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摘要：

隨著通信技術(shù)的不斷擴(kuò)延，手機(jī)已成為人們生活、工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)不可或缺的工具。而手機(jī)攝像頭模組是手機(jī)中非常重要的組件之一，其品質(zhì)的好壞直接影響手機(jī)整體品質(zhì)的高低。因此在手機(jī)攝像頭模組生產(chǎn)的過(guò)程中每一步都是要嚴(yán)格把關(guān)的，不能有絲毫的懈怠。在手機(jī)攝像頭模組中，F(xiàn)PC軟電路板是決定手機(jī)照相生成圖片的關(guān)鍵組件之一，因此它的生產(chǎn)工藝及質(zhì)量好壞顯得尤為重要。

基于此，首先簡(jiǎn)單介紹了手機(jī)攝像頭模組原理以及SMT技術(shù)在手機(jī)攝像頭模組生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用,著重闡述了手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的改良設(shè)計(jì)和SMT生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)品質(zhì)量分析。根據(jù)手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的具體要求，合理進(jìn)行SMT技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化，分析研究了手機(jī)攝像頭模組再流焊SMT焊接溫度分布曲線。針對(duì)FPC軟電路板產(chǎn)品設(shè)置了AIO（automatic optical inspection）檢測(cè)及ICT在線測(cè)試方法。

關(guān)鍵詞: 手機(jī)攝像頭模組 SMT AIO檢測(cè) ICT在線測(cè)試

一章

引言

1.1 手機(jī)攝像頭模組簡(jiǎn)介

1.1.1 原理

手機(jī)攝像頭模組結(jié)構(gòu)如圖1-1所示：

圖1-1 手機(jī)攝像頭模組的基本組成

手機(jī)攝像頭模組主要由鏡頭（lens），傳感器（sensor），圖像處理芯片（Backend IC），軟電路板（FPC）四個(gè)部分組成。其工作原理為：通過(guò)鏡頭拍攝景物，光學(xué)圖像生成后投射到傳感器上，再把光學(xué)圖像被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，模擬電信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)DSP加工處理，送到手機(jī)處理器中進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)換成手機(jī)屏幕上能夠看到的圖像[1]。

1.1.2 DSP芯片

DSP即數(shù)字信號(hào)處理集成電路，它的功能是通過(guò)數(shù)學(xué)算法運(yùn)算，對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理，經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)傳到顯示設(shè)備上。目前DSP設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較成熟，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)差別不大。手機(jī)攝像頭模組的芯片主要有CCD與CMOS兩種類型，手機(jī)攝像頭模組的芯片如圖1-2，性能比較見(jiàn)表1-1。根據(jù)CCD與CMOS兩類芯片性能比較，CMOS芯片具有制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成品合格率高，制造成本低、耗電量低、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，故本文手機(jī)攝像頭模組軟板（FPC）采用CMOS芯片。

圖1-2 手機(jī)攝像頭模組的芯片種類

表1-1 CCD與CMOS區(qū)別

1.1.3連接方式

手機(jī)攝像頭模組的常見(jiàn)連接方式有連接器連接、金手指連接和插座連接三種方式，本文中手機(jī)攝像頭模組采用金手指連接方式，其與手機(jī)的配合合適，彎折程度好，可靠性高，連接方式如圖1-3所示。

圖1-3 手機(jī)攝像頭模組的常見(jiàn)連接方式

1.1.4 PCB板

PCB板通常分為硬板、軟板、軟硬結(jié)合板三種類型，這里指的是手機(jī)攝像頭模組中用到的印刷電路板，這三種材料應(yīng)用范圍各不相同。CMOS可以使用硬板、軟板、軟硬結(jié)合板任何一種。軟硬結(jié)合板的造價(jià)成本最高，而CCD只能使用軟硬結(jié)合板。所以本文手機(jī)攝像頭模組采用FPC軟電路板，如圖1-4所示。

圖1-4 PCB板分類

1.2 SMT技術(shù)在手機(jī)攝像頭模組生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用

1.2.1 FPC軟電路板（PCB）的功能

FPC軟電路板在手機(jī)攝像頭模組中具有如下功能：提供電子元器件的固定及裝配的機(jī)械支撐作用，實(shí)現(xiàn)電子元器件之間的布線并且對(duì)電氣有著連接或電絕緣效果，提供所要求的電氣特性。為自動(dòng)焊接提供阻焊圖，為集成電路及元器件插裝、檢查、維修提供識(shí)別圖形和字符。手機(jī)攝像頭模組采用PCB后，由于同類PCB板的一致性，避免了人工接線的差錯(cuò)，而且可以實(shí)現(xiàn)集成電路和電子元器件自動(dòng)插裝、自動(dòng)貼裝、自動(dòng)焊錫及自動(dòng)檢測(cè)，使得電子產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率得到了提高，同時(shí)成本降低，維修方便。

1.2.2 SMT技術(shù)應(yīng)用

目前，手機(jī)攝像頭模組具有體積小、重量輕、集成度高、可靠性高的特點(diǎn)，電子產(chǎn)品的主要形式是基板的板級(jí)電子電路產(chǎn)品，因此，現(xiàn)代電子產(chǎn)品制造技術(shù)的重要體現(xiàn)是板級(jí)電子電路產(chǎn)品制造技術(shù)水平的高低[2]。手機(jī)攝像頭模組屬于芯片級(jí)一級(jí)封裝。首先將硅片(芯片)貼裝在基片上，然后焊接到基板上構(gòu)成完整的元件。SMT產(chǎn)品制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是SMT表面裝配技術(shù)，以SMT產(chǎn)品為制造對(duì)象的系統(tǒng)[3]，表面組裝設(shè)備組成的生產(chǎn)線是SMT的基本組成形式，表面組裝設(shè)備由自動(dòng)傳輸線進(jìn)行連接，由配置計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)，控制PCB的自動(dòng)傳輸，通過(guò)組裝設(shè)備進(jìn)行流水組裝作業(yè)。

二

手機(jī)攝像頭模組改良設(shè)計(jì)

2.1 FPC/PCB布局設(shè)計(jì)

對(duì)于電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，其設(shè)計(jì)的合理性與產(chǎn)品生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān)，手機(jī)攝像頭模組FPC印制導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)盡可能的短，貼片與邦線之間的走線距離要大于0.3mm，避免SMT貼片的時(shí)候錫膏回流到邦線PAD上去。如圖2-1所示:

圖2-1 PAD布局

邦線PAD內(nèi)邊緣距離芯片0.1mm與0.35mm之間,邦線PAD外邊緣距離Holder在0.1mm以上，電容距離芯片和Holder內(nèi)壁必須保證在0.1mm以上，電容要靠近芯片濾波PAD[4]。

金手指連接的FPC需要把整個(gè)金手指開(kāi)窗出來(lái)，對(duì)于雙面金手指，頂層和底層一定要錯(cuò)開(kāi)開(kāi)窗，錯(cuò)開(kāi)的距離保證在0.25mm以上。如圖2-2所示：

圖2-2 金手指連接FPC

FPC銀箔接地的開(kāi)窗形狀為橢圓形，且雙面開(kāi)窗的位置一定要錯(cuò)開(kāi)，不允許有重合部分，錯(cuò)開(kāi)距離保證在0.5mm以上。如圖2-3所示：

圖2-3 FPC的開(kāi)窗圖

2.2 FPC/PCB線路設(shè)計(jì)

為了能夠讓攝像頭模組能夠正常地工作，導(dǎo)線寬度應(yīng)以能滿足電氣性能要求為準(zhǔn)。便于生產(chǎn)為宜并且能夠有效地預(yù)防EMC，EMI等問(wèn)題，可以采取磁珠，電感，共模線圈進(jìn)行隔離；加電容進(jìn)行濾波，并四處鋪銅，采用屏蔽地線、屏蔽平面來(lái)切斷電磁的傳導(dǎo)和輻射途徑。以下是模組線路設(shè)計(jì)時(shí)的要求和規(guī)范：

（1）網(wǎng)絡(luò)距離外框的邊緣距離大于0.15mm，即要大于外框公差 0.1mm。

（2）一般信號(hào)線推薦線寬0.1mm，最小線寬0.08mm；電源線和地線推薦線寬0.2mm，最小線寬0.15mm。

（3）避免走環(huán)形線，且線路上不允許有直角出現(xiàn)。如圖2-4所示：

（4）線路空白區(qū)域打過(guò)孔鋪通，起屏蔽，散熱作用，同時(shí)增加DGND網(wǎng)絡(luò)之間連接性。對(duì)于FPC，如果受控的項(xiàng)目圖紙中有彎折要求，在FPC的彎折區(qū)域內(nèi)，用地線代替鋪銅，避免大范圍的鋪銅造成FPC彎折不良。

圖2-4 FPC/PCB線路

（5）AGND按照信號(hào)線來(lái)走，附近盡量不要有DATA線。

（6）MCLK要包地，走線距離盡量短，盡量避免過(guò)孔。PCLK不要和高速數(shù)據(jù)位走一起，盡可能包地，有DGND在旁，D0和PCLK靠近DGND。

（7）復(fù)位的RESET和STANDBY要遠(yuǎn)離MCLK，靠近DGND，在邊緣附近用地屏蔽。

（8）不允許在Socket底面PAD上打過(guò)孔，如果無(wú)法避免，應(yīng)該把孔打在PAD的邊緣，遠(yuǎn)離連接點(diǎn)位置0.4mm以上，且必須要求用金屬填滿，保證整個(gè)接觸PAD的表面都是導(dǎo)通的。

（9）MIPI差分阻抗線對(duì)需要滿足阻抗值100±10ohm的要求，且MIPI走線要等長(zhǎng)、等間距并有較大面積的參考地平面。如圖2-5所示：

圖2-5 PCB總圖

2.3 FPC/PCB工藝材質(zhì)

對(duì)高頻電路而言，PCB的材質(zhì)相當(dāng)重要，常用的PCB板有電木板、紙質(zhì)樹(shù)脂板、玻璃樹(shù)脂板等。手機(jī)攝像頭模組選用玻璃樹(shù)脂板，最高頻率達(dá)1GHZ，價(jià)格中等，質(zhì)地堅(jiān)硬，是目前使用最大的品種。

（1）FPC工藝材質(zhì)有兩種可以選擇

COB項(xiàng)目頭部ACF壓焊：表面處理方式為化金，基材18um無(wú)膠壓延銅，Au≥0.03um，Ni≥0.5um金面平滑光亮；CSP項(xiàng)目頭部貼片：表面處理方式為化金，基材可選(18um無(wú)膠壓延銅,18um有膠壓延銅,13um電解銅)，Au≥0.03um，Ni≥2.54um金面平滑光亮。

COF工藝：表面處理方式為沉鎳鈀金，基材可選（13um、18um無(wú)膠和有膠壓延銅，13um、18um無(wú)膠和有膠電解銅），8um≥鎳厚≥4um，0.15um≥鈀厚≥0.08um，0.15um≥金厚≥0.08um。

（2）電磁膜型號(hào)：除客戶指定型號(hào)外，需選用柔韌性較好的PC5600或PC5900。（3）疊層結(jié)構(gòu)：跟FPC供應(yīng)商確認(rèn)的疊層結(jié)構(gòu)，需要滿足客戶要求的FPC厚度，得到客戶確認(rèn)后，疊層的材質(zhì)不能私自更改，若要變動(dòng)材質(zhì)，需要得到客戶的認(rèn)可。

2.4 模組包裝設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)項(xiàng)目受控的圖紙，預(yù)先設(shè)計(jì)托盤，海綿墊，膠紙等。

（2）海綿墊，膠紙必須用在完全OK的模組上進(jìn)行實(shí)測(cè)，與項(xiàng)目受控圖紙要求進(jìn)行對(duì)比。如果有差別，根據(jù)模組的實(shí)際情況，重新打樣，直到滿足要求為止。

（3）托盤必須用最后成型的模組（如按要求在模組上貼海綿墊，膠紙，海綿圈，防塵貼等）進(jìn)行試裝，要求整個(gè)模組不能受到擠壓；且托盤要有相對(duì)的硬度，保證整箱中托盤之間的擠壓不影響到內(nèi)部的模組。

三

手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的SMT生產(chǎn)工藝流程

手機(jī)攝像頭模組的SMT生產(chǎn)工藝流程如下:

來(lái)料檢測(cè) --> PCB的面絲印焊膏 --> 貼片 --> 烘干（固化） --> 再流焊接 --> 檢測(cè) --> 返修

3.1 來(lái)料檢測(cè)

在生產(chǎn)過(guò)程中，手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的PCB和電子元器件，在進(jìn)入生產(chǎn)線之前必須進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程稱為IQC（進(jìn)料品管）。首先對(duì)FPC軟電路板的PCB的進(jìn)行肉眼的直觀檢查，然后通過(guò)檢測(cè)儀器對(duì)基板檢查，主要檢查厚度及插件針孔，F(xiàn)PC軟電路板的元器件包括電阻、電容的參數(shù)檢查和斷路、短路等。PCB和元器件通過(guò)進(jìn)料品管檢驗(yàn)后進(jìn)入下一道工序。加工前的測(cè)試對(duì)手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程提供了首要保證，同時(shí)還提高了產(chǎn)品的合格率。

3.2 錫膏印刷

在貼片之前，必須利用錫膏印刷機(jī)在手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的針孔和焊接部位刮上焊錫膏。在錫膏印刷機(jī)的操作臺(tái)上，使用監(jiān)視器進(jìn)行觀察，使用一張鋼網(wǎng)對(duì)PCB板的針孔和焊接部位進(jìn)行對(duì)位，注意要確保定位準(zhǔn)確。然后錫膏印刷機(jī)透過(guò)鋼網(wǎng)的相應(yīng)位置可以將焊錫膏均勻、無(wú)偏差地涂在PCB板上，這樣就為元器件的焊接做好了準(zhǔn)備工作，最后送上SMT生產(chǎn)線[5]。如圖3-1所示：

圖3-1 錫膏印刷機(jī)整體外觀及內(nèi)部構(gòu)造

3.2.1 主要技術(shù)指標(biāo)

手機(jī)攝像頭模組的PCB板面積較小，有別于其他大型電路板，精度要求很高，所以在印刷中著重考慮該項(xiàng)指標(biāo)。

a. 最大印刷面積：根據(jù)最大的PCB尺寸確定為120mmх120mm。

b. 印刷精度：要求達(dá)到±0.025mm。

c. 印刷速度：根據(jù)產(chǎn)量要求確定。

3.2.2 印刷焊膏的原理

焊膏和貼片膠都是具有粘性的觸變流體。刮刀移動(dòng)時(shí)具有一定速度和角度，從而會(huì)對(duì)焊膏產(chǎn)生一定的壓力，這樣焊膏就會(huì)在刮板前滾動(dòng)，焊膏就會(huì)注入網(wǎng)孔或漏孔，焊膏的粘性摩擦力會(huì)導(dǎo)致焊膏在刮板和網(wǎng)板交接的地方產(chǎn)生切變，由于切變力的存在，使得焊膏的粘性下降，焊膏順利地注入到手機(jī)攝像頭模組中PCB板的網(wǎng)孔或漏孔。如圖3-2所示：

圖3-2 焊膏印刷原理示意圖

3.2.3錫膏檢測(cè)

使用3D錫膏檢測(cè)機(jī)對(duì)手機(jī)攝像頭模組的PCB板印刷錫膏厚度進(jìn)行測(cè)試，主要檢測(cè)錫膏的“高度”“面積”“體積”，當(dāng)然“高度”檢測(cè)是最重要的。衡量焊點(diǎn)質(zhì)量及其可靠性的重要指標(biāo)之一是錫膏的數(shù)量，尤其是手機(jī)攝像頭模組要求更高，為了減少印刷流程中產(chǎn)生的焊點(diǎn)缺陷，必須100%的采用錫膏檢測(cè)(SPI)，這樣也保證了焊點(diǎn)的可靠性。

3.3 貼片

3.3.1 貼片機(jī)

通過(guò)貼片機(jī)完成手機(jī)攝像頭模組的PCB板（如圖3-3）貼片，在貼片之前首先在貼片機(jī)前面裝上原料盤（如圖3-4），在原料盒的原料盤傳輸紙帶裝有貼片式元件。通過(guò)單片機(jī)預(yù)先編好的程序來(lái)完成操作過(guò)程，激光系統(tǒng)進(jìn)行校正。貼片時(shí)貼片機(jī)根據(jù)事先設(shè)好的程序動(dòng)作，相應(yīng)的原料盤上的元件由機(jī)械手臂的吸嘴吸取，放到PCB板的相應(yīng)位置，為了保證元件能準(zhǔn)確地壓放在相應(yīng)的焊接位置，采用激光對(duì)元件進(jìn)行校正操作[5]。

多個(gè)原料盤可以放在同一臺(tái)高速貼片機(jī)上同時(shí)進(jìn)行工作。要求元件大小相差不多，這樣機(jī)械手臂便于操作。為了提高效率，手機(jī)攝像頭模組SMT生產(chǎn)線是由兩臺(tái)高速貼片機(jī)來(lái)完成，貼片機(jī)元件吸嘴應(yīng)根據(jù)元件大小不同而相同，一般貼裝順序是先貼裝小元件(如“貼片電阻”)，接著再貼裝較大的芯片(如“芯片組)。

圖3-3 貼片機(jī)整體外觀

圖3-4 貼片機(jī)原料盤

3.3.2 貼片機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)

結(jié)合手機(jī)攝像頭模組的軟電路板的具體性能要求，合理設(shè)置貼片機(jī)的主要指標(biāo)[7]：

a. 貼裝精度：是指元器件貼裝后相對(duì)于印制板標(biāo)準(zhǔn)貼裝位偏移量，手機(jī)攝像頭模組的PCB貼裝要求精度較高，Chip元件要求達(dá)到±0.1mm，貼裝間距的SMD至少要求達(dá)到±0.06mm。

b. 貼片速度：手機(jī)攝像頭模組的PCB面積較小，貼裝速度不宜太快。高速機(jī)限制在0.2S/ Chip元件以下，多功能機(jī)設(shè)定在0.3-0.6S/ Chip元件左右。

c. 對(duì)中方式：為了保證準(zhǔn)確度，盡量采用激光對(duì)中或激光/視覺(jué)混合對(duì)中。

d. 貼裝功能：指貼裝元器件的能力。多功能機(jī)貼裝最小0.6×0.3mm~最大60×60mm器件。

e. 編程功能：具備在線和離線編程優(yōu)化功能。

3.3.3 自動(dòng)貼片機(jī)的貼裝過(guò)程

　貼片機(jī)對(duì)手機(jī)攝像頭模組PCB板的貼裝過(guò)程如圖3-5所示：

圖3-5 貼片機(jī)貼片過(guò)程原理圖

3.3.4 連續(xù)貼裝生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

由于手機(jī)攝像頭模組的軟電路板具有特殊的要求，所以在元件貼裝過(guò)程中有嚴(yán)格的要求：

a．禁止直接用手觸摸PCB表面，以防破壞印刷好的焊膏；

b. 發(fā)現(xiàn)報(bào)警時(shí)，及時(shí)按下警報(bào)關(guān)閉鍵，分析處理錯(cuò)誤信息；

c. 根據(jù)元器件的型號(hào)、規(guī)格、極性和方向在補(bǔ)充元器件時(shí)必須保持一致；

d.，隨時(shí)注意貼裝過(guò)程中廢料槽中的棄料，若否堆積過(guò)高，要及時(shí)清理，以防貼裝頭損壞。

3.4 再流焊（Reflow soldring）

再流焊[6]爐（圖3-6）是焊接表面貼裝元器件的設(shè)備。廣泛使用的是紅外加熱風(fēng)爐以及全熱風(fēng)爐。再流焊爐主要有四個(gè)部分：紅外爐、熱風(fēng)爐、紅外加熱風(fēng)爐、蒸汽焊爐。

手機(jī)攝像頭模組的軟板貼片元件安裝完成后，合格的產(chǎn)品進(jìn)行焊接，由再流焊接機(jī)完成。再流焊接機(jī)是內(nèi)循環(huán)式加熱系統(tǒng)，由多個(gè)溫區(qū)組成。因?yàn)楹稿a膏的構(gòu)成有多種材質(zhì)，所以不同的溫度將改變錫膏的狀態(tài)。焊錫膏在高溫區(qū)時(shí)變成液態(tài)，貼片式元件容易結(jié)合，焊錫膏在進(jìn)入較冷溫區(qū)后變成固態(tài)，將元件引腳和PCB牢牢焊接起來(lái)。

圖3-6 再流焊接機(jī)

3.4.1 再流焊爐的基本結(jié)構(gòu)[7]

a.爐體

b.上下加熱源

c.溫度控制裝置

d.冷卻裝置

e.空氣循環(huán)裝置

f.排風(fēng)裝置

g.PCB傳輸裝置

h.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

3.4.2 再流焊爐的主要技術(shù)指標(biāo)

結(jié)合手機(jī)攝像頭模組的軟電路板的具體性能要求，合理設(shè)置貼片機(jī)的主要指標(biāo)[7]：

a.傳輸帶橫向溫差：要求±5℃以下；

b.溫度控制精度：應(yīng)達(dá)到±0.1-0.2℃；

c.手機(jī)攝像頭模組沒(méi)有采用無(wú)鉛焊料或金屬基板，溫度選擇在250℃左右。

d.根據(jù)手機(jī)攝像頭模組加熱區(qū)數(shù)量和長(zhǎng)度選擇4-5溫區(qū)，加熱區(qū)長(zhǎng)度選定1.8m左右。

3.4.3 再流焊工作過(guò)程分析

圖3-7 再流焊溫度曲線

為了分析研究手機(jī)攝像頭模組，外購(gòu)溫度曲線采集器，進(jìn)行溫度曲線測(cè)試。由溫度曲線采集器采集的溫度曲線[8]（見(jiàn)圖3-7）分析：當(dāng)手機(jī)攝像頭模組軟板進(jìn)入升溫區(qū)（干區(qū)）時(shí)，即100oC以下，焊膏中的溶劑、氣體蒸發(fā)掉，同時(shí)，焊盤、元器件端頭和引腳被焊膏中的助焊劑潤(rùn)濕，焊膏軟化、塌落、覆蓋焊盤，將焊盤、器件引腳與氧氣之間隔離，時(shí)間約15S左右；PCB進(jìn)入保溫區(qū)時(shí)，溫度為100oC-150oC，PCB和元器件得到充分預(yù)熱，時(shí)間約30S，在保溫區(qū)過(guò)渡到高溫區(qū)時(shí)以防PCB和元器件損壞；當(dāng)PCB進(jìn)焊接區(qū)時(shí)，溫度迅速上升到240oC以上，使焊膏熔化成液態(tài)，PCB的焊盤、元器件端頭和引腳被液態(tài)焊錫潤(rùn)濕，擴(kuò)散、漫流或回流形成焊接；此后PCB進(jìn)入冷卻區(qū)，使焊點(diǎn)凝固。

3.4.4 再流焊工藝特點(diǎn)（與波峰焊技術(shù)相比）

在手機(jī)攝像頭模組生產(chǎn)中選用再流焊裝配工藝，而不用波峰焊技術(shù)，理由：

a. 再流焊不像波峰焊那樣，不需要把元器件直接浸漬在熔融的焊料中，有較大的熱應(yīng)力，元件受到的熱沖擊?。?/p>

b. 可以適當(dāng)控制焊盤上焊料的施加量，避免了虛焊橋接等焊接缺陷的產(chǎn)生，提高了焊接質(zhì)量和可靠性；

c.使用焊膏時(shí)，能正確地保證焊料的成分，焊料中不會(huì)混入不純物。

d.有自定位效應(yīng)（self alignment）—由于熔融焊料表面張力作用，當(dāng)元器件貼放位置偏移時(shí)，自動(dòng)被拉回到近似目標(biāo)位置。

e.在同一基板上，可以采用局部加熱熱源和不同焊接工藝進(jìn)行焊接；

f.工藝簡(jiǎn)單，修板的工作量極小，從而節(jié)省了人力、電力、材料。

四

手機(jī)攝像頭模組FPC軟電路板的SMT應(yīng)用分析

4.1 焊接及裝配質(zhì)量的檢測(cè)

再流焊接后，最后的工序是對(duì)組裝好的手機(jī)攝像頭模組的PCB板進(jìn)行焊接質(zhì)量和裝配質(zhì)量的檢測(cè)。所用設(shè)備有放大鏡、顯微鏡、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）[9] 、在線測(cè)試儀（ICT）等。專用檢測(cè)臺(tái)上，用一片塑料模板與貼片PCB對(duì)照，檢測(cè)PCB上的位置是否放正、引腳是否連焊、元件是否漏焊、焊接是否嚴(yán)密等。質(zhì)檢員要配帶靜電手環(huán)以防在檢測(cè)過(guò)程中靜電帶來(lái)的損害。質(zhì)檢不合格的PCB將送到SMT生產(chǎn)線的維修部門，用人工對(duì)出現(xiàn)的焊點(diǎn)、位置和漏焊元件進(jìn)行修正，修正后再重新返回檢測(cè)。

4.1.1 AIO（automatic optical inspection）檢測(cè)概述

運(yùn)用高速高精度視覺(jué)處理技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)手機(jī)攝像頭模組的PCB板上各種不同貼裝錯(cuò)誤及焊接缺陷。PCB板的范圍可從高密度板到低密度大尺寸板，為了提高生產(chǎn)效率及焊接質(zhì)量，采用在線檢測(cè)方案。

減少缺陷的工具使用AOI檢測(cè)機(jī)（如圖4-1）, 可以實(shí)現(xiàn)良好的過(guò)程控制，因?yàn)樵谘b配工藝過(guò)程的早期即可查找和消除錯(cuò)誤。早期發(fā)現(xiàn)缺陷可以有效地避免將壞板送到裝配階段，AOI不僅減少了修理成本，而且避免報(bào)廢不可修理的電路板。

制造工藝的缺陷和元器件的不良情況，如缺件、位移和元件歪斜，立碑、翻件、浮腳及彎曲的Lead等，可以直接通過(guò)對(duì)在線器件電氣性能的測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)。

此外AOI還的特點(diǎn)也很明顯。高速檢測(cè)系統(tǒng)與PCB板貼片密度無(wú)關(guān)，在圖形界面下即可進(jìn)行快速便捷的編程，運(yùn)用貼裝數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用元件數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)的快速編輯。根據(jù)被檢測(cè)元件位置的瞬間變化進(jìn)行檢測(cè)窗口的自動(dòng)校正，達(dá)到高精度檢測(cè)。用墨水直接標(biāo)記于PCB板上或在操作顯示器上用圖形錯(cuò)誤表示來(lái)進(jìn)行檢測(cè)和核對(duì)。

圖4-1 AOI檢測(cè)機(jī)

4.1.2 AOI檢測(cè)步驟

手機(jī)攝像頭模組產(chǎn)品按照以下步驟進(jìn)行檢測(cè)：

a. 按照正確的PCB板流向放進(jìn)AOI機(jī)臺(tái)。

b. AOI測(cè)試完畢，操作人員雙手從傳送帶上取下板子，使用Barcode Reader讀取序號(hào)。

c. 確認(rèn) PCB 的方向和 Layout顯示一致，屏幕上顯示相關(guān)位置及其defect,操作人員按照defect位置進(jìn)行確認(rèn)。

d. 測(cè)試完畢確認(rèn)為Pass需刷SFC系統(tǒng)，直接送入下一制程，如確認(rèn)為Fail刷SFC系統(tǒng)，輸入不良代碼，放入不良品箱，由線上人員維修，維修OK，再放入AOI機(jī)臺(tái)測(cè)試，直到檢測(cè)OK后方可送入下一制程。

4.2 ICT在線測(cè)試

4.2.1 慨述

在線測(cè)試ICT（In-Circuit Test）（如圖4-2）是通過(guò)對(duì)在線元器件的電性能及電氣連接進(jìn)行測(cè)試來(lái)檢查生產(chǎn)制造缺陷及元器件不良的一種測(cè)試手段。它主要檢查在線的單個(gè)元器件以及各電路網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路、短路情況，具有操作簡(jiǎn)單、快捷迅速、故障定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)[10]。

圖4-2 ICT檢測(cè)機(jī)

1. ICT的范圍及特點(diǎn)

在線測(cè)試檢查范圍為制成板上在線元器件的電氣性能和電路網(wǎng)絡(luò)的連接情況。不僅能夠定量地測(cè)量電阻、電容、電感、晶振等元件，而且能測(cè)試二極管、三極管、光藕、繼電器、運(yùn)算放大器、變壓器、電源模塊等功能，對(duì)中小規(guī)模的集成電路如常用驅(qū)動(dòng)類、74系列、Memory 類、交換類等IC進(jìn)行功能測(cè)試。

元件類可檢查出元件值的失效或損壞、超差、Memory類的程序錯(cuò)誤等，通過(guò)直接對(duì)在線器件電氣性能的測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)制造工藝的缺陷和元器件的不良。對(duì)工藝類可發(fā)現(xiàn)如焊錫短路，元件插錯(cuò)、插反、漏裝，管腳翹起、虛焊、PCB短路、斷線等故障。

對(duì)故障的維修無(wú)需較多專業(yè)知識(shí)，測(cè)試的故障直接定位在具體的元器件管腳、網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)上，故障定位準(zhǔn)確。

2. 意義

ICT測(cè)試過(guò)的故障板，因故障定位準(zhǔn)，維修方便，可大幅提高生產(chǎn)效率和減少維修成本。在線測(cè)試通常是生產(chǎn)中第一道測(cè)試工序，能及時(shí)反應(yīng)生產(chǎn)制造狀況，有利于工藝改進(jìn)和提升。因其測(cè)試項(xiàng)目具體，是現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)品質(zhì)保證的重要測(cè)試手段之一。

4.2.2 ICT在線測(cè)試步驟

根據(jù)手機(jī)攝像頭模組產(chǎn)品要求，合理安排ICT在線測(cè)試步驟：

a. 雙手從線上取下板子,平放到治具上，放板子注意方向，確認(rèn)板子平貼治具。(圖4-3&4-3-1)

b. 雙手同時(shí)按住測(cè)試按鈕進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試開(kāi)始后放手。（圖4-4）

c. 若測(cè)試結(jié)果為pass,在板邊圖示位置區(qū)做“Pass”標(biāo)示(如4-5),進(jìn)入流水線流下一制程，放板方向要統(tǒng)一。

d. 若測(cè)試結(jié)果為fail，打印不良報(bào)表貼于板邊，放于不良品箱內(nèi)待線修確認(rèn):若為誤判，通知ICT工程師分析處理后重測(cè)ICT直至Pass；若為不良，線修送至ATE站將不良信息刷入sfc系統(tǒng)，然后維修重測(cè)ICT直至測(cè)試Pass，流入下一制程。

五

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)這次撰寫畢業(yè)論文，不但鞏固了自己的所學(xué)知識(shí)，同時(shí)也學(xué)到了許多書本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，提高了自己的動(dòng)手能力和寫作能力，為今后走上工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

我的畢業(yè)論文是手機(jī)攝像頭模組生產(chǎn)工藝的SMT流程及SMT應(yīng)用分析。在撰寫中雖然遇到了不少困難，但當(dāng)我通過(guò)查閱資料，與同學(xué)相互討論，向指導(dǎo)老師請(qǐng)教，而設(shè)計(jì)出解決方案并成功實(shí)現(xiàn)時(shí)，那種滿足感和成就感足以忘卻所有的辛苦。但是由于撰寫時(shí)間較短和自己知識(shí)的不足，所以論文中還有許多不盡人意的地方。

在論文撰寫的過(guò)程中，我一方面努力的尋找相關(guān)的資料，查閱了大量文獻(xiàn)，另一方面也真正的體會(huì)到了書本知識(shí)向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化時(shí)的困難，往往很不起眼的一件事情，就是撰寫的關(guān)鍵，必須得搞清楚。在撰寫中，我遇到了許多的問(wèn)題，但是在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下我們克服了困難。