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)板印刷的目標是在正確的位置放入正確量的焊膏。網(wǎng)板開孔的定位精度以及他們與PWB板上開孔對準的方法決定了焊膏的印刷位置。
為了控制定位精度, 網(wǎng)板制造者必須校驗激光切割機,應用在校驗過程中得到的偏移量進行校準。 網(wǎng)板制造的一個方法是設計一個標準的測試板,進行切割,然后測量其與CAD數(shù)據(jù)的差異(或者標稱位置)。 Cookson Electronics當前在世界各地用于網(wǎng)板校準的測試載板包括324個完全一樣的圓孔,它們以1英寸中心距分布在17x17英寸的坐標網(wǎng)格上。切割和測量之后, 對機器軸的線性漂移和角度偏移數(shù)據(jù)進行分析。分析的結(jié)果被用來合并修改的因素,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
通過測量最終完成的測試板,映射出的激光切割機定位精度顯示出十分有趣的結(jié)果。圖26和27比較激光切割機在校準前和校準后的X定位精度。在Y方向也發(fā)現(xiàn)了類似的變化。
網(wǎng)板及PWB對準
影響網(wǎng)板和PWB對準的因素包括PWB對準精度的差異,印刷機對準能力的差異,以及印刷機自身的定位差異。到目前為止,PWB差異是對準不良最大的因素。我們都知道由于制造工藝,PWB相對CAD數(shù)據(jù)中會縮減。同樣也經(jīng)歷過在首次回流工藝中板的收縮,這樣會加劇第二面板印刷時的對準不良。要確定PWB的定位差異,可以對其進行測量,這樣可以定制網(wǎng)板以適應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”形開孔設計,孔的比例是20%-60%-20%。 此開孔不會產(chǎn)生任何立碑。
試驗證明,為了測量焊膏的濕潤性和擴散能力,交差印刷法勝過覆蓋率測試法。
QFP數(shù)據(jù)是非決定性的。推薦在生產(chǎn)環(huán)境中進行這個測試,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。推薦進行更多的研究來了解立碑的特性,尤其是在不同的無鉛合金之間。
感謝
作者想借此感謝整個研究團隊及支持此項研究的朋友們:Westin Bent, Grant Burkhalter, Leon Herbert, Horladine Maciel, Bawa Singh, Valentijn Van Velthoven, Greg Wade。
參考書目
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]