ICT测试是依不用产品制作不同的冶具及测试程序,若在设计时就考虑到测试的话,那产品将可以很容易的检测每一组件及接点的品质。(图二)所示为可以目视看到的焊锡接点不良。然而,锡量不足及非常小的短路则只有依赖电性测试来检查。
图二、焊点缺陷,以目视检测,包括因接脚共平面问题所造成的空焊及短路,自动测试机在发现肉眼无法检测出的缺陷时,是有其存在的必要的。
由于第一面及第二面的组件密度可能完全相同,所以传统所使用的测试方式可能无法侦测全部错误。尽管在高密度微细脚距的PC板上有小的导通孔(via)垫可供探针接触,但一般仍会希望加大此导通孔垫以供使用。
决定最有效率之组装
对所有的产品都提供相同的组装程序是不切实际的。对于不同组件、不同密度及复杂性的产品组装,至少会使用二种以上的组装过程。至于更困难的微细脚距组件组装,则需要使用不同的组装方式以确保效率及良率。
整个产品上组件密度的升高及高比率使用微细脚距组件都将使得组装(测试及检视)的困难度大幅提高。有些方式可供选择:表面粘着组件在单面或双面、表面粘着组件及微细脚距组件在单面或双面。
当制程复杂度升高时,费用也随之上升。举例说明,在设计微细脚距组件于一面或双面之前,设计者必须了解到此一制程的困难度及所需费用。另一件则是混载制程。PC板通常都是采用混载制程,也就是包含了穿孔组件在板子上。在一自动化生产线上,表面粘着组件是以回焊为主要方式,而有接脚的组件则是以波峰焊锡法为主。在这时有接脚的组件,就必须等回焊组件都上完后再进行组装。
回焊焊接
回焊焊接是使用锡、铅合金为成份的锡膏。这锡膏再以非接触的加热方式如红外线、热风等,将其加热液化。波峰焊锡法可用来焊接有接脚组件及部份表面粘着组件,但要注意的是,这些组件必须先以环氧树脂固定,才能暴露在熔融的锡炉里。以下几种联机生产方式可供参考:回焊焊接、双面回焊焊接、回焊/波峰焊锡、双面回焊/波峰焊锡、双面回焊/选择性波峰焊锡等方式。
回焊/波峰焊锡及双面回焊/波峰焊锡,需要先用环氧树脂将第二面的表面粘着组件全部固定起来(组件会暴露在熔融的锡中)。设计者在使用主动组件于波峰焊锡中要特别的注意。
选择性波峰焊锡法,是先用简单的冶具将先前以回焊方式装上的组件遮蔽起来,再去过锡炉。这种方式可以把组件以冶具保护起来,只露出部份选择性区域来通过熔融的锡。这方法还需要考虑到两种不同的组件(表面粘着组件及插件式组件)之间的距离,是否能确保足够的流锡能不受限制的流到焊点。较高的组件(高于3mm)最好是放到第一面,以免增加冶具的厚度(如图三所示)。
图三、在双面回焊后使用选择性波峰焊锡时,表面粘着组件和插件式组件接脚要保持一定的距离,以确保锡流能顺利流过这些焊点。
鲁柏特方式(Ruppert process)提供制程工程师,一次就将回焊组件及插件式组件焊接好的方式。将一计算过的锡膏量放置到每一穿孔焊垫的四周。当锡膏熔化时会自动流入穿孔内, 填满孔穴并完成焊接接点。当使用这种方式时组件必须要能承受回焊时的高温。
冶具开发文件
开发PC板组装用冶具需要详细如CAD等的资料。Gerber file或IPC-D-350用来制作板子的资料也常在撰写机器程序,开印刷钢版及制造测试冶具时被用到。尽管每一部份所使用的程序兼容性都不同,但全自动的机械设备,通常都会有自动转换或翻译的软件来把CAD资料转成可辨视的格式。使用资料的单位包括组装机器的程序、印刷钢版制作、真空冶具制作及测试冶具等。
结论
工程师可能会使用数种不同的成熟制程方式,来焊接许多种类的组件到基板上面。有着完整的计划及一清晰易懂的组装流程步骤及需求,设计者可以更容易准备出一符合生产线生产的产品。提供一好的PC板设计及完整且清晰的文件,可以确保组装品质、功能及可*度都能在一定预算下顺利达到目地。