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如何准确地贴装0201元件

  业界所面临的现实是零件变得越来越小例如0201片状电容比0402小75%。在电路板上所占的面积少66%这些元件在本十年的早期将出现在一些通用的印刷电路板上,而甚至更小的01005片状元件到2005年将在空间更珍贵的模块电路板上看到。因为对于许多新的产品板的空间是如此珍贵。尽管更小的元件成本更高,但还是会得到甚至更广泛的使用。这种新的小型化要求贴装精度提高但又不降低速度。
  确认所面临的挑战
  小的元件提出了许多问题更高的密度 - 这是困扰较小元件的主要原因 - 使得贴装任务的难度大了一个数量级例如0201元件。通常要求较小的焊盘尺寸来防止焊锡污迹和接纳无焊脚焊接。还有更小的焊盘意味着更窄的元件间距。虽然这些允许设计者取得高度功能化与紧凑的产品所需要的更高密度,但也使情况复杂化对于密度高的PCB贴装精度,直接影响回流焊接后的装配缺陷数量。例如贴装偏移会增加锡桥锡珠元件竖立和元件不对准焊盘的机会,
  因此我们需要什么呢?现在现实的生产目标是达到99.9%的吸取率,同时3的贴装精度为0祄,为了达到这个目标机器精度变成首要问题。
  吸取位置公差
  为了保持生产系统的连贯性吸嘴,必须能够在所有三个方向上移动即沿X,Y和Z轴移动。这一点是重要的因为在所有生产机器上Y轴的控制是没有。
  由于在三个轴上的闭环实时反馈对送料器校准的需要,实际上消除了没有三个轴上的实时闭环反馈送料器的校准是关键的。
  研究表明在Y方向0.07mm的精度对于确保成功的0201贴装是必要的。还有成功的贴装要求在X方向0.1mm的公差在Z方向0.1mm以达到0.2mm的目标值。纠正吸嘴X/Y轴的运动是保证稳定和持续的元件吸取的关键。
  在锡膏上的运动
  另一个贴装问题是在某些条件下0201不会停留在其贴装的位置。考虑这样一种情况试验将0201电容贴装在印刷锡膏和助焊剂的PCB上,希望得到0.05mm的受控行程和0.15mm的元件间距。试验已经显示对于Y方向3的贴装精度板上小于0.05mm超程的元件,有时将会向短边方向滑行超过60祄。
  当颗粒大小大于20祄时,元件偏斜就有可能因为颗粒在焊盘上分布不均。因为元件贴装时间是几毫秒,所以任何不平的表面度可能造成零件偏斜或运动。这就是为什么热风焊锡均涂(HASL)的板不适合于0201贴装这与0402许可HASL形成对照。
  因此超程降低贴装精度。它也可能增加高密度贴装的锡桥,因为当使用无焊脚焊盘时元件会将锡膏从零件下挤出。因此可以将超程定义为使得元件和PCB之间的间隙小于焊锡颗粒大小即贴装系统必须控制。该间隙将它保持在40-60祄一个起作用的因素是板的支撑没有支撑元件可能从过高的高度落下或被压入锡膏中。为了准确地控制行程板的支撑系统必须为板的拱形提供足够的纠正。
  需要的改进
  要取得有效的0201元件的使用,部分的解决方法将在吸嘴的设计改进中找到,因为元件是如此的小它们要求吸嘴的设计尽量加大真空的接触表面积。同时提供一个不会干涉高密度布局的外形,另外吸嘴必须高度耐磨,因为其腐蚀作用会由于小的接触面积而恶化。所有这些都必须意识到如何满足和处理即将面临的01005元件的挑战。
  现在的结果为0.25mm的间隙提供0.75的节拍时间、60祄(3)的精度和99.9%的吸取率。目标是要为0.10-0.15mm间隙达到每个零件0.075秒的节拍时间,40祄(3)的精度和99.9%的吸取率为0201元件专门开发的盘带送料器,也应该有助于更精确和更快速的元件贴装。