電子裝聯(lián)工藝及設(shè)備
電子裝聯(lián)工藝與設(shè)備技術(shù)是電子電氣產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)性支撐技術(shù),是電子電氣產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化、多功能化和高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)。
中國(guó)正從全球的制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)化,逐步由勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型過(guò)渡,尤以工業(yè)化和信息化兩化融合為重點(diǎn)的形勢(shì)下,作為電子電氣產(chǎn)品制造業(yè)的關(guān)鍵和核心技術(shù)之一,我國(guó)在電子組裝產(chǎn)業(yè)的投入和產(chǎn)出大幅度增長(zhǎng),電子電氣產(chǎn)品中的電子組裝聯(lián)工藝與設(shè)備產(chǎn)業(yè)正處于千載難逢的歷史機(jī)遇!
本人曾經(jīng)在電子產(chǎn)品研發(fā)和制造線從事過(guò)電子裝聯(lián)工作,深切感受到工藝技術(shù)的重要性,電子裝聯(lián)工藝技術(shù)水平的高低,直接影響著實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的指標(biāo),關(guān)系到產(chǎn)品的可靠性,也決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,提高電子裝聯(lián)工作者整體工藝技術(shù)水平,是提高我國(guó)電子信息產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素之一。
我國(guó)電子裝聯(lián)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
上世紀(jì)80年代之前,我國(guó)電子工業(yè)中電子產(chǎn)品主要的裝聯(lián)方式是以DIP插件為主,相應(yīng)的設(shè)備為手工焊接設(shè)備,大部分裝配工藝以手工組裝為主。
80年代后,IC封裝,片式元器件發(fā)展迅猛,本世紀(jì)初,SMC/SMD在我國(guó)電子產(chǎn)品中的使用率增長(zhǎng)超過(guò)65%-75%,因此我國(guó)電子產(chǎn)品主要是采用以SMT為主流的混合組裝技術(shù)形式。對(duì)應(yīng)的電子裝聯(lián)設(shè)備為以錫膏印刷機(jī)、貼片機(jī)、回流焊接機(jī),AOI等為代表的 SMT標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,在SMT后焊工藝中,焊錫機(jī)器人,點(diǎn)膠機(jī)器人,鎖螺絲機(jī)器人,自動(dòng)插件機(jī),組裝機(jī)器人等組裝設(shè)備逐漸發(fā)展起來(lái)。
電子裝聯(lián)工藝與設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)
目前,現(xiàn)代電子裝聯(lián)的發(fā)展目標(biāo)主要是朝著高性能、微型化、薄型化的方向發(fā)展,傳統(tǒng)安裝方式是采用基板(PCBA、FPC,鋁基板、復(fù)合基板等)與電子元器件分別制作并采用SMT技術(shù)進(jìn)行組裝,顯然已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電子裝聯(lián)工藝技術(shù)發(fā)展的要求。電子裝聯(lián)技術(shù)發(fā)展的方向正由SMT轉(zhuǎn)變?yōu)楹骃MT時(shí)代。
電子設(shè)備互連與連接用加熱方法在被焊金屬件之間充填一層非鐵金屬實(shí)現(xiàn)連接。加熱溫度在 425℃以下,稱為錫焊;在425℃以上,稱為釬焊。錫焊是電氣連接中應(yīng)用早、廣泛的連接方法。常用的焊料是錫鉛合金。此外,還有鉛基合金、銦基合金、添加銻、鉍、鎘、銀、銅的各種錫鉛合金等。釬焊主要用于集成電路組裝和微電子組裝。焊料一般為銅基合金和銀基合金。除焊料外,焊接時(shí)還需采用助焊劑。常用的錫焊方法有:①手工錫焊。②浸焊,是將所有元件在印制線路板上安裝好,然后將其焊接面浸入已熔化的錫槽中,對(duì)全部焊點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行焊接(圖2)。浸焊適用于小批量生產(chǎn)。③波峰焊,是將已裝好元件的印制線路板,在機(jī)械傳送機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下使其焊接面通過(guò)熔化的焊錫波峰,以完成全部焊點(diǎn)的焊接(圖3)。由于焊接過(guò)程可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或半自動(dòng)化,焊接質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高。④再流焊又稱重熔焊,是將預(yù)先加到焊點(diǎn)上的焊料(如成形焊料、膏狀焊料或厚膜焊錫漿料)加熱熔化完成焊接的方法。加熱源有熱板、熱風(fēng)、紅外線、激光、熱脈沖、機(jī)械熱脈沖等。再流焊常用于微電子組裝的載體與基板的焊接。⑤汽相錫焊,70年代出現(xiàn)的一種群焊方法,也是一種再流焊,只是加熱方法不同。將置于容器底部的氟碳液體加熱到沸點(diǎn),使之蒸發(fā)形成飽和蒸汽區(qū)。將裝好元件并放好焊料的被焊工件送入蒸汽區(qū)。蒸汽遇到冷的工件,迅速凝結(jié)并釋放出汽化潛熱,使焊料快速熔化而完成焊接(圖4)。這種焊接方法適用于陶瓷載體和基板、插針和印制線路板之間的焊接。其優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻、時(shí)間短、熱效高,在惰性蒸汽保護(hù)下可以防止氧化。焊接質(zhì)量比其他方法高。其缺點(diǎn)是氟碳液體價(jià)格昂貴和易揮發(fā)泄漏。