1、根據(jù)貼裝精度要求以及元件種類和數(shù)量的不同,目前常用的方案如下幾種:方案 1、多片貼 裝:多片 FPC 靠定位模板定位于托半上,并全程固定在托板上一起 SMT 貼裝。1. 適用范圍:A 、 元件種類:片狀元件一般體積大于 0603,引腳間距大于等于 0.65的 QFQ 及其他元件 均可。B 、 元件數(shù)量:每片 FPC 上幾個(gè)元件到十幾個(gè)元件。C 、 貼裝精度:貼裝精度要求中等。D 、 FPC 特性:面積稍大,有適當(dāng)?shù)膮^(qū)域中無(wú)元件,每片 FPC 上都有二個(gè)用于光學(xué)定位的 MARK 標(biāo)記和二個(gè)以上的定位孔。2. FPC 的固定:根據(jù)金屬漏板的 CAD 數(shù)據(jù),讀取 FPC 的內(nèi)定位數(shù)據(jù),來(lái)制造高精度

2、FPC 定位模板。使模 板上定位銷的直徑和 FPC 上定位孔的孔徑相匹配,且高度在 2.5mm 左右。 FPC 定位模板 上還有托板下位銷二個(gè)。根據(jù)同樣的 CAD 數(shù)據(jù)制造一批托板。托板厚度以 2mm 左右為好, 且材質(zhì)經(jīng)過(guò)多次熱沖擊后翹曲變形要小, 以好的 FR-4材料和其他優(yōu)質(zhì)材料為佳。 進(jìn)行 SMT 之前,先將托板套在模板上的托板定位銷上,使定位銷通過(guò)托板上的孔露出來(lái)。將 FPC 一 片一片套在露出的定銷 上,用薄型耐高溫膠帶固定位在托板上,不讓 FPC 有偏移,然后讓 托板與 FPC 定位模板分離,進(jìn)行焊接印刷和貼裝,耐高溫膠帶(PA 保護(hù)膜粘壓要適中, 經(jīng) 高溫沖擊后必須易剝離。而且

3、在 FPC 上無(wú)殘留膠劑。特別需要注意的是 FPC 固定在托板上開(kāi)始到進(jìn)行焊接印刷和貼裝之間的存放時(shí)間越短越好。 方案 2、高精度貼裝:將一片或幾片 FPC 固定在高精度的定位托板上進(jìn)行 SMT 貼裝1. 適用范圍:A 、元件種類:幾乎所有常規(guī)元件,引腳間距小于 0.65mm 的 QFP 也可。B 、元件數(shù)量:幾十個(gè)元件以上。C 、貼裝精度:相比較而言,高貼裝精度最高 0.5mm 間距的 QFP 貼裝精度也可保證。D 、 FPC 特性:面積較大,有幾個(gè)定位小孔,有 FPC 光學(xué)定位的 MARK 標(biāo)記和重要元件如 QFP 的光學(xué)定位標(biāo)記。2. FPC 的固定:FPC 固定在元件托板上。這種定位托

4、板是批量定制的,精度極高,精度極高,每塊托板之間的定位的差異可以忽略不計(jì)。這種托板經(jīng)過(guò)必幾十次的高溫沖擊后尺寸變化和 翹曲變形 極小。這種定位托板上有兩個(gè)定位銷,一種定位銷高度與 FPC 厚度一致,直徑與 FPC 的定 位的定位小孔的孔徑相匹配,另外一種 T 型定位銷高比前一種 略高一點(diǎn),由于 FPC 很柔, 面積較大,形狀不規(guī)則,所以 T 型定位銷的作用是限制 FPC 某些部分的偏移,保證印刷和 貼裝精度。針對(duì)這種固定方式,金屬板上對(duì) 應(yīng)與 T 型定位銷的地方可做適當(dāng)處理。FPC 固定在定位托板上, 其存放的時(shí)間雖沒(méi)有限制, 但受環(huán)境條件的影響, 時(shí)間也不宜太長(zhǎng)。 否則 FPC 容易受潮,引

5、越翹曲變形,影響貼裝的質(zhì)量。在 FPC 上進(jìn)行高精度貼裝和工藝要求和注意事項(xiàng)1、 FPC 固定方向:在制作金屬漏板和托板之前,應(yīng)先考慮 FPC 的固定方向,使其在回流焊 時(shí),產(chǎn)生焊接不良的可能性小。較佳的方案是片狀元件垂直方向、 SOT 和 SOP 水平方向放 置。2、 FPC 及塑封 SMD 元件一樣屬于 " 潮濕敏感器件 " , FPC 吸潮后, 比較容易引起翹曲變形, 在高溫下容易分層,所以 FPC 和所有塑封 SMD 一樣,平時(shí)要防濕 保存,在貼裝前一定要 進(jìn)行驅(qū)濕烘干。 一般在規(guī)模生產(chǎn)的工廠里采取高烘干法。 125條件下烘干時(shí)間為 12小時(shí)左 右。塑封 SMD 在

6、 80 -120下 16-24小時(shí)。3、焊錫膏的保存和便用前的準(zhǔn)備:焊錫膏的成份較復(fù)雜,溫度較高時(shí),某些成份非常不穩(wěn)定,易揮發(fā),所以焊錫膏平時(shí)應(yīng)密封 存在低溫環(huán)境中。溫度應(yīng)大于 0, 4 -8最合適。使用前在常溫中 回溫 8小時(shí)左右(密 封條件下 ,當(dāng)其溫度與常溫一致時(shí)。才能開(kāi)啟,經(jīng)攪拌后使用。如果未達(dá)到室溫就開(kāi)啟使 用,焊膏就會(huì)吸收空氣中的水分,在回流焊會(huì)造成飛 濺,產(chǎn)生錫珠等不良現(xiàn)象。同時(shí)吸收 的水分在高溫下容易與某些活化劑發(fā)生反應(yīng), 消耗掉活化劑, 容易產(chǎn)生焊接不良。 焊錫膏也 嚴(yán)禁在高溫(32以上下快速回 溫。人工攪拌時(shí)要均勻用力,當(dāng)攪拌到錫膏像稠稠的漿 糊一樣,用刮刀挑起,能夠自然地

7、分段落下,就說(shuō)明能夠使用。最好能夠使用離心式自動(dòng)攪 拌機(jī),效果更好, 并且能夠避免人工攪拌在焊錫膏中殘留有氣泡的現(xiàn)象,使印刷效更好。4、環(huán)境溫度及濕度:一般環(huán)境溫度要求恒溫在 20左右,相對(duì)濕度保持在 60%以下,焊錫膏印刷要求在相對(duì)密 閉且空氣對(duì)流小的空間中進(jìn)行。5、 金屬漏板金屬漏板的厚度一般選擇在 0.1mm-0.5mm 之間。根據(jù)實(shí)際效果,當(dāng)漏板的厚度為最小焊盤 寬度的二分之一以下時(shí), 焊膏脫板的效果好, 漏空中焊錫的殘留少。 漏孔的面積一般比焊盤 要小 10%左右。由于貼裝元件的精度要求,常用的化學(xué)腐蝕不符合要求建議采用化學(xué)腐蝕加局部化學(xué)拋光 法、激光法和電鑄法來(lái)制作金屬漏板。從價(jià)格

8、性能比較,激光法為優(yōu)選。1 化學(xué)腐蝕加局部化學(xué)拋光法:化學(xué)腐蝕法制造漏板, 目前在國(guó)內(nèi)較為普遍, 但孔壁不夠光滑, 可采用局化學(xué)拋光法增加孔壁的光滑度。該方法制造成本較低。2 激光法:成本高。但加工精度高,孔壁光滑,公差小,能適合印刷 0.3mm 間距的 QFP 的焊錫膏。 6、 焊錫膏:根據(jù)產(chǎn)品的要求,可分別選用一般焊膏和免清洗焊錫膏。焊錫膏特性如下:1 焊錫膏的顆粒形狀和直徑:顆粒膏的形狀為球型,非球型所占比例不能超過(guò) 5%。直徑大小應(yīng)根據(jù)一般法則,焊球直徑 應(yīng)小于金屬漏板厚度的三分之一,最小孔徑寬度的五分之一,否則直徑過(guò) 大的焊球和不規(guī) 則的顆粒容易阻塞漏印窗口, 造成焊錫膏印刷不良。

9、所以 0.1-0.5mm 厚度的金屬板和 0.22mm 左右的最小漏板窗口寬度決定了焊球直徑 為 40um 左右。直徑最大最小的焊球的比例不能 超過(guò) 5%。焊球直徑過(guò)小,其表面氧化物會(huì)隨直徑變小而非線性快速增加,在回流焊中將大 量消耗助焊成份,嚴(yán)重影 響焊接質(zhì)量。如果為免清洗錫膏,其去氧化物物質(zhì)偏少,焊接效 果會(huì)更差。所以大小均勻的直徑為 40um 的球型焊錫膏顆粒是較佳的選擇。2 焊料比例:焊料含量 90%-92%左右的焊錫膏粘度適中,印刷時(shí)不易塌邊,而且再流焊后,厚度大致為 印刷時(shí)的 75%足夠焊料能夠保證可靠的焊接強(qiáng)度。3 粘度:焊錫膏的流動(dòng)力學(xué)是很復(fù)雜的。很明顯,焊錫膏應(yīng)該能夠很容易印

10、刷并且能牢固地附著在 FPC 表面,低粘度的焊錫膏(500Kcps 容易產(chǎn)生塌陷而形成短 路,而高粘度的焊錫膏 (1400Kcps 容易殘留在金屬漏孔中,慢慢地阻塞漏孔,影響印刷質(zhì)量。所以 700-900Kcps 的焊錫膏較為理想。4 觸變系數(shù):一般選擇為 0.45-0.60。7、 印刷參數(shù):1 刮刀種類及硬度:由于 FPC 固定方式的特殊性表現(xiàn)為印刷面不可能象 PCB 那樣平整和厚度硬度一致,所以不 宜采用金屬刮刀,而應(yīng)用硬度在 80-90度的聚胺酯平型刮刀。2 刮刀與 FPC 的夾角:一般選擇在 60-75度之間。3 印刷方向:一般為左右或前后印刷, 最先進(jìn)的印刷機(jī)刮刀與傳送方向呈一定角度

11、印刷, 能夠有效地保證QFP 四邊焊盤上焊錫膏的印刷量,印刷效果最好。4 印刷速度:在 10-25mm/s范圍內(nèi)。印刷速度太快將會(huì)造成刮刀滑行,導(dǎo)致漏印。速度太慢,會(huì)造成焊 錫膏邊緣不整齊或污染 FPC 表面。刮刀速度應(yīng)與焊盤間距成正比關(guān) 系,而與漏板的厚度的 粘度成反比。 0.2mm 寬度的焊盤漏孔在印刷速度為 20mm/s時(shí),焊錫膏的填充時(shí)間僅有 10mm/s。所以適中的印刷速度能夠保證 精細(xì)印刷時(shí)焊膏的印刷量。5 印刷壓力:一般設(shè)定為 0.1-0.3kg/每厘米長(zhǎng)度。由于改變印刷的速度會(huì)改變印刷的壓力,通常情況下, 先固定印刷速度再調(diào)節(jié)印刷壓力,從小到大,直至正好把焊錫 膏從金屬漏板表面

12、刮干凈。 太小的壓力會(huì)使 FPC 上錫膏量不足,而太大的印刷壓力會(huì)使焊錫膏印得太薄,同時(shí)增加了 焊錫膏污染金屬漏板反面和 FPC 表面的可能 性。6 脫板速度:0.1-0.2mm/s。由于 FPC 的特殊性,較慢的脫板速度有利于焊錫膏從漏孔中脫離。如果速度 較快, 在金屬漏板和 FPC 之間, 在 FPC 和托板之間的空 氣的壓力會(huì)快速變化, 會(huì)造成 FPC 與托板之間的空隙大小瞬間變化, 影響焊錫膏從漏孔中脫離和印刷圖形的完整性, 造成不良。 現(xiàn)在,更先進(jìn)的印刷機(jī),能將脫板 速度設(shè)置成為可加速的,速度能從 0逐漸加速,其脫板 效果也非常好。8、貼片:根據(jù)產(chǎn)品的特性、元件數(shù)量和貼片效率,一般采

13、用中高速貼片機(jī)進(jìn)行貼裝。由于每片 FPC 上都有定位用的光學(xué) MARK 標(biāo)記,所以在 FPC 上進(jìn)行 SMD 貼裝與在 PCB 上進(jìn)行貼裝區(qū) 別不大。需要注意的是,元件貼片動(dòng)作完成后,吸嘴中的吸力應(yīng)及時(shí)變成 0后,吸嘴才能從 元件上移走。雖然后在 PCB 上進(jìn)行貼裝時(shí),這個(gè)過(guò) 程設(shè)置不當(dāng)也會(huì)引起貼裝不良,但是在 柔軟的 FPC 上發(fā)生這種不良的概率要大得多。同時(shí)也應(yīng)注意下貼高度,并且吸嘴移走的速 度也不宜太快。9、 回流焊:應(yīng)采用強(qiáng)制性熱風(fēng)對(duì)流紅外回流焊,這樣 FPC 上的溫度能較均勻地變化,減少焊接不良的 產(chǎn)生。1 溫度曲線測(cè)試方法:由于托板的吸熱性不同、 FPC 上元件種類的不同、 它們?cè)?/p>

14、回流焊中受熱后, 溫度上升的速度 不同,吸收的熱量也不同,因此仔細(xì)地設(shè)置回流焊的溫度曲線,對(duì)焊接 質(zhì)量大有影響。比 較妥當(dāng)?shù)姆椒ㄊ?根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的托板間隔,在測(cè)試板前各放兩塊裝有 FPC 的托板,同 時(shí)在測(cè)試托板的 FPC 上貼裝有元件,用高溫焊錫絲將 測(cè)試溫探頭焊在測(cè)試點(diǎn)上,同時(shí)用耐 高溫膠帶(PA 保護(hù)膜將探頭導(dǎo)線固定在托板上。注意,耐高溫膠帶不能將測(cè)試點(diǎn)覆蓋住。 測(cè)試點(diǎn)應(yīng)選在靠托板各邊較近的焊 點(diǎn)上和 QFP 引腳等處, 這樣的測(cè)試結(jié)果更能反映真實(shí)情 況。2 溫度曲線的設(shè)置及傳送速度:由于我們采用的焊錫膏焊料的重量比達(dá)到 90%-92%,焊劑成分較少,因此整個(gè)回流焊時(shí)間 控制在 3分鐘

15、左右, 我們應(yīng)根據(jù)回流焊溫區(qū)的多少以及各功能段所需時(shí)間的多少, 來(lái)設(shè)置回 流焊各溫區(qū)的加熱及傳送速度。需要注意的是,傳送速度不宜過(guò)快,以免造成抖動(dòng),引起焊 接不良。大家知道免清洗焊錫膏中的活化劑較少, 活化程度較低, 如果采用常規(guī)溫度曲線, 則預(yù)熱時(shí) 間過(guò)長(zhǎng),焊粒氧化程度也較高,將有過(guò)多的活化劑在達(dá)到溫度峰值區(qū)前就 被耗盡,在峰值 區(qū)內(nèi)沒(méi)有足夠的活化劑來(lái)還原被氧化的焊料和金屬表面。 焊料無(wú)法快速熔化并濕潤(rùn)金屬表面 造成焊接不良,因此對(duì)于免清洗焊錫膏而言,應(yīng)采用與常 規(guī)焊錫膏不同的定位曲線,才能 得到良好的焊接效果。這一點(diǎn)住住被一些 SMT 工藝師所忽視。1. 常規(guī)焊錫膏的回流焊曲線不同品牌的焊

16、錫膏推薦的溫度曲線有所不同, 不同焊劑比例的焊錫膏溫度曲線也有較明顯的 差異。下面介紹的是我們使用的溫度曲線:A 、預(yù)熱階段:溫度從室溫到 150,上升速度約為 1-2 /左右。B 、保溫階段:溫度從 150上升到 170,保溫時(shí)間 30-60秒。C 、焊接階段:溫度升高速度約為 20C/s,最高溫度峰值不能超過(guò) 230, 200以上的區(qū)域 要保持 20-40秒, 220 -230的時(shí)間控制在 3-5秒。D 、冷卻階段:溫度達(dá)到峰值后自然下降,下降速度在 2 -5 /s之間,溫度下降速度太慢, 容易形成共聚金屬化合物,影響焊接強(qiáng)度。2. 免清洗焊錫膏的回流焊曲線A .不同特性的免清洗焊膏其溫度曲線有一定的差異。B .使用充氮再流焊工藝時(shí),免清洗焊膏的溫度曲線與一般再流焊條件下的普通焊錫膏溫度 曲線相似,具有 150左右的保溫區(qū)域,只過(guò)時(shí)間上有差異。C .使用普通再流焊時(shí),免清洗焊錫膏的溫度曲線與常規(guī)的溫度曲線有明顯不同。根據(jù)供應(yīng) 商的推薦,預(yù)熱曲線須呈性上升到 160左右,上升速率為 1.5-2 /s,然后以 2-4的速度 上升至峰值,其中明顯的保溫區(qū)域。最高溫度峰值不能超過(guò) 230, 200以上的區(qū)域要保 持 20-40秒時(shí)間 同, 220 -230的時(shí)間控制在 3-5秒。小結(jié)在 FPC 上進(jìn)行