手机摄像头模组生产工艺的SMT流程及SMT应用分析(1) - 图文(4)

2019-01-07 17:34

3.2.3锡膏检测

使用3D锡膏检测机对手机摄像头模组的PCB板印刷锡膏厚度进行测试,主要检测锡膏的“高度”“面积”“体积”,当然“高度”检测是最重要的。衡量焊点质量及其可靠性的重要指标之一是锡膏的数量,尤其是手机摄像头模组要求更高,为了减少印刷流程中产生的焊点缺陷,必须100%的采用锡膏检测(SPI),这样也保证了焊点的可靠性。

3.3 贴片

3.3.1 贴片机

通过贴片机完成手机摄像头模组的PCB板(如图3-3)贴片,在贴片之前首先在贴片机前面装上原料盘(如图3-4),在原料盒的原料盘传输纸带装有贴片式元件。通过单片机预先编好的程序来完成操作过程,激光系统进行校正。贴片时贴片机根据事先设好的程序动作,相应的原料盘上的元件由机械手臂的吸嘴吸取,放到PCB板的相应位置,为了保证元件能准确地压放在相应的焊接位置,采用激光对元件进行校正操作[5]。

多个原料盘可以放在同一台高速贴片机上同时进行工作。要求元件大小相差不多,这样机械手臂便于操作。为了提高效率,手机摄像头模组SMT生产线是由两台高速贴片机来完成,贴片机元件吸嘴应根据元件大小不同而相同,一般贴装顺序是先贴装小元件(如“贴片电阻”),接着再贴装较大的芯片(如“芯片组)。

图3-3 贴片机整体外观

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图3-4 贴片机原料盘

3.3.2 贴片机的主要技术指标

结合手机摄像头模组的软电路板的具体性能要求,合理设置贴片机的主要指标[7]:

a. 贴装精度:是指元器件贴装后相对于印制板标准贴装位偏移量,手机摄像头模组的PCB贴装要求精度较高,Chip元件要求达到±0.1mm,贴装间距的SMD至少要求达到±0.06mm。

b. 贴片速度:手机摄像头模组的PCB面积较小,贴装速度不宜太快。高速机限制在0.2S/ Chip元件以下,多功能机设定在0.3-0.6S/ Chip元件左右。

c. 对中方式:为了保证准确度,尽量采用激光对中或激光/视觉混合对中。 d. 贴装功能:指贴装元器件的能力。多功能机贴装最小0.6×0.3 mm~最大60×60mm器件。

e. 编程功能:具备在线和离线编程优化功能。 3.3.3 自动贴片机的贴装过程

贴片机对手机摄像头模组PCB板的贴装过程如图3-5所示:

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输入PCB PCB定位并基准校准 贴装头拾取元件元器件对中 (通过飞行或固定CCD与标准图像比较) 贴装头将元件贴到PCB NO 完成 否?

YES

松开PCB

输出

图3-5 贴片机贴片过程原理图 3.3.4 连续贴装生产时应注意的问题

由于手机摄像头模组的软电路板具有特殊的要求,所以在元件贴装过程中有严格的要求:

a.禁止直接用手触摸PCB表面,以防破坏印刷好的焊膏; b. 发现报警时,及时按下警报关闭键,分析处理错误信息;

c. 根据元器件的型号、规格、极性和方向在补充元器件时必须保持一致; d.,随时注意贴装过程中废料槽中的弃料,若否堆积过高,要及时清理,以防贴装头损坏。

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3.4 再流焊(Reflow soldring)

再流焊[6]炉(图3-6)是焊接表面贴装元器件的设备。广泛使用的是红外加热风炉以及全热风炉。再流焊炉主要有四个部分:红外炉、热风炉、红外加热风炉、蒸汽焊炉。

手机摄像头模组的软板贴片元件安装完成后,合格的产品进行焊接,由再流焊接机完成。再流焊接机是内循环式加热系统,由多个温区组成。因为焊锡膏的构成有多种材质,所以不同的温度将改变锡膏的状态。焊锡膏在高温区时变成液态,贴片式元件容易结合,焊锡膏在进入较冷温区后变成固态,将元件引脚和PCB牢牢焊接起来。

图3-6 再流焊接机 3.4.1 再流焊炉的基本结构[7]

a. 炉体 b. 上下加热源 c.温度控制装置 d.冷却装置 e. 空气循环装置 f. 排风装置 g. PCB传输装置 h. 计算机控制系统

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3.4.2 再流焊炉的主要技术指标

结合手机摄像头模组的软电路板的具体性能要求,合理设置贴片机的主要指标[7]:

a.传输带横向温差:要求±5℃以下; b.温度控制精度:应达到±0.1-0.2℃;

c.手机摄像头模组没有采用无铅焊料或金属基板,温度选择在250℃左右。 d.根据手机摄像头模组加热区数量和长度选择4-5温区,加热区长度选定1.8m左右。

3.4.3 再流焊工作过程分析

图3-7 再流焊温度曲线

为了分析研究手机摄像头模组,外购温度曲线采集器,进行温度曲线测试。由温度曲线采集器采集的温度曲线[8](见图3-7)分析:当手机摄像头模组软板进入升温区(干区)时,即100oC以下,焊膏中的溶剂、气体蒸发掉,同时,焊

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