【正文】 選擇始于對封裝的了解。 5. 和設(shè)計規(guī)范的吻合。 元件的選擇和考慮 對元件的選擇，一般必須做到的考慮點最少有以下幾方面 1. 電氣性能。干濕混合工藝的強點是對接通孔的充填能力強，但固化工藝必須做得完整，否則在 SMT 組裝中會有泄氣的不良問題。在需要時可以要求基板或綠油供應(yīng)商協(xié)助試驗分析。所使用淥油的化學(xué)特性，必須能符合基板的組裝工藝 (返修、點膠固化、 油印等 )，也必須能融合或接受組裝工藝上所采用的一切化學(xué)材料，如助焊劑和清潔劑等。做好需求改變的準備。 6. 可控基板阻抗。 2. 更大和更厚 (用于更多層基板 )。最有用的是，通過對銅和殷鋼金屬比例的控制，基板的溫度膨脹系數(shù)可以得到控制，使其和采用的元件有較好的匹配，而增加了產(chǎn)品的壽命。對于有大和微間距的元件，而由采用雙面回流工藝的用戶，可以選擇 FR5以求較可控的工藝和質(zhì)量。 G11 和 G10接近，不過有 較好的溫度穩(wěn)定性。 XXXPC是低成本的酚醛樹脂，其它的為環(huán)氧樹脂。 6. 良好的電氣性能 (如阻抗、介質(zhì)常數(shù)等 )。 2. 能夠承受組裝工藝中的熱處理和沖擊。這些熱起的體形變化對 SMD 焊點起著不利的影響，是 SMT 產(chǎn)品中的一個主要壽命問題根源。在電子工業(yè)中，大部分所用的材料都對溫度有一定的反應(yīng)和敏感性。以免招到投入后沒有效果的失敗。一切驗證和分析、決策的過程都應(yīng)該有份記錄檔案，方便日后改進工作。廠內(nèi)應(yīng)該有最少一份的工藝規(guī)范，內(nèi)容詳細的類出廠內(nèi)工藝的能力和極限。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 (靜和動態(tài) )、供料器種類、數(shù)目和性能、以及各元件對速度效率的影響等。 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，這些都必須有詳細和準確的規(guī)劃。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。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。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。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。也屬于非接觸式和局部焊接的工藝。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。激光的能量能夠被很準確的進行控制，重復(fù)性很高，焊點可以很細 (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 )。缺點是焊接以點進行，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。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。工藝控制可能不易。它適用于長、平和柔軟引腳的元件上 (如柔性板和 TAB 工藝上 )。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。 市場上采用的加溫法，仍然不外 3 個基本的熱傳播方式。回流焊接工藝的關(guān)鍵在于找出 最適當?shù)姆€(wěn)定時間關(guān)系 (即所謂的溫度曲線設(shè)置 )。 為了處理只有少數(shù)插件的產(chǎn)品，或為了保護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。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。設(shè)計人員應(yīng)該對他們有足夠的了解和應(yīng)用。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。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。正確的精度標法應(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 兩者標出。 靈活性和轉(zhuǎn)換能力 (可行性、所需進間和資源 )。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。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。 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。 黏膠應(yīng)用 目前較常用的有點膠和印膠工藝。如果采用點 3錫點的方式，則又浪費寶貴的生產(chǎn)時間。比如焊盤的長度應(yīng)該受到更短的限制，銅焊盤的防氧化處 理要求更嚴格。這使得在絲印鋼網(wǎng)上的縮小失去其實用意義。 絲印鋼網(wǎng)的設(shè)計，有些工廠目前還是和焊盤設(shè)計分開考慮和進行的。要把整個工作做好，在基板上有一定的要求。所以要成為一位非常出色的設(shè)計工程師，努力學(xué)習(xí)組裝工藝方面的知識的是重要的。但其組裝密度還不是很高，以及不能采用插件可能是其應(yīng)用限制。 工藝和設(shè)計的關(guān)系 所謂 SMT 技術(shù)，指的是有關(guān)如何將基板、 元件通過有效工藝材料和工藝組裝起來，并確保有良好壽命的一門科技。對于 CAD和 PDM 等管理軟件和數(shù)據(jù)方面的結(jié)合也開始越來越被重視了。通過對供應(yīng)商能力的要求和評估來確保對工藝和材料方面的配合。如果是新規(guī)范，設(shè)計方面也必須確保能夠給予配合，有需 要是或是引進新設(shè)備，或是提升改進現(xiàn)有的設(shè)備。把整個技術(shù)合成一起管理，才能真正做到最優(yōu)化程度，才有可能朝向‘ 無缺陷 ’ 或 ‘ 零缺陷 ’ 方向發(fā)展。由于因素眾多，也隨時間在改變，所以要找到兩家完全一樣的工廠的機會是很微小的。他們之間都有差別，加上各大電子廠也都有自己本身的一套規(guī)范，標準可謂五花八門。因為在 SMT應(yīng)用上，許多和壽命有關(guān)的問題都是和熱處理有關(guān)。主因素如元件引腳種類、元件的大小、元件和基本的匹配等等，這些對壽命的影響較明顯嚴重。 產(chǎn)品壽命的設(shè)計考慮，始于對產(chǎn)品壽命的定義。由于產(chǎn)品在服務(wù)期內(nèi)會受到各種不同的環(huán)境壓力 (如熱變化、機械振動等等 )，產(chǎn)品的設(shè)計必須確保在這方面能經(jīng)得起使用環(huán)境中會遇上的各種壓力。它在某一生產(chǎn)環(huán)境下 (設(shè)備、管理、材料、工藝能力、品質(zhì)標準 )也許是 ‘ 堅固 ’ 的，但在另一個環(huán)境下卻可能變得不 ‘ 堅固 ’ 。 在我們計劃引進一條生產(chǎn)線時，我們必須確保此生產(chǎn)線能處理我們所要制造的產(chǎn)品范圍。 要確保產(chǎn)品高 而穩(wěn)定的品質(zhì)、高生產(chǎn)效率和低生產(chǎn)成本、以及準確的交貨時間，我們的生產(chǎn)線必須要有一套所謂的 ‘ 堅固工藝 ’(Robust Process)。但說法不夠完善。 目前在工業(yè)界里，幾乎沒有人不談 ‘ 品質(zhì) 39。身為一個 STM 產(chǎn)品設(shè)計師，他必須對很多方面如元件和組裝壽命等等數(shù)十種科目具備一定的知識。所以基于以上的原因，把設(shè)計工作做好是門很重要的管理。目前新一代的設(shè)計師，他們的職責已不是單純的把產(chǎn)品的功能和性能設(shè)計出來那么簡單，而是必須對以上所提到的三方面負責，并做出項獻。電子產(chǎn)品可制造性設(shè)計 1 20201217 10:50 可制造性設(shè)計概念 不論是您公司從事的是什么產(chǎn)品，不論您的顧客是內(nèi)部或是外部顧客，他們對您的要求都可說是一致的。而身為一個產(chǎn)品的設(shè)計人員，您對以上的三個方面是絕對有影響和控制能力的。此外，對于設(shè)計造成的問題，即使您廠內(nèi)擁有最好的 設(shè)備和工藝知識，也未必能夠很完善的解決。因此目前的設(shè)計師也面對許多方面的壓力。而本講座中談到的 DFM 技術(shù)，也正 是當今SMT 設(shè)計師必備的知識之一。這觀念有其重要的地方，是使用戶從以往較被動的關(guān)注點 (生產(chǎn)線上 )移到較主動的關(guān)注點 (設(shè)計上 )。而這三者又是需有良好的品質(zhì)管理理念、知識、系統(tǒng)和制度來確保的。也就是說，對這些因素的大變化，其整體效果還是穩(wěn)定不變或只限于合格范圍內(nèi)的變動。 ‘ 堅固的工藝 ’ 是相對的，所以一套設(shè)計規(guī)范也是有其針對性的。 產(chǎn)品壽命，是另一設(shè)計上應(yīng)該注重的地方。這就影響了此產(chǎn)品的壽命。 影響壽命的因素很多，可分為主因素和次因素兩大類。在影響產(chǎn)品壽命的種種因素之中，熱處理的考慮應(yīng)該算是 SMT 應(yīng)用中最重要的一部分。 我們了解到設(shè)計規(guī)范對我們的產(chǎn)品壽命 (即質(zhì)量 )、成本和交貨期都有影響，那我們該采用什么設(shè)計規(guī)范或標準呢？我們可以發(fā)現(xiàn)，公開市場上有不少類似 IPC 等機構(gòu)推薦的設(shè)計標準。這是所謂的技術(shù)整合。 產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)該將它當成是整個技術(shù)整合的一部分，而不是單獨的產(chǎn)品開發(fā)工作。這些規(guī)范可以是以前開發(fā)驗證過的經(jīng)驗，也可以是為了應(yīng)付新需求而開發(fā)的新規(guī)范。在另一方面，材料的規(guī)范化也應(yīng)該推出相應(yīng)的供應(yīng)商選擇和管制系統(tǒng)。對設(shè)計軟件的要求 ，也不像以往那樣注重現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，而是較注重軟件的更改和兼容能力。適當?shù)臉藴驶性S多成本、質(zhì)量和效益上的優(yōu)勢，但太多或不當?shù)臉藴蕦θ嵝院驮O(shè)計空間起了限制，所以用戶必須培養(yǎng)能力來維持這兩者的平衡。比如說單面全 SMT元件回流焊接技術(shù)的組裝板，便具有外形薄和組裝工藝較簡單的優(yōu)勢。諸如此類的認識，設(shè)計師都應(yīng)該擁有，才能在 其工作上發(fā)揮。 錫膏絲印工藝 這最常見的工藝包括 4 個主要工序，分別為對位、充填、整平、和釋放。 另外常見的問題是基板上的綠油 (阻焊涂層 )印刷不斷或太厚，銅焊盤的保護處理選擇不當 (比如在微間距應(yīng)用上采用垂直熱風(fēng)整平 VHASL 處理，雙回流應(yīng)用中采用不當?shù)?OSP 等等 )都應(yīng)該在設(shè)計時給予適當?shù)目紤]和處理。常見的問題是鋼網(wǎng) 的開孔被設(shè)計為比焊盤 CAD 數(shù)據(jù)稍為小些，同時在 CAD 數(shù)據(jù)上有允許焊盤在 CAD 數(shù)據(jù)上有個較小的公差 (例如允許有 +/ 值 )。 點錫膏工藝 如果廠內(nèi)采用的錫膏涂布工藝注射是方式的，在基板上的焊盤設(shè)計又和絲印有所不同。比如J引腳的 PLCC 元件，如果采用一般的做法在每一焊盤上分點兩點錫膏，則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。至少對本身廠內(nèi)所使用的技術(shù)應(yīng)該有足夠的了 解。印膠工藝方面的做法則和錫膏的絲印很相似。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。 貼片工藝 貼片機是否能處理我們設(shè)計時所選的元件，把他們都準確的貼在所需的位置上，這問題直接影響了我們的生產(chǎn)。 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。 市面上對貼片精度的規(guī)范和指標常出現(xiàn)不正確或不完整的說法。 設(shè)計人員也該進一步的了解貼片精度的誤差的來源。知道了什么元件能被處理，處理的可靠性如何，在處理