电子元器件表面组装工艺质量改进及应用研究陈凯

电子元器件表面组装工艺质量改进及应用研究陈凯

(天津环鑫科技发展有限公司300392)

摘要:电子元器件表面组装工艺质量,直接决定着电子元器件加工的质量,关系到我国制造业的长远发展。对此我们需要从不同的角度出发,加强工艺的精度,对工艺当中常见的技术难点不断进行有效克服,最终实现工艺质量的有效提升。本文主要研究电子元器件表面组装工艺改进措施,以期改善电子元器件表面组装工艺质量水平,为今后电子元器件表面组装工艺的发展奠定基础。

关键词:电子元器件;表面组装;质量

电子插件加工,在我国的工业生产体系当中具有很重要的地位。电子元器件表面组装技术并不是一个简单的过程,因此在对元器件进行生产实践时,需要立足多维度对其予以考虑与分析,并加大对改进方法的探索与研究。

1电子元器件表面组装工艺概述

(1)焊锡膏印刷是印刷过程最常采用的方式,锡膏能够对元器件的焊盘与引脚起到一定的连接作用。然而由于锡膏具有特殊性,即使在连接过程中采用最好的锡膏,其效果也是无法得到保证的,印刷钢板的设计与使用才是实现理想效果的关键所在。因此,金属钢板上小孔的制造工艺是影响焊接质量的直接因素。

(2)贴片,是电子元器件表面组装工艺中元器件放置最关键的技术,贴片机,通过mark点来定位,通过真空吸嘴头拾取元器件进行自动贴片,整个过程由贴片程序来控制元器件的取放,保证各个位置的精密定位。

(3)回流焊接过程是以之前工序为基础,以固定好的锡膏为对象予以的二次融化过程,能够提升焊盘与元件引脚之间对接的可靠性。回流焊接其工作原理就是以空气媒介流动为载体进行的热能传递,是借助对流传热来实现加热的,风速则是影响散热速度的直接因素。

2质量的改进与应用措施

2.1科学选择印刷参数,提升印刷质量

印刷在电子元器件表面组装是非常关键的工序,其中刮刀的设计、压力、速度、钢网与PCB板的脱模速度等参数选择,是决定印刷质量的关键要素。通常选用合适长度的不锈钢刮刀和合适的印刷角度,印刷压力的调整以开孔区域锡膏都被刮干净来选定参数,印刷速度调整以开孔区域无锡膏残留来选定参数,脱模速度调整以无拉尖、少锡等来选定参数,以上参数在产品试制或首件时确定最佳参数组合,在生产时需首件验证后选择。在实际制造过程中,首先需要对印刷机钢网清洗,将自动清洗技术应用在钢板清洗中,对钢网自动进行清洗,避免出现清洗不到位等情况。另外,还可以对空调系统进行完善,保证运行环境中湿度以及温度的稳定性,保证清洁度。

2.2有效控制焊锡膏的温度和湿度

关于焊锡膏的温度、湿度和粘度这三大指标,始终是我们在进行电子元器件表面组装的过程中需要重点做好控制的因素。

常规情况下的焊锡膏相对湿度应始终保持在30%至60%的范围内,且温度处于18℃至27℃之间最佳,粘度则在500KCPS-1200KCPS之间为宜。如果湿度控制不当而过高,那么将会直接增加焊锡膏中的水分含量,从而在后续回流过程中就会出现飞溅的情况,出现焊锡球现象。同时,在温度过高的情况下完成印刷后,其焊接的牢固程度也无法满足相应标准。所以在生产工作完成时,工作人员要注重温度和湿度传感器的安装,使温度和湿度都能始终处于掌控之中。一旦出现温度或湿度过高的情况,那么工作人员就要及时对温度和湿度进行调整,帮助其恢复到应有数值。

此外我们还会面临焊锡膏出现的污染,焊锡膏污染会对焊锡工作产生严重的负面影响。目前,刮刀法是最常见的一种方法。但是由于此种方式会产生多余的焊锡膏,因此还需要工作人员定期对其进行清理。然而清理过程中,极容易出现部分焊锡膏沾到印刷线路板上的情况,从而导致焊锡球情况的发生。在此背景下,想要使上述问题得以有效的解决,可以采取将线路板与刮刀摆放位置隔离的方式,从而有效避免焊锡膏被污染情况的出现。

2.3保证元器件组装位置合理

焊锡膏之后的重要环节就是贴片处理。在这一过程中,工作人员要对压力予以控制,以防出现焊锡膏黏在元器件的阻焊层中,进而出现焊锡球的现象。同时想要保证贴片压力的合理性,元器件摆放高度是关键。所以要对元器件的摆放高度予以重视,进行合理化设定,并提升元器件的规范性。

2.4改进钢网开孔的质量

对于电子元器件表面的组装工艺而言,钢网的工装是很重要的。在进行钢网开孔的环节当中,我们就要基于PCB板的器件间距以及特质这些因素,正确地选择关于开孔工艺的参数。原则上钢网开口的大小与焊盘的大小合形状必须做到相同。当然在具体操作的环节,因为不同PCB板的器件在最小间距,配件分布上面的一些区别,则我们首先需要对于钢网的一些容易出现差异的相关参数进行正确设计和配置。对于钢网我们要运用激光切割的手段来进行处理。另外还要注意元件的精度,必须控制在±0.005-0.01㎜。注意保持孔光洁程度,做到既规整又光滑,杜绝其边缘处的疤痕,割痕等痕迹的产生。关于毛刺的大小,具体基于焊盘的大小和钢网的厚度来进行确定,一般来讲不得超过5μm。关于开口的大小,则应基于焊盘的形状及部件焊脚的形状来选择,其厚度不得小于0.66的面积比,也不得大于1.5的宽厚比,具体则基于最小间距器件来进行确定。比如对于0201器件则配置0.1㎜最为合适。另外我们还要确保钢网具有足够的张力,确保其具有必要的平整度。通过上述阐释我们不难看出,我们在改进钢板开孔工艺的过程当中,关于PCB板的具体情况,始终是我们对于设计参数进行确定的主导因素。而只有当设计参数得当,我们才能够让引述效果能够不断得到提升,最终让电子元器件表面组装工艺质量能够不断获得攀升。

2.5加强数据关联分析,优化工艺参数

随着图像识别技术的飞速发展,AOI、SPI在电子元器件表面组装过程中得到广泛地应用,通过在线SPI对印刷后PCB板上的锡膏形状尺寸、厚度进行检查,防止不合格品流入下道工序。通过在线AOI对回流焊后的插件进行检查,发现不合格项点的具体状况及位置,结合SPI数据,找出问题原因,对前端的有关参数进行调整,优化参数组合,通过不断的总结实践,建立工艺参数优选库,持续提升电子元器件表面组装过程工艺水平。由此可以验证,要想提升电子元器件表面组装工艺的应用质量,需要从工艺实施的各个流程进行分析,通过数据关联分析,合理选择工艺参数,只有这样才能保电子元器件表面组装工艺质量水平不断提升。

结语

综上所述,在电子元器件表面组装工作当中,相关的组装工作人员必须要对整合装配过程加以充分的掌握,同时在电子元器件表面组装流程当中,对每一个电子元器件相互之间的衔接程度都需要充分注意,需要对电子元器件表面组装工艺根据不同产品特性实际进行参数选择和持续优化参数组合,提升电子元器件表面组装工艺质量能力,充分保证电子产品整体的稳定性和安全性,制造出高质量高可靠性的电子插件产品。

参考文献

[1]陆龙福.关于电子产品整机装配分析[J].电子测试,2019(11):129-130.

[2]苏键,梅敏彰,黎杰明,刘子祯,刘宇.基于爬锡现象的手工表面贴装方法研究[J].中国集成电路,2019,28(05):60-65.

[3]胡长亮.电子产品组装过程常见失效机理及预防措施[J].电子技术与软件工程,2018(08):104-105.

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