Montaz w elektronice_cz.16_Techniki montazu

Transkrypt

Montaz w elektronice_cz.16_Techniki montazu
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Plan wykładu
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
Wprowadzenie
Elementy elektroniczne w obudowach SO, CC i QFP
Elementy elektroniczne w obudowach BGA i CSP
Montaż
Montaż drutowy i flipflip-chip struktur nie obudowanych
Tworzywa sztuczne i lepkospręż
ystość
ść
lepkosprężysto
Elementy elektroniczne bierne i optoelektroniczne
Płytki obwodó
obwodów drukowanych
Podł
czeń
ń
Podłoża o duż
dużej gę
gęstoś
stości połą
połącze
Techniki lutowania
Podstawy lutowania, luty i topniki
Pasty lutownicze
Lutowanie bezoł
bezołowiowe
Mycie po lutowaniu, lutowanie „nono-clean”
clean”
Mechanizm klejenia, kleje
Techniki nakł
nakładania klejó
klejów
Techniki montaż
montażu powierzchniowego
Wady lutowania, ocena jakoś
jakości lutowania, zasady projektowania POD
Podsumowanie
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Montaż płytek obwodów drukowanych
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
1
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Montaż płytek obwodów drukowanych
Rodzaje technik montażowych:
‰ Klasa A – tylko elementy do montażu
przewlekanego,
‰ Klasa B – tylko elementy do montażu
powierzchniowego,
‰ Klasa C – elementy mieszane,
‰ Typ 1 – elementy są rozmieszczone
tylko na jednej stronie płytki,
‰ Typ 2 – elementy są rozmieszczone na
obydwu stronach płytki.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Montaż płytek obwodów drukowanych
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
2
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Montaż płytek obwodów drukowanych
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Obsadzanie POD
Klasyfikacja metod obsadzania POD:
‰ ręczne,
‰ automatyczne sekwencyjne,
‰ automatyczne sekwencyjnorównoczesne,
‰ automatyczne równoczesne.
Kryteria elastyczności
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
3
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Obsadzanie POD
Obsadzanie automatyczne sekwencyjne: duża elastyczność (ilość i rodzaj elementów),
krótki czas przezbrajania, dwie metody - „pick & place” i „chip shooter” lub „collect & place”.
„Pick & place” – przenoszenie po jednym elemencie, „chip shooter” - przenoszenie kilku
elementów i sekwencyjne ich układanie.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Obsadzanie POD
Klasyfikacja systemów obsadzania POD
Kryterium
Szybkość
układania
Metoda
układania
System
prosty
System
System
System
System
System
wysokowydajny wysokowydajny wysokowydajny
standardowy
wysokowydajny
„pick & place” „collect & place” „chip shooter”
4000
- 30000
10000
- 60000
25000
- 55000
100000
- 140000
sekwencyjna
sekwencyjna
„pick &
„pick & place”
place”
sekwencyjna
„pick & place”
sekwencyjna
głowica
rewolwerowa
sekwencyjna
głowica
rewolwerowa
„pick & place”
lub
sekwencyjnorównoczesna
< 2000
2000
- 4000
Zmiana POD
ręczna
ręczna lub
automatyczna
automatyczna
automatyczna
automatyczna
automatyczna
Liczba
rodzajów
elementów
< 60
60 -120
60 - 300
80 - 300
80 - 300
100 - 200
Elastyczność
duża
bardzo duża
bardzo duża
bardzo duża
duża
mała
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
4
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Obsadzanie POD
Obsadzanie automatyczne sekwencyjno-równoczesne: kilka elementów wyjmuje się równocześnie z podajników, a następnie układa się je sekwencyjnie, ruch
POD (X) i głowicy obsadzającej (Y)
lub suwnica X-Y, ograniczona liczba i rodzaj elementów, szybkość
ukłądania – 30000 elementów/h.
Obsadzanie automatyczne
równoczesne: wiele głowic, z
których każda pracuje w systemie
„pick & place” lub sekwencyjno
-równoczesnym, każda głowica
układa tylko te elementy, które
są w jej zasięgu, szybkość układania – 140000 elementów/h,
mała elastyczność.
Wzrost szybkości układania jest
okupiony mniejszą elastycznością
automatu.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
System sekwencyjno-równoczesny
Bateria gł
głowic
pracują
pracujących ró
równolegle
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
5
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
System „pick & place”
Układanie elementów na POD jest automatyczne. POD jest transportowana na przenośniku
do automatu, gdzie zostaje unieruchomiona w pozycji roboczej. Położenie POD jest precyzyjnie
określane przez kamerę identyfikująca znaczniki na POD. Komputer na tej podstawie generuje
poprawki w osiach X, Y i θ. Na POD powinny znajdować się 2 – 3 znaczniki.
Elementy są przenoszone z podajników na POD przez głowicę zaopatrzoną w ssawkę podciśnieniową. Ponieważ położenie elementów
w głowicy nie jest powtarzalne, więc trzeba je centrować mechanicznie lub justować optycznie. Justowanie optyczne polega na analizie
obrazu elementu i generowaniu poprawek w stacji optycznej. Zarówno centrowanie mechaniczne jak i justowanie optyczne odbywa się w czasie przenoszenia elementu z podajnika na POD>
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
System „chip shooter”
- stacjonarna głowica rewolwerowa i podajniki
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
6
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
System „chip shooter”
– stacjonarna głowica rewolwerowa i podajniki
Fuji (CP-7)
TDK (RX-4A)
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Ocena systemu „chip shooter”
- stacjonarna głowica rewolwerowa i podajniki
‰ Szybki ruch POD stwarza ryzyko przesunięcia elementu (ograniczenie
szybkości układania dużych elementów).
‰ Nieruchome podajniki umożliwiają ich uzupełnianie bez przerywania
pracy automatu.
‰ Liczba podajników jest ograniczona przez wymiary głowicy rewolwerowej.
‰ Łatwy dostęp zarówno do podajników jak i głowicy rewolwerowej.
‰ Mała dokładność pobierania z podajnika (ograniczona dokładność
pozycjonowania głowicy rewolwerowej) utrudnia układanie dużych partii
elementów 0402 i mniejszych.
‰ Zbyt duża liczba ssawek utrudnia ustalenie sekwencji układania zapewniającej optymalną szybkość układania.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
7
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
System „chip shooter”
- stacjonarna głowica rewolwerowa i ruchome podajniki
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
System „chip shooter”
- stacjonarna głowica rewolwerowa i ruchome podajniki
Fuji
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
8
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Ocena systemu „chip shooter”
- stacjonarna głowica rewolwerowa i ruchome podajniki
‰ Szybki ruch POD stwarza ryzyko przesunięcia elementu (ograniczenie szybkości
układania dużych elementów).
‰ Podajniki są ruchome i nie ma możliwości ich uzupełniania bez przerywania pracy
automatu. Urządzenia dwu- lub czteromodułowe umożliwiają uzupełnianie podajników po wyłączeniu jednego z modułów.
‰ Ruchome podajniki utrudniają też uzupełnianie elementów podawanych luzem.
‰ Brak pozycjonowania ssawki w kierunku radialnym (w niektórych automatach)
utrudnia układanie elementów 0402 i mniejszych.
‰ Łatwy dostęp zarówno do podajników, POD jak i głowicy rewolwerowej.
‰ Szybkość układania w dużym stopniu zależy od kolejności podajników. Optymalizacja jest bardzo czasochłonna.
‰ Dużą szybkość układania uzyskuje się, gdy elementy są równocześnie pobierane
i układane.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
System „chip shooter”
- głowica „collect & place” i suwnica X-Y
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
9
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
System „chip shooter”
- głowica „collect & place”
i suwnica X-Y
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Ocena systemu „chip shooter”
- głowica „collect & place” i suwnica X-Y
‰ Nieruchoma POD nie stwarza ryzyka przesunięcia elementu (nie ma potrzeby
ograniczania szybkości układania).
‰ Umieszczenie podajników po obydwu stronach stołu roboczego zapewnia
zwartość konstrukcji automatu.
‰ Nieruchome podajniki umożliwiają ich uzupełnianie bez przerywania pracy
automatu (dotyczy to także elementów podawanych luzem).
‰ Duża dokładność pobierania elementów (powtarzane „uczenie” systemu we
wszystkich trzech osiach X, Y i Z) umożliwia układanie elementów 0402 i 0201.
‰ Możliwość szybkiej konwersji systemu na inne POD czy inne rodzaje elementów.
‰ Horyzontalne położenie osi głowicy umożliwia umieszczenie na jej obwodzie
wielu ssawek.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
10
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
System „chip shooter”
- głowica „collect & place” i suwnica X-Y
głowica „collect & place”
głowice
głowice„fine
„collect
„collect
&&place”
place”
i42głowica
pitch”
na wspólnej suwnicy
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
System „chip shooter” - głowica „collect & place” i suwnica X-Y
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
11
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
System „chip shooter”
- głowica „collect & place” i suwnica X-Y
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Szybkość układania elementów
Szybkość układania elementów oblicza
się wychodząc z czasu trwania jednego
cyklu pobrania i ułożenia elementu (np.
SIPLACE: czas trwania cyklu – 140ms,
szybkość układania – 25000 elem./h).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
12
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Wydajność automatu do obsadzania POD
Wydajność automatu do obsadzania POD zależy nie tylko od szybkości układania
elementów, ale i od sposobu transportu POD.
Asynchroniczny transport POD umożliwia zwiększenie wydajności o 10% do 30%.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Podajniki
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
13
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Podajniki
Wzrost szybkości układania elementów wymusza skrócenie cyklu
podawania elementów.
Układanie elementów 0402 i 0201 wymaga wysokiej precyzji podawania
tych elementów.
Zadaniem podajnika jest też rozdzielanie taśmy.
Podajnik musi być tak skonstruowany, by mógł być szybko wymieniony.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Podajniki
Podajniki „inteligentne” przekazują do automatu obsadzającego następujące informacje:
typ podajnika, dane dotyczące położenia,
rodzaj elementów. Komputer automatu może
szybko i niezawodnie sprawdzić, czy w podajnikach są wszystkie niezbędne do montażu POD
elementy.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
14
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Podajniki
elementów luzem
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Podajniki waflowe
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
15
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Głowice i ssawki
Materiały:
Tworzywa sztuczne – tanie lecz
nietrwałe (8h – 8000 cykli),
Guma – dobrze przylegają do
powierzchni elementu,
Ceramika – długi czas życia (1500h
– 1,5mln cykli), stosowane do pobierania elementów 0201, 0402 i 0603,
niezawodne, droższe niż ssawki
standardowe.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Dokładność układania elementów
Niektóre elementy wymagają bardzo wysokiej precyzji układania:
‰ QFP i TSOP o małej podziałce (0,4mm, a nawet 0,3mm),
‰ struktury nie obudowane (flip chip) z kontaktami sferycznymi 100μm,
‰ elementy bierne 0201.
Tendencje: unikanie testowania, produkcja „zero błędów” bez inspekcji
i napraw – względy ekonomiczne, statystyczna ocena niezawodności.
Dokładność: różnica pomiędzy rzeczywistym a wymaganym położeniem
elementu spowodowana błędami ustawienia głowicy w osiach X-Y i θ,
zwichrowaniem suwnicy, błędami stacji optycznej i błędami justowania.
Czynniki wpływające na dokładność układania:
‰ precyzja automatu,
‰ tolerancje wykonania i zwichrowanie POD,
‰ tolerancje wymiarów elementów,
‰ odkształcenia wyprowadzeń.
Niektóre automaty mogą minimalizować wpływ tolerancji wykonania POD
czy odkształceń wyprowadzeń.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
16
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Dokładność układania elementów
Dokładnośćodległość
Minimalna
położeniafmin
elementu
pomiędzy
polami
na POD
lutowniczymi
zależy od: dwóch równoległych elementów biernych:
‰ dokładności układania (urządzenie
obsadzające),
fmin = Wmax + 2Δt + umin
‰ dokładności wzoru pól lutowniczych
gdzie
Wmax – maksymalna
szerokość ele(producent
POD),
mentu,
umin – minimalna
‰
dokładności
wymiarów
elementupoodległość
(producent
elementów).
między
elementami
(mostki lutu!).
Maksymalna
pomiędzy
polami
luZarówno dmaxodległość
jak i fmintrzeba
nieco
zmodyfiodukośne
minimalnej
długości
towniczymi
dmax
kować biorąc
podzależy
uwagę
ułożenie
:
elementu
elementu.lmin
Efektywna
długość elementu wzrasta
o WsinΨ, a efektywna szerokość elementu – o
dmax = lmin – 2Δt – 2Δq – 2s
LsinΨ. Ta korekcja
jest niezbędna jedynie w
przypadku
lutowania na
fali. Podczas
gdzie
Δt – dokładność
układania,
Δq – lutowania
dokładrozpływowego
się pozycjonują.
ność
położenia elementy
podłoża, ssame
– minimalna
zakładka.
Dokładność
kątowa
zwykle
= ±30.
(Δt
= ± 0,05mm,
Δq wynosi
= ± 0,2mm,
s =Ψ0,1mm).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Dokładność układania elementów
Przykład: Element z podziałką 500μm. Tolerancje:
‰ skrzywienie wyprowadzenia:
TLS = ± 70μm
‰ szerokość wyprowadzenia:
TLW = ± 50μm
‰ położenie pola lutowniczego:
TPP = ± 20μm
‰ szerokość pola lutowniczego:
TPW = ± 20μm
‰ położenie lokalnego znacznika: TRF = ± 40μm
Zakłada się, że tolerancje mają rozkład
normalny. Tolerancja przesunięcia
wyprowadzenie – pole lutownicze:
2
2
⎛T ⎞
⎛T ⎞
2
2
TV = TLS2 + ⎜ LW ⎟ + TPP
+ ⎜ PW ⎟ + TRF
= 87,3μm
⎝ 2 ⎠
⎝ 2 ⎠
Przyjmując, że ELL = 1/3 LW, maksymalne dopuszczalne przesunięcie wyprowadzenia w stosunku do pola lutowniczego wynosi:
V=
PW LW
PW LW
−
+ ELL =
−
= 118,7 μm
2
2
2
6
P = V 2 − TV2 = 80,4μm
gdzie P jest maksymalną odchyłką położenia. SIPLACE zapewnia ± 50μm.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
17
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Kalibracja
automatu
Dokładność
układania elementów
Moduł optyczny
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Dokładność układania elementów
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
18
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Układanie elementów biernych 0201
Aktualny standard: 0603 (0402)
Siła napędowa 0201: telefonia komórkowa (w Japonii masowa produkcja od 2000r,
pozostali „wielcy gracze” na tym rynku od 2001r).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Układanie elementów biernych 0201
Automatyczna drukarka szablonowa musi byś wyposażona w system korekcji położenia i urządzenie do czyszczenia szablonów. Pasta lutownicza typ 3: 20 ... 45μm. Prędkość rakla: 25 ... 35mm/s.
Wymiary pól lutowniczych: 0,32 x 0,32mm. Grubość szablonu: 120μm.
0402
QFP
0201
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
19
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Układanie elementów biernych 0201
Podawanie i pobieranie elementów 0201 jest krytyczną operacją w procesie obsadzania POD.
Standardowe podajniki zapewniają dokładność pozycjonowania ± 300μm (szerokość 0201!). Niezbędna jest identyfikacja kieszeni elementu za pomocą modułu identyfikacji optycznej POD. Pozycja pobierania elementu musi być korygowana w osiach X-Y w sposób ciągły (on-line learning).
Konieczne jest rozpoznawanie braku elementu na ssawce (skanowanie laserowe).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Układanie elementów biernych 0201
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
20
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Montaż elementów nietypowych
Serwomechanizm z wymiennym chwytakiem
Podajnik wibracyjny
Elementy nietypowe
Wymienne chwytaki
Chwytaki głowicy wielowrzecionowej oraz stacja optyczna do
kontroli położenia „w locie”
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Klejenie elementów na POD
Operacje technologiczne poprzedzające lutowanie na fali
w montażu powierzchniowym: dozowanie lub drukowanie kleju
układanie elementów
utwardzanie kleju
odwracanie płytki
Prześwit elementów biernych: ` 100μm
Prześwit elementów SOT: 250 – 300μm
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
21
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Właściwości klejów (1)
Klej powinien mieć
mieć właściwoś
ciwości
tiksotropowe!
tiksotropowe!
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Właściwości klejów (2)
Klej są
są ciał
ciałami binghamowskimi (plastycznymi), dodatkowo wykazują
wykazującymi wł
właściwoś
ciwości
tiksotropowe (zależ
(zależność
ność od czasu).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
22
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Właściwości
klejów (3)
Lepkość
Lepkość kleju zależ
zależy
od temperatury
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Właściwości klejów (5)
Stabilność
Stabilność długoterminowa kleju
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
23
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Technologia klejenia (1)
O przydatnoś
przydatności kleju decyduje:
„ kolor – ułatwia testowanie,
„ oryginalne opakowanie – pojemnik napeł
napełniony przez producenta nie powinien
zawierać
zawierać pęcherzykó
cherzyków powietrza,
„ mał
mała korozyjność
korozyjność – klej nie moż
może sprzyjać
sprzyjać korozji galwanicznej i pogorszeniu
opornoś
oporności powierzchniowej,
„ stabilność
stabilność masy i skł
składu – utrata masy nie powinna przekraczać
przekraczać 1% po 7 dniach
przechowywania w temperaturze 850C,
„ rozpł
rozpływność
ywność,,
„ kleistość
kleistość..
Właściwoś
ciwości technologiczne kleju:
kleju:
„ dopuszczalny okres przechowywania jest okreś
określony przez producenta (zazwyczaj 5
miesię
miesięcy w temperaturze 50C do 80C),
„ od chwili otwarcia oryginalnego opakowania do chwili uż
użycia kleju nie moż
może upł
upłynąć
ynąć
wię
więcej niż
niż 7 dni,
„ stosunek wysokoś
wysokości do średnicy porcji kleju powinien wynosić
wynosić 1 : 1 – 1 : 2,
„ elementy powinny być
być ukł
układane zaraz po naniesieniu kleju i nie pó
później niż
niż po 8
godzinach,
„ moż
możliwość
liwość naprawy (bezpieczna temperatura degradacji kleju).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Technologia klejenia (2)
Wymiary porcji kleju zależą
zależą od rodzaju elementu elektronicznego:
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
24
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Technologia klejenia (3)
Poprzednia tabela dotyczy wymiaró
wymiarów porcji kleju w temperaturze 250C. Zał
Założono, że
porcja kleju ma kształ
kształt cylindryczny o średnicy d i wysokoś
wysokości h.
Wysokość
Wysokość i obję
objętość
tość porcji kleju:
h = h1 + h2
V = πd2h / 4
Wymiary te zależą
zależą od tego, czy POD jest pokryta maską
maską lutowniczą
lutowniczą i czy jest zaopatrzozaopatrzona w ślepe pola pod elementami.
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Kontakty Ni/Au
do złą
czy klejowych
złączy
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
25
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Kontakt Au
Kształ
Kształtowanie mechaniczne
kontaktó
kontaktów podwyż
podwyższonych
Pd
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Montaż
Montaż flipflip-chip struktur nie obudowanych
Lutowanie
Podkontaktowe warstwy
metaliczne: TiW/Cu,
TiW/Cu, Cr/Ni, Ni/Au
Luty: PbSn,
PbSn, SnAg,
SnAg, AuSn,
AuSn, In,
inne luty bezoł
bezołowiowe,
Podł
Podłoża: FR4, ceramika, gię
giętkie
Klejenie
Kontakty podwyż
podwyższone: Au, Ni/Au
Kleje: izotropowe, anizotropowe
Podł
Podłoża: szkł
szkło, FR4, gię
giętkie
Zgrzewanie
termokompresyjne
Kontakty: Au
Podł
Podłoża: krzem, ceramika
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
26
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Montaż
Montaż flipflip-chip struktur nie obudowanych
(klejenie)
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
Montaż
Montaż flipflip-chip struktur nie obudowanych
(klejenie)
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
27
Montaż w elektronice_cz.16_Techniki montażu powierzchniowego.ppt
Samonastawność
Elementy elektroniczne podczas lutowania rozpł
rozpływowego koryguję
koryguję swe poł
położenie w
stosunku do pó
pól lutowniczych pod wpł
wpływem napię
napięcia powierzchniowego lutowia
(samonastawność
). Napię
samonastawność).
Napięcie powierzchniowe kleju jest za mał
małe (~ 35mN/m), by
korygować
korygować poł
położenie elementó
elementów. Wprawdzie nie udał
udało się
się zró
zróżnicować
nicować zwilż
zwilżalnoś
alności pó
pól
kontaktowych i maski lutowniczej, lecz ten efekt osią
osiągnię
gnięto przez zró
zróżnicowanie
„geometryczne”
geometryczne” tych obiektó
obiektów – zastosowano podwyż
podwyższone pola kontaktowe (3D pad).
Wydział
Wydział Elektroniki Mikrosystemó
Mikrosystemów i Fotoniki
Politechnika Wrocł
Wrocławska
ul. Grabiszyń
Grabiszyńska 97, 5353-439 Wrocł
Wrocław
28

Podobne dokumenty