SMT高密度PCB分析

1、 本文由yu42086贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 科立电子设备有限公司 SMT高密度PCB分板 设备要求和分析验收标准 康来辉 Oct.22,2010 1 背景 2 背景 自20世纪90年代初开始，高密度互连（HDI）的多层印制 电路板(Mulitlayer Printed Circuit Board)，随着电子产品多 功能化和小型化的潮流，在新一代电子产品上逐渐成为主流。微 电子组装技术MPT（Micoelectronics Packaging Technology） 的日臻成熟，尤其在手持便携式产品上得到了推广应用；而极小 的

2、0201和01005被动组件、微间距技术MPT(Micro Pitch Technol ogy)的超窄间距UFPT(Ultra Fine Pitch)器件变得很普遍。 3 背景 电路板组装密度和集成度的骤然增高，以及电子产品严格 的环保要求，不仅对于基板材质要求变得更为苛刻，也对拼 板设计以及PCB可加工性设计（Design for Fabrication of th e PCB）提出了更高的要求，使得板材的热性能、柔韧性和 坚硬度较之往常大幅增加，于是在很大程度上给分板工艺增 加了难度。 4 背景 电子装联（Electronic Assemble）技术已由较为粗糙的设 计和组装，演变成如今相

3、对成熟的精细的高密度微电子组装； 技术的进步不仅丰富了电子产品的功能，也令它实现了外形的 微小型化。电子产品的微小型化，要求印制板双面多层和层间 高密度互连，使得板面单位面积上的元器件数量大幅增加，令 板边空隙裕度（Margin）变得更小。 5 背景 高密度组装与微型焊点、产品形状五花八门、拼板和板材 复杂多样不一而足，对于拼板（Multiple Printed Panel） 设计和分板工艺提出了更高要求。组装板从简单分割到高 精度分割的变化，使分板的可靠性面临诸多挑战，分板时 的应力危害以及控制也日益受到业界关注；而正确的拼板 设计和分板工艺则可以有效的降低或避免相关的危害和潜 在失效问题。

4、 6 分板 分板有时又称为切板，简单地说就是将PCB边上不用的 工艺边去掉或是把多拼板的各小板分开。说起来虽然很简 单，但它却是PCB组装过程中很重要的一个环节。原始设 备生产商(OEM)及电子制造服务商(EMS)都希望用更加快 速经济的方法将产品投放市场，因此分板工艺已越来越引 起大家的注意。 7 分板设备和工艺 常见的几种分板设备和工艺分别介绍: 1.手工分板 传统的手工分板方式有一个优点，就是灵活性强，这是其他 方式无法匹敌的，因为它无须更换工装，也不用安装任何软件。 在SMT的早期，电子产品简单板面空隙较多、元器件离分板 连接桥有足够的距离，兼之元器件较大焊点粗大结实，分板时 产生的危

5、害相对较小。因此，大家对分板的工艺不怎么讲究， 对此较少引起业界的关注和重视。所以，无论是V-Cut槽、邮 票孔拼板连接，常见的做法就是手工配合工作台或辅以简陋的 夹具分板，更有甚者对尺寸较小的实装板直接采用纯粹的手工 强力折断来完成分板作业 。 8 分板设备和工艺 手工折板可能会使PCB受力过度，导致报废率升高，从 而影响利润率，因为板面震动过大会使元件和焊点破裂。 手工分板最好是对有直线分板槽的产品采用，但随着目前 产品越来越复杂，它们的外观轮廓也各式各样，此时用手 工分板已不再是一件容易的事。应该说随着电子组装工艺 技术的进步，采用手工掰断的分板方式已经很少用了。 9 分板设备和工艺 2

6、.冲压分板 冲压分板用一个特制的冲压模对拼板中的小板进行冲压分 离。这种方式的主要好处是操作时间很短，一次冲压即可把 拼板的所有小板分离出来,对每天都生产同种产品的EMS厂 商来说这是一种可行的方法。 10 分板设备和工艺 钢模冲压裁板，需要有性能稳定压力足够的冲压机，常 见的PCBA冲压机有液压和油气联动两种方式。液压机压 力较大主要用于切割硬板，而油气联动汽缸分板机压力相 对较小主要用于切割FPC Board或软硬结合板。 11 分板设备和工艺 冲压分板首要的优点是分板效率较高，每动作一 次可把拼板的所有小板分离出来；其次是分板的精度 较高，凹凸点一般可以控制在0-0.15mm。不过，它

7、的缺陷也是显而易见的，这种系统没有任何灵活性， 每种产品都要有相应的模具；模具制作以及维护费用 较高，每套冲压模成本在10,000到15,000美元之间， 为防止模具在维护时造成停机，一般每个产品需准备 两副模具。由于冲压时对PCB有冲击，如果刀模制作 不够精良对产品的震动和伤害很大，所以只有专为冲 压设计的电路板才好用这种方法分板。 12 分板设备和工艺 3.剪切分板 剪切分板就是采用一块刀片状切刀进行边缘切割。剪切 相对来说速度较快，仅用于直边的V槽基板。 剪切分板就是采用一块刀片状切刀进行边缘切割。剪切相对来说速度较快，对只有直边的PCB来说是一种可靠的分板方式。 13 分板设备和工艺

8、分板前需依据组装板大小调整好切板机的行程和速度；为 提高裁切精准度，气动剪板上下刀距离与板厚需调整到适当， 间隙太大容易切坏产品。然后，把PCBA顺着V槽放置于切板机的 直刀上固定妥当，同时拼板较多时需要使用专用夹具；踩下脚 踏开关启动分板机，圆刀画过或铡刀切过V槽即完成分板。电动 走刀切割速度有多个档位可供选择，对高精密度组装板切割速 度不宜选择高档位，采用中速切割更能确保产品的安全与品质。 经验表明走刀式分板或气动剪板，可用于板厚0.8mm以上的几乎 所有V槽拼板的产品，不过零件能突出板边则不能采用此种方 式，最好是零件内缩板边1mm以上。 14 分板设备和工艺 V-Cut槽拼板和分板的特

9、点是，对基板较厚的产品更有 优势，分板效率高具有很高的灵活性，机器本身便宜。不 足之处是，分板后的毛边不好控制；对薄板V槽的要求较 高，V槽的深度不足既不利于上下切刀之间的对位，亦将增 加切板负荷造成较大的分板应力；而V槽太深残留的厚度不 足将导致组装板回焊时翘曲或断板的问题。另外，切刀与V 槽的角度需力求相近，避免压契崩裂式分板，不然易造成 线路板变形、分割时噪音增大，以及断面粗糙和产生灰尘 等问题。 15 分板设备和工艺 4.自动轨迹切割 自动轨迹切割机主要用于硬性基板分割，这种分板方 式切割应力较小震动冲击不大，分板时组装板保持固定不 动，铣刀头可以做上下或水平移动进刀，走刀轨迹按照程

10、序设置的进行。Router切割机通常由计算机智能控制系 统，X、Y和Z轴AC伺服马达驱动系统，影像识别系统，高 速定位系统和组装板夹持装置（双或单托盘），以及切割 粉尘吸收装置等几部分构成。自动轨迹切割机切板程序制 作简单，分割轨迹路径设置快速，能很容易地处理形状复 杂尺寸各异的线路板。 16 分板设备和工艺 自动轨迹切割机切板优点很多，它不仅可以切割规则的矩 形产品，通过调整Z轴补偿值还能进行圆弧曲线的切割；对于 外形不规则的手持式便携产品基板，同样轻松自如毫不费力。 日前市场上自动轨迹切割机的精度通常是+/-0.02mm，分割 后板边的以板边为基准的凹凸点一般可以控制在+/-0.1mm；

11、可分割的基板厚度几乎适合当前所有的产品。正常情况下，铣 切分板不会造成产生的应力极小，对精密器件以及微型焊点不 会产生潜在失效效应问题，它是目前高密度组装钢性基板切板 工艺中颇为理想的方式。 17 分板设备和工艺 不过，它的不足之处是分板过程中产生较多粉尘，对产 品会产生一定的污染；对于影像器件产品通常不采用此种方 式。另外，这种分板机价格较高，不同产品需要专用的夹具。 18 分板设备和工艺 5.激光切割 利用激光切割物体已不是什么新鲜事，激光技术的进步 使它在当代制造业中占据了重要地位，利用一种辅以气体 的密封二氧化碳激光可进行线路板分割。激光的优点是能 以较高精度处理非常复杂的设计，特别是

12、对较厚的材料， 而且它不会有任何工具磨损。 19 分板设备和工艺 激光切割是金属行业常常选用的方法，但用于PCB分板 却有一些问题。首先激光发生器非常昂贵，另外操作员也 面临必须要在短时间内学会使用的巨大压力，最重要的 是，对PCB来说激光切割后板边常常会被烧焦，并呈锯齿 状参差不齐。 20 分板设备和工艺 6.水流切割 这种方式利用一股非常细的高速喷射水流进行线路 板分割，可进行快速在线式操作。它的主要优点是切 割过程中不会产生热量，并且通常切割质量非常高。 可是水流切割仍然会损伤PCB，高速水流作用于板 上的力量可能会过大而导致PCB损坏；更让人头疼的 是环境问题，以及废水排放和处理的费用。 21 常用分板设备 KL-300A电路板切割机 22 KL-300A电路板切割机 23 分板验收标准 IPC-A-610E <<电子组件的可接受性>> 2010年4月 增加了PCBA分板检验标准 24 分板验收标准 可接受-1,2,3级