圖23到圖25描述立碑的起因以及立碑與片式元件間錫珠的互相作用。
控制定位精度
如前所述,網(wǎng)板印刷的目標(biāo)是在正確的位置放入正確量的焊膏。網(wǎng)板開(kāi)孔的定位精度以及他們與PWB板上開(kāi)孔對(duì)準(zhǔn)的方法決定了焊膏的印刷位置。
為了控制定位精度, 網(wǎng)板制造者必須校驗(yàn)激光切割機(jī),應(yīng)用在校驗(yàn)過(guò)程中得到的偏移量進(jìn)行校準(zhǔn)。 網(wǎng)板制造的一個(gè)方法是設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試板,進(jìn)行切割,然后測(cè)量其與CAD數(shù)據(jù)的差異(或者標(biāo)稱(chēng)位置)。 Cookson Electronics當(dāng)前在世界各地用于網(wǎng)板校準(zhǔn)的測(cè)試載板包括324個(gè)完全一樣的圓孔,它們以1英寸中心距分布在17x17英寸的坐標(biāo)網(wǎng)格上。切割和測(cè)量之后, 對(duì)機(jī)器軸的線(xiàn)性漂移和角度偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析的結(jié)果被用來(lái)合并修改的因素,確保定位精度為1 mil (25 ?m) @4 sigma levels,或者Cpk 1.33的水平。
表1 ±1 mil (25 ?m)的定位精度與工藝能力的關(guān)系。注意PPM缺陷是基于靜態(tài)工藝,不包括1.5 sigma的變化
通過(guò)測(cè)量最終完成的測(cè)試板,映射出的激光切割機(jī)定位精度顯示出十分有趣的結(jié)果。圖26和27比較激光切割機(jī)在校準(zhǔn)前和校準(zhǔn)后的X定位精度。在Y方向也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的變化。
網(wǎng)板及PWB對(duì)準(zhǔn)
影響網(wǎng)板和PWB對(duì)準(zhǔn)的因素包括PWB對(duì)準(zhǔn)精度的差異,印刷機(jī)對(duì)準(zhǔn)能力的差異,以及印刷機(jī)自身的定位差異。到目前為止,PWB差異是對(duì)準(zhǔn)不良最大的因素。我們都知道由于制造工藝,PWB相對(duì)CAD數(shù)據(jù)中會(huì)縮減。同樣也經(jīng)歷過(guò)在首次回流工藝中板的收縮,這樣會(huì)加劇第二面板印刷時(shí)的對(duì)準(zhǔn)不良。要確定PWB的定位差異,可以對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,這樣可以定制網(wǎng)板以適應(yīng)PWB。
結(jié)論&推薦
減少片式元件間錫珠的形成,最好是采用“反本壘板”形開(kāi)孔設(shè)計(jì),孔的比例是20%-60%-20%。 此開(kāi)孔不會(huì)產(chǎn)生任何立碑。
試驗(yàn)證明,為了測(cè)量焊膏的濕潤(rùn)性和擴(kuò)散能力,交差印刷法勝過(guò)覆蓋率測(cè)試法。
QFP數(shù)據(jù)是非決定性的。推薦在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行這個(gè)測(cè)試,這樣可以獲得更多相關(guān)大規(guī)模生產(chǎn)中的系統(tǒng)干擾下的樣本。推薦進(jìn)行更多的研究來(lái)了解立碑的特性,尤其是在不同的無(wú)鉛合金之間。
感謝
作者想借此感謝整個(gè)研究團(tuán)隊(duì)及支持此項(xiàng)研究的朋友們:Westin Bent, Grant Burkhalter, Leon Herbert, Horladine Maciel, Bawa Singh, Valentijn Van Velthoven, Greg Wade。
參考書(shū)目
1. “Reducing Variation in Outsourced SMT Manufacturing Through the use of Intelligent Stencil Systems”, Chrys Shea, Valentijn Van Velthoven, Ron Tripp and Ranjit S Pandher, To appear in Circuits Assembly 2004
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[日期:10-05-05]