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贴片工艺的几种常见技术类型和特点

2025-04-24 03:23:05杂谈30

锡膏印刷工艺

锡膏印刷是贴片工艺的核心环节,主要通过钢网将锡膏精准转移到PCB焊盘上。钢网厚度根据元件尺寸调整,0402以下元件多采用0.1mm厚度模板。印刷参数设定包含刮刀压力、速度和分离速度三项关键指标,压力不足会导致锡膏残留,过大则可能损坏钢网。全自动印刷机配备视觉对位系统,可修正±0.01mm的位置偏差。常见问题包括锡膏塌陷、连锡和少锡,需定期清洁钢网开口并控制车间温湿度。

点胶工艺应用

点胶技术分为接触式和非接触式两种类型。接触式点胶通过针头直接接触PCB表面,适用于红胶固定或底部填充工艺。非接触式喷射点胶速度可达300点/分钟,精度控制在±0.02mm范围内。胶水选择需考虑固化方式,UV胶需配合385nm波长光源,热固化胶的硬化温度通常设定在150℃±5℃。在LED封装领域,导电银胶的点胶高度需保持0.15-0.25mm的均匀性。

回流焊接技术

回流焊炉包含预热区、恒温区、回流区和冷却区四个温区。无铅焊接的峰值温度控制在245-255℃,高温区持续时间不超过30秒。氮气保护焊接可将氧含量降至100ppm以下,有效减少焊点氧化。针对BGA元件,需特别注意焊接气泡率,通常要求空洞面积比小于25%。炉温曲线测试需使用专用测温板,至少采集5组不同位置的温度数据。

波峰焊与选择性焊接

波峰焊主要处理通孔元件,焊料槽温度维持在260±5℃,接触时间控制在3-5秒。双波峰设计包含湍流波和层流波,前者破除氧化膜,后者形成完整焊点。选择性焊接采用点喷式焊料供给,喷嘴直径最小可达2mm,适合0.5mm间距连接器焊接。焊料波高度自动调节系统可补偿PCB变形,保证0.1-0.3mm的浸锡深度。

贴片工艺的几种常见技术类型和特点

检测工艺方法

自动光学检测(AOI)系统采用多角度光源组合,可识别01005元件的立碑缺陷。3D锡膏检测仪(SPI)测量精度达±1μm,能捕捉焊膏高度变化。X射线检测穿透深度可达5mm,用于检查BGA焊点内部结构。在线测试(ICT)针床需定制探针布局,测试电压通常不超过24V。功能测试(FCT)模拟实际工作环境,电流检测精度要求达到±1mA。

返修工艺要点

返修工作站配备局部加热模块,热风温度可分区控制。BGA拆装需采用阶梯式升温曲线,预热阶段以3℃/s速率升至150℃。植球工序使用精密模具,保证焊球直径误差小于±0.02mm。QFN元件返修时,底部填充胶清除需配合化学溶剂浸泡。返修后的焊点需进行推拉力测试,标准值依据元件尺寸在5-50N之间浮动。

材料选择标准

焊膏金属含量分为88%-92%中金属型和85%-87%低金属型,黏度范围在180-220Pa·s之间。无卤素焊膏的离子污染值要求低于1.56μg/cm²。高温胶带需耐受260℃持续30秒加热,剥离强度不低于1.5N/mm。防静电包装材料表面电阻维持在10^6-10^9Ω范围。PCB板材的TG值选择标准为:普通产品130℃,汽车电子需180℃以上。

环境控制要求

生产车间温度控制在23±3℃,湿度维持在40%-60%RH。静电防护区地板表面电阻1×10^6-1×10^9Ω,工作台面接地电阻小于4Ω。空气洁净度根据产品等级划分,精密元件组装区需达到ISO 5级标准。氮气储存柜的氧含量监测精度需达到0.1%分辨率。设备振动控制要求频率在5-500Hz范围内,振幅不超过2μm。

微型化元件处理

0201元件贴装需采用0.25mm直径吸嘴,真空压力维持在-65kPa以上。晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)的贴装精度要求±15μm。微型连接器插装使用机械视觉复合对位,Z轴压力控制在0.5-1.2N之间。超薄PCB(0.4mm厚度以下)传输需配备专用治具,防止板弯超过0.1mm。异形元件抓取采用定制化吸嘴,适应曲面或非对称结构。

高密度组装技术

堆叠封装(PoP)技术需两次回流焊接,下层BGA的球径通常为0.35mm。埋入式元件PCB采用半固化片层压工艺,嵌入深度误差小于±0.05mm。柔性电路板贴装使用紫外光固化胶,定位精度要求±25μm。三维立体组装采用阶梯钢网,不同区域厚度差控制在0.05mm内。系统级封装(SiP)的芯片间隔保持0.1mm安全距离,防止信号串扰。