【正文】 有可能在回流前錫膏和引腳的接觸不良，引起引腳發(fā)生位移的問題。如果采用點 3錫點的方式，則又浪費寶貴的生產(chǎn)時間。所以焊盤的尺寸設(shè)計因給予更改，要求對元件封裝進(jìn)行較嚴(yán)格的范圍控制，同時將焊盤加寬和縮短以達(dá)到能采用單一錫點的工藝。 對于采用不同的泵技術(shù)，焊盤設(shè)計也有一定的不同，所以設(shè)計師嚴(yán)格對各中泵的性能和特點有足夠的了解。至少對本身廠內(nèi)所使用的技術(shù)應(yīng)該有足夠的了 解。 黏膠應(yīng)用 目前較常用的有點膠和印膠工藝。點膠工藝中有各種的注射泵技術(shù)，還有適用于非常高產(chǎn)量的針印工藝。目前更發(fā)展出新一代的噴射工藝。印膠工藝方面的做法則和錫膏的絲印很相似。 各種的泵在膠點的量控制能力和點出的膠點外形上也有不同，這是設(shè)計和工藝人員應(yīng)該了解和注意到的。比如在同一直徑膠點的高度上，采用針印工藝的高度就來得低些，噴射工藝最高，而鞭他的泵則處于他們之間。這些變化也就影響了設(shè)計工作。比如在元件外形和尺寸不變的情況之下，為了確保膠點能對元件的底部有足夠的接觸面。采用針印工藝的膠點 虛設(shè)銅盤的寬度就應(yīng)該較大，以處理更大的膠點直徑。 除此之外，膠水的種類和品牌也影響點的外形。所以在技術(shù)整合的觀念下，設(shè)計規(guī)范是必須和工藝規(guī)范同時開發(fā)的。 貼片工藝 貼片機是否能處理我們設(shè)計時所選的元件，把他們都準(zhǔn)確的貼在所需的位置上，這問題直接影響了我們的生產(chǎn)。所以在設(shè)計時的元件選擇工作上，對廠內(nèi)貼片機性能的了解也是關(guān)鍵的。此外，出于貼片工序在整條生產(chǎn)線上經(jīng)常是效率的 ‘ 瓶頸 ’( 也就是限制整條生產(chǎn)線率的一節(jié) )，在設(shè)計時我們還得同時考慮對生產(chǎn)效率的影響。 對于一個設(shè)計人員， 在貼片 這一工藝上應(yīng)關(guān)注的有以下幾方面： 能處理的元件范圍和個別元件的處理能力 (拾放可靠性 )。 對各元件的對中能力 (貼片精度和重復(fù)精度 )，包括基板的定位能力。 靈活性和轉(zhuǎn)換能力 (可行性、所需進(jìn)間和資源 )。 對各元件的產(chǎn)量。 基板的處理能力和范圍 (材料種類、厚度、外形比等等 )。 市面上對貼片精度的規(guī)范和指標(biāo)常出現(xiàn)不正確或不完整的說法。正確的精度標(biāo)法應(yīng)包括分布系數(shù) SIGMA 和貼片精度平均值 U 的資料，或是以 Cp 和 Cpk 兩者標(biāo)出。設(shè)備科人員應(yīng)該協(xié)助提供這方面 的資料給設(shè)計部人員。通過對此的了解，設(shè)計師才能對其焊盤尺寸的考慮做出優(yōu)化。 設(shè)計人員也該進(jìn)一步的了解貼片精度的誤差的來源。他們是有 4個主要因素：基板質(zhì)量、設(shè)備對基板的識別和定位能力、設(shè)備的機械精度、和設(shè)備對元件的識別和對中能力組成的。比如了解廠內(nèi)設(shè)備對基板的識別的定位能力后，就能相應(yīng)的設(shè)計合適的基準(zhǔn)點 (大小、形狀、位置分布和反差條件等 )，就能決定區(qū)域和專用基準(zhǔn)點是否需要等來確保產(chǎn)品設(shè)計的可制造性。 對設(shè)備的靈活性方面的了解也一樣。知道了什么元件能被處理，處理的可靠性如何，在處理不同元 件時是否需要某程度的設(shè)備轉(zhuǎn)換，是自動還是人工轉(zhuǎn)換，對生產(chǎn)時間的浪費影響有多重等等之后，在選擇元件封裝上也能夠做出更好考慮。而這些考慮的內(nèi)容也能夠提醒采購人員在采購時做出相應(yīng)的要求。 波峰焊接工藝 由于混裝板和插件元件在應(yīng)用上的某些優(yōu)勢，波峰焊接工藝目前仍是常見的組裝焊接工藝之一。波峰焊接工藝的問題，如橋接、 ‘ 陰影效應(yīng) ’ 等已是眾所周知的經(jīng)驗。許多問題在設(shè)計上能夠給予一定程度的協(xié)助，如為了減低 SOIC引腳間橋接的 ‘ 吸錫盤 ’ 或 ‘ 盜錫盤 ’ 設(shè)計等。設(shè)計人員應(yīng)該對他們有足夠的了解和應(yīng)用。應(yīng)該注意的一點 ，是這些問題的程度，在波峰焊接工藝中是和設(shè)備原理和調(diào)制有很大的關(guān)系的。設(shè)計工作必須嚴(yán)密的配合設(shè)備料的工藝調(diào)制規(guī)范進(jìn)行。比如說為了解決矩形件和 ‘ 陰影效應(yīng) ’ 而增加的焊盤長度，到底應(yīng)增加多少是和廠內(nèi)的設(shè)備和工藝調(diào)制能力息息相關(guān)的。忽略對廠內(nèi)工藝和設(shè)備能力的了解而盲目搞設(shè)備規(guī)范是不正確的做法。 另一個經(jīng)常受到關(guān)注的波峰焊接問題，是元件的受熱問題。對于雙面有元件的產(chǎn)品來說，一面的元件有可能在經(jīng)過波峰焊時完全浸在高溫的熔錫中，那熱沖擊可以高達(dá)每秒 200 多度。元件的封裝是否經(jīng)得起這樣的熱處理，在其壽命和性能方面 會產(chǎn)生什么影響，是設(shè)計人員應(yīng)該給予考慮的。 為了處理只有少數(shù)插件的產(chǎn)品，或為了保護(hù)一些對熱較敏感的元件不受熔錫的熱沖擊，目前有些局部波峰焊接的工藝和設(shè)備。廠內(nèi)如果有采用這類設(shè)備，板上元件的編排會可能受到設(shè)備動作的一些限制。比如必須留下某些空位等等。 回流焊接工藝 回流焊接工藝是目前最流行和常用的批量生產(chǎn)焊接技術(shù)?；亓骱附庸に嚨年P(guān)鍵在于找出 最適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定時間關(guān)系 (即所謂的溫度曲線設(shè)置 )。并使它不斷的重復(fù)。溫度曲線必須配合所采用的工藝材料 (錫膏 )，注意的參數(shù)有升溫速度、溫度的高低、在 各溫度下的時間、和降溫速度。市場上出現(xiàn)了多種不同加熱原理回流爐子，其實如何加溫還是次要，最重要的是必須能夠隨意控制溫度的變化和保持穩(wěn)定。 市場上采用的加溫法，仍然不外 3 個基本的熱傳播方式。即傳導(dǎo)、對流和輻射。各種爐子的原理也可以這方法來分類。在采用傳導(dǎo)方式的有熱板、熱絲和液態(tài)熱 (很少用 )三種主要技術(shù)。采用對流的有強制熱風(fēng)、惰性熱氣、和氣相回流 (已基本不用 )技術(shù)三種。而采用輻射技術(shù)的，有紅外線、激光和白光三大源流。 熱板回流技術(shù)仍用在陶瓷基本工藝上，它只能用在單板上，而必須靠基板的良好熱 導(dǎo)性能才能發(fā)揮效益，限制了他在大部分電子組裝業(yè)上的用途。熱絲技術(shù)在英文中常稱 hotbar 焊接技術(shù)，是因為他常用在以金屬或陶瓷片為加熱媒介的設(shè)備上而得名。它適用于長、平和柔軟引腳的元件上 (如柔性板和 TAB 工藝上 )。通過控制溫度、壓力和時間來控制焊接效果。需要不同的焊頭來處理不同的元件。是屬于較慢的工藝。工藝控制可能不易。此技術(shù)可應(yīng)用在反修工作上。 熱風(fēng)或熱氣技術(shù)有兩種，一上適合批量生產(chǎn)的自動化回流爐子，另一是供局部焊接用的吹管技術(shù) (常用在返修技術(shù)上 )。通過空氣或惰性氣體的對流作用來傳熱。在局部焊接 技術(shù)上必須使用不同的吹管來處理不同元件是它的一個弱點。在使用空氣為媒介時是個經(jīng)濟的方案，但工藝速度較慢。 白光和紅外線在小批量生產(chǎn)的應(yīng)用上，都是通過光學(xué)聚集的原理將光內(nèi)的熱能集中起來，對焊點做局部加熱的。其好處是沒有機械接觸 (不像熱絲技術(shù) )，局部焊接不會對元件封裝造成過熱的威脅，可以自動化編程。缺點是焊接以點進(jìn)行，速度較慢，雖不會對元件封裝有過熱的威脅，但失控時對焊點有過熱的可能，而白光對人的眼睛不利。其加熱速度快使他在對熱容量大和封裝對熱較敏感的元件應(yīng)用上有優(yōu)勢。 電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計 2 20201217 10:50 激光技術(shù)和以上的白光和紅外線原理類似，只是媒介同。這是種較新的技術(shù)，還未普遍被接受，主要原因可能是價格方面 (十分昂貴 )。激光的能量能夠被很準(zhǔn)確的進(jìn)行控制，重復(fù)性很高，焊點可以很細(xì) (對微間距技術(shù)沒困難 )，由于局部性很高而能保證很好的焊點質(zhì)量 (沒有內(nèi)部潛在應(yīng)力 )。此技術(shù)或許有很好的發(fā)展?jié)撃?，但目前說法不一。 電感焊接技術(shù)，是一種通過電感效應(yīng)的渦流加熱原理來進(jìn)行焊接的工藝。具有沒有機械接觸、加熱快和熱容量高的優(yōu)點。缺點是技術(shù)不易掌握，焊點周邊不能有某些金屬部件，高頻信 號對某些電子元件不利和加熱頭的位置敏感度高等等。目前的應(yīng)用還不普遍。 火炬焊接技術(shù)，適用于焊點熱容量特高的應(yīng)用上。如在基板上有大的插座或金屬屏蔽板等等的場合。也屬于非接觸式和局部焊接的工藝。缺點是工藝經(jīng)驗缺乏，對焊點的可靠性數(shù)據(jù)了解和考察不夠 (不過在某些應(yīng)用上不是太重要 )。 紅外線用在批量生產(chǎn)焊接技術(shù)上已有很長的時間，它是熱風(fēng)回流技術(shù)成熟前的主要工藝。目前還有些產(chǎn)家還在推薦遠(yuǎn)紅外線技術(shù)的爐子。此技術(shù)的優(yōu)點是加熱效率較高，重復(fù)率很好，熱容量也好，對一些回流工藝問題如吸錫(wicking)和立碑等較能應(yīng)付。缺點是產(chǎn)品板上的溫度較大，對一些元件的外形和封裝材料變化較大，而且有超溫的可能。另一更常見的批量焊接技術(shù)是熱風(fēng)回流技術(shù)，他基本是解決了紅外線技術(shù)存在的問題，但設(shè)備困難，好的設(shè)備價格高于紅外線技術(shù)， (差的設(shè)計性能不如紅外線技術(shù) )，而且應(yīng)用上對知識的要求也較高，設(shè)備保養(yǎng)要求也高，設(shè)備選擇不易，必須要有一套測試方法。 回流曲線設(shè)置的關(guān)鍵，在于將產(chǎn)品板上最熱和最冷點找出，通過對爐溫的調(diào)制使這兩點的范圍設(shè)置在錫膏性能的要求范圍內(nèi)，工作便可說是完成了。板上熱點和冷點的熱學(xué)特，影響的因素 很多，在設(shè)計產(chǎn)品時便應(yīng)該考慮到和照顧到這些，使設(shè)計出來的產(chǎn)品上，熱點和冷點的溫差盡量做到最小為此。這不但使生產(chǎn)容易控制，對設(shè)備的性能 (和價格相關(guān) )和保養(yǎng)的要求也較低，而且對產(chǎn)品焊點的質(zhì)量也較容易保證，是個設(shè)計時很重要的考慮點和做法。 了解您的制造能力 了解廠內(nèi)實際的制造能力，是推動 DFM 管理的重要部分。工作包括對廠內(nèi)設(shè)備的能力進(jìn)行量化考察、規(guī)劃和制定規(guī)范指標(biāo)。這做法的主要原因有四：一是因為每個設(shè)計規(guī)范都有它特定的適用性或針對性，它只有在特定的條件下才能最優(yōu)化的發(fā)揮其功能。第二個原因是 大多數(shù)的生產(chǎn)線都是不同的，即使設(shè)備的硬件配置一樣，管理、工藝知識、品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等等軟科學(xué)會使其不同。所以在另一個工廠適用的設(shè)計規(guī)范，未必也適用于您的工廠。只有完全和準(zhǔn)確的了解您廠內(nèi)的能力情況后您才可能制定出一套優(yōu)化的設(shè)計規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。第三個原因是許多有用和重要的資料，除非您親身去考察、測試和記錄，您不可能在市場上得到現(xiàn)成的，即使是設(shè)備供應(yīng)商也提供不了。第四原因，是在優(yōu)化設(shè)計上，根本沒有所謂的通用標(biāo)準(zhǔn)可被使用。 在您的生產(chǎn)環(huán)境里，有什么是需要您的關(guān)注和量化了解的呢？您可以從四個方面著手。即生產(chǎn)線的功能 (能做些什么？ )生產(chǎn)線的柔性或靈活性 (需要什么改變處理工作的變更？ )、質(zhì)量 (能把產(chǎn)品做到多好？包括長期壽命方面和直通率方面的考慮 )、以及生產(chǎn)效率 (產(chǎn)量和成本 )。 生產(chǎn)線能力規(guī)劃的例子，比如每一條生產(chǎn)線對基板的處理能力范圍，包括如基板的材料、基板的厚度范圍，板的尺寸限制、重量限制、板邊的留空要求、定位要求 (如基準(zhǔn)點、定位孔、邊定位的厚度和曲翹限制等等 )、以及如果采用自動條碼識別系統(tǒng)的位置要求等，這些都必須有詳細(xì)和準(zhǔn)確的規(guī)劃。應(yīng)注意這些規(guī)劃應(yīng)以整線而不是以個別設(shè)備的層次來進(jìn)行的。如果廠內(nèi)有多條不同規(guī)范 的線，可以考慮以統(tǒng)一規(guī)范 (最嚴(yán)格的規(guī)范 )或分等級來簡化。 同樣的，對于元件的處理能力，我們也應(yīng)該給予了解和規(guī)劃。這方面可包括如各種常用元件的釋放能力 (以 dpm 計 )、貼片機吸咀的種類和要求、對中技術(shù)和能力、貼片力度