在醫(yī)療柔性電子設(shè)備的PCBA加工中，柔性電路板（FPC）因其輕量化、可彎折的特性，被廣泛應(yīng)用于便攜式醫(yī)療檢測(cè)儀等設(shè)備中。然而，動(dòng)態(tài)彎折區(qū)域（如折疊關(guān)節(jié)或活動(dòng)部件）的焊點(diǎn)可靠性問(wèn)題，直接影響設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全性。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，焊膏印刷厚度的精準(zhǔn)控制成為SMT貼片工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
動(dòng)態(tài)彎折區(qū)域焊膏印刷厚度的核心要求
-
標(biāo)準(zhǔn)厚度范圍
一般SMT貼片中，焊膏厚度推薦范圍為 0.03–0.06英寸（約0.75–1.5毫米）。但在動(dòng)態(tài)彎折區(qū)域，由于焊點(diǎn)需承受反復(fù)機(jī)械應(yīng)力，厚度控制需更加嚴(yán)格，通常建議將厚度偏差控制在 ±10μm以內(nèi)，以避免因厚度不均導(dǎo)致的應(yīng)力集中或焊點(diǎn)開(kāi)裂。 -
厚度與焊點(diǎn)可靠性的關(guān)系
- 過(guò)厚焊膏：可能導(dǎo)致焊膏塌陷或橋連，增加回流焊后短路風(fēng)險(xiǎn)。
- 過(guò)薄焊膏：焊點(diǎn)填充不足，降低機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能，尤其在動(dòng)態(tài)彎折區(qū)域易出現(xiàn)裂紋。
- 動(dòng)態(tài)區(qū)域特殊性：彎折動(dòng)作會(huì)引發(fā)焊點(diǎn)微裂紋擴(kuò)展，因此需通過(guò)優(yōu)化焊膏厚度和分布，平衡機(jī)械柔性和電氣可靠性。
焊膏印刷工藝的關(guān)鍵控制點(diǎn)
-
鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)與開(kāi)孔優(yōu)化
- 梯形截面開(kāi)孔：動(dòng)態(tài)彎折區(qū)的鋼網(wǎng)開(kāi)口需采用梯形設(shè)計(jì)（上寬下窄），開(kāi)孔率為 85%–90%，以減少焊膏塌陷并提高脫模效率。
- 邊緣過(guò)渡設(shè)計(jì)：焊盤(pán)與走線采用“淚滴形”過(guò)渡，避免直角結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的應(yīng)力集中。對(duì)于QFN、BGA等多引腳器件，可采用“十字網(wǎng)格”銅箔加固結(jié)構(gòu)，分散彎折應(yīng)力。
-
印刷參數(shù)精細(xì)化控制
- 刮刀壓力：建議控制在 6–8 N/mm²，避免壓力過(guò)大導(dǎo)致焊膏擠出或過(guò)小導(dǎo)致填充不足。
- 印刷速度：動(dòng)態(tài)區(qū)域需降低印刷速度至 10–20 mm/s，確保焊膏充分填充鋼網(wǎng)孔，減少局部厚度偏差。
- 脫模速度：采用慢速脫模（0.1–0.2 mm/s），防止焊膏從焊盤(pán)上拉離，確保厚度一致性。
-
材料適配性
- 焊膏選擇：推薦使用 Type 4.5粒徑的含鉍無(wú)鉛焊膏，其凝固收縮率較常規(guī)SAC305焊膏降低40%，可減少動(dòng)態(tài)區(qū)域的熱應(yīng)力。
- 表面處理：鎳金（ENIG）表面處理可提升焊點(diǎn)抗疲勞性，但需控制金層厚度在 0.05–0.1 μm，避免脆裂風(fēng)險(xiǎn)。
質(zhì)量控制與可靠性驗(yàn)證
-
過(guò)程監(jiān)控技術(shù)
- 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）：對(duì)動(dòng)態(tài)區(qū)域的焊膏厚度、體積及分布進(jìn)行非接觸式檢測(cè)，確保厚度偏差＜10μm。
- 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）：通過(guò)實(shí)時(shí)采集焊膏印刷數(shù)據(jù)（如厚度、位置精度），分析工藝穩(wěn)定性，及時(shí)調(diào)整參數(shù)。
-
可靠性測(cè)試
- 動(dòng)態(tài)彎折壽命測(cè)試：依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，以 90°彎折、15次/分鐘 的頻率模擬實(shí)際使用場(chǎng)景，要求經(jīng)過(guò) 5萬(wàn)次循環(huán)后電阻變化率＜5%。
- 微焦點(diǎn)X-ray檢測(cè)：對(duì)焊點(diǎn)內(nèi)部裂紋進(jìn)行三維成像分析，評(píng)估微觀缺陷。
PCBA加工中的協(xié)同優(yōu)化
在醫(yī)療柔性電子貼片的PCBA加工中，焊膏印刷厚度控制需與設(shè)計(jì)、材料和工藝協(xié)同優(yōu)化：
- 設(shè)計(jì)階段：明確動(dòng)態(tài)彎折區(qū)與靜態(tài)區(qū)域的邊界，避免在彎折半徑5mm范圍內(nèi)布置大尺寸元件。
- 材料選擇：采用高延展性聚酰亞胺基材（PI厚度≥25μm）和低模量覆蓋膜，提升柔性基材的耐彎折性能。
- SMT工藝整合：結(jié)合回流焊曲線調(diào)整（如“緩升-平臺(tái)式”溫度曲線），控制液相線以上時(shí)間（TAL）在 60–75秒，降低熱沖擊對(duì)焊點(diǎn)的影響。
結(jié)語(yǔ)
醫(yī)療柔性電子貼片的動(dòng)態(tài)彎折區(qū)域焊膏印刷厚度控制，是保障PCBA加工質(zhì)量與設(shè)備可靠性的核心環(huán)節(jié)。通過(guò)鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化、印刷參數(shù)精細(xì)化、材料適配性提升及多維度質(zhì)量監(jiān)控，可顯著降低焊點(diǎn)開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，滿足醫(yī)療設(shè)備對(duì)輕薄化、耐用性和高精度的嚴(yán)苛需求。未來(lái)，隨著可拉伸電子技術(shù)的發(fā)展，SMT貼片工藝將進(jìn)一步推動(dòng)柔性電子組裝向更復(fù)雜、更高可靠性的方向演進(jìn)。
因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí)，歡迎訪問(wèn)深圳PCBA加工廠家-1943科技。
2024-04-26
