SMT可制造性設(shè)計(jì)應(yīng)用研討會講義(上)

1、 SMT可制造性設(shè)計(jì)應(yīng)用研討會講義（上）1.0可制造性設(shè)計(jì)概念      不論是您公司從事的是什么產(chǎn)品，不論您的顧客是內(nèi)部或是外部顧客，他們對您的要求都可說是一致的。他們的要求都離不了三方面。即優(yōu)良或至少滿意的品質(zhì)、相對較低的成本(或價(jià)格)、和較短而及時(shí)的交貨期。而身為一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員，您對以上的三個(gè)方面是絕對有影響和控制能力的。目前新一代的設(shè)計(jì)師，他們的職責(zé)已不是單純的把產(chǎn)品的功能和性能設(shè)計(jì)出來那么簡單，而是必須對以上所提到的三方面負(fù)責(zé)，并做出項(xiàng)獻(xiàn)。     為什么現(xiàn)今的管理對設(shè)計(jì)師在這方面

2、的表現(xiàn)特別重視呢？主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)是整個(gè)產(chǎn)品壽命的第一站。在效益學(xué)的觀點(diǎn)上來說，問題越是能夠越早解決，其成本效益也就越高，問題對公司造成的損失也就越低，在電子生產(chǎn)管理上，曾有學(xué)者做出這樣的預(yù)測，即在每一個(gè)主要工序上，其后工序的解決成本費(fèi)用為前一道工序的10倍以上，例如設(shè)計(jì)問題如果在試制時(shí)才給予更正，其所需費(fèi)用將會較在設(shè)計(jì)時(shí)解決高出超過10倍，而如果這設(shè)計(jì)問題沒法在試制時(shí)解決，當(dāng)它流到再下一個(gè)主要工序的批量生產(chǎn)時(shí)，其解決費(fèi)用就可能高達(dá)100倍以上。此外，對于設(shè)計(jì)造成的問題，即使您廠內(nèi)擁有最好的設(shè)備和工藝知識，也未必能夠很完善的解決。所以基于以上的原因，把設(shè)計(jì)工作做好是門很重要的管理。所謂把設(shè)計(jì)做好

3、，這里指的是包括產(chǎn)品功能、性能、可制造性和質(zhì)量各方面。    SMT是門復(fù)雜的科技。因此目前的設(shè)計(jì)師也面對許多方面的壓力。身為一個(gè)STM產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，他必須對很多方面如元件和組裝壽命等等數(shù)十種科目具備一定的知識。許多這方面的問題都是以往插件技術(shù)中不必加以考慮和照顧的，但如今卻成了必備的知識。所以當(dāng)今的設(shè)計(jì)師，他們應(yīng)該具備的知識面，已不能像以往處理電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的范圍一樣。而本講座中談到的DFM技術(shù)，也正是當(dāng)今SMT設(shè)計(jì)師必備的知識之一。    目前在工業(yè)界里，幾乎沒有人不談品質(zhì)'管理的。先進(jìn)管理觀念強(qiáng)調(diào)，品質(zhì)不是制造出來，而應(yīng)該

4、是設(shè)計(jì)出來的。這觀念有其重要的地方，是使用戶從以往較被動(dòng)的關(guān)注點(diǎn)(生產(chǎn)線上)移到較主動(dòng)的關(guān)注點(diǎn)(設(shè)計(jì)上)。但說法不夠完善。嚴(yán)格和具體來說，品質(zhì)既不是生產(chǎn)來的，也不是單靠設(shè)計(jì)來的，而應(yīng)該是配合來的。好的品質(zhì)是通過良好的設(shè)計(jì)(配合工藝和生產(chǎn)能力的設(shè)計(jì))，優(yōu)良的工藝調(diào)制，和生產(chǎn)線上的工藝管制而獲得的。而這三者又是需有良好的品質(zhì)管理理念、知識、系統(tǒng)和制度來確保的。    要確保產(chǎn)品高而穩(wěn)定的品質(zhì)、高生產(chǎn)效率和低生產(chǎn)成本、以及準(zhǔn)確的交貨時(shí)間，我們的生產(chǎn)線必須要有一套所謂的堅(jiān)固工藝(Robust Process)。而堅(jiān)固工藝是必須通過設(shè)計(jì)、工藝能力、和設(shè)備性能之間的完好配合才

5、能實(shí)現(xiàn)的。所謂堅(jiān)固工藝，是指其對外界各種影它表現(xiàn)的因素的靈敏度很低。也就是說，對這些因素的大變化，其整體效果還是穩(wěn)定不變或只限于合格范圍內(nèi)的變動(dòng)。    在我們計(jì)劃引進(jìn)一條生產(chǎn)線時(shí)，我們必須確保此生產(chǎn)線能處理我們所要制造的產(chǎn)品范圍。但當(dāng)我們有了生產(chǎn)線后，我們則應(yīng)該盡力使我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能適用于此生產(chǎn)線上制造。這便是可制造性設(shè)計(jì)的基本理念。   堅(jiān)固的工藝是相對的，所以一套設(shè)計(jì)規(guī)范也是有其針對性的。它在某一生產(chǎn)環(huán)境下(設(shè)備、管理、材料、工藝能力、品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))也許是堅(jiān)固的，但在另一個(gè)環(huán)境下卻可能變得不堅(jiān)固。因此，設(shè)計(jì)的好與不好，也是有它的特定性。用戶

6、必須了解和牢記這一點(diǎn)。    產(chǎn)品壽命，是另一設(shè)計(jì)上應(yīng)該注重的地方。由于產(chǎn)品在服務(wù)期內(nèi)會受到各種不同的環(huán)境壓力(如熱變化、機(jī)械振動(dòng)等等)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)必須確保在這方面能經(jīng)得起使用環(huán)境中會遇上的各種壓力。另一個(gè)要照顧到的是制造方面，可制造性和壽命有什么關(guān)系？一個(gè)設(shè)計(jì)得非常難組裝的產(chǎn)品，其對服務(wù)壽命的威脅一般也較大，而制造工藝上的小變化常常也會縮短其服務(wù)壽命。比如一個(gè)熱處理做得不好的設(shè)計(jì)其制造過程中所受到的焊接熱沖擊會較大，因溫差較大使焊點(diǎn)的可靠性也不容易得到保證。這就影響了此產(chǎn)品的壽命。    產(chǎn)品壽命的設(shè)計(jì)考慮，始于對產(chǎn)品壽命的定義。設(shè)

7、計(jì)人員應(yīng)該定下和壽命有關(guān)的一切條件，如壽命期(多少年？)、允許的故障率、故障定義、維修保養(yǎng)政策、使用環(huán)境條件、驗(yàn)證方法等等。再從使用環(huán)境條件的定義下設(shè)計(jì)產(chǎn)品的壽命測試方法、選擇元件材料、選擇設(shè)計(jì)規(guī)范，并通過壽命測試來驗(yàn)證設(shè)計(jì)和開發(fā)工藝等等。    影響壽命的因素很多，可分為主因素和次因素兩大類。主因素如元件引腳種類、元件的大小、元件和基本的匹配等等，這些對壽命的影響較明顯嚴(yán)重。次因素雖然單獨(dú)的影響不是很明顯嚴(yán)重，但幾種次因素的作用加起來，其整體作用也可以是相當(dāng)可觀的。這方面的例子如焊點(diǎn)的形狀、成品的保護(hù)涂層(conformal coating)、基板的外形比等等。

8、在影響產(chǎn)品壽命的種種因素之中，熱處理的考慮應(yīng)該算是SMT應(yīng)用中最重要的一部分。因?yàn)樵赟MT應(yīng)用上，許多和壽命有關(guān)的問題都是和熱處理有關(guān)。它同時(shí)也是影響可制造性的重要因素，所以在熱問題的考慮上，用戶應(yīng)該同時(shí)兼顧到制造工藝上和產(chǎn)品壽命上的問題。另外一個(gè)對熱處理關(guān)注的原因，是絕大多數(shù)使用在電子產(chǎn)品上的，他們的性能都會隨溫度(即關(guān)系到熱處理)而發(fā)生變化的，輕則性能不穩(wěn)定，重則可能失效(暫時(shí)性)或甚至被損壞(永久性)。    我們了解到設(shè)計(jì)規(guī)范對我們的產(chǎn)品壽命(即質(zhì)量)、成本和交貨期都有影響，那我們該采用什么設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)呢？我們可以發(fā)現(xiàn)，公開市場上有不少類似IPC等機(jī)構(gòu)推

9、薦的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。他們之間都有差別，加上各大電子廠也都有自己本身的一套規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)可謂五花八門。他們之中那一個(gè)較好呢？為什么大電子廠采用如IPC這類世界有聲望機(jī)構(gòu)推薦呢？而我們是否可以采用呢？首先我們必須了解和認(rèn)同的一點(diǎn)，是SMT工藝是門復(fù)雜的科技學(xué)問，在SMT應(yīng)用工作中，常出現(xiàn)一個(gè)問題現(xiàn)象是由無數(shù)因素聯(lián)合形成的這一現(xiàn)象。而有效的解決這些問題，有賴于我們對整體的配合能力。這是所謂的技術(shù)整合。由于因素眾多，也隨時(shí)間在改變，所以要找到兩家完全一樣的工廠的機(jī)會是很微小的。既然設(shè)計(jì)規(guī)范優(yōu)化情況下是必須配合工藝和設(shè)備能力等方面的，也就是說設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都有其范圍，越是要優(yōu)化適用范圍就越小。所以如果要很好的使用設(shè)計(jì)來

10、解決問題，一套適用于本身的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)是必須按本身持有的條件而開發(fā)的。    產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)該將它當(dāng)成是整個(gè)技術(shù)整合的一部分，而不是單獨(dú)的產(chǎn)品開發(fā)工作。把整個(gè)技術(shù)合成一起管理，才能真正做到最優(yōu)化程度，才有可能朝向無缺陷或零缺陷方向發(fā)展。在產(chǎn)品開發(fā)的初期，設(shè)計(jì)小組應(yīng)該將產(chǎn)品的品質(zhì)和壽命要求定下，如果廠內(nèi)開發(fā)多種產(chǎn)品，有需要時(shí)可以按他們之間的不同分成幾個(gè)檔次。各檔次都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和工藝、材料規(guī)范來配合。這些規(guī)范可以是以前開發(fā)驗(yàn)證過的經(jīng)驗(yàn)，也可以是為了應(yīng)付新需求而開發(fā)的新規(guī)范。如果是新規(guī)范，設(shè)計(jì)方面也必須確保能夠給予配合，有需要是或是引進(jìn)新設(shè)備，或是提升改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備。配

11、合設(shè)計(jì)和工藝規(guī)范的設(shè)備再通過如TPM等的先進(jìn)管理，來確保其穩(wěn)定性的可靠性。同時(shí)在不斷標(biāo)定的設(shè)備能力工作中使設(shè)計(jì)規(guī)范穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)化。在另一方面，材料的規(guī)范化也應(yīng)該推出相應(yīng)的供應(yīng)商選擇和管制系統(tǒng)。通過對供應(yīng)商能力的要求和評估來確保對工藝和材料方面的配合。廠內(nèi)的技術(shù)水平，由于直接決定廠內(nèi)的工藝管制能力，也是個(gè)必須注意、檢測和調(diào)整的方面。    由于當(dāng)今設(shè)計(jì)工作范圍和職責(zé)的改變，以及為了應(yīng)付日趨強(qiáng)烈的開發(fā)時(shí)間壓力，標(biāo)準(zhǔn)化和資訊管理成了非常重要的管理工作。對設(shè)計(jì)軟件的要求，也不像以往那樣注重現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫，而是較注重軟件的更改和兼容能力。對于CAD和PDM等管理軟件和數(shù)據(jù)方面的

12、結(jié)合也開始越來越被重視了。目前產(chǎn)品的更改頻繁，產(chǎn)品的市場壽命較短等現(xiàn)象，使得許多工廠誤入歧途，過分的注重生產(chǎn)線的靈活性或柔性，而忽略了相等重要的穩(wěn)定性。標(biāo)準(zhǔn)化的推行，可以在這兩者之間獲得一個(gè)很好的平衡。適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化有許多成本、質(zhì)量和效益上的優(yōu)勢，但太多或不當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)對柔性和設(shè)計(jì)空間起了限制，所以用戶必須培養(yǎng)能力來維持這兩者的平衡。2.0工藝和設(shè)計(jì)的關(guān)系    所謂SMT技術(shù)，指的是有關(guān)如何將基板、元件通過有效工藝材料和工藝組裝起來，并確保有良好壽命的一門科技。這其中便有許多種不同的組裝形式和相應(yīng)的工藝做法。由于各種方式都有其優(yōu)缺點(diǎn)和不同的工藝，設(shè)計(jì)師對這方面知識的吸

13、收也就成了一件重要的工作。比如說單面全SMT元件回流焊接技術(shù)的組裝板，便具有外形薄和組裝工藝較簡單的優(yōu)勢。但其組裝密度還不是很高，以及不能采用插件可能是其應(yīng)用限制。而目前最多被采用的雙面混裝技術(shù)，具有密度較高，能混合采用SMD和插件，能發(fā)揮質(zhì)量和成本之間的平衡利益。但卻含必須處理兩道焊接程序的弱點(diǎn)。諸如此類的認(rèn)識，設(shè)計(jì)師都應(yīng)該擁有，才能在其工作上發(fā)揮。所以要成為一位非常出色的設(shè)計(jì)工程師，努力學(xué)習(xí)組裝工藝方面的知識的是重要的。詳細(xì)的工藝不在本講座的范圍之內(nèi)，我們接下來談?wù)勔恍┏Ｓ霉に嚭驮O(shè)計(jì)方面的關(guān)系。從以下的例子中可以更好的了解到設(shè)計(jì)工作在整體SMT應(yīng)用中的重要性。2.1 錫膏絲印工藝 

14、;   這最常見的工藝包括4個(gè)主要工序，分別為對位、充填、整平、和釋放。要把整個(gè)工作做好，在基板上有一定的要求?；灞仨殙蚱剑副P間尺寸準(zhǔn)確和穩(wěn)定(即使在經(jīng)過焊接工作的高溫處理后)，焊盤的設(shè)計(jì)應(yīng)該配合絲印鋼網(wǎng)，并有良好的基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)計(jì)來協(xié)助自動(dòng)定位對中，此外基板上的標(biāo)簽油印不能影響絲印部分，基板的設(shè)計(jì)必須方便絲印機(jī)的自動(dòng)上下板，外形和厚度設(shè)計(jì)不能影響絲印時(shí)所需要的平整度等等。這些都必須經(jīng)過設(shè)計(jì)師的考慮。    另外常見的問題是基板上的綠油(阻焊涂層)印刷不斷或太厚，銅焊盤的保護(hù)處理選擇不當(dāng)(比如在微間距應(yīng)用上采用垂直熱風(fēng)整平VHASL處理，雙回流應(yīng)

15、用中采用不當(dāng)?shù)腛SP等等)都應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)給予適當(dāng)?shù)目紤]和處理。     絲印鋼網(wǎng)的設(shè)計(jì)，有些工廠目前還是和焊盤設(shè)計(jì)分開考慮和進(jìn)行的。這是種不當(dāng)?shù)淖龇?。這兩者是息息相關(guān)的，其設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)該同時(shí)考慮和進(jìn)行。常見的問題是鋼網(wǎng)的開孔被設(shè)計(jì)為比焊盤CAD數(shù)據(jù)稍為小些，同時(shí)在CAD數(shù)據(jù)上有允許焊盤在CAD數(shù)據(jù)上有個(gè)較小的公差(例如允許有+/-0.05mm值)。這使得在絲印鋼網(wǎng)上的縮小失去其實(shí)用意義。準(zhǔn)確的做法應(yīng)該是要求基板上焊盤的尺寸公差定為如-0.0，+0.05(即只允許比CAD大而不允許小)的范圍。鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)和制造可以由工藝或生產(chǎn)部門人員來執(zhí)行，但必須和設(shè)計(jì)部的焊盤設(shè)計(jì)一塊考

16、慮。2.2點(diǎn)錫膏工藝    如果廠內(nèi)采用的錫膏涂布工藝注射是方式的，在基板上的焊盤設(shè)計(jì)又和絲印有所不同。比如焊盤的長度應(yīng)該受到更短的限制，銅焊盤的防氧化處理要求更嚴(yán)格。但對綠油的要求卻不高。對于不同元件封裝也應(yīng)該有個(gè)別的考慮。比如J引腳的PLCC元件，如果采用一般的做法在每一焊盤上分點(diǎn)兩點(diǎn)錫膏，則有可能在回流前錫膏和引腳的接觸不良，引起引腳發(fā)生位移的問題。如果采用點(diǎn)3錫點(diǎn)的方式，則又浪費(fèi)寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。所以焊盤的尺寸設(shè)計(jì)因給予更改，要求對元件封裝進(jìn)行較嚴(yán)格的范圍控制，同時(shí)將焊盤加寬和縮短以達(dá)到能采用單一錫點(diǎn)的工藝。    

17、對于采用不同的泵技術(shù)，焊盤設(shè)計(jì)也有一定的不同，所以設(shè)計(jì)師嚴(yán)格對各中泵的性能和特點(diǎn)有足夠的了解。至少對本身廠內(nèi)所使用的技術(shù)應(yīng)該有足夠的了解。2.3黏膠應(yīng)用   目前較常用的有點(diǎn)膠和印膠工藝。點(diǎn)膠工藝中有各種的注射泵技術(shù)，還有適用于非常高產(chǎn)量的針印工藝。目前更發(fā)展出新一代的噴射工藝。印膠工藝方面的做法則和錫膏的絲印很相似。   各種的泵在膠點(diǎn)的量控制能力和點(diǎn)出的膠點(diǎn)外形上也有不同，這是設(shè)計(jì)和工藝人員應(yīng)該了解和注意到的。比如在同一直徑膠點(diǎn)的高度上，采用針印工藝的高度就來得低些，噴射工藝最高，而鞭他的泵則處于他們之間。這些變化也就影響了設(shè)計(jì)工作。比如在元件外形和

18、尺寸不變的情況之下，為了確保膠點(diǎn)能對元件的底部有足夠的接觸面。采用針印工藝的膠點(diǎn)虛設(shè)銅盤的寬度就應(yīng)該較大，以處理更大的膠點(diǎn)直徑。     除此之外，膠水的種類和品牌也影響點(diǎn)的外形。所以在技術(shù)整合的觀念下，設(shè)計(jì)規(guī)范是必須和工藝規(guī)范同時(shí)開發(fā)的。2.4 貼片工藝   貼片機(jī)是否能處理我們設(shè)計(jì)時(shí)所選的元件，把他們都準(zhǔn)確的貼在所需的位置上，這問題直接影響了我們的生產(chǎn)。所以在設(shè)計(jì)時(shí)的元件選擇工作上，對廠內(nèi)貼片機(jī)性能的了解也是關(guān)鍵的。此外，出于貼片工序在整條生產(chǎn)線上經(jīng)常是效率的瓶頸(也就是限制整條生產(chǎn)線率的一節(jié))，在設(shè)計(jì)時(shí)我們還得同時(shí)考慮對生產(chǎn)效率

19、的影響。   對于一個(gè)設(shè)計(jì)人員， 在貼片這一工藝上應(yīng)關(guān)注的有以下幾方面：    1、能處理的元件范圍和個(gè)別元件的處理能力(拾放可靠性)。    2、對各元件的對中能力(貼片精度和重復(fù)精度)，包括基板的定位能力。    3、靈活性和轉(zhuǎn)換能力(可行性、所需進(jìn)間和資源)。    4、對各元件的產(chǎn)量。    5、基板的處理能力和范圍(材料種類、厚度、外形比等等)。   市面上對貼片精度的規(guī)范和指標(biāo)常出現(xiàn)不正確或不完

20、整的說法。正確的精度標(biāo)法應(yīng)包括分布系數(shù)SIGMA和貼片精度平均值U的資料，或是以Cp和Cpk兩者標(biāo)出。設(shè)備科人員應(yīng)該協(xié)助提供這方面的資料給設(shè)計(jì)部人員。通過對此的了解，設(shè)計(jì)師才能對其焊盤尺寸的考慮做出優(yōu)化。      設(shè)計(jì)人員也該進(jìn)一步的了解貼片精度的誤差的來源。他們是有4個(gè)主要因素：基板質(zhì)量、設(shè)備對基板的識別和定位能力、設(shè)備的機(jī)械精度、和設(shè)備對元件的識別和對中能力組成的。比如了解廠內(nèi)設(shè)備對基板的識別的定位能力后，就能相應(yīng)的設(shè)計(jì)合適的基準(zhǔn)點(diǎn)(大小、形狀、位置分布和反差條件等)，就能決定區(qū)域和專用基準(zhǔn)點(diǎn)是否需要等來確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可制造性。 

21、;     對設(shè)備的靈活性方面的了解也一樣。知道了什么元件能被處理，處理的可靠性如何，在處理不同元件時(shí)是否需要某程度的設(shè)備轉(zhuǎn)換，是自動(dòng)還是人工轉(zhuǎn)換，對生產(chǎn)時(shí)間的浪費(fèi)影響有多重等等之后，在選擇元件封裝上也能夠做出更好考慮。而這些考慮的內(nèi)容也能夠提醒采購人員在采購時(shí)做出相應(yīng)的要求。2.5 波峰焊接工藝     由于混裝板和插件元件在應(yīng)用上的某些優(yōu)勢，波峰焊接工藝目前仍是常見的組裝焊接工藝之一。波峰焊接工藝的問題，如橋接、陰影效應(yīng)等已是眾所周知的經(jīng)驗(yàn)。許多問題在設(shè)計(jì)上能夠給予一定程度的協(xié)助，如為了減低SOIC引

22、腳間橋接的吸錫盤或盜錫盤設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對他們有足夠的了解和應(yīng)用。應(yīng)該注意的一點(diǎn)，是這些問題的程度，在波峰焊接工藝中是和設(shè)備原理和調(diào)制有很大的關(guān)系的。設(shè)計(jì)工作必須嚴(yán)密的配合設(shè)備料的工藝調(diào)制規(guī)范進(jìn)行。比如說為了解決矩形件和陰影效應(yīng)而增加的焊盤長度，到底應(yīng)增加多少是和廠內(nèi)的設(shè)備和工藝調(diào)制能力息息相關(guān)的。忽略對廠內(nèi)工藝和設(shè)備能力的了解而盲目搞設(shè)備規(guī)范是不正確的做法。     另一個(gè)經(jīng)常受到關(guān)注的波峰焊接問題，是元件的受熱問題。對于雙面有元件的產(chǎn)品來說，一面的元件有可能在經(jīng)過波峰焊時(shí)完全浸在高溫的熔錫中，那熱沖擊可以高達(dá)每秒200多度。元件的封裝是

23、否經(jīng)得起這樣的熱處理，在其壽命和性能方面會產(chǎn)生什么影響，是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該給予考慮的。     為了處理只有少數(shù)插件的產(chǎn)品，或?yàn)榱吮Ｗo(hù)一些對熱較敏感的元件不受熔錫的熱沖擊，目前有些局部波峰焊接的工藝和設(shè)備。廠內(nèi)如果有采用這類設(shè)備，板上元件的編排會可能受到設(shè)備動(dòng)作的一些限制。比如必須留下某些空位等等。2.6 回流焊接工藝     回流焊接工藝是目前最流行和常用的批量生產(chǎn)焊接技術(shù)?；亓骱附庸に嚨年P(guān)鍵在于找出 最適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定時(shí)間關(guān)系(即所謂的溫度曲線設(shè)置)。并使它不斷的重復(fù)。溫度曲線必須配合所采用的工藝材料

24、(錫膏)，注意的參數(shù)有升溫速度、溫度的高低、在各溫度下的時(shí)間、和降溫速度。市場上出現(xiàn)了多種不同加熱原理回流爐子，其實(shí)如何加溫還是次要，最重要的是必須能夠隨意控制溫度的變化和保持穩(wěn)定。     市場上采用的加溫法，仍然不外3個(gè)基本的熱傳播方式。即傳導(dǎo)、對流和輻射。各種爐子的原理也可以這方法來分類。在采用傳導(dǎo)方式的有熱板、熱絲和液態(tài)熱(很少用)三種主要技術(shù)。采用對流的有強(qiáng)制熱風(fēng)、惰性熱氣、和氣相回流(已基本不用)技術(shù)三種。而采用輻射技術(shù)的，有紅外線、激光和白光三大源流。      熱板回流技術(shù)仍用在陶瓷基本工

25、藝上，它只能用在單板上，而必須靠基板的良好熱導(dǎo)性能才能發(fā)揮效益，限制了他在大部分電子組裝業(yè)上的用途。熱絲技術(shù)在英文中常稱hot-bar焊接技術(shù)，是因?yàn)樗Ｓ迷谝越饘倩蛱沾善瑸榧訜崦浇榈脑O(shè)備上而得名。它適用于長、平和柔軟引腳的元件上(如柔性板和TAB工藝上)。通過控制溫度、壓力和時(shí)間來控制焊接效果。需要不同的焊頭來處理不同的元件。是屬于較慢的工藝。工藝控制可能不易。此技術(shù)可應(yīng)用在反修工作上。     熱風(fēng)或熱氣技術(shù)有兩種，一上適合批量生產(chǎn)的自動(dòng)化回流爐子，另一是供局部焊接用的吹管技術(shù)(常用在返修技術(shù)上)。通過空氣或惰性氣體的對流作用來傳熱。在局部焊接技術(shù)上

26、必須使用不同的吹管來處理不同元件是它的一個(gè)弱點(diǎn)。在使用空氣為媒介時(shí)是個(gè)經(jīng)濟(jì)的方案，但工藝速度較慢。     白光和紅外線在小批量生產(chǎn)的應(yīng)用上，都是通過光學(xué)聚集的原理將光內(nèi)的熱能集中起來，對焊點(diǎn)做局部加熱的。其好處是沒有機(jī)械接觸(不像熱絲技術(shù))，局部焊接不會對元件封裝造成過熱的威脅，可以自動(dòng)化編程。缺點(diǎn)是焊接以點(diǎn)進(jìn)行，速度較慢，雖不會對元件封裝有過熱的威脅，但失控時(shí)對焊點(diǎn)有過熱的可能，而白光對人的眼睛不利。其加熱速度快使他在對熱容量大和封裝對熱較敏感的元件應(yīng)用上有優(yōu)勢。     激光技術(shù)和以上的白光和紅外線原理類似，

27、只是媒介同。這是種較新的技術(shù)，還未普遍被接受，主要原因可能是價(jià)格方面(十分昂貴)。激光的能量能夠被很準(zhǔn)確的進(jìn)行控制，重復(fù)性很高，焊點(diǎn)可以很細(xì)(對微間距技術(shù)沒困難)，由于局部性很高而能保證很好的焊點(diǎn)質(zhì)量(沒有內(nèi)部潛在應(yīng)力)。此技術(shù)或許有很好的發(fā)展?jié)撃?，但目前說法不一。     電感焊接技術(shù)，是一種通過電感效應(yīng)的渦流加熱原理來進(jìn)行焊接的工藝。具有沒有機(jī)械接觸、加熱快和熱容量高的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是技術(shù)不易掌握，焊點(diǎn)周邊不能有某些金屬部件，高頻信號對某些電子元件不利和加熱頭的位置敏感度高等等。目前的應(yīng)用還不普遍。     火炬焊

28、接技術(shù)，適用于焊點(diǎn)熱容量特高的應(yīng)用上。如在基板上有大的插座或金屬屏蔽板等等的場合。也屬于非接觸式和局部焊接的工藝。缺點(diǎn)是工藝經(jīng)驗(yàn)缺乏，對焊點(diǎn)的可靠性數(shù)據(jù)了解和考察不夠(不過在某些應(yīng)用上不是太重要)。      紅外線用在批量生產(chǎn)焊接技術(shù)上已有很長的時(shí)間，它是熱風(fēng)回流技術(shù)成熟前的主要工藝。目前還有些產(chǎn)家還在推薦遠(yuǎn)紅外線技術(shù)的爐子。此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是加熱效率較高，重復(fù)率很好，熱容量也好，對一些回流工藝問題如吸錫(wicking)和立碑等較能應(yīng)付。缺點(diǎn)是產(chǎn)品板上的溫度較大，對一些元件的外形和封裝材料變化較大，而且有超溫的可能。另一更常見的批量焊接技術(shù)是熱

29、風(fēng)回流技術(shù)，他基本是解決了紅外線技術(shù)存在的問題，但設(shè)備困難，好的設(shè)備價(jià)格高于紅外線技術(shù)，(差的設(shè)計(jì)性能不如紅外線技術(shù))，而且應(yīng)用上對知識的要求也較高，設(shè)備保養(yǎng)要求也高，設(shè)備選擇不易，必須要有一套測試方法。        回流曲線設(shè)置的關(guān)鍵，在于將產(chǎn)品板上最熱和最冷點(diǎn)找出，通過對爐溫的調(diào)制使這兩點(diǎn)的范圍設(shè)置在錫膏性能的要求范圍內(nèi)，工作便可說是完成了。板上熱點(diǎn)和冷點(diǎn)的熱學(xué)特，影響的因素很多，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)便應(yīng)該考慮到和照顧到這些，使設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品上，熱點(diǎn)和冷點(diǎn)的溫差盡量做到最小為此。這不但使生產(chǎn)容易控制，對設(shè)備的性能(和價(jià)格相關(guān))

30、和保養(yǎng)的要求也較低，而且對產(chǎn)品焊點(diǎn)的質(zhì)量也較容易保證，是個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)很重要的考慮點(diǎn)和做法。  3.0了解您的制造能力     了解廠內(nèi)實(shí)際的制造能力，是推動(dòng)DFM管理的重要部分。工作包括對廠內(nèi)設(shè)備的能力進(jìn)行量化考察、規(guī)劃和制定規(guī)范指標(biāo)。這做法的主要原因有四：一是因?yàn)槊總€(gè)設(shè)計(jì)規(guī)范都有它特定的適用性或針對性，它只有在特定的條件下才能最優(yōu)化的發(fā)揮其功能。第二個(gè)原因是大多數(shù)的生產(chǎn)線都是不同的，即使設(shè)備的硬件配置一樣，管理、工藝知識、品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等等軟科學(xué)會使其不同。所以在另一個(gè)工廠適用的設(shè)計(jì)規(guī)范，未必也適用于您的工廠。只有完全和準(zhǔn)確的了解您廠內(nèi)的能力情況后您才可能制定出一套優(yōu)化的設(shè)計(jì)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。第三個(gè)原因是許多有用和重要的資料，除非您親身去考察、測試和記錄，您不可能在市場上得到現(xiàn)成的，即使是設(shè)備供應(yīng)商也提供不了。第四原因，是在優(yōu)化設(shè)計(jì)上，根本沒有所謂的通用標(biāo)準(zhǔn)可被使用。      在您的生產(chǎn)環(huán)境里，有什么是需要您的關(guān)注和量化了解的呢？您可以從四個(gè)方面著手。即生產(chǎn)線的功能(能做些什么？)生產(chǎn)線的柔性或靈活性(需要什么改變處理工作的變更？)、質(zhì)量(能把產(chǎn)品做到多好？包括長期壽命方面和直通率方面的考慮)、以及生產(chǎn)效率(產(chǎn)