FPC柔性電路板組裝焊接流程

FPC柔性電路板組裝焊接流程

  FPC又稱柔性電路板，F(xiàn)PC的PCBA組裝焊接流程與硬性電路板的組裝有很大的不同，因?yàn)镕PC板子的硬度不夠，較柔軟，如果不使用專用載板，就無(wú)法完成固定和傳輸，也就無(wú)法完成印刷、貼片、過(guò)爐等基本SMT工序。

一．FPC的預(yù)處理

FPC板子較柔軟，出廠時(shí)一般不是真空包裝，在運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程中易吸收空氣中的水分，需在SMT投線前作預(yù)烘烤處理，將水分緩慢強(qiáng)行排出。否則，在回流焊接的高溫沖擊下，F(xiàn)PC吸收的水分快速氣化變成水蒸氣突出FPC，易造成FPC分層、起泡等不良。

二．專用載板的制作

   根據(jù)電路板的CAD文件，讀取FPC的孔定位數(shù)據(jù)，來(lái)制造高精度FPC定位模板和專用載板，使定位模板上定位銷(xiāo)的直徑和載板上的定位孔、FPC上定位孔的孔徑相匹配。很多FPC因?yàn)橐Ｗo(hù)部分線路或是設(shè)計(jì)上的原因并不是同一個(gè)厚度的，有的地方厚而有的地方要薄點(diǎn)，有的還有加強(qiáng)金屬板，所以載板和FPC的結(jié)合處需要按實(shí)際情況進(jìn)行加工打磨挖槽的，作用是在印刷和貼裝時(shí)保證FPC是平整的。載板的材質(zhì)要求輕薄、高強(qiáng)度、吸熱少、散熱快，且經(jīng)過(guò)多次熱沖擊后翹曲變形小。常用的載板材料有合成石、鋁板、硅膠板、特種耐高溫磁化鋼板等。

三．生產(chǎn)過(guò)程

   我們?cè)谶@里以普通載板為例詳述FPC的SMT要點(diǎn)，使用硅膠板或磁性治具時(shí)，F(xiàn)PC的固定要方便很多，不需要使用膠帶，而印刷、貼片、焊接等工序的工藝要點(diǎn)是一樣的。

FPC的固定

   在進(jìn)行SMT之前，首先需要將FPC精確固定在載板上。特別需要注意的是，從FPC固定在載板上以后，到進(jìn)行印刷、貼裝和焊接之間的存放時(shí)間越短越好。載板有帶定位銷(xiāo)和不帶定位銷(xiāo)兩種。不帶定位銷(xiāo)的載板，需與帶定位銷(xiāo)的定位模板配套使用，先將載板套在模板的定位銷(xiāo)上，使定位銷(xiāo)通過(guò)載板上的定位孔露出來(lái)，將FPC一片一片套在露出的定位銷(xiāo)上，再用膠帶固定，然后讓載板與FPC定位模板分離，進(jìn)行印刷、貼片和焊接。帶定位銷(xiāo)的載板上已經(jīng)固定有長(zhǎng)約1.5mm的彈簧定位銷(xiāo)若干個(gè)，可以將FPC一片一片直接套在載板的彈簧定位銷(xiāo)上，再用膠帶固定。在印刷工序，彈簧定位銷(xiāo)可以完全被鋼網(wǎng)壓入載板內(nèi)，不會(huì)影響印刷效果。

FPC的錫膏印刷

   FPC對(duì)焊錫膏的成分沒(méi)有很特別的要求，錫球顆粒的大小和金屬含量等以FPC上有沒(méi)有細(xì)間距IC為準(zhǔn)，但 FPC對(duì)焊錫膏的印刷性能要求較高，焊錫膏應(yīng)具有優(yōu)良的觸變性，焊錫膏應(yīng)該能夠很容易印刷脫模并且能牢固 地附著在FPC表面，不會(huì)出現(xiàn)脫模不良阻塞鋼網(wǎng)漏孔或印刷后產(chǎn)生塌陷等不良。

FPC的貼片

   根據(jù)產(chǎn)品的特性、元件數(shù)量和貼片效率，采用中、高速貼片機(jī)進(jìn)行貼裝均可。由于每片F(xiàn)PC上都有定位用 的光學(xué)MARK標(biāo)記，所以在FPC上進(jìn)行SMD貼裝與在PCB上進(jìn)行貼裝區(qū)別不大。需要注意的是，雖然FPC被固 定在載板上，但是其表面也不可能像PCB硬板一樣平整，F(xiàn)PC與載板之間肯定會(huì)存在局部空隙，所以，吸嘴下 降高度、吹氣壓力等需精確設(shè)定，吸嘴移動(dòng)速度需降低。同時(shí)，F(xiàn)PC 以聯(lián)板居多，F(xiàn)PC 的成品率又相對(duì)偏低， 所以整PNL中含部分不良PCS是很正常的，這就需要貼片機(jī)具備BAD MARK識(shí)別功能，否則，在生產(chǎn)這類非整 PNL都是好板的情況下，生產(chǎn)效率就要大打折扣了。

FPC的回流焊

   應(yīng)采用強(qiáng)制性熱風(fēng)對(duì)流紅外回流焊爐，這樣FPC上的溫度能較均勻地變化，減少焊接不良的產(chǎn)生。如果是 使用單面膠帶的，因?yàn)橹荒芄潭‵PC的四邊，中間部分因在熱風(fēng)狀態(tài)下變形，焊盤(pán)容易形成傾斜，熔錫（高溫 下的液態(tài)錫）會(huì)流動(dòng)而產(chǎn)生空焊、連焊、錫珠，使制程不良率較高。

在PCBA柔性電子的組裝焊接過(guò)程， FPC的精確定位和固定是重點(diǎn)，固定好壞的關(guān)鍵是制作合適的載板。其次是FPC的預(yù)烘烤、印刷、貼片和回流焊。顯然FPC的SMT工藝難度要比PCB硬板高很多，所以精確設(shè)定工藝參數(shù)是必要的，同時(shí)，嚴(yán)密的生產(chǎn)制程管理也同樣重要，必須保證作業(yè)員嚴(yán)格執(zhí)行SOP上的每一條規(guī)定，跟線工程師和IPQC應(yīng)加強(qiáng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)線的異常情況，分析原因并采取必要的措施，才能將FPC SMT產(chǎn)線的不良率控制在幾十個(gè)PPM之內(nèi)。

在PCBA生產(chǎn)過(guò)程中，需要依靠很多的機(jī)器設(shè)備才能將一塊板子組裝完成，往往一個(gè)工廠的機(jī)器設(shè)備的質(zhì)量水平直接決定著制造的能力。

PCBA生產(chǎn)所需要的基本設(shè)備有錫膏印刷機(jī)、貼片機(jī)、回流焊、AOI檢測(cè)儀、元器件剪腳機(jī)、波峰焊、錫爐、洗板機(jī)、ICT測(cè)試治具、FCT測(cè)試治具、老化測(cè)試架等，不同規(guī)模的PCBA加工廠，所配備的設(shè)備會(huì)有所不同。