trong vết rò rỉ. Diện tích của lỗ rò rỉ thường nhỏ hơn khoảng 10% so với diện tích của miếng đệm. Do các yêu cầu về độ chính xác của các bộ phận được gắn kết, ăn mòn hóa học thường được sử dụng không đáp ứng các yêu cầu. Nên sử dụng phương pháp ăn mòn hóa học cộng với đánh bóng bằng hóa chất cục bộ, phương pháp laze và phương pháp tạo hình điện để chế tạo ống lót kim loại. Từ việc so sánh hiệu suất giá cả, phương pháp laser được ưu tiên hơn.
1) Ăn mòn hóa học và phương pháp đánh bóng hóa học cục bộ: Phương pháp ăn mòn hóa học được sử dụng để sản xuất tấm rò rỉ, tương đối phổ biến ở Trung Quốc hiện nay, nhưng thành lỗ không đủ nhẵn. Có thể sử dụng phương pháp đánh bóng bằng hóa chất cục bộ để tăng độ nhẵn của thành lỗ. Phương pháp này ít tốn kém hơn để sản xuất.
2) Phương pháp laze: chi phí cao. Tuy nhiên, độ chính xác gia công cao, thành lỗ nhẵn và dung sai nhỏ, có thể phù hợp để in hồ hàn QFP với bước răng 0,3mm.
7. Chất hàn: Tùy theo yêu cầu của sản phẩm, có thể chọn loại bột hàn thông thường và chất hàn không sạch. Đặc điểm của hàn dán như sau:
1) Hình dạng hạt và đường kính của thuốc hàn: hình dạng của bột nhão là hình cầu, và tỷ lệ của loại không hình cầu không được vượt quá 5%. Đường kính của bi hàn phải dựa trên các quy tắc chung. Đường kính của viên bi hàn phải nhỏ hơn một phần ba chiều dày của ống lót kim loại và một phần năm chiều rộng lỗ. Nếu không, các viên bi hàn có đường kính quá lớn và các hạt không đều sẽ dễ dàng chặn cửa sổ rò rỉ và gây ra hiện tượng in keo hàn kém. Do đó, độ dày của tấm kim loại 0,1-0,5mm và chiều rộng của cửa sổ tấm rò rỉ khoảng 0,22mm xác định đường kính của viên bi hàn là khoảng 40um. Tỷ lệ đường kính của bi hàn không được vượt quá 5%. Nếu đường kính của bi hàn quá nhỏ, ôxít bề mặt sẽ tăng lên nhanh chóng và không tuyến tính khi đường kính trở nên nhỏ hơn, và một lượng lớn các thành phần thông lượng sẽ bị tiêu hao trong quá trình hàn nóng chảy lại, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng hàn. Nếu đó là chất hàn không sạch, chất khử oxy của nó sẽ ít hơn và hiệu quả hàn sẽ kém hơn. Vì vậy, các hạt bột hàn hình cầu có kích thước đồng nhất và đường kính 40um là sự lựa chọn tốt nhất.
2) Tỷ lệ hàn: Bột hàn với hàm lượng chất hàn khoảng 90% -92% có độ nhớt vừa phải và không dễ chảy xệ trong quá trình in, và sau khi hàn lại, độ dày khoảng 75% trong quá trình in, đủ chất hàn để đảm bảo độ bền hàn đáng tin cậy.
3) Độ nhớt: Động lực chảy của bột nhão hàn rất phức tạp. Rõ ràng là keo hàn phải dễ in và bám chắc vào bề mặt của FPC. Keo hàn có độ nhớt thấp (500Kcps) có xu hướng sụp đổ và tạo thành mạch ngắn, trong khi keo hàn có độ nhớt cao (1400Kcps) có xu hướng lưu lại trong các lỗ rò rỉ kim loại. , từ từ bít lỗ rò rỉ, ảnh hưởng đến chất lượng bản in. Vì vậy, keo hàn 700-900Kcps là lý tưởng.
4) Hệ số thịxotropic: lựa chọn chung là 0,45-0,60.
8. Các thông số in:
1) Loại và độ cứng của miếng ép: Do đặc thù của phương pháp cố định FPC, bề mặt in không thể phẳng như bảng PCB và có cùng độ dày và độ cứng, vì vậy không thích hợp để sử dụng kim loại chổi cao su, và độ cứng ứng dụng là 80-90 độ. Máy cạp phẳng polyurethane.
2) Góc giữa cạp và FPC: thường chọn trong khoảng 60-75 độ.
3) Hướng in: nói chung là in trái và phải hoặc in trước và sau, bộ gạt của máy in và hướng truyền tải được in ở một góc nhất định, có thể đảm bảo hiệu quả khối lượng in và hiệu quả in của chất hàn dán trên miếng đệm bốn mặt của QFP.
4) Tốc độ in: trong khoảng 10-25mm/s. Việc in quá nhanh sẽ khiến trục gạt bị trượt, dẫn đến in thiếu bản in. Quá chậm sẽ gây ra các mép hàn không đều hoặc làm nhiễm bẩn bề mặt FPC. Tốc độ chổi cao su phải tỷ lệ thuận với khoảng cách đệm và tỷ lệ nghịch với độ nhớt của chiều dày ống lót. Khi tốc độ in là 20mm / s, thời gian điền đầy hồ hàn chỉ là 10mm/s. Vì vậy, tốc độ in vừa phải có thể đảm bảo khối lượng in của hồ hàn trong quá trình in tốt.
5) Áp suất in: thường được đặt thành 0,1-0,3kg/cm chiều dài. Vì thay đổi tốc độ in sẽ làm thay đổi áp suất in, thông thường, trước tiên hãy cố định tốc độ in và sau đó điều chỉnh áp suất in, từ nhỏ đến lớn, cho đến khi keo hàn chỉ bị cạo ra khỏi bề mặt của tấm rò rỉ kim loại. Quá ít áp lực sẽ gây ra không đủ lượng keo hàn trên FPC, trong khi áp lực in quá lớn sẽ làm cho keo hàn quá mỏng và làm tăng khả năng keo hàn làm nhiễm bẩn mặt trái của ống lót kim loại và bề mặt của FPC.
6) Tốc độ dải: 0,1-0,2mm/s. Do tính đặc biệt của FPC, tốc độ tách lớp chậm hơn sẽ có lợi cho việc giải phóng keo hàn khỏi vết rò rỉ. Nếu tốc độ nhanh, áp suất không khí giữa FPC và tấm đỡ sẽ thay đổi nhanh chóng giữa tấm rò rỉ kim loại và FPC, điều này sẽ làm cho kích thước khe hở giữa FPC và tấm đỡ thay đổi ngay lập tức, ảnh hưởng đến dòng chảy của vật hàn dán từ lỗ rò rỉ. Tách và in toàn vẹn đồ họa, dẫn đến kém. Giờ đây, các máy in tiên tiến hơn có thể thiết lập tốc độ tách giấy được tăng tốc, và tốc độ này có thể được tăng tốc dần dần từ 0, và hiệu ứng bóc tách cũng rất tốt.
9. Gắn kết: Theo đặc tính của sản phẩm, số lượng thành phần và hiệu quả vá, máy định vị tốc độ trung bình và tốc độ cao thường được sử dụng để lắp. Vì mỗi mảnh FPC đều có dấu MARK quang học để định vị, nên có rất ít sự khác biệt giữa việc gắn SMD trên FPC và gắn trên PCB. Cần lưu ý rằng sau khi hoàn thành thao tác đặt linh kiện, lực hút trong vòi hút phải trở về 0 trong thời gian trước khi vòi hút có thể được lấy ra khỏi linh kiện. Mặc dù việc thiết lập không đúng quy trình này cũng có thể gây ra vị trí kém khi nó được gắn trên bảng PCB, nhưng xác suất xảy ra kém như vậy trên FPC mềm là lớn hơn nhiều. Đồng thời, cũng cần chú ý đến độ cao của miếng dán bên dưới, tốc độ tháo vòi hút không được quá nhanh.
10. Hàn hồi lưu: Nên sử dụng hàn hồi lưu hồng ngoại đối lưu không khí nóng cưỡng bức, để nhiệt độ trên FPC có thể thay đổi đồng đều hơn và giảm sự xuất hiện của quá trình hàn kém. 1) Phương pháp kiểm tra đường cong nhiệt độ: Do các đặc tính hấp thụ nhiệt khác nhau của các pallet, các loại thành phần khác nhau trên FPC, và sau khi chúng được nung nóng trong hàn nóng chảy lại, nhiệt độ tăng lên ở các tốc độ khác nhau và nhiệt hấp thụ cũng khác nhau , vì vậy hãy thiết lập cẩn thận các thông số hàn tái tạo. Đường cong nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến chất lượng hàn. Một phương pháp thích hợp hơn là đặt hai pallet có FPC trước bảng kiểm tra theo khoảng thời gian của pallet trong quá trình sản xuất thực tế, và gắn các thành phần vào FPC của pallet kiểm tra. Hàn trên điểm kiểm tra và cố định đầu dò trên pallet bằng băng dính chịu nhiệt độ cao (màng bảo vệ PA). Lưu ý rằng băng nhiệt độ cao không che các điểm kiểm tra. Các điểm kiểm tra nên được chọn trên các mối nối hàn và chân QFP gần với mỗi bên của pallet, để kết quả kiểm tra có thể phản ánh tốt hơn tình hình thực tế. 2) Cài đặt đường cong nhiệt độ và tốc độ truyền: Vì tỷ lệ trọng lượng của thuốc hàn chúng tôi sử dụng đạt 90% -92% và thành phần từ thông ít hơn, toàn bộ thời gian hàn nóng chảy lại được kiểm soát vào khoảng 3 phút. Mỗi phần chức năng yêu cầu bao nhiêu và bao nhiêu thời gian để thiết lập tốc độ gia nhiệt và tốc độ truyền của mỗi vùng nhiệt độ của quá trình hàn nóng chảy lại. Cần lưu ý tốc độ đường truyền không được quá nhanh để không gây chập chờn và kém hàn. Tất cả chúng ta đều biết rằng có ít chất kích hoạt hơn trong chất hàn không sạch và mức độ kích hoạt thấp. Nếu sử dụng đường cong nhiệt độ thông thường, thời gian gia nhiệt sơ bộ sẽ quá lâu và mức độ ôxy hóa của các hạt hàn cũng sẽ cao, và sẽ có quá nhiều chất hoạt hóa ở nhiệt độ cao nhất. bị cạn kiệt trước vùng đỉnh, và không có đủ chất hoạt hóa trong vùng đỉnh để làm giảm chất hàn bị oxy hóa và bề mặt kim loại. Chất hàn không thể nhanh chóng nóng chảy và làm ướt bề mặt kim loại, dẫn đến hàn kém. Do đó, đối với thuốc hàn không sạch, nên sử dụng đường cong định vị khác với đường cong định vị của thuốc hàn thông thường để đạt được kết quả hàn tốt. Điểm này đã bị một số thợ thủ công của SMT bỏ qua.
Tóm tắt Đối với việc bố trí SMD trên FPC, một trong những điểm chính là sự cố định của FPC. Chất lượng của việc cố định ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của vị trí. Tiếp theo là lựa chọn hàn, in và chỉnh lại. Trong trường hợp một FPC được cố định tốt, có thể nói rằng hơn 70% lỗi là do cài đặt thông số quy trình không đúng. Do đó, cần phải xác định các thông số quá trình theo sự khác biệt của FPC, sự khác biệt của các thành phần SMD, sự khác biệt của sự hấp thụ nhiệt của pallet, sự khác biệt của các đặc tính của chất hàn đã chọn và sự khác biệt của đặc tính thiết bị các thông số, và để kiểm soát quá trình sản xuất một cách kịp thời để phát hiện kịp thời các tình trạng bất thường. Chỉ bằng cách phân tích và đưa ra các phán đoán chính xác, và thực hiện các biện pháp cần thiết, tỷ lệ sản xuất SMT bị lỗi mới có thể được kiểm soát trong phạm vi hàng chục PPM trên bảng mạch PCB.