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貼片機資訊
監測表面貼裝元件的貼裝
來源:廣州煌牌自動設備有限公司    日期:2013-03-21    瀏覽量:
  在PCB上增加電路密度的愿望繼續是(SMT貼片機)裝配線技術發展水平進步的主要推動力之一。這個進步包括0201片狀包裝、密間距QFP、高輸入/輸出BGA、CSP和倒裝芯片(flipchip)的使用。這些元件的使用給裝配工藝過程提出了很嚴厲的要求。特別是,要達到所希望的效率與可靠性很大程度上取決于元件貼裝工藝過程。越來越多的表面貼裝線正在使用自動的、在線式、貼裝后的檢查工具,來監測貼裝過程的狀態。貼裝后的檢查可以發現諸如元件丟失、極性交換和元件位置超出所規定誤差等缺陷。

元件貼裝,表面貼裝

  除了查找缺陷之外,貼裝后的檢查工具也可以檢查影響精度、質量和裝配過程效率的工藝更改情況。如果可以通過監測元件貼裝精度來發現和確認更改工藝情況,那么馬上可以采取改正行動,以使其對效率的影響最小。這個能力要求分析測量數據的診斷工具的應用,診斷的使用要求對貼裝過程中錯誤的可能根源的全面了解。

  模板印刷工藝

  貼裝(表面貼裝)錯誤的一個可能根源是模板印刷過程。特別是,錫膏塊的高度、面積或體積可能影響貼裝精度,由于貼裝期間引腳落到錫膏里面時的元件橫向運動。為了檢驗這個推測,通過位于喬治亞工學院(GeorgiaTech,Atlanta,GA)電路板裝配研究中心(CBAR,CenterforBoardAssemblyResearch,Sidebar)的表面貼裝SMT貼片機/倒裝芯片裝配線,處理了大量的板。在運行期間,改變模板印刷機的刮板壓力、印刷速度、脫離(snap-off)間隔和脫離速度以得到錫膏塊的高度、面積和體積的一個范圍值。使用商業上可購買到的檢查工具,我們測量了印刷后錫膏塊的高度、面積和體積,以及貼裝后元件的X和Y的偏差。

  圖一和圖二顯示了X和Y偏差圖,它們是0402元件和0.4mm間距的LQFP元件的錫膏塊高度、面積與體積的函數。如果在偏移與錫膏參數之間存在很強的關聯,圖一與圖二中的圖表將揭示這個關系。但是,從圖表上看到,該圖由一簇簇的點所組成,沒有顯示明顯的關系。對于0402元件,圖形顯示X與Y的偏移隨著高度的增加而有些分散,但是數值的分散是由于較大高度值的數據點占多數。從測得的數據計算的互相關值很低,進一步證實了貼裝精度與錫膏塊高度、面積和體積之間沒有重要的關系。

  在雙面膠帶上貼裝

  該試驗沒有包括由于錫膏塊與焊盤位置之間的偏離或由于奇形怪狀的或非矩形的錫膏塊所造成的對貼裝精度的可能影響。為了消除涉及錫膏塊的任何因素,我們作了另一個試驗,印刷之后用雙面膠帶覆蓋一半的板面。基準點(fiducial)留下沒有覆蓋。然后元件貼裝在膠帶上,這樣錫膏就不會影響貼裝精度。將膠帶貼在印有錫膏的板上對我們貼裝后的檢查工具的適當運作是必須的。板的另一半是以正常的方式處理的,元件貼裝在錫膏內。

  試樣結果在圖三和圖四中提供,其顯示出X偏移的平均值和標準偏差,是對正常板和雙面膠帶板的元件類型的一個函數。注意,標準偏差對于雙面膠的板較小,除兩個元件之外,X偏移的平均值對雙面膠的板較小。

  這些結果顯示,將元件貼放在錫膏內對貼裝精度有一些影響,但是從圖三和圖四中的圖形看到,該影響是很小的。因此,該結果與第一個試驗是一致的。模板印刷工藝對貼裝精度沒有重要影響。這個說法不是意味著模板印刷工藝的品質對結果沒有影響,特別是,印刷后錫膏塊的量是決定回流后焊接點品質的主要因素。

  其它錯誤根源

  貼裝錯誤可能是由于貼裝設備的問題,包括:元件吸取、元件到正確位置的移動、和元件貼裝。

  在元件吸取中,送料器(feeder)的設定錯誤可能造成位置偏移,將影響到貼裝精度。雖然貼裝機器可能使用視覺系統來檢查吸取后的元件位置,但錯誤還可能由于成像系統的有限解析度或成像過程中的缺陷而發生。元件到正確位置的移動要求機器正確地校準,并且拱架系統(gantrysystem)不產生偏移錯誤。元件的正確定位也要求貼裝吸嘴(nozzle)的正常運作。元件吸取、移動或貼裝的問題可以通過分析元件偏移錯誤來檢查。

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