返工高引腳數(shù)或尺寸很小的SMT器件時(shí),讓正確的焊盤(pán)上有合適的焊錫體積的辦法有很多。最常見(jiàn)的焊錫涂布類(lèi)型包括印刷、點(diǎn)膠和手工焊接。這些方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),取決于SMT加工返工工藝中各種不同的因素。
一、手工焊接返工
手工焊接返工高引腳數(shù)或尺寸很小的SMT元件封裝時(shí),返工的速度要快,并且操作人員要有很高的技巧。關(guān)于使用手工焊接工藝返工這些類(lèi)型的SMT元件的好消息是,一個(gè)器件在調(diào)試時(shí)就可以快速返工,并返回進(jìn)行測(cè)試或反饋給設(shè)計(jì)工程師。
不過(guò),使用手工焊接返工工藝來(lái)返工電子元件有一些不足之處。首先,既無(wú)法確保焊膏體積的一致性,也無(wú)法保證手工焊接的一致性,這會(huì)造成這一工藝不可控。在工藝允許增加助焊劑時(shí),如果對(duì)這些助焊劑的體積缺乏控制,意味著助焊劑的殘?jiān)碗娐钒宓那鍧嵍瓤赡茉斐蓾撛诘目煽啃燥L(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于一些高密度區(qū)域中的微間距元件,SMT加工返工技術(shù)人員的熟練程度要保持比較高的水平,這會(huì)限制返工的產(chǎn)量(圖1)。另外,如果SMT加工返工技術(shù)人員在放置烙鐵時(shí)不小心,可能會(huì)損壞鄰近的元件。還有,由于手工焊接要耗費(fèi)大量時(shí)間,因此它不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的方法。
圖1、手工焊接返工微間距元件
二、模板印刷
用來(lái)返工高引腳數(shù)或尺寸很小的SMT元件封裝的模板印刷既有優(yōu)點(diǎn),也有缺點(diǎn)。使用模板印刷來(lái)返工這些器件的優(yōu)點(diǎn)非常多,這些優(yōu)點(diǎn)包括這種技術(shù)非常通用,使用的材料也很常見(jiàn),SMT加工返工技術(shù)人員的熟練程度只需要在中等水平。與其他的返工方法相比,這種方法的速度也非??臁?/span>
即使在空間受到限制的情況中,一次性柔性模板(圖2)允許SMT加工返工技術(shù)人員把它放入狹小的空間里。這些背面有粘合劑的模板已經(jīng)克服對(duì)使用金屬模板的局限性,包括:電路板的共面性,操作過(guò)程中模板的彎曲、進(jìn)入狹小空間、必須在設(shè)備周?chē)迟N膠帶以防止錫膏污染該區(qū)域,必須校準(zhǔn)時(shí)間和固定裝置去清理模板。
圖2、柔性模板焊膏印刷
但是,這種返工辦法也有缺點(diǎn),包括返工位置有多個(gè)尺寸很小的封裝時(shí)的模板處理,與焊膏印刷有關(guān)的“混亂”,以及模板送到返工現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間(24-48小時(shí)),所有這些都限制返工時(shí)使用模板印刷焊膏的實(shí)用性。
三、點(diǎn)膠
點(diǎn)膠、噴涂印刷提供一種替代模板印刷和手工焊接的焊膏涂布方法。在涉及高I/O數(shù)、微小封裝元件返工時(shí),點(diǎn)膠焊膏有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)(圖3)。這種技術(shù)與其他涂布技術(shù)的最大區(qū)別是其精確度?,F(xiàn)代的阿基米德螺旋式涂布器能夠每小時(shí)涂布20,000個(gè)尺寸小到800微米的焊膏點(diǎn)。一臺(tái)噴涂印刷設(shè)備能夠以高達(dá)300赫茲或每小時(shí)1,000,000個(gè)點(diǎn)的恒定速度印刷焊膏,印刷的點(diǎn)尺寸小到200微米。
圖3、在超微間距SMT元件上涂布焊膏
噴涂的另一個(gè)大優(yōu)點(diǎn)是能夠用相同體積的焊膏涂布多層電路板和異形焊盤(pán)(例如射頻屏蔽罩),提供高重復(fù)性。此外,這種返工方法比模板印刷或手工焊接方法的自動(dòng)化程度更高。雖然這種方法有許多優(yōu)點(diǎn),但是,由于它的資本密集性、需要編程,以及涂布速度相對(duì)比較慢,這種方法并不適合所有的場(chǎng)景??梢杂脕?lái)涂布焊膏的涂布器起價(jià)幾千美元,最高可達(dá)10萬(wàn)美元。每個(gè)封裝的位置都要編程,這既要花時(shí)間也要求有一定的技術(shù)水平。
與其他方法相比,即使經(jīng)過(guò)微調(diào),這種方法的涂布速度也非常慢。最后,所有與這種涂布工藝類(lèi)似的涉及液體和點(diǎn)膠的涂布工藝都需要專(zhuān)業(yè)知識(shí),以便使輸送焊膏的管道、噴嘴和涂布系統(tǒng)的其他部件都保持清潔和不斷優(yōu)化。這種焊膏涂布系統(tǒng)是使用點(diǎn)膠技術(shù)在焊膏的流變性上“走鋼絲”,關(guān)系到涂布焊膏的精確度。
四、結(jié)論
SMT加工工藝工程師必須充分了解每一種返工情形,考慮需要的修復(fù)時(shí)間、組件在最終用途操作環(huán)境的可靠性、操作人員的熟練程度、可動(dòng)用的資金和經(jīng)濟(jì)狀況,做出正確的決定。
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