在fpc上贴装smd几种方案.doc
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1、在FPC上贴装SMD几种方案根据贴装精度要求以及元件种类和数量的不同,目前常用的方案如下几种:方案1、多片贴装: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贴装。 1. 适用范围: A、 元件种类:片状元件一般体积大于0603,引脚间距大于等于0.65的QFQ及其他元件均可。 B、 元件数量:每片FPC上几个元件到十几个元件。 C、 贴装精度:贴装精度要求中等。 D、FPC特性:面积稍大,有适当的区域中无元件,每片FPC上都有二个用于光学定位的MARK标记和二个以上的定位孔。 2. FPC的固定:根据金属漏板的CAD数据,读取FPC的内定位数据,来制造高精度FPC定位模板。使
2、模板上定位销的直径和FPC上定位孔的孔径相匹配,且高度在2.5mm左右。FPC定位模板上还有托板下位销二个。根据同样的CAD数据制造一批托板。托板厚度以2mm左右为好,且材质经过多次热冲击后翘曲变形要小,以好的FR-4材料和其他优质材料为佳。进行SMT之前,先将托板套在模板上的托板定位销上,使定位销通过托板上的孔露出来。将FPC一片一片套在露出的定销上,用薄型耐高温胶带固定位在托板上,不让FPC有偏移,然后让托板与FPC定位模板分离,进行焊接印刷和贴装,耐高温胶带(PA保护膜)粘压要适中,经高温冲击后必须易剥离。而且在FPC上无残留胶剂。特别需要注意的是FPC固定在托板上开始到进行焊接印刷和贴
3、装之间的存放时间越短越好。方案2、高精度贴装:将一片或几片FPC固定在高精度的定位托板上进行SMT贴装 1. 适用范围: A、元件种类:几乎所有常规元件,引脚间距小于0.65mm的QFP也可。 B、元件数量:几十个元件以上。 C、贴装精度:相比较而言,高贴装精度最高0.5mm间距的QFP贴装精度也可保证。 D、FPC特性:面积较大,有几个定位小孔,有FPC光学定位的MARK标记和重要元件如QFP的光学定位标记。 2. FPC的固定: FPC固定在元件托板上。这种定位托板是批量定制的,精度极高,精度极高,每块托板之间的定位的差异可以忽略不计。这种托板经过必几十次的高温冲击后尺寸变化和翘曲变形极小
4、。这种定位托板上有两个定位销,一种定位销高度与FPC厚度一致,直径与FPC的定位的定位小孔的孔径相匹配,另外一种T型定位销高比前一种略高一点,由于FPC很柔,面积较大,形状不规则,所以T型定位销的作用是限制FPC某些部分的偏移,保证印刷和贴装精度。针对这种固定方式,金属板上对应与T型定位销的地方可做适当处理。 FPC固定在定位托板上,其存放的时间虽没有限制,但受环境条件的影响,时间也不宜太长。否则FPC容易受潮,引越翘曲变形,影响贴装的质量。在FPC上进行高精度贴装和工艺要求和注意事项 1、FPC固定方向:在制作金属漏板和托板之前,应先考虑FPC的固定方向,使其在回流焊时,产生焊接不良的可能性
5、小。较佳的方案是片状元件垂直方向、SOT和SOP水平方向放置。 2、FPC及塑封SMD元件一样属于潮湿敏感器件,FPC吸潮后,比较容易引起翘曲变形,在高温下容易分层,所以FPC和所有塑封SMD一样,平时要防湿保存,在贴装前一定要进行驱湿烘干。一般在规模生产的工厂里采取高烘干法。125条件下烘干时间为12小时左右。塑封SMD在80-120下16-24小时。 3、焊锡膏的保存和便用前的准备:焊锡膏的成份较复杂,温度较高时,某些成份非常不稳定,易挥发,所以焊锡膏平时应密封存在低温环境中。温度应大于0, 4-8最合适。使用前在常温中回温8小时左右(密封条件下),当其温度与常温一致时。才能开启,经搅拌后
6、使用。如果未达到室温就开启使用,焊膏就会吸收空气中的水分,在回流焊会造成飞溅,产生锡珠等不良现象。同时吸收的水分在高温下容易与某些活化剂发生反应,消耗掉活化剂,容易产生焊接不良。焊锡膏也严禁在高温(32以上)下快速回温。人工搅拌时要均匀用力,当搅拌到锡膏像稠稠的浆糊一样,用刮刀挑起,能够自然地分段落下,就说明能够使用。最好能够使用离心式自动搅拌机,效果更好,并且能够避免人工搅拌在焊锡膏中残留有气泡的现象,使印刷效更好。 4、环境温度及湿度:一般环境温度要求恒温在20左右,相对湿度保持在60以下,焊锡膏印刷要求在相对密闭且空气对流小的空间中进行。 5、 金属漏板金属漏板的厚度一般选择在0.1mm
7、-0.5mm之间。根据实际效果,当漏板的厚度为最小焊盘宽度的二分之一以下时,焊膏脱板的效果好,漏空中焊锡的残留少。漏孔的面积一般比焊盘要小10左右。由于贴装元件的精度要求,常用的化学腐蚀不符合要求建议采用化学腐蚀加局部化学抛光法、激光法和电铸法来制作金属漏板。从价格性能比较,激光法为优选。 1) 化学腐蚀加局部化学抛光法:化学腐蚀法制造漏板,目前在国内较为普遍,但孔壁不够光滑,可采用局化学抛光法增加孔壁的光滑度。该方法制造成本较低。 2) 激光法:成本高。但加工精度高,孔壁光滑,公差小,能适合印刷0.3mm间距的QFP的焊锡膏。 6、 焊锡膏:根据产品的要求,可分别选用一般焊膏和免清洗焊锡膏。
8、焊锡膏特性如下: 1) 焊锡膏的颗粒形状和直径:颗粒膏的形状为球型,非球型所占比例不能超过5。直径大小应根据一般法则,焊球直径应小于金属漏板厚度的三分之一,最小孔径宽度的五分之一,否则直径过大的焊球和不规则的颗粒容易阻塞漏印窗口,造成焊锡膏印刷不良。所以0.1-0.5mm厚度的金属板和0.22mm左右的最小漏板窗口宽度决定了焊球直径为40um左右。直径最大最小的焊球的比例不能超过5。焊球直径过小,其表面氧化物会随直径变小而非线性快速增加,在回流焊中将大量消耗助焊成份,严重影响焊接质量。如果为免清洗锡膏,其去氧化物物质偏少,焊接效果会更差。所以大小均匀的直径为40um的球型焊锡膏颗粒是较佳的选择
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