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PCBA大講堂:SMT二次回流焊時(shí)避免第一面零件掉落的解決方法

發(fā)布時(shí)間 :2016-06-24 11:30 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
隨著手機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,PCBA EMS(電子組裝廠)不時(shí)傳出嚴(yán)重的缺工問題,其次是工業(yè)4.0讓EMS廠追求自動(dòng)化的需求日益高漲,所以現(xiàn)在很多原本還不一定可以過SMT制程的零件也都被要求零件要符合走PIH(Paste-In-Hole)的制程,比如說 Type A 的USB連接器、網(wǎng)線(Ethernet)的連接器、電源插座、變壓器…等比較笨重的零件,以前這種零件大多是SMT制程后才后復(fù)(touch-up)手焊上去的。
因?yàn)槿斯さ亩倘?,也為了?jié)省后續(xù)的制程費(fèi)用,另一方面是品質(zhì)上的考量,現(xiàn)在很多系統(tǒng)廠及EMS商都陸續(xù)開始要求那些還不能改成SMD制程的零件,至少要可以先符合PIH的制程要求,讓電路板上的所有電子零件只要走完SMT制程,就可以完成電路板的所有的焊接制程。
 
不過把零件改成SMD或是PIH制程可是有其要求的,麻煩先參考這篇文章【把SMD零件改成通孔錫膏(Paste-In-Hole)制程有何差別及影響?】以了解其材料要求。
另外,把所有電子零件全部改成SMT制程會(huì)碰到一個(gè)新的問題,就是電路板第二面過回流焊爐時(shí),原來第一面已經(jīng)吃錫的零件,如果有比較重的零件會(huì)有掉落的問題,這個(gè)其實(shí)大部分的公司都會(huì)在其造設(shè)計(jì)規(guī)范(DFx)上頭定義較重零件必須設(shè)計(jì)在同一面的電路板上,可是隨著科技的演化,以及上面提到的種種需求,RD似乎也越來越無法遵守這條規(guī)則了。
那SMT工廠制程上有沒有什么方法可以避免第二面過爐時(shí),第一面的重零件掉落呢?
深圳宏力捷目前知道的幾個(gè)方法相信大部分的SMT工程師都已經(jīng)在執(zhí)行了,這里只是提出來給一些還未遇到的朋友們參考:
 
方法一、在零件的底下或是旁邊點(diǎn)紅膠
相關(guān)閱讀:何謂SMT「紅膠」制程?什么時(shí)候該用紅膠呢?有何限制呢?
其實(shí)早期的SMT線,點(diǎn)膠機(jī)是必備的設(shè)備,因?yàn)辄c(diǎn)過膠的SMD零件可以拿去過波峰焊(wave soldering),不過現(xiàn)在大部分的SMT線幾乎都沒有這個(gè)設(shè)備了。如果沒有點(diǎn)膠機(jī)(dispenser),就必須使用人工手動(dòng)來點(diǎn)膠,個(gè)人不太建議人工啦,因?yàn)槿斯ぷ鳂I(yè)除了耗費(fèi)人力及工時(shí)外,品質(zhì)也較難管控,因?yàn)橐徊恍⌒木蜁?huì)碰到其他已經(jīng)貼片好的零件, 如果有機(jī)器點(diǎn)膠機(jī)品質(zhì)當(dāng)然比較好管控。
點(diǎn)紅膠的目的是要將零件黏著在電路板上,所以紅膠一定要點(diǎn)在電路板上面,并且沾黏住零件,然后過回流焊爐,利用回流焊爐的高溫將紅膠固化,這種紅膠屬于不可逆膠,無法再經(jīng)由加熱軟化。
如果紅膠要點(diǎn)在零件的下方,點(diǎn)膠作業(yè)必須在電路板印完錫膏后馬上點(diǎn)上去,然后再將比較重的零件覆蓋在其上面。要注意的是,紅膠點(diǎn)在零件下方會(huì)有撐起零件的風(fēng)險(xiǎn),所以一般都是比較重且大的零件才會(huì)這樣作業(yè)。
另一種點(diǎn)膠作業(yè)會(huì)點(diǎn)在零件的側(cè)邊,這個(gè)必須等錫膏印刷完畢及零件放到固定位置以后才能作業(yè),如果不小心會(huì)有碰掉零件的風(fēng)險(xiǎn),所以一般會(huì)使用于PIH的零件。
如果使用機(jī)器點(diǎn)膠于側(cè)邊的話,必須精淮控制膠量及點(diǎn)膠位置,將膠點(diǎn)于零件的邊緣,然后用貼片機(jī)的吸嘴輕壓零件至固定深度,以確保零件沒有浮高的風(fēng)險(xiǎn)。
 
方法二、使用過爐載具/托盤(carrier)
過爐載具可以設(shè)計(jì)成肋條剛好支撐住較重的零件位置,這樣比較重的零件在過二次回流焊時(shí)就不易掉落。但是過爐載具的費(fèi)用不便宜,而且載具全部數(shù)量排起來要大于回流焊爐 (reflow oven)的長度,也就是要計(jì)算回流焊爐內(nèi)同時(shí)有多少片板子行走其間,還要加上緩衝(buffer)及備品,全部加起來沒有三十個(gè)也有二十個(gè),可能還要更多,所費(fèi)不菲。
另外,過爐載具因?yàn)樾枰惺芏啻沃貜?fù)經(jīng)過迴流焊的高溫,所以一般會(huì)采用金屬材質(zhì)或特殊耐高溫的塑料制成。還有一點(diǎn)需要特別提醒,使用Carrier會(huì)需要多一個(gè)人工成本,把板子放到Carrier上面要人工,載具回收重復(fù)使用也要人工。
其次,使用載具可能會(huì)有造成融錫狀況變差的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)檫@個(gè)過爐載具通常都是金屬材質(zhì),面積大容易吸熱,會(huì)造成溫度上升不易的風(fēng)險(xiǎn),所以調(diào)爐溫的時(shí)候一定要連過爐載具一起量測,還有載具應(yīng)該盡量把沒有用到的肉偷掉,只要確保載具足夠支撐不變形為原則就可以了。
 
方法三、調(diào)整回流焊爐的上、下爐溫差
回流焊爐通常都可以控制上、下爐溫,早期電子零件都還在1206大小的年代,我們在調(diào)整回流焊爐時(shí)通常會(huì)將下爐溫條得比上爐溫少個(gè)5~10°C ,目的就是希望第二面回流焊時(shí),第一面已經(jīng)焊接好的零件不要因?yàn)橹匦氯阱a而掉落,但現(xiàn)在大部分的SMT工程師都已經(jīng)不這樣調(diào)爐溫了,因?yàn)榱慵己苄。瑳]有掉落的風(fēng)險(xiǎn)。
隨著上述的要求而來在第一面的大零件過第二面回流焊時(shí)掉落是一定的,只是如果是連接器這么大又重的零件,就算調(diào)整上下爐溫差,依然是無法達(dá)到零件不掉落的要求的。
所以調(diào)整回流焊爐的上、下溫差只對(duì)小零件有用,也就是發(fā)現(xiàn)有些零件會(huì)掉落,有些零件不會(huì)掉落的時(shí)候有效,如果全部掉件,這個(gè)方法就無效了。
 
方法四、回去用后復(fù)焊接吧(機(jī)器焊接、人工焊接)
計(jì)算一下后復(fù)焊接的成本與零件掉落所需要花費(fèi)的成本,比較一下那個(gè)劃算,有時(shí)候在時(shí)機(jī)還未成熟時(shí)一味的追求自動(dòng)化,不見得可以節(jié)省成本,還是得多比較,算計(jì)算計(jì)是否劃算。
后復(fù)焊接除了使用人工焊接外,也可以考慮機(jī)器人焊接,人工焊接的品質(zhì)畢竟比較有疑慮。


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