前言 随着主动元器件的尺寸变得越来越小,被动元件的尺寸也在减小,设计人员能够灵活的利用它们来完成高密度产品的设计。0603 和 0402元件的广泛使用已有多年,这些元件能够在批量应用中有很高的装配良率。最近,0201/01005元件已经进行系统装配(SiP),在手机、数码像机、无线蓝牙等产品中得以应用。0201元件约为0402元件尺寸的四分之一,而01005元件则约为0201元件尺寸的四分之一。较小尺寸的元件可能会降低装配工艺的稳健性。这类细小元件的装配比其它元件在工艺材料的选择、设计、工艺的控制方面更具敏感性。由于本身的尺寸非常小,它的尺寸公差对装配工艺也会产生非常显著的影响。所以,细小元件的装配工艺不同于其它元件,需要更加精确的控制。 本文我们讨论的是细小元件的贴片控制工艺。环球仪器SMT工艺实验室已开发完整的0201/01005元件装配工艺,如果读者对锡膏的选择、印刷工艺的控制、印刷钢网和PCB的设计、以及回流焊接工艺的控制感兴趣,欢迎和我们联系。 关键词 0201/01005元件,成功贴装 影响细小元件成功贴装的关键因素贴装细小元件的关键因素包括贴片机的定位系统,取料过程控制,贴片机的影像系统,和对贴片过程的控制。除了这些因素之外,还有一些不容忽视的地方,如送料器的精度,元件包装的误差和元件本身的误差,吸嘴的材料设计等等,都是在装配之前需要综合考虑的。下面我们来讨论贴片过程中各个环节的关键控制点。 0201/01005元件的贴装控制 1.贴片机的定位系统 对于细小元件的贴装,要求驱动定位系统在所有驱动轴上都采用闭合环路控制,以保证取料和贴装的位置精度。现在很多贴片机都采用了可变磁阻马达(VRM)驱动系统,可以提高热稳定性,获得较高的加速度,还有高的精度,有的分辨率已达到1um。这些技术的应用给成功贴装细小元件提供了保障。值得注意的另外一点是,采用拱架式机构的贴片机的单悬臂横梁在贴片过程中的抖动,是往往容易被忽视的地方。2.取料过程的控制 准确的取料是成功实现贴装的第一步,在此过程中影响正确取料的因素有元器件之间的差异,包装的误差,送料器的精度,贴片机驱动定位系统的误差,贴片头z轴方向的压力控制,吸嘴材料和设计,以及在取料过程中对静电的控制。由于细小元件之间的细小差异会对取料和贴片过程产生显著的影响,要求贴片头在此过程中能自动感应其变化并采取相应的补偿措施,以消除对元件高度,厚度等的敏感性。采用的方法是在贴片头上安排压力感应器,防止过大的压力在此过程中将元件压碎,或取不到料。比较好的贴片机的贴片头z轴分辨率可达1um,压力感应器可以感应到24um的变形。