贴片机的专业术语

贴片机的专业术语,第1张

A字母开头

Accuracy(精度):测量结果与目标值之间的差额。

Additive Process(加成工艺):一种制造PCB导电布线的方法,通过选择性的在板层上沉淀导电材料(铜、锡等)。

Adhesion(附着力):类似于分子之间的吸引力。

Aerosol(气溶剂):小到足以空气传播的液态或气体粒子。

Angle of attack(迎角):丝印刮板面与丝印平面之间的夹角。

Anisotropic adhesive(各异向性胶):一种导电性物质,其粒子只在Z轴方向通过电流。

Annular ring(环状圈):钻孔周围的导电材料。

Application specific integrated circuit (ASIC特殊应用集成电路):客户定做得用于专门用途的电路。

Array(列阵):一组元素,比如:锡球点,按行列排列。

Artwork(布线图):PCB的导电布线图,用来产生照片原版,可以任何比例制作,但一般为3:1或4:1。

Automated test equipment (ATE自动测试设备):为了评估性能等级,设计用于自动分析功能或静态参数的设备,也用于故障离析。

Automatic optical inspection (AOI自动光学检查):在自动系统上,用相机来检查模型或物体。

B字母开头

Ball grid array (BGA球栅列阵):集成电路的包装形式,其输入输出点是在元件底面上按栅格样式排列的锡球。

Blind via(盲通路孔):PCB的外层与内层之间的导电连接,不继续通到板的另一面。

Bond lift-off(焊接升离):把焊接引脚从焊盘表面(电路板基底)分开的故障。

Bonding agent(粘合剂):将单层粘合形成多层板的胶剂。

Bridge(锡桥):把两个应该导电连接的导体连接起来的焊锡,引起短路。

Buried via(埋入的通路孔):PCB的两个或多个内层之间的导电连接(即,从外层看不见的)。

C字母开头

CAD/CAM system(计算机辅助设计与制造系统):计算机辅助设计是使用专门的软件工具来设计印刷电路结构;计算机辅助制造把这种设计转换成实际的产品。这些系统包括用于数据处理和储存的大规模内存、用于设计创作的输入和把储存的信息转换成图形和报告的输出设备

Capillary action(毛细管作用):使熔化的焊锡,逆着重力,在相隔很近的固体表面流动的一种自然现象。

Chip on board (COB板面芯片):一种混合技术,它使用了面朝上胶着的芯片元件,传统上通过飞线专门地连接于电路板基底层。

Circuit tester(电路测试机):一种在批量生产时测试PCB的方法。包括:针床、元件引脚脚印、导向探针、内部迹线、装载板、空板、和元件测试。

Cladding(覆盖层):一个金属箔的薄层粘合在板层上形成PCB导电布线。

Coefficient of the thermal expansion(温度膨胀系数):当材料的表面温度增加时,测量到的每度温度材料膨胀百万分率(ppm)

Cold cleaning(冷清洗):一种有机溶解过程,液体接触完成焊接后的残渣清除。

Cold solder joint(冷焊锡点):一种反映湿润作用不够的焊接点,其特征是,由于加热不足或清洗不当,外表灰色、多孔。

Component density(元件密度):PCB上的元件数量除以板的面积。

Conductive epoxy(导电性环氧树脂):一种聚合材料,通过加入金属粒子,通常是银,使其通过电流。

Conductive ink(导电墨水):在厚胶片材料上使用的胶剂,形成PCB导电布线图。

Conformal coating(共形涂层):一种薄的保护性涂层,应用于顺从装配外形的PCB。

Copper foil(铜箔):一种阴质性电解材料,沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔,它作为PCB的导电体。它容易粘合于绝缘层,接受印刷保护层,腐蚀后形成电路图样。

Copper mirror test(铜镜测试):一种助焊剂腐蚀性测试,在玻璃板上使用一种真空沉淀薄膜。

Cure(烘焙固化):材料的物理性质上的变化,通过化学反应,或有压/无压的对热反应。

Cycle rate(循环速率):一个元件贴片名词,用来计量从拿取、到板上定位和返回的机器速度,也叫测试速度。 D字母开头

Data recorder(数据记录器):以特定时间间隔,从着附于PCB的热电偶上测量、采集温度的设备。

Defect(缺陷):元件或电路单元偏离了正常接受的特征。

Delamination(分层):板层的分离和板层与导电覆盖层之间的分离。

Desoldering(卸焊):把焊接元件拆卸来修理或更换,方法包括:用吸锡带吸锡、真空(焊锡吸管)和热拔。

Dewetting(去湿):熔化的焊锡先覆盖、后收回的过程,留下不规则的残渣。

DFM(为制造着想的设计):以最有效的方式生产产品的方法,将时间、成本和可用资源考虑在内。

Dispersant(分散剂):一种化学品,加入水中增加其去颗粒的能力。

Documentation(文件编制):关于装配的资料,解释基本的设计概念、元件和材料的类型与数量、专门的制造指示和最新版本。使用三种类型:原型机和少数量运行、标准生产线和/或生产数量、以及那些指定实际图形的政府合约。

Downtime(停机时间):设备由于维护或失效而不生产产品的时间。

Durometer(硬度计):测量刮板刀片的橡胶或塑料硬度。

E字母开头

Environmental test(环境测试):一个或一系列的测试,用于决定外部对于给定的元件包装或装配的结构、机械和功能完整性的总影响。

Eutectic solders(共晶焊锡):两种或更多的金属合金,具有最低的熔化点,当加热时,共晶合金直接从固态变到液态,而不经过塑性阶段。

F字母开头

Fabrication():设计之后装配之前的空板制造工艺,单独的工艺包括叠层、金属加成/减去、钻孔、电镀、布线和清洁。

Fiducial(基准点):和电路布线图合成一体的专用标记,用于机器视觉,以找出布线图的方向和位置。

Fillet(焊角):在焊盘与元件引脚之间由焊锡形成的连接。即焊点。

Fine-pitch technology (FPT密脚距技术):表面贴片元件包装的引脚中心间隔距离为0.025(0.635mm)或更少。

Fixture(夹具):连接PCB到处理机器中心的装置。

Flip chip(倒装芯片):一种无引脚结构,一般含有电路单元。设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球(导电性粘合剂所覆盖),在电气上和机械上连接于电路。

Full liquidus temperature(完全液化温度):焊锡达到最大液体状态的温度水平,最适合于良好湿润。

Functional test(功能测试):模拟其预期的 *** 作环境,对整个装配的电器测试。 G字母开头

Golden boy(金样):一个元件或电路装配,已经测试并知道功能达到技术规格,用来通过比较测试其它单元。

H字母开头

Halides(卤化物):含有氟、氯、溴、碘或砹的化合物。是助焊剂中催化剂部分,由于其腐蚀性,必须清除。

Hard water(硬水):水中含有碳酸钙和其它离子,可能聚集在干净设备的内表面并引起阻塞。

Hardener(硬化剂):加入树脂中的化学品,使得提前固化,即固化剂。

I字母开头

In-circuit test(在线测试):一种逐个元件的测试,以检验元件的放置位置和方向。

J字母开头

Just-in-time (JIT刚好准时):通过直接在投入生产前供应材料和元件到生产线,以把库存降到最少。

L字母开头

Lead configuration(引脚外形):从元件延伸出的导体,起机械与电气两种连接点的作用。

Line certification(生产线确认):确认生产线顺序受控,可以按照要求生产出可靠的PCB。

M字母开头

Machine vision(机器视觉):一个或多个相机,用来帮助找元件中心或提高系统的元件贴装精度。

Mean time between failure (MTBF平均故障间隔时间):预料可能的运转单元失效的平均统计时间间隔,通常以每小时计算,结果应该表明实际的、预计的或计算的。

N字母开头

Nonwetting(不熔湿的):焊锡不粘附金属表面的一种情况。由于待焊表面的污染,不熔湿的特征是可见基底金属的裸露。

O字母开头

Omegameter(奥米加表):一种仪表,用来测量PCB表面离子残留量,通过把装配浸入已知高电阻率的酒精和水的混合物,其后,测得和记录由于离子残留而引起的电阻率下降。

Open(开路):两个电气连接的点(引脚和焊盘)变成分开,原因要不是焊锡不足,要不是连接点引脚共面性差。

Organic activated (OA有机活性的):有机酸作为活性剂的一种助焊系统,水溶性的。

P字母开头

Packaging density(装配密度):PCB上放置元件(有源/无源元件、连接器等)的数量;表达为低、中或高。

Photoploter(相片绘图仪):基本的布线图处理设备,用于在照相底片上生产原版PCB布线图(通常为实际尺寸)。

Pick-and-place(拾取-贴装设备):一种可编程机器,有一个机械手臂,从自动供料器拾取元件,移动到PCB上的一个定点,以正确的方向贴放于正确的位置。

Placement equipment(贴装设备):结合高速和准确定位地将元件贴放于PCB的机器,分为三种类型:SMD的大量转移、X/Y定位和在线转移系统,可以组合以使元件适应电路板设计。

R字母开头

Reflow soldering(回流焊接):通过各个阶段,包括:预热、稳定/干燥、回流峰值和冷却,把表面贴装元件放入锡膏中以达到永久连接的工艺过程。

Repair(修理):恢复缺陷装配的功能的行动。

Repeatability(可重复性):精确重返特性目标的过程能力。一个评估处理设备及其连续性的指标。

Rework(返工):把不正确装配带回到符合规格或合约要求的一个重复过程。

Rheology(流变学):描述液体的流动、或其粘性和表面张力特性,如,锡膏。 S字母开头

Saponifier(皂化剂):一种有机或无机主要成份和添加剂的水溶液,用来通过诸如可分散清洁剂,促进松香和水溶性助焊剂的清除。

Schematic(原理图):使用符号代表电路布置的图,包括电气连接、元件和功能。

Semi-aqueous cleaning(不完全水清洗):涉及溶剂清洗、热水冲刷和烘干循环的技术。

Shadowing(阴影):在红外回流焊接中,元件身体阻隔来自某些区域的能量,造成温度不足以完全熔化锡膏的现象。

Silver chromate test(铬酸银测试):一种定性的、卤化离子在RMA助焊剂中存在的检查。(RMA可靠性、可维护性和可用性)

Slump(坍落):在模板丝印后固化前,锡膏、胶剂等材料的扩散。

Solder bump(焊锡球):球状的焊锡材料粘合在无源或有源元件的接触区,起到与电路焊盘连接的作用。

Solderability(可焊性):为了形成很强的连接,导体(引脚、焊盘或迹线)熔湿的(变成可焊接的)能力。

Soldermask(阻焊):印刷电路板的处理技术,除了要焊接的连接点之外的所有表面由塑料涂层覆盖住。

Solids(固体):助焊剂配方中,松香的重量百分比,(固体含量)

Solidus(固相线):一些元件的焊锡合金开始熔化(液化)的温度。

Statistical process control (SPC统计过程控制):用统计技术分析过程输出,以其结果来指导行动,调整和/或保持品质控制状态。

Storage life(储存寿命):胶剂的储存和保持有用性的时间。

Subtractive process(负过程):通过去掉导电金属箔或覆盖层的选择部分,得到电路布线。

Surfactant(表面活性剂):加入水中降低表面张力、改进湿润的化学品。

Syringe(注射器):通过其狭小开口滴出的胶剂容器。

T字母开头

Tape-and-reel(带和盘):贴片用的元件包装,在连续的条带上,把元件装入凹坑内,凹坑由塑料带盖住,以便卷到盘上,供元件贴片机用。

Thermocouple(热电偶):由两种不同金属制成的传感器,受热时,在温度测量中产生一个小的直流电压。

Type I, II, III assembly(第一、二、三类装配):板的一面或两面有表面贴装元件的PCB(I);有引脚元件安装在主面、有SMD元件贴装在一面或两面的混合技术(II);以无源SMD元件安装在第二面、引脚(通孔)元件安装在主面为特征的混合技术(III)。

Tombstoning(元件立起):一种焊接缺陷,片状元件被拉到垂直位置,使另一端不焊。

U字母开头

Ultra-fine-pitch(超密脚距):引脚的中心对中心距离和导体间距为0.010”(0.25mm)或更小。

V字母开头

Vapor degreaser(汽相去油器):一种清洗系统,将物体悬挂在箱内,受热的溶剂汽体凝结于物体表面。

Void(空隙):锡点内部的空穴,在回流时气体释放或固化前夹住的助焊剂残留所形成。

Y字母开头

Yield(产出率):制造过程结束时使用的元件和提交生产的元件数量比率。

随着电子技术的发展,电子元件朝着小型化和高密集成化的方向发展。BGA元件已越来越广泛地应用到SMT装配技中来,并且随着u BGA和CSP的出现,SMT装配的难度是愈来愈大,工艺要求也愈来愈高。由于BGA的返修的难度颇大,故实现BGA的良好焊接是放在所有SMT工程人员的一个课题。这里广晟德回流焊就BGA的保存和使用环境以及焊接工艺等两大方面同大家讨论。

BGA的保存及使用

BGA元件是一种高度的温度敏感元件,所以BGA必须在恒温干燥的条件下保存, *** 作人员应该严格遵守 *** 作工艺流程,避免元器件在装配前受到影响。一般来说,BGA的较理想的保存环境为20℃-25℃,湿度小于10%RH(有氮气保护更佳)。 ℃

大多数情况下,我们在元器件的包装未打开前会注意到BGA的防潮处理,同时我们也应该注意到元器件包装被打后用于安装和焊接的过程中不可以暴露的时间,以防止元器件受到影响而导致焊接质量的下降或元器件的电气性能的改变。下表为湿度敏感的等级分类,它显示了在装配过程中,一旦密封防潮包装被开,元器件必须被用于安装,焊接的相应时间。一般说来,BGA属于5级以上的湿度敏感等级。

湿度敏感等级。等级时间时间1无限制≤30ºC/85% RH2一年≤30ºC/60% RH2a四周≤30ºC/60% RH3168小时≤30ºC/60% RH472小时≤30ºC/60% RH548小时≤30ºC/60% RH5a24小时≤30ºC/60% RH6按标签时间规定≤30ºC/60% RH

如果在元器件储藏于氮气的条件下,那么使用的时间可以相对延长。大约每4-5小时的干燥氮气的作用,可以延长1小时的空气暴露时间。

在装配的过程中我们常常会遇到这样的情况,即元器件的包装被打开后无法在相应的时间内使用完毕,而且暴露的时间超过了表1中规定的时间,那么在下一次使用之前为了使元器件具有良好的可焊性,我们建议对BGA元件进行烘烤。烘烤条件下:温度为125℃,相对相湿度≤60% RH,

烘烤的温度最不要超过125℃,因为过高的温度会造成锡球与元器件连接处金相组织变化,而当这些元器件进入回流焊的阶段时,容易引起锡球与元器件封装处的脱节,造成SMT装配质量问题,我们却会认为是元器件本身的质量问题造成的。但果烘烤的温度过低,则无法起到除湿的作用。在条件允许情况下,我们建议在装配前将元器件烘烤下,有利于消除BGA的内部湿气,并且提高BGA的耐热性,减少元器件进入回流焊受到的热冲击对器件的影响。BGA元器件在烘烤后取出,自然冷却半小时才能进行装配作业。

烘烤时间封装厚度湿度敏感等级烘烤时间≤1.4MM2a 4小时 37小时 49小时 510小时 5a14小时≤2.0MM2a18小时 324小时 331小时 5a37小时≤4.0MM2a48小时 348小时 348小时 348小时 5a48小时

BGA的焊接工艺要求 在BGA的装配过程中,每一个步骤,每一样工具都会对BGA的焊接造成影响。

1.焊膏印刷

焊膏的优劣是影响表面装贴生产的一个重要环节。选择焊膏通常会考虑下几个方面:良好的印刷性好的可焊性好的可焊性低残留物。一般来说,我们采用焊膏的合金成分为含锡63%和含铅37%的低残留物型焊膏。

元器件的引脚间别具匠心越,焊膏的锡粉颗越小,相对来说印刷较发好。但并不是说选择焊膏锡粉颗越小越好,因为从焊接效果来说,锡粉颗粒大的焊膏焊接效果要比锡粉颗粒小的焊膏好。因此,我们在选择时要从各方面因素综合考虑。由于BGA的引脚间较小,丝网模板开孔较小,所以我们采用直径为45M以下的焊膏,以保证获得良好的印刷效果。

焊膏锡粉形状与颗粒直径引脚间距(MM)1.2710.80.650.50.4锡粉形状非球型球型球型球型颗粒直径(um)22-6322-6322-6322-38

印刷的丝网模板一般采用不锈钢材料。由于BGA元器件的引脚间距较小,故而钢板的厚度较薄。一般钢板的厚度为0.12MM-0.15MM。钢板的开口视元器件的情况而定,通常情况下钢板的开口略小于焊盘。

例如:外型尺寸为35MM,引脚间别具匠心为1.0MM的PBGA,焊肋直径为23MIL。我们一般将钢板的开口的大小控制在21MIL.

在印刷时,通常采用不锈钢制的60度金属刮刀。印刷的压力控制有3.5KG-10KG的范围内。压力太大和太小都对印刷不利。印刷的速度控制在10MM/SEC-25MM/SEC之间,元器件的引脚间距愈小,印刷速度愈慢。印刷后的脱离速度一般设置为1MM/SEC之间,如果是 u BGA 或CSP器件脱模速度应更慢大约为0.5MM/SEC。另外,在印刷焊要注意控制 *** 作的环境。工作的场温度控制在25℃左右,温度控制在55%RH左右。印刷后的PCB尽量在半小时以内进入回流焊,防止焊膏在空气中显露过久而影响质量。

2.器件的放置

BGA的准确贴放很大程度上取决于贴片机的精确度,以及镜像识别系统的识别能力。就目前市场上各种品牌的多功能贴片机而言,能够放置BGA的贴片机其贴片的精确度达到0.001MM左右,所以在贴片精度上不会存在问题。只要BGA器件通过镜像识别,就可以准确的安放在印制线路板上。

然而有时通过镜像识别的BGA并非100%的焊球良好的器件,有可能某个焊球的Z方向上略小于其他焊球。为了保证焊接的良好性,我们的通常可以将BGA的器件厚度减去1-2MM,同时便用延里关闭真空系统约400毫秒,使BGA器件在安放时其焊球能够与焊膏充分接触。这样一来就可以减少BGA某个引脚空焊的现象。

不过,对于u BGA和CSP的器件我们不建议采用目述方法,以防止出现焊接不良的焊接现象的产生。

3. 回流焊

回流焊接是BGA装配过程中最难控制的步骤。因此获得较佳的回流风线是得到BGA良好焊接的关键所在。

★ 预热阶段在这一段时间内使PCB均匀受热温,并刺激助焊剂活跃。一般升温的速度不要过快,防止线路弧受热过快而产生较大的变形。我们尽量升温度控制在3℃/SEC以下,较理想的升温速度为2℃/SEC。时间控制在60-90秒之间。

★ 浸润阶段这一阶段助焊剂开始挥发。温度在150℃-180℃之间应保持60-120秒,以便助焊剂能够充分发挥其作用。升温的速度一般在0.3-0.5℃/SEC。

★ 回流阶段这一阶段的温度已经超过焊膏的溶点温度,焊膏溶化成液体,元器件引脚上锡。该阶段中温度在183℃以上的时间应控制在60-90秒之间。如果时间太少或过长都会造成焊接的质量问题。其中温度在210-220℃范围内的时间控制相当关键,一般控制在10-20秒为最佳。

★ 冷却阶段这一阶段焊膏开始凝固,元器件被固定在线路板上。同样的是降温的速度也不能够过快,一般控制在4℃/SEC以下,较理想的降温速度为3℃/SEC。由于过快的降温速度会造成线路板产生冷变形,它会引起BGA焊接的质量问题,特别是BGA外圈引脚的虚焊。

在测量回流焊接的温度曲线时,对于BGA元件其测量点应在BGA引脚与线路板之间。BGA尽量不要用高温胶带,而采用高温焊锡焊接与热电偶相固定,以保证获得较为准确的曲线数据。

总之BGA的焊接是一门十分复杂的工艺,它还受到线路板设计,设备能力等各方面因素的影响,若只顾及某一方面是远远不够的。我们还要在实际的生产过程中不断研究和探索,努力控制影响BGA焊接的各项因素,从而使焊接能达到到最好的效果。

5、有争议的一种缺陷目前尚存在争议的一个问题是关于BGA中空洞的接收标准。空洞问题并不是BGA独有的。在通孔插装及表面贴装及通孔插装组件的焊点通常都可以用目视检查看到空洞,而不用X射线。在BGA中,由于所有的焊点隐藏在封装的下面,只有使用X射线才能检查到这些焊点。当然,用X射线不仅可以检查BGA的焊点,所有的各种各样的焊点都可以检查,使用X射线,空洞很容易就可以检查出来。

那么空洞一定对BGA的可靠性有负面影响吗,7不一定。有些人甚至说空洞对于可靠性是有好处的。 IPC-7095标准"实现BGA的设计和组装过程"详述了实现BGA和的设计及组装技术。IPC-7095委员会认为有些尺寸非常小,不能完全消除的空洞可能对于可靠性是有好处的,但是多大的尺寸应该有一个界定的标准。

5.1空洞的位置及形成原因

在BGA的焊点检查中在什么位置能发现空洞呢? BGA的焊球可以分为三个层,一个是组件层(靠近BGA组件的基板),一个是焊盘层(靠近PCB的基板),再有一个就是焊球的中间层。根据不同的情况,空洞可以发生在这三个层中的任何一个层。

空洞是什么时候出现的呢?BGA焊球中可能本身在焊接前就带有空洞,这样在再流焊过程完成后就形成了空洞。这可能是由于焊球制作工艺中就引入了空洞,或是PCB表面涂覆的焊膏材料的问题导致的。另外电路板的设计也是形成空洞的一个主要原因。例如,把过孔设计在焊盘的下面,在焊接的过程中,外界的空气通过过孔进入熔溶状态的焊球,焊接完成冷却后焊球中就会留下空洞。

焊盘层中发生的空洞可能是由于焊盘上面印刷的焊膏中的助焊剂在再流焊接过程中挥发,气体从熔溶的焊料中逸出,冷却后就形成了空洞。焊盘的镀层不好或焊盘表面有污染都可能是在焊盘层出现空洞的原因。

通常发现空洞机率最多的位置是在组件层,也就是焊球的中央到BGA基板之间的部分。这有可能是因为PCB上面BGA的焊盘在再流焊接的过程中,存在有空气气泡和挥发的助焊剂气体,当BGA的共晶焊球与所施加的焊膏在再流焊过程中熔为一体时形成空洞。如果再流温度曲线在再流区时间不够长,空气气泡和助焊剂中挥发的气体来不及逸出,熔溶的焊料已经进入冷却区变为固态,便形成了空洞。所以,再流温度曲线是形成空洞的种原因。共晶焊料63Sn/37Pb的BGA最易出现空洞, 而成分为10Sn/90Pb的非共晶高熔点焊球的BGA,熔点为302℃,一般基本上没有空洞,这是因为在焊膏熔化的再流焊接过程中BGA上的焊球不熔化。

5.2空洞的接收标准

空洞中的气体存在可能会在热循环过程中产生收缩和膨胀的应力作用空洞存在的地方便会成为应力集中点,并有可能成为产生应力裂纹的根本原因。

IPC-7095中规定空洞的接收/拒收标准主要考虑两点:就是空洞的位置及尺寸。空洞不论是存在什么位置,是在焊料球中间或是在焊盘层或组件层,视空洞尺寸及数量不同都会造成质量和可靠性的影响。焊球内部允许有小尺寸的焊球存在。空洞所占空间与焊球空间的比例可以按如下方法计算:例如空洞的直径是焊球直径的50%,那么空洞所占的面积是焊球的面积的25%。lPC标准规定的接收标准为:焊盘层的空洞不能大于10%的焊球面积,也即空洞的直径不能超过30%的焊球直径。当焊盘层空洞的面积超过焊球面积的25%时,就视为一种缺陷,这时空洞的存在会对焊点的机械或电的可靠性造成隐患。在焊盘层空洞的面积在1O%~25%的焊球面积时,应着力改进工艺,消除或减少空洞。还有详细待续http://www.huiliuhan.cn/show-212-616.html


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