返工高引腳數(shù)或尺寸很小的SMT器件時,讓正確的焊盤上有合適的焊錫體積的辦法有很多。最常見的焊錫涂布類型包括印刷、點膠和手工焊接。這些方法都有各自的優(yōu)缺點,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,返工的速度要快,并且操作人員要有很高的技巧。關于使用手工焊接工藝返工這些類型的SMT元件的好消息是,一個器件在調(diào)試時就可以快速返工,并返回進行測試或反饋給設計工程師。
不過,使用手工焊接返工工藝來返工電子元件有一些不足之處。首先,既無法確保焊膏體積的一致性,也無法保證手工焊接的一致性,這會造成這一工藝不可控。在工藝允許增加助焊劑時,如果對這些助焊劑的體積缺乏控制,意味著助焊劑的殘渣和電路板的清潔度可能造成潛在的可靠性風險。對于一些高密度區(qū)域中的微間距元件,SMT加工返工技術人員的熟練程度要保持比較高的水平,這會限制返工的產(chǎn)量(圖1)。另外,如果SMT加工返工技術人員在放置烙鐵時不小心,可能會損壞鄰近的元件。還有,由于手工焊接要耗費大量時間,因此它不是一個經(jīng)濟有效的方法。
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,也有缺點。使用模板印刷來返工這些器件的優(yōu)點非常多,這些優(yōu)點包括這種技術非常通用,使用的材料也很常見,SMT加工返工技術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)克服對使用金屬模板的局限性,包括:電路板的共面性,操作過程中模板的彎曲、進入狹小空間、必須在設備周圍粘貼膠帶以防止錫膏污染該區(qū)域,必須校準時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,包括返工位置有多個尺寸很小的封裝時的模板處理,與焊膏印刷有關的“混亂”,以及模板送到返工現(xiàn)場的時間(24-48小時),所有這些都限制返工時使用模板印刷焊膏的實用性。
三、點膠
點膠、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,點膠焊膏有幾個優(yōu)點(圖3)。這種技術與其他涂布技術的最大區(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涂布20,000個尺寸小到800微米的焊膏點。一臺噴涂印刷設備能夠以高達300赫茲或每小時1,000,000個點的恒定速度印刷焊膏,印刷的點尺寸小到200微米。
圖3、在超微間距SMT元件上涂布焊膏
噴涂的另一個大優(yōu)點是能夠用相同體積的焊膏涂布多層電路板和異形焊盤(例如射頻屏蔽罩),提供高重復性。此外,這種返工方法比模板印刷或手工焊接方法的自動化程度更高。雖然這種方法有許多優(yōu)點,但是,由于它的資本密集性、需要編程,以及涂布速度相對比較慢,這種方法并不適合所有的場景??梢杂脕硗坎己父嗟耐坎计髌饍r幾千美元,最高可達10萬美元。每個封裝的位置都要編程,這既要花時間也要求有一定的技術水平。
與其他方法相比,即使經(jīng)過微調(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似的涉及液體和點膠的涂布工藝都需要專業(yè)知識,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)是使用點膠技術在焊膏的流變性上“走鋼絲”,關系到涂布焊膏的精確度。
四、結論
SMT加工工藝工程師必須充分了解每一種返工情形,考慮需要的修復時間、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、可動用的資金和經(jīng)濟狀況,做出正確的決定。
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