电子元器件表面组装工艺质量改进及应用

2019-11-30王伟

电子技术与软件工程 2019年9期

文/王伟

近年来，表面组装工艺的特点与优势逐渐凸显，并已基本替代了线路板通孔插装技术，并在各个行业领域内得到了广泛应用。然而，由于表面组装生产具有较强的复杂性，在生产过程中的诸多因素都会对产品质量产生一定的影响，所以在后续应用相关工艺时，工作人员要提升对检验作用的重视。

1 电子元器件表面组装技术的主要程序概述

1.1 印刷

焊锡膏印刷是印刷过程最常采用的方式，锡膏能够对元器件的焊盘与引脚起到一定的连接作用。然而由于锡膏具有特殊性，即使在连接过程中采用最好的锡膏，其效果也是无法得到保证的，印刷钢板的设计与使用才是实现理想效果的关键所在。具体来讲，金属钢板上存在许多小孔，焊膏借助这些小孔就会流入到PCB板上，以此实现金属钢板与PCB板的无缝对接，从而达到延长使用寿命的目的。由此可见，金属钢板上小孔的制造工艺是影响焊接质量的直接因素，在制造小孔时其运用工艺不同其效果也会有所差异。例如采用先进的激光切割法加工出来的精度会比较高，但是会造成一定的钢膜污染。化学腐蚀也是一种常见的且较为传统的加工方法。此外，电铸成型法是近年来新兴的一种方法，是有效规避钢板面瑕疵的重要措施。

1.2 回流焊接

这个过程是以之前工序为基础，以固定好的锡膏为对象予以的二次融化过程，能够提升焊盘与元件引脚之间对接的可靠性。回流焊接其工作原理就是以空气媒介流动为载体进行的热能传递，是借助对流传热来实现加热的，风速则是影响散热速度的直接因素。但是在此过程中，风速的把握有着至关重要的作用。如果处于风速过高的环境下，元件很可能发生位移。同时，回流焊接实施过程中不需要额外的添加焊料，因此其精准度不仅较高，其焊点质量也能有所保障。

1.3 贴片

贴片是表面组装技术中最为复杂且最为核心的一种方式，贴片技术的发展对表面组装技术的整体发展有着重要的支撑作用。自动贴片需要经过以下几个步骤来进行：

（1）对PCB予以定位，并借助自动传输带和传感器的共同作用实施装载；

（2）要对元器件定心进行拾取并进行贴放。这个过程需要依托吸嘴来完成元器件的拾取，之后利用定心将其与元器件的中心保持一致，

（3）利用机械手的作用从而将元器件放置到相应位置；

（4）利用传输带的作用将已装载完成的PCB板转移到相应的卸载装置。

这个过程仅仅依靠单独系统是无法完成的，而是需要将智能化的软件和硬件结合起来，这也是此过程被称为整个表面组装技术中核心技术的原因所在。

2 电子元器件表面组装工艺质量的改进与应用措施

2.1 合理控制焊锡膏的温度和湿度

常规情况下的焊锡膏相对湿度应始终保持在30%至60%的范围内，且温度处于18℃至27℃之间最佳。如果湿度控制不当而过高，那么将会直接增加焊锡膏中的水分含量，从而在后续回流过程中就会出现飞溅的情况，出现焊锡球现象。同时，在温度过高的情况下完成印刷后，其焊接的牢固程度也无法满足相应标准。所以在生产工作完成时，工作人员要注重温度和湿度传感器的安装，使温度和湿度都能始终处于掌控之中。一旦出现温度或湿度过高的情况，那么工作人员就要及时对温度和湿度进行调整，帮助其恢复到应有数值。

2.2 规避焊锡膏污染等情况的出现

焊锡膏污染会对焊锡工作产生严重的负面影响，因此采取何种有效措施防止焊锡膏污染的情况是每个工作人员着重解决的问题。目前，刮刀法是最常见的一种方法。但是由于此种方式会产生多余的焊锡膏，因此还需要工作人员定期对其进行清理。然而清理过程中，极容易出现部分焊锡膏沾到印刷线路板上的情况，从而导致焊锡球情况的发生。在此背景下，想要使上述问题得以有效的解决，可以采取将线路板与刮刀摆放位置隔离的方式，从而有效避免焊锡膏被污染情况的出现。

2.3 完善现有的钢板开孔工艺

长期以来，为了保证钢板开孔大小与焊盘的一致性，都是严格参照焊盘来对钢板进行开孔的，以此达到方便回流焊接过程中焊球产生的目的。但是在具体实践过程中发现，钢板开孔大小与焊盘一致的情况并不适用，而是需要确保开孔大小小于焊盘。例如焊盘的大小为0.15mm，那么钢板开孔的数值应该设置在0.12左右，这也是有效减少回流焊接中焊锡球数量的重要方式。此外，钢板开孔的厚度和宽度也需要进行合理的设计与控制，通常宽厚比例保持在1.5即可，如果两者之间的比例大于1.5，那么极容易出现钢板堵塞的问题。