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 在電子制造行業, 競爭日益激烈，電子產品更新換代速度越來越快,環境限制要求越來越嚴,客戶需求多樣化，這推動了新材料新工藝的涌現。SMT(Surface Mount Technology,表面貼裝技術)作為電子行業的主流組裝技術,將面臨更多的挑戰。

在這種大背景下,工藝創新成為擺在SMT工藝團隊成員面前的重要使命。所謂工藝創新，指的是基于傳統SMT工藝平臺的二次工藝開發。

1、MCP元件介紹

MCP(Module Connector Plug)是Tyco Electronics公司研發生產的一款模塊連接插頭。MCP的一端為金手指，類似于電腦的內存條；另一端有兩排“翼形”引腳，這兩排引腳分別與PCB的兩個面進行焊接，兩排引腳的間距與PCB的厚度相匹配。如圖1所示，它既不同于適用SMT工藝的表面貼裝器件（SMC：Surface Mount Component），也不同于適用手工焊接或者波峰焊接工藝的通孔插裝器件（THC：Through Hole Component）。

 圖1、MCP器件照片

1.1  SMC特點

★SMC的引腳（可焊端）在同一平面上，即具有共面性；

★SMC對應的PCB焊盤位于其表面；

★SMC的本體與焊點處于PCB的一側；

★SMC可實現自動化貼裝。

如圖2、圖3所示：

圖2、 常用SMC圖片 

  圖3、SMC貼裝后效果

 1.2  THC特點

★THC元件引腳同樣具有共面性；

★THC對應的PCB焊盤由上、下表面焊盤和通孔組成，且通孔需要做金屬化處理；

★THC的本體與焊點分別處于PCB的兩側；

★THC可采用手動或自動插裝：前者一般需要輔助夾具，后者的包裝方式必須適合自動插件機。

如圖4、5所示：  

圖4、某款THC照片           

圖5、THC對應PCB焊盤示意圖

1.3  MCP特點

★MCP的單個引腳端部并非完全平面，存在一定的弧度；

★MCP對應的PCB焊盤分為兩部分，分別處于PCB的兩面；

★MCP的焊點同時處于PCB的兩面，而元件本體與PCB的中心線處于同一平面上；

★MCP只能采用手工安裝方式。

如圖6、7、8、9所示：

圖6、MCP的金手指和引腳

圖7、MCP引腳放大圖 

圖8、MCP的焊盤位于PCB兩側的邊緣

 圖9、MCP安裝在PCB上的示意圖

2、MCP的SMT工藝難點解析

2.1  MCP的二次錫膏印刷

所謂二次錫膏印刷，是與一次錫膏印刷相對應的概念。傳統的SMT工藝中，所有器件都是依次經過“一次”錫膏印刷、“一次”貼裝和“一次”回流焊接三個主要工序而完成焊接的。而對于MCP而言，由于其前面提到的特殊性，它要想通過SMT工藝實現兩面同時焊接，就必須進行“二次”印刷，與前面的工序相對應，它要依次經過“二次”錫膏印刷、“一次”貼裝和“一次”回流焊接等工序。那么，如何實現“二次”印刷就成為MCP的SMT工藝難點之一。

2.2  MCP的安裝

不難發現，手工安裝MCP器件時，它是由PCB的外沿向PCB的內部移動到合適的位置的，如圖10、11所示，從右至左進行。在這個“移動”的過程中，由于MCP的引腳將與錫膏保持接觸，將極易導致錫膏因受擠壓而“連錫”，過爐后易形成短路不良。這是SMT工藝難點之二。

圖10、MCP安裝示意圖

圖11、MCP安裝過程中錫膏受擠壓

3、解決方案

圖12為MCP與PCB的模擬安裝圖，若鋼網開口按照焊盤的1：1進行設計，那么下圖中0.6mm尺寸標注的部分錫膏必然受到MCP器件的擠壓。

圖12、MCP模擬安裝圖（綠色為PCB）

為避免可能導致的短路風險，于是在鋼網開口設計時作了適當的修改，即采用“內切外加”的方式，

如圖13所示：

圖13、修改鋼網開口設計后示意圖 

圖14、“二次”印刷工藝用“特殊”夾具

那么，如何解決前面提到的“二次”錫膏印刷問題呢？

我們的解決方案是，設計制作一個“特殊”的夾具，這個夾具需要同時具備“錫膏印刷機”、鋼網和刮刀的功能。

夾具的構造如圖14所示意，針對這個“特殊”的夾具作如下說明：

★本體采用FR-4材料，設置定位針，與PCB的定位孔相對應；

★夾具須“避開”第一面已貼裝元件，確保手動印刷時PCB表面平整且不損傷元件；

★制作手動用“刮刀”；

★此夾具僅用于MCP器件焊盤一側的錫膏印刷，另一側焊盤和其它器件的錫膏印刷按照正常的自動方式進行，即采用全自動設備作業。

因此，簡單地說“二次”錫膏印刷就是先用“特殊”夾具“刷”一次，再用設備“刷”一次。具體實現的工藝流程如圖15所示。（我們用A、B面分別表示PCB的Top面和Bottom面，J501為MCP器件PCB上對應的位號）：

圖15、帶MCP封裝器件的OEM客戶產品SMT工藝流程圖

圖16、17是在驗證過程中收集到的圖片，分別展示了MCP器件印刷和安裝后、回流焊接后的狀態。

圖16、MCP印刷、安裝后的實際效果

圖17、MCP器件實際焊接效果

結  論

通過和SMT工藝團隊成員一起進行驗證，MCP器件的焊接質量和可靠性完全滿足客戶的品質要求，證明采用“二次”錫膏印刷和回流焊接的方案可以解決MCP器件的工藝難題。為此，OEM客戶對于我們給予了高度的評價。