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
