Ensamblaje FPC (ensamblaje de circuito impreso flexible), denominado FPCA, significa soldadura de componentes o ensamblaje de placas FPC.
La miniaturización de productos electrónicos es una tendencia de desarrollo inevitable. Debido al espacio para el montaje, SMD de un número considerable de productos de consumo se montan en FPC para completar el montaje de todo el producto. PCB FPCA como producto semiacabado, no placa FPC desnuda, los clientes pueden instalarlo directamente y usarlo en todo el producto terminado.
FPCA ha sido ampliamente utilizado en calculadoras, teléfonos móviles, cámaras digitales, cámaras digitales y otros productos digitales. El montaje superficial de SMD en FPC se ha convertido en una de las tendencias de desarrollo de la tecnología SMT.
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Varias soluciones para montar SMD en FPC
De acuerdo con los requisitos de precisión de montaje y los diferentes tipos y cantidades de componentes, los esquemas comúnmente utilizados actualmente son los siguientes:
Plan A: montaje simple en un solo FPC
1. Ámbito de aplicación
- Tipos de componentes: principalmente ensamblaje SMD, como resistencia y capacitancia.
- Número de componentes: el número de componentes que se montarán en cada FPC es pequeño, generalmente solo unos pocos componentes.
- Precisión de montaje: los requisitos de precisión de montaje no son altos (solo componentes SMD).
- Características de FPC: Área pequeña.
- Cantidad de lote: Generalmente, se mide en diez mil piezas.
2. Proceso de fabricación
- Impresión de pasta de soldadura:
FPC se coloca en la placa de soporte especial para imprimir por su apariencia, y generalmente se imprime con una pequeña máquina de impresión especial semiautomática. Limitado por las condiciones, también podemos usar la impresión manual, pero la calidad de impresión no es estable, el efecto es peor que la impresión semiautomática.
- Montaje:
En general, se puede utilizar el montaje manual. Algunos componentes con requisitos de posición ligeramente más altos también se pueden instalar mediante una máquina de colocación manual.
- Soldadura:
En general, se adopta el proceso de soldadura por reflujo. También se pueden utilizar equipos especiales para la soldadura por puntos en circunstancias especiales. Si la soldadura manual, la calidad es difícil de controlar.
Plan B: montaje de varias piezas
Montaje de piezas múltiples: el FPC de piezas múltiples se coloca en la placa de soporte mediante la plantilla de posicionamiento y se fija en la placa de soporte durante todo el proceso para el montaje SMT.
Ámbito de aplicación:
- Tipo de componentes :
En general, el volumen de los componentes del chip es mayor que 0603, y el espacio entre pines es mayor o igual a 0,65 QFQ y otros componentes son aceptables.
- Número de componentes:
Desde unos pocos hasta una docena de componentes en cada FPC.
- Precisión de montaje:
La precisión de montaje es media.
- Características de la FPC:
El área es ligeramente grande, no hay ningún componente en el área adecuada, cada FPC tiene dos marcas MARK para el posicionamiento óptico y más de dos orificios de posicionamiento.
Existen muchas diferencias entre los requisitos del proceso SMT de superficie de FPC y la solución SMT de PCB RÍGIDA tradicional. Para hacer un buen trabajo en el proceso FPC SMT, lo más importante es el posicionamiento.
Debido a que la dureza de la placa FPC no es suficiente, flexible, si no se usa una placa de soporte especial, no se puede completar la fijación y la transmisión, y no se pueden completar los procesos básicos de SMT, como la impresión, SMT y el paso del horno. A continuación, se detallan los puntos clave del pretratamiento, fijación, impresión, SMT, soldadura por reflujo, prueba, inspección y separación de tableros de FPC en la producción de FPC SMT.
Fabricación de placa de soporte especial
De acuerdo con el archivo CAD de PCB, los datos de posicionamiento del orificio de FPC PCB se leen para fabricar la plantilla de posicionamiento de PCB FPC de alta precisión y la placa de soporte especial, de modo que el diámetro del pasador de posicionamiento en la plantilla de posicionamiento coincida con el orificio de posicionamiento en el placa de soporte y la apertura del orificio de posicionamiento en la PCB FPC.
Muchos PCB FPC no tienen el mismo grosor debido a la protección de parte del circuito o por motivos de diseño. Algunas partes son más gruesas y otras más delgadas, y algunas tienen placas de metal reforzado. Por lo tanto, la unión entre la placa de soporte y la placa de circuito impreso FPC debe procesarse, pulirse y excavarse ranuras de acuerdo con la situación real. La función es garantizar que el FPC esté plano durante la impresión y el montaje. El material de la placa de soporte debe ser liviano, de alta resistencia, con menor absorción de calor, rápida disipación de calor y pequeña deformación por alabeo después de múltiples choques térmicos. Los materiales de placa de soporte comúnmente utilizados incluyen piedra sintética, placa de aluminio, placa de gel de sílice, placa de acero magnetizado especial resistente a altas temperaturas, etc.
1. Placa de soporte ordinaria
La placa de soporte común es conveniente para el diseño y rápida para las pruebas. Los materiales de placa de soporte comunes que se usan comúnmente son plásticos de ingeniería (piedra sintética), placa de aluminio, etc. La placa de soporte de plástico de ingeniería tiene una vida útil de 3000-7000 veces. Es fácil de operar, estable, no es fácil de absorber el calor, no se calienta al manipularlo y su precio es más de 5 veces mayor que el de la placa de aluminio.
La placa de soporte de aluminio absorbe el calor rápidamente, no tiene diferencia de temperatura entre el interior y el exterior y puede repararse fácilmente por deformación. Es barato y tiene una larga vida. La principal desventaja es que hace calor, por lo que necesita usar guantes aislantes de calor para tomarlo y enviarlo.
2. Placa de soporte de gel de sílice
El material es autoadhesivo, FPC PCB se adhiere directamente a él sin cinta adhesiva, y es fácil de quitar, sin pegamento residual y resistente a altas temperaturas. La placa de soporte de gel de sílice adopta un proceso químico en el proceso de uso. El material de gel de sílice envejecerá y se volverá viscoso en el proceso de uso, y la viscosidad también disminuirá cuando no se limpie durante el uso. La vida útil es corta, hasta 1000-2000 veces, y el precio es relativamente alto.
3. Accesorio magnético
Hoja de acero especial resistente a altas temperaturas (350 ℃) para fortalecer el tratamiento de magnetización, para garantizar un "imán permanente" en el proceso de soldadura por reflujo, buena elasticidad, buena planitud, sin deformación a altas temperaturas.
Debido a que la hoja de acero tratada con magnetización mejorada ha presionado la superficie de FPC plana, FPC puede evitar ser explotado por el viento de soldadura por reflujo durante la soldadura por reflujo, para garantizar una calidad de soldadura estable y mejorar la tasa calificada de productos terminados de FPCA. Siempre que no se puedan utilizar daños provocados por el hombre y daños por accidentes de forma permanente, larga vida útil. El accesorio magnético también brinda protección térmica al FPC sin dañarlo al retirar la placa. Pero el diseño del accesorio magnético es complejo, el precio unitario es alto y la ventaja de costo se logra en la producción en masa.
Proceso de producción de ensamblaje FPC
Tomamos la placa de soporte ordinaria como ejemplo para detallar los puntos clave SMT de FPC PCB. Cuando se utiliza una placa de soporte de gel de sílice o un accesorio magnético, la fijación de FPC es mucho más conveniente sin el uso de cinta adhesiva, mientras que los puntos tecnológicos clave de impresión, SMT y soldadura son los mismos.
1. El método de fijación de FPC PCB
Antes de realizar SMT, primero se debe fijar con precisión la placa de circuito impreso FPC a la placa de soporte. En particular, debe tenerse en cuenta que el tiempo de almacenamiento entre la fijación de la placa de circuito impreso FPC en la placa de soporte y la posterior impresión, montaje y soldadura debe ser lo más corto posible.
La placa de soporte está disponible en dos tipos: con o sin pasador de posicionamiento. La placa de soporte sin pasador de posicionamiento se debe utilizar con la plantilla de posicionamiento con pasador de posicionamiento. Primero, cubra la placa de soporte en el pasador de posicionamiento de la plantilla, de modo que el pasador de posicionamiento quede expuesto a través del orificio de posicionamiento de la placa de soporte, y cubra el FPC en el pasador de posicionamiento expuesto uno por uno. Luego, la placa de soporte se fijó con cinta adhesiva y se separó de la plantilla de posicionamiento de FPC para imprimir, pegar y soldar. Se han fijado varios pasadores de posicionamiento de resorte de aproximadamente 1,5 mm de largo en la placa de soporte con pasadores de posicionamiento. FPC se puede cubrir directamente en los pasadores de posicionamiento de resorte de la placa de soporte uno por uno y luego se fija con cinta adhesiva. En el proceso de impresión, la malla de acero puede presionar completamente el pasador de posicionamiento del resorte en la placa de soporte sin afectar el efecto de impresión.
Primero cubra la placa de soporte en el pasador de posicionamiento de la plantilla, de modo que el pasador de posicionamiento quede expuesto a través del orificio de posicionamiento de la placa de soporte. Luego cubra el FPC pieza por pieza en el pasador de posicionamiento expuesto y fíjelo con cinta adhesiva. Luego, separe la placa de soporte de la plantilla de posicionamiento de PCB FPC. Luego se imprime, pega y suelda.
Método uno (fijación con cinta de un solo lado)
Los cuatro lados del FPC deben fijarse en la placa de soporte con cinta adhesiva delgada de un solo lado resistente a altas temperaturas para evitar que el FPC se desvíe y se doble. La viscosidad de la cinta adhesiva debe ser moderada, y debe ser fácil de despegar después de la soldadura por reflujo, y no hay agente adhesivo residual en el FPC. Si el uso de la máquina de cinta automática, puede cortar rápidamente la longitud de la misma cinta, puede mejorar significativamente la eficiencia, ahorrar costos, evitar el desperdicio.
Método dos (fijación con cinta de doble cara)
La cinta adhesiva de doble cara resistente a altas temperaturas se pega primero en la placa de soporte con el mismo efecto que la placa de soporte de gel de sílice, y luego se pega la placa de circuito impreso FPC en la placa de soporte. Se debe prestar especial atención a que la viscosidad de la cinta adhesiva no sea demasiado alta, de lo contrario, es fácil provocar EL DESGARRO del FPC cuando se despega después de la soldadura por reflujo. Después de pasar repetidamente por el horno, la viscosidad de la cinta de doble cara disminuirá gradualmente y la viscosidad es tan baja que el FPC no se puede reparar de manera confiable y debe reemplazarse de inmediato.
Esta estación es la estación clave para evitar las manchas de FPC, por lo que debe usar protectores para los dedos. Antes de reutilizar la placa de soporte, debe limpiarse adecuadamente, lo que se puede limpiar con un paño no tejido humedecido con un agente de limpieza, o se puede usar un rodillo para polvo antiestático para eliminar el polvo, las perlas de estaño y otras materias extrañas en la superficie. No use demasiada fuerza al quitar el FPC. FPC es frágil y fácil de producir pliegues y fracturas.
2. Impresión de pasta de soldadura de PCB FPC
Debido a que la placa de soporte está cargada con FPC PCB, la cinta adhesiva resistente a altas temperaturas que se usa para colocarla en FPC PCB hace que su plano sea inconsistente. Por lo tanto, la superficie de impresión de FPC PCB no puede ser tan plana como PCB y el grosor de la misma dureza, por lo que no es adecuado para usar un raspador de metal, y debe usar la dureza de 80-90 grados de raspador de poliuretano.
3. Placa de circuito impreso FPC SMT
De acuerdo con las características del producto, la cantidad de componentes y la eficiencia de la máquina SMT, se puede usar una máquina SMT de velocidad media y alta para el montaje. Dado que hay una marca óptica para el posicionamiento en cada PCB de FPC, el montaje de SMD en la PCB de FPC no es muy diferente al de la PCB. Cabe señalar que, aunque la placa de circuito impreso FPC está fijada en la placa, su superficie no puede ser tan plana como la placa dura de placa de circuito impreso. Sin duda, habrá brechas locales entre FPC PCB y la placa. Por lo tanto, la altura de caída y la presión de soplado de la boquilla deben ajustarse con precisión y la velocidad de movimiento de la boquilla debe reducirse.
4. Soldadura por reflujo de FPC PCB
Se debe usar el horno de reflujo infrarrojo de convección de aire caliente obligatorio para que la temperatura en el PCB FPC pueda cambiar de manera más uniforme y reducir la ocurrencia de mala soldadura. Si es el uso de cinta de un solo lado, porque solo los cuatro lados del FPC se pueden fijar, la parte media debido a la deformación en el estado de aire caliente, la almohadilla es fácil de formar inclinada, fundido de estaño (alta temperatura
Debajo del estaño líquido) fluirá y producirá soldadura vacía, soldadura, perlas de estaño, por lo que la tasa de defectos del proceso es mayor.
5. Tablero de inspección, prueba y división de FPC
Como la placa de soporte absorbe calor en el horno, especialmente la placa de soporte de aluminio, la temperatura es relativamente alta cuando sale del horno, por lo que es mejor agregar un ventilador de enfriamiento forzado en la boca del horno para ayudar a un enfriamiento rápido. Al tomar el FPC soldado completo de la placa de soporte, la fuerza debe ser uniforme y no se debe usar la fuerza bruta para evitar que el FPC se rompa o arrugue.
El FPC eliminado se coloca debajo de una lupa de más de 5 veces para inspección visual, enfocándose en el pegamento residual de la superficie, la decoloración, los dedos dorados con estaño, las cuentas de estaño, la soldadura y la soldadura vacías del pin IC. FPC generalmente no es adecuado para la inspección de AOI porque la superficie de FPC puede no ser muy suave, lo que resulta en una alta tasa de errores de cálculo de AOI. Sin embargo, FPC puede completar las pruebas de ICT y FCT con la ayuda de una plantilla de prueba especial.
Dado que FPC se compone principalmente de múltiples PCS individuales en forma de empalme de matriz, la placa PCB dividida debe realizarse antes de PROBAR ICT y FCT. Aunque también se pueden usar cuchillos, tijeras y otras herramientas para completar la operación de dividir la placa PCB. Sin embargo, la eficiencia y la calidad de la operación son bajas y la tasa de desechos es alta. Para la producción en masa de FPC irregular, se sugiere hacer moldes especiales de placa de división de perforación de FPC para estampado y división, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de trabajo. Mientras tanto, los bordes de FPC son limpios y hermosos, y la tensión interna generada durante el estampado y el corte de la placa es baja, lo que puede evitar efectivamente el agrietamiento del estaño en la junta de soldadura.
Uno de los puntos clave del montaje de SMD en FPC es la fijación de FPC. En primer lugar, la calidad de la fijación afecta directamente a la calidad del montaje.
El siguiente es la selección de soldadura en pasta, la impresión y la soldadura por reflujo. En el caso de una buena fijación de FPC, se puede decir que más del 70% de los defectos son causados por una configuración incorrecta de los parámetros del proceso.
Por lo tanto, los parámetros del proceso deben determinarse de acuerdo con las diferencias de FPC, componentes SMD, absorción térmica de la placa de soporte, características de la soldadura en pasta seleccionada y características de los parámetros del equipo. Además, el proceso de producción debe controlarse mediante un control dinámico, las situaciones anormales deben detectarse a tiempo, debe realizarse un juicio correcto y deben tomarse las medidas necesarias. Para controlar la tasa de defectos de producción de SMT dentro de 10-50 PPM.