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表面貼裝工程 關(guān)于SMA的介紹 目錄 什么是SMA SMT工藝流程 ScreenPrinter MOUNT REFLOW AOI ESD WAVESOLDER SMTTester SMAClean SMTInspectionspec SMAIntroduce 什么是SMA SMA SurfaceMountAssembly 的英文縮寫 中文意思是表面貼裝工程 是新一代電子組裝技術(shù) 它將傳統(tǒng)的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件 表面安裝不是一個(gè)新的概念 它源于較早的工藝 如平裝和混合安裝 電子線路的裝配 最初采用點(diǎn)對點(diǎn)的布線方法 而且根本沒有基片 第一個(gè)半導(dǎo)體器件的封裝采用放射形的引腳 將其插入已用于電阻和電容器封裝的單片電路板的通孔中 50年代 平裝的表面安裝元件應(yīng)用于高可靠的軍方 60年代 混合技術(shù)被廣泛的應(yīng)用 70年代 受日本消費(fèi)類電子產(chǎn)品的影響 無源元件被廣泛使用 近十年有源元件被廣泛使用 SMAIntroduce SMAIntroduce 什么是SMA Surfacemount Through hole 與傳統(tǒng)工藝相比SMA的特點(diǎn) SMAIntroduce SMT工藝流程 一 單面組裝 來料檢測 絲印焊膏 點(diǎn)貼片膠 貼片 烘干 固化 回流焊接 清洗 檢測 返修二 雙面組裝 A 來料檢測 PCB的A面絲印焊膏 點(diǎn)貼片膠 貼片 烘干 固化 A面回流焊接 清洗 翻板 PCB的B面絲印焊膏 點(diǎn)貼片膠 貼片 烘干 回流焊接 最好僅對B面 清洗 檢測 返修 此工藝適用于在PCB兩面均貼裝有PLCC等較大的SMD時(shí)采用 最最基礎(chǔ)的東西 SMAIntroduce B 來料檢測 PCB的A面絲印焊膏 點(diǎn)貼片膠 貼片 烘干 固化 A面回流焊接 清洗 翻板 PCB的B面點(diǎn)貼片膠 貼片 固化 B面波峰焊 清洗 檢測 返修 此工藝適用于在PCB的A面回流焊 B面波峰焊 在PCB的B面組裝的SMD中 只有SOT或SOIC 28 引腳以下時(shí) 宜采用此工藝 三 單面混裝工藝 來料檢測 PCB的A面絲印焊膏 點(diǎn)貼片膠 貼片 烘干 固化 回流焊接 清洗 插件 波峰焊 清洗 檢測 返修 SMT工藝流程 SMAIntroduce 四 雙面混裝工藝 A 來料檢測 PCB的B面點(diǎn)貼片膠 貼片 固化 翻板 PCB的A面插件 波峰焊 清洗 檢測 返修先貼后插 適用于SMD元件多于分離元件的情況B 來料檢測 PCB的A面插件 引腳打彎 翻板 PCB的B面點(diǎn)貼片膠 貼片 固化 翻板 波峰焊 清洗 檢測 返修先插后貼 適用于分離元件多于SMD元件的情況C 來料檢測 PCB的A面絲印焊膏 貼片 烘干 回流焊接 插件 引腳打彎 翻板 PCB的B面點(diǎn)貼片膠 貼片 固化 翻板 波峰焊 清洗 檢測 返修A面混裝 B面貼裝 SMT工藝流程 SMAIntroduce D 來料檢測 PCB的B面點(diǎn)貼片膠 貼片 固化 翻板 PCB的A面絲印焊膏 貼片 A面回流焊接 插件 B面波峰焊 清洗 檢測 返修A面混裝 B面貼裝 先貼兩面SMD 回流焊接 后插裝 波峰焊E 來料檢測 PCB的B面絲印焊膏 點(diǎn)貼片膠 貼片 烘干 固化 回流焊接 翻板 PCB的A面絲印焊膏 貼片 烘干 回流焊接1 可采用局部焊接 插件 波峰焊2 如插裝元件少 可使用手工焊接 清洗 檢測 返修A面貼裝 B面混裝 SMT工藝流程 SMAIntroduce ScreenPrinter Mount Reflow AOI SMT工藝流程 SMAIntroduce ScreenPrinter STENCILPRINTING ScreenPrinter內(nèi)部工作圖 ScreenPrinter ScreenPrinter的基本要素 Solder 又叫錫膏 經(jīng)驗(yàn)公式 三球定律至少有三個(gè)最大直徑的錫珠能垂直排在模板的厚度方向上至少有三個(gè)最大直徑的錫珠能水平排在模板的最小孔的寬度方向上單位 錫珠使用米制 Micron 度量 而模板厚度工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是美國的專用單位Thou 1m 1 10 3mm 1thou 1 10 3inches 25mm 1thou 判斷錫膏具有正確粘度的一種經(jīng)濟(jì)和實(shí)際的方法 攪拌錫膏30秒 挑起一些高出容器三 四英寸 錫膏自行下滴 如果開始時(shí)象稠的糖漿一樣滑落 然后分段斷裂落下到容器內(nèi)為良好 反之 粘度較差 SMAIntroduce SMAIntroduce ScreenPrinter SMAIntroduce Squeegee 又叫刮板或刮刀 菱形刮刀 拖裙形刮刀 聚乙烯材料或類似材料 金屬 ScreenPrinter SMAIntroduce 第一步 在每50mm的Squeegee長度上施加1kg的壓力 第二步 減少壓力直到錫膏開始留在模板上刮不干凈 在增加1kg的壓力第三步 在錫膏刮不干凈開始到掛班沉入絲孔內(nèi)挖出錫膏之間有1 2kg的可接受范圍即可達(dá)到好的印制效果 ScreenPrinter Squeegee的硬度范圍用顏色代號來區(qū)分 verysoft紅色soft綠色hard藍(lán)色veryhard白色 SMAIntroduce Stencil PCB Stencil的梯形開口 ScreenPrinter PCB Stencil Stencil的刀鋒形開口 激光切割模板和電鑄成行模板 化學(xué)蝕刻模板 SMAIntroduce ScreenPrinter 模板 Stencil 制造技術(shù) SMAIntroduce ScreenPrinter 模板 Stencil 材料性能的比較 SMAIntroduce ScreenPrinter 錫膏絲印缺陷分析 問題及原因?qū)Σ?搭錫BRIDGING錫粉量少 粘度低 粒度大 室溫度 印膏太厚 放置壓力太大等 通常當(dāng)兩焊墊之間有少許印膏搭連 于高溫熔焊時(shí)常會被各墊上的主錫體所拉回去 一旦無法拉回 將造成短路或錫球 對細(xì)密間距都很危險(xiǎn) 提高錫膏中金屬成份比例 提高到88 以上 增加錫膏的粘度 70萬CPS以上 減小錫粉的粒度 例如由200目降到300目 降低環(huán)境的溫度 降至27OC以下 降低所印錫膏的厚度 降至架空高度SNAP OFF 減低刮刀壓力及速度 加強(qiáng)印膏的精準(zhǔn)度 調(diào)整印膏的各種施工參數(shù) 減輕零件放置所施加的壓力 調(diào)整預(yù)熱及熔焊的溫度曲線 SMAIntroduce 問題及原因?qū)Σ?2 發(fā)生皮層CURSTING由于錫膏助焊劑中的活化劑太強(qiáng) 環(huán)境溫度太高及鉛量太多時(shí) 會造成粒子外層上的氧化層被剝落所致 3 膏量太多EXCESSIVEPASTE原因與 搭橋 相似 避免將錫膏暴露于濕氣中 降低錫膏中的助焊劑的活性 降低金屬中的鉛含量 減少所印之錫膏厚度提升印著的精準(zhǔn)度 調(diào)整錫膏印刷的參數(shù) 錫膏絲印缺陷分析 ScreenPrinter SMAIntroduce 錫膏絲印缺陷分析 ScreenPrinter 問題及原因?qū)Σ?4 膏量不足INSUFFICIENTPASTE常在鋼板印刷時(shí)發(fā)生 可能是網(wǎng)布的絲徑太粗 板膜太薄等原因 5 粘著力不足POORTACKRETENTION環(huán)境溫度高風(fēng)速大 造成錫膏中溶劑逸失太多 以及錫粉粒度太大的問題 增加印膏厚度 如改變網(wǎng)布或板膜等 提升印著的精準(zhǔn)度 調(diào)整錫膏印刷的參數(shù) 消除溶劑逸失的條件 如降低室溫 減少吹風(fēng)等 降低金屬含量的百分比 降低錫膏粘度 降低錫膏粒度 調(diào)整錫膏粒度的分配 SMAIntroduce 錫膏絲印缺陷分析 ScreenPrinter 問題及原因?qū)Σ?6 坍塌SLUMPING原因與 搭橋 相似 7 模糊SMEARING形成的原因與搭橋或坍塌很類似 但印刷施工不善的原因居多 如壓力太大 架空高度不足等 增加錫膏中的金屬含量百分比 增加錫膏粘度 降低錫膏粒度 降低環(huán)境溫度 減少印膏的厚度 減輕零件放置所施加的壓力 增加金屬含量百分比 增加錫膏粘度 調(diào)整環(huán)境溫度 調(diào)整錫膏印刷的參數(shù) SMAIntroduce ScreenPrinter 在SMT中使用無鉛焊料 在前幾個(gè)世紀(jì) 人們逐漸從醫(yī)學(xué)和化學(xué)上認(rèn)識到了鉛 PB 的毒性 而被限制使用 現(xiàn)在電子裝配業(yè)面臨同樣的問題 人們關(guān)心的是 焊料合金中的鉛是否真正的威脅到人們的健康以及環(huán)境的安全 答案不明確 但無鉛焊料已經(jīng)在使用 歐洲委員會初 步計(jì)劃在2004年或2008年強(qiáng)制執(zhí)行 目前尚待批準(zhǔn) 但是電子裝配業(yè)還是要為將來的變化作準(zhǔn)備 SMAIntroduce 無鉛錫膏熔化溫度范圍 ScreenPrinter SMAIntroduce ScreenPrinter 無鉛焊接的問題和影響 SMAIntroduce MOUNT 表面貼裝對PCB的要求 第一 外觀的要求 光滑平整 不可有翹曲或高低不平 否者基板會出現(xiàn)裂紋 傷痕 銹斑等不良 第二 熱膨脹系數(shù)的關(guān)系 元件小于3 2 1 6mm時(shí)只遭受部分應(yīng)力 元件大于3 2 1 6mm時(shí) 必須注意 第三 導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系 第四 耐熱性的關(guān)系 耐焊接熱要達(dá)到260度10秒的實(shí)驗(yàn)要求 其耐熱性應(yīng)符合 150度60分鐘后 基板表面無氣泡和損壞不良 第五 銅鉑的粘合強(qiáng)度一般要達(dá)到1 5kg cm cm 第六 彎曲強(qiáng)度要達(dá)到25kg mm以上 第七 電性能要求 第八 對清潔劑的反應(yīng) 在液體中浸漬5分鐘 表面不產(chǎn)生任何不良 并有良好的沖載性 SMAIntroduce MOUNT 表面貼裝元件介紹 表面貼裝元件具備的條件 元件的形狀適合于自動(dòng)化表面貼裝 尺寸 形狀在標(biāo)準(zhǔn)化后具有互換性 有良好的尺寸精度 適應(yīng)于流水或非流水作業(yè) 有一定的機(jī)械強(qiáng)度 可承受有機(jī)溶液的洗滌 可執(zhí)行零散包裝又適應(yīng)編帶包裝 具有電性能以及機(jī)械性能的互換性 耐焊接熱應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定 SMAIntroduce MOUNT 表面貼裝元件的種類 有源元件 陶瓷封裝 無源元件 單片陶瓷電容 鉭電容 厚膜電阻器 薄膜電阻器 軸式電阻器 CLCC ceramicleadedchipcarrier 陶瓷密封帶引線芯片載體 DIP dual in linepackage 雙列直插封裝 SOP smalloutlinepackage 小尺寸封裝 QFP quadflatpackage 四面引線扁平封裝 BGA ballgridarray 球柵陣列 SMC泛指無源表面安裝元件總稱 SMD泛指有源表面安裝元件 SMAIntroduce 阻容元件識別方法1 元件尺寸公英制換算 0 12英寸 120mil 0 08英寸 80mil Chip阻容元件 IC集成電路 英制名稱 公制mm 英制名稱 公制mm 1206 0805 0603 0402 0201 3 2 1 6 50 30 25 25 12 1 27 0 8 0 65 0 5 0 3 2 0 1 25 1 6 0 8 1 0 0 5 0 6 0 3 MOUNT SMAIntroduce MOUNT 阻容元件識別方法2 片式電阻 電容識別標(biāo)記 電阻 電容 標(biāo)印值 電阻值 標(biāo)印值 電阻值 2R2 5R6 102 682 333 104 564 2 2 5 6 1K 6800 33K 100K 560K 0R5 010 110 471 332 223 513 0 5PF 1PF 11PF 470PF 3300PF 22000PF 51000PF SMAIntroduce MOUNT IC第一腳的的辨認(rèn)方法 IC有缺口標(biāo)志 以圓點(diǎn)作標(biāo)識 以橫杠作標(biāo)識 以文字作標(biāo)識 正看IC下排引腳的左邊第一個(gè)腳為 1 SMAIntroduce MOUNT 常見IC的封裝方式 SMAIntroduce MOUNT 常見IC的封裝方式 SMAIntroduce MOUNT 常見IC的封裝方式 SMAIntroduce MOUNT 來料檢測的主要內(nèi)容 SMAIntroduce MOUNT 貼片機(jī)的介紹 拱架型 Gantry 元件送料器 基板 PCB 是固定的 貼片頭 安裝多個(gè)真空吸料嘴 在送料器與基板之間來回移動(dòng) 將元件從送料器取出 經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整 然后貼放于基板上 由于貼片頭是安裝于拱架型的X Y坐標(biāo)移動(dòng)橫梁上 所以得名 這類機(jī)型的優(yōu)勢在于 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 可實(shí)現(xiàn)高精度 適于各種大小 形狀的元件 甚至異型元件 送料器有帶狀 管狀 托盤形式 適于中小批量生產(chǎn) 也可多臺機(jī)組合用于大批量生產(chǎn) 這類機(jī)型的缺點(diǎn)在于 貼片頭來回移動(dòng)的距離長 所以速度受到限制 SMAIntroduce MOUNT 對元件位置與方向的調(diào)整方法 1 機(jī)械對中調(diào)整位置 吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向 這種方法能達(dá)到的精度有限 較晚的機(jī)型已再不采用 2 激光識別 X Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置 吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向 這種方法可實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識別 但不能用于球柵列陳元件BGA 3 相機(jī)識別 X Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置 吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向 一般相機(jī)固定 貼片頭飛行劃過相機(jī)上空 進(jìn)行成像識別 比激光識別耽誤一點(diǎn)時(shí)間 但可識別任何元件 也有實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識別的相機(jī)識別系統(tǒng) 機(jī)械結(jié)構(gòu)方面有其它犧牲 SMAIntroduce MOUNT 轉(zhuǎn)塔型 Turret 元件送料器放于一個(gè)單坐標(biāo)移動(dòng)的料車上 基板 PCB 放于一個(gè)X Y坐標(biāo)系統(tǒng)移動(dòng)的工作臺上 貼片頭安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)塔上 工作時(shí) 料車將元件送料器移動(dòng)到取料位置 貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件 經(jīng)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)動(dòng)到貼片位置 與取料位置成180度 在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中經(jīng)過對元件位置與方向的調(diào)整 將元件貼放于基板上 一般 轉(zhuǎn)塔上安裝有十幾到二十幾個(gè)貼片頭 每個(gè)貼片頭上安裝2 4個(gè)真空吸嘴 較早機(jī)型 至5 6個(gè)真空吸嘴 現(xiàn)在機(jī)型 由于轉(zhuǎn)塔的特點(diǎn) 將動(dòng)作細(xì)微化 選換吸嘴 送料器移動(dòng)到位 取元件 元件識別 角度調(diào)整 工作臺移動(dòng) 包含位置調(diào)整 貼放元件等動(dòng)作都可以在同一時(shí)間周期內(nèi)完成 所以實(shí)現(xiàn)真正意義上的高速度 目前最快的時(shí)間周期達(dá)到0 08 0 10秒鐘一片元件 這類機(jī)型的優(yōu)勢在于 這類機(jī)型的缺點(diǎn)在于 貼裝元件類型的限制 并且價(jià)格昂貴 SMAIntroduce MOUNT 對元件位置與方向的調(diào)整方法 1 機(jī)械對中調(diào)整位置 吸嘴旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向 這種方法能達(dá)到的精度有限 較晚的機(jī)型已再不采用 2 相機(jī)識別 X Y坐標(biāo)系統(tǒng)調(diào)整位置 吸嘴自旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向 相機(jī)固定 貼片頭飛行劃過相機(jī)上空 進(jìn)行成像識別 SMAIntroduce MOUNT 貼片機(jī)過程能力的驗(yàn)證 第一步 最初的24小時(shí)的干循環(huán) 期間機(jī)器必須連續(xù)無誤地工作 第二步 要求元件準(zhǔn)確地貼裝在兩個(gè)板上 每個(gè)板上包括32個(gè)140引腳的玻璃心子元件 主板上有6個(gè)全局基準(zhǔn)點(diǎn) 用作機(jī)器貼裝前和視覺測量系統(tǒng)檢驗(yàn)元件貼裝精度的參照 貼裝板的數(shù)量視乎被測試機(jī)器的特定頭和攝像機(jī)的配置而定 第三步 用所有四個(gè)貼裝芯軸 在所有四個(gè)方向 0 90 180 270 貼裝元件 一種用來驗(yàn)證貼裝精度的方法使用了一種玻璃心子 它和一個(gè) 完美的 高引腳數(shù)QFP的焊盤鑲印在一起 該QFP是用來機(jī)器貼裝的 看引腳圖 通過貼裝一個(gè)理想的元件 這里是140引腳 0 025 腳距的QFP 攝像機(jī)和貼裝芯軸兩者的精度都可被一致地測量到 除了特定的機(jī)器性能數(shù)據(jù)外 內(nèi)在的可用性 生產(chǎn)能力和可靠性的測量應(yīng)該在多臺機(jī)器的累積數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提供 SMAIntroduce MOUNT 貼片機(jī)過程能力的驗(yàn)證 第四步 用測量系統(tǒng)掃描每個(gè)板 可得出任何偏移的完整列表 每個(gè)140引腳的玻璃心子包含兩個(gè)圓形基準(zhǔn)點(diǎn) 相對于元件對應(yīng)角的引腳布置精度為 0 0001 用于計(jì)算X Y和q旋轉(zhuǎn)的偏移 所有32個(gè)貼片都通過系統(tǒng)測量 并計(jì)算出每個(gè)貼片的偏移 這個(gè)預(yù)定的參數(shù)在X和Y方向?yàn)?0 003 q旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?0 2 機(jī)器對每個(gè)元件貼裝都必須保持 第五步 為了通過最初的 慢跑 貼裝在板面各個(gè)位置的32個(gè)元件都必須滿足四個(gè)測試規(guī)范 在運(yùn)行時(shí) 任何貼裝位置都不能超出 0 003 或 0 2的規(guī)格 另外 X和Y偏移的平均值不能超過 0 0015 它們的標(biāo)準(zhǔn)偏移量必須在0 0006 范圍內(nèi) q的標(biāo)準(zhǔn)偏移量必須小于或等于0 047 其平均偏移量小于 0 06 Cpk 過程能力指數(shù)processcapabilityindex 在所有三個(gè)量化區(qū)域都大于1 50 這轉(zhuǎn)換成最小4 5s或最大允許大約每百萬之3 4個(gè)缺陷 dpm defectspermillion SMAIntroduce MOUNT 貼片機(jī)過程能力的驗(yàn)證 3 2 700DPM4 60DPM5 0 6DPM6 0 002DPM 在今天的電子制造中 希望cmk要大于1 33 甚至還大得多 1 33的cmk也顯示已經(jīng)達(dá)到4 工藝能力 6 的工藝能力 是今天經(jīng)常看到的一個(gè)要求 意味著cmk必須至少為2 66 在電子生產(chǎn)中 DPM的使用是有實(shí)際理由的 因?yàn)槊恳粋€(gè)缺陷都產(chǎn)生成本 統(tǒng)計(jì)基數(shù)3 4 5 6 和相應(yīng)的百萬缺陷率 DPM 之間的關(guān)系如下 在實(shí)際測試中還有專門的分析軟件是JMP專門用于數(shù)據(jù)分析 這樣簡化了整個(gè)的過程 得到的數(shù)據(jù)減少了人為的錯(cuò)誤 SMAIntroduce REFLOW 再流的方式 SMAIntroduce REFLOW 熱風(fēng)回流焊過程中 焊膏需經(jīng)過以下幾個(gè)階段 溶劑揮發(fā) 焊劑清除焊件表面的氧化物 焊膏的熔融 再流動(dòng)以及焊膏的冷卻 凝固 基本工藝 SMAIntroduce REFLOW 工藝分區(qū) 一 預(yù)熱區(qū)目的 使PCB和元器件預(yù)熱 達(dá)到平衡 同時(shí)除去焊膏中的水份 溶劑 以防焊膏發(fā)生塌落和焊料飛濺 要保證升溫比較緩慢 溶劑揮發(fā) 較溫和 對元器件的熱沖擊盡可能小 升溫過快會造成對元器件的傷害 如會引起多層陶瓷電容器開裂 同時(shí)還會造成焊料飛濺 使在整個(gè)PCB的非焊接區(qū)域形成焊料球以及焊料不足的焊點(diǎn) SMAIntroduce REFLOW 目的 保證在達(dá)到再流溫度之前焊料能完全干燥 同時(shí)還起著焊劑活化的作用 清除元器件 焊盤 焊粉中的金屬氧化物 時(shí)間約60 120秒 根據(jù)焊料的性質(zhì)有所差異 工藝分區(qū) 二 保溫區(qū) SMAIntroduce REFLOW 目的 焊膏中的焊料使金粉開始熔化 再次呈流動(dòng)狀態(tài) 替代液態(tài)焊劑潤濕焊盤和元器件 這種潤濕作用導(dǎo)致焊料進(jìn)一步擴(kuò)展 對大多數(shù)焊料潤濕時(shí)間為60 90秒 再流焊的溫度要高于焊膏的熔點(diǎn)溫度 一般要超過熔點(diǎn)溫度20度才能保證再流焊的質(zhì)量 有時(shí)也將該區(qū)域分為兩個(gè)區(qū) 即熔融區(qū)和再流區(qū) 四 冷卻區(qū)焊料隨溫度的降低而凝固 使元器件與焊膏形成良好的電接觸 冷卻速度要求同預(yù)熱速度相同 二 再流焊區(qū) 工藝分區(qū) SMAIntroduce REFLOW 影響焊接性能的各種因素 工藝因素 焊接前處理方式 處理的類型 方法 厚度 層數(shù) 處理后到焊接的時(shí)間內(nèi)是否加熱 剪切或經(jīng)過其他的加工方式 焊接工藝的設(shè)計(jì) 焊區(qū) 指尺寸 間隙 焊點(diǎn)間隙導(dǎo)帶 布線 形狀 導(dǎo)熱性 熱容量被焊接物 指焊接方向 位置 壓力 粘合狀態(tài)等 SMAIntroduce REFLOW 焊接條件 指焊接溫度與時(shí)間 預(yù)熱條件 加熱 冷卻速度焊接加熱的方式 熱源的載體的形式 波長 導(dǎo)熱速度等 焊接材料 焊劑 成分 濃度 活性度 熔點(diǎn) 沸點(diǎn)等焊料 成分 組織 不純物含量 熔點(diǎn)等母材 母材的組成 組織 導(dǎo)熱性能等焊膏的粘度 比重 觸變性能基板的材料 種類 包層金屬等 影響焊接性能的各種因素 SMAIntroduce REFLOW 幾種焊接缺陷及其解決措施 回流焊中的錫球 回流焊中錫球形成的機(jī)理 回流焊接中出的錫球 常常藏于矩形片式元件兩端之間的側(cè)面或細(xì)距引腳之間 在元件貼裝過程中 焊膏被置于片式元件的引腳與焊盤之間 隨著印制板穿過回流焊爐 焊膏熔化變成液體 如果與焊盤和器件引腳等潤濕不良 液態(tài)焊錫會因收縮而使焊縫填充不充分 所有焊料顆粒不能聚合成一個(gè)焊點(diǎn) 部分液態(tài)焊錫會從焊縫流出 形成錫球 因此 焊錫與焊盤和器件引腳潤濕性差是導(dǎo)致錫球形成的根本原因 SMAIntroduce 原因分析與控制方法 以下主要分析與相關(guān)工藝有關(guān)的原因及解決措施 a 回流溫度曲線設(shè)置不當(dāng) 焊膏的回流是溫度與時(shí)間的函數(shù) 如果未到達(dá)足夠的溫度或時(shí)間 焊膏就不會回流 預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過快 達(dá)到平頂溫度的時(shí)間過短 使焊膏內(nèi)部的水分 溶劑未完全揮發(fā)出來 到達(dá)回流焊溫區(qū)時(shí) 引起水分 溶劑沸騰 濺出焊錫球 實(shí)踐證明 將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度控制在1 4 C s是較理想的 b 如果總在同一位置上出現(xiàn)焊球 就有必要檢查金屬板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 模板開口尺寸腐蝕精度達(dá)不到要求 對于焊盤大小偏大 以及表面材質(zhì)較軟 如銅模板 造成漏印焊膏的外形輪廓不清晰 互相橋連 這種情況多出現(xiàn)在對細(xì)間距器件的焊盤漏印時(shí) 回流焊后必然造成引腳間大量錫珠的產(chǎn)生 因此 應(yīng)針對焊盤圖形的不同形狀和中心距 選擇適宜的模板材料及模板制作工藝來保證焊膏印刷質(zhì)量 REFLOW SMAIntroduce c 如果在貼片至回流焊的時(shí)間過長 則因焊膏中焊料粒子的氧化 焊劑變質(zhì) 活性降低 會導(dǎo)致焊膏不回流 焊球則會產(chǎn)生 選用工作壽命長一些的焊膏 至少4小時(shí) 則會減輕這種影響 d 另外 焊膏印錯(cuò)的印制板清洗不充分 使焊膏殘留于印制板表面及通孔中 回流焊之前 被貼放的元器件重新對準(zhǔn) 貼放 使漏印焊膏變形 這些也是造成焊球的原因 因此應(yīng)加強(qiáng)操作者和工藝人員在生產(chǎn)過程的責(zé)任心 嚴(yán)格遵照工藝要求和操作規(guī)程行生產(chǎn) 加強(qiáng)工藝過程的質(zhì)量控制 REFLOW SMAIntroduce REFLOW 立片問題 曼哈頓現(xiàn)象 回流焊中立片形成的機(jī)理 矩形片式元件的一端焊接在焊盤上 而另一端則翹立 這種現(xiàn)象就稱為曼哈頓現(xiàn)象 引起該種現(xiàn)象主要原因是元件兩端受熱不均勻 焊膏熔化有先后所致 SMAIntroduce REFLOW 如何造成元件兩端熱不均勻 a 有缺陷的元件排列方向設(shè)計(jì) 我們設(shè)想在再流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的再流焊限線 一旦焊膏通過它就會立即熔化 片式矩形元件的一個(gè)端頭先通過再流焊限線 焊膏先熔化 完全浸潤元件的金屬表面 具有液態(tài)表面張力 而另一端未達(dá)到183 C液相溫度 焊膏未熔化 只有焊劑的粘接力 該力遠(yuǎn)小于再流焊焊膏的表面張力 因而 使未熔化端的元件端頭向上直立 因此 保持元件兩端同時(shí)進(jìn)入再流焊限線 使兩端焊盤上的焊膏同時(shí)熔化 形成均衡的液態(tài)表面張力 保持元件位置不變 SMAIntroduce 在進(jìn)行汽相焊接時(shí)印制電路組件預(yù)熱不充分 汽相焊是利用惰性液體蒸汽冷凝在元件引腳和PCB焊盤上時(shí) 釋放出熱量而熔化焊膏 汽相焊分平衡區(qū)和飽和蒸汽區(qū) 在飽和蒸汽區(qū)焊接溫度高達(dá)217 C 在生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn) 如果被焊組件預(yù)熱不充分 經(jīng)受一百多度的溫差變化 汽相焊的汽化力容易將小于1206封裝尺寸的片式元件浮起 從而產(chǎn)生立片現(xiàn)象 我們通過將被焊組件在高低箱內(nèi)以145 C 150 C的溫度預(yù)熱1 2分鐘 然后在汽相焊的平衡區(qū)內(nèi)再預(yù)熱1分鐘左右 最后緩慢進(jìn)入飽和蒸汽區(qū)焊接消除了立片現(xiàn)象 c 焊盤設(shè)計(jì)質(zhì)量的影響 若片式元件的一對焊盤大小不同或不對稱 也會引起漏印的焊膏量不一致 小焊盤對溫度響應(yīng)快 其上的焊膏易熔化 大焊盤則相反 所以 當(dāng)小焊盤上的焊膏熔化后 在焊膏表面張力作用下 將元件拉直豎起 焊盤的寬度或間隙過大 也都可能出現(xiàn)立片現(xiàn)象 嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行焊盤設(shè)計(jì)是解決該缺陷的先決條件 REFLOW SMAIntroduce REFLOW 細(xì)間距引腳橋接問題 導(dǎo)致細(xì)間距元器件引腳橋接缺陷的主要因素有 a 漏印的焊膏成型不佳 b 印制板上有缺陷的細(xì)間距引線制作 c 不恰當(dāng)?shù)幕亓骱笢囟惹€設(shè)置等 因而 應(yīng)從模板的制作 絲印工藝 回流焊工藝等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制入手 盡可能避免橋接隱患 SMAIntroduce 回流焊接缺陷分析 REFLOW 1 吹孔BLOWHOLES焊點(diǎn)中 SOLDERJOINT 所出現(xiàn)的孔洞 大者稱為吹孔 小者叫做針孔 皆由膏體中的溶劑或水分快速氧化所致 調(diào)整預(yù)熱溫度 以趕走過多的溶劑 調(diào)整錫膏粘度 提高錫膏中金屬含量百分比 問題及原因?qū)Σ?2 空洞VOIDS是指焊點(diǎn)中的氧體在硬化前未及時(shí)逸出所致 將使得焊點(diǎn)的強(qiáng)度不足 將衍生而致破裂 調(diào)整預(yù)熱使盡量趕走錫膏中的氧體 增加錫膏的粘度 增加錫膏中金屬含量百分比 SMAIntroduce 回流焊接缺陷分析 REFLOW 問題及原因?qū)Σ?3 零件移位及偏斜MOVEMENTANDMISALIGNNENT造成零件焊后移位的原因可能有 錫膏印不準(zhǔn) 厚度不均 零件放置不當(dāng) 熱傳不均 焊墊或接腳之焊錫性不良 助焊劑活性不足 焊墊比接腳大的太多等 情況較嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)纬杀?TOMBSTONING或MAMBATHANEFFECT 或DRAWBRIGING 尤以質(zhì)輕的小零件為甚 改進(jìn)零件的精準(zhǔn)度 改進(jìn)零件放置的精準(zhǔn)度 調(diào)整預(yù)熱及熔焊的參數(shù) 改進(jìn)零件或板子的焊錫性 增強(qiáng)錫膏中助焊劑的活性 改進(jìn)零件及與焊墊之間的尺寸比例 不可使焊墊太大 SMAIntroduce 回流焊接缺陷分析 REFLOW 問題及原因?qū)Σ?4 縮錫DEWETTING零件腳或焊墊的焊錫性不佳 5 焊點(diǎn)灰暗DULLJINT可能有金屬雜質(zhì)污染或給錫成份不在共熔點(diǎn) 或冷卻太慢 使得表面不亮 6 不沾錫NON WETTING接腳或焊墊之焊錫性太差 或助焊劑活性不足 或熱量不足所致 改進(jìn)電路板及零件之焊錫性 增強(qiáng)錫膏中助焊劑之活性 防止焊后裝配板在冷卻中發(fā)生震動(dòng) 焊后加速板子的冷卻率 提高熔焊溫度 改進(jìn)零件及板子的焊錫性 增加助焊劑的活性 SMAIntroduce 回流焊接缺陷分析 REFLOW 問題及原因?qū)Σ?7 焊后斷開OPEN常發(fā)生于J型接腳與焊墊之間 其主要原因是各腳的共面性不好 以及接腳與焊墊之間的熱容量相差太多所致 焊墊比接腳不容易加熱及蓄熱 改進(jìn)零件腳之共面性增加印膏厚度 以克服共面性之少許誤差 調(diào)整預(yù)熱 以改善接腳與焊墊之間的熱差 增加錫膏中助焊劑之活性 減少焊熱面積 接近與接腳在受熱上的差距 調(diào)整熔焊方法 改變合金成份 比如將63 37改成10 90 令其熔融延后 使焊墊也能及時(shí)達(dá)到所需的熱量 SMAIntroduce AOI 自動(dòng)光學(xué)檢查 AOI AutomatedOpticalInspection 運(yùn)用高速高精度視覺處理技術(shù)自動(dòng)檢測PCB板上各種不同帖裝錯(cuò)誤及焊接缺陷 PCB板的范圍可從細(xì)間距高密度板到低密度大尺寸板 并可提供在線檢測方案 以提高生產(chǎn)效率 及焊接質(zhì)量 通過使用AOI作為減少缺陷的工具 在裝配工藝過程的早期查找和消除錯(cuò)誤 以實(shí)現(xiàn)良好的過程控制 早期發(fā)現(xiàn)缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段 AOI將減少修理成本將避免報(bào)廢不可修理的電路板 SMAIntroduce 通過使用AOI作為減少缺陷的工具 在裝配工藝過程的早期查找和消除錯(cuò)誤 以實(shí)現(xiàn)良好的過程控制 早期發(fā)現(xiàn)缺陷將避免將壞板送到隨后的裝配階段 AOI將減少修理成本將避免報(bào)廢不可修理的電路板 由于電路板尺寸大小的改變提出更多的挑戰(zhàn) 因?yàn)樗故止z查更加困難 為了對這些發(fā)展作出反應(yīng) 越來越多的原設(shè)備制造商采用AOI 為什么使用AOI AOI SMAIntroduce AOI檢查與人工檢查的比較 AOI SMAIntroduce 1 高速檢測系統(tǒng)與PCB板帖裝密度無關(guān) 2 快速便捷的編程系統(tǒng) 圖形界面下進(jìn)行 運(yùn)用帖裝數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測 運(yùn)用元件數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢測數(shù)據(jù)的快速編輯 主要特點(diǎn) 4 根據(jù)被檢測元件位置的瞬間變化進(jìn)行檢測窗口的自動(dòng)化校正 達(dá)到高精度檢測 5 通過用墨水直接標(biāo)記于PCB板上或在操作顯示器上用圖形錯(cuò)誤表示來進(jìn)行檢測電的核對 3 運(yùn)用豐富的專用多功能檢測算法和二元或灰度水平光學(xué)成像處理技術(shù)進(jìn)行檢測 AOI SMAIntroduce 可檢測的元件 元件類型 矩形chip元件 0805或更大 圓柱形chip元件 鉭電解電容 線圈 晶體管 排組 QFP SOIC 0 4mm間距或更大 連接器 異型元件 AOI SMAIntroduce AOI 檢測項(xiàng)目 無元件 與PCB板類型無關(guān) 未對中 脫離 極性相反 元件板性有標(biāo)記 直立 編程設(shè)定 焊接破裂 編程設(shè)定 元件翻轉(zhuǎn) 元件上下有不同的特征 錯(cuò)帖元件 元件間有不同特征 少錫 編程設(shè)定 翹腳 編程設(shè)定 連焊 可檢測20微米 無焊錫 編程設(shè)定 多錫 編程設(shè)定 SMAIntroduce 影響AOI檢查效果的因素 影響AOI檢查效果的因素 內(nèi)部因素 外部因素 部件 貼片質(zhì)量 助焊劑含量 室內(nèi)溫度 焊接質(zhì)量 AOI光度 機(jī)器內(nèi)溫度 相機(jī)溫度 機(jī)械系統(tǒng) 圖形分析運(yùn)算法則 AOI SMAIntroduce 序號缺陷原因解決方法 1元器件移位安放的位置不對校準(zhǔn)定位坐標(biāo)焊膏量不夠或定位壓力不夠加大焊膏量 增加安放元器件焊膏中焊劑含量太高 的壓力在再流焊過程中焊劑的減小錫膏中焊劑的含量流動(dòng)導(dǎo)致元器件移動(dòng) 2橋接焊膏塌落增加錫膏金屬含量或黏度焊膏太多減小絲網(wǎng)孔徑 增加刮刀壓力加熱速度過快調(diào)整再流焊溫度曲線 3虛焊焊盤和元器件可焊性差加強(qiáng)PCB和元器件的篩選印刷參數(shù)不正確檢查刮刀壓力 速度再流焊溫度和升溫速度不當(dāng)調(diào)整再流焊溫度曲線 不良原因列表 SMAIntroduce 序號缺陷原因解決方法 4元器件豎立安放的位置移位調(diào)整印刷參數(shù)焊膏中焊劑使元器件浮起采用焊劑較少的焊膏印刷焊膏厚度不夠增加焊膏厚度加熱速度過快且不均勻調(diào)整再流焊溫度曲線采用Sn63 Pb37焊膏改用含Ag的焊膏 6焊點(diǎn)錫過多絲網(wǎng)孔徑過大減小絲網(wǎng)孔徑焊膏黏度小增加錫膏黏度 5焊點(diǎn)錫不足焊膏不足擴(kuò)大絲網(wǎng)孔徑焊盤和元器件焊接性能差改用焊膏或重新浸漬元件再流焊時(shí)間短加長再流焊時(shí)間 不良原因列表 SMAIntroduce ESD Electro StaticDischarge 即靜電釋放 What sESD ESD 怎樣能產(chǎn)生靜電 摩擦電 靜電感應(yīng) 電容改變在日常生活中 可以從以下多方面感覺到靜電 閃電 冬天在地墊上行走以及接觸把手時(shí)的觸電感 在冬天穿衣時(shí)所產(chǎn)生的噼啪聲這些似乎對我們沒有影響 但它對電子元件及電子線路板卻有很大的沖擊 SMAIntroduce 對靜電敏感的電子元件 晶片種類 靜電破壞電壓 VMOSMOSFETGaaSFETEPROMJFETSAWOP AMPCMOS 30 1 800100 200100 300100 140 7 200150 500190 2 500250 3 000 ESD SMAIntroduce 電子元件的損壞形式有兩種完全失去功能 器件不能操作 約占受靜電破壞元件的百分之十間歇性失去功能 器件可以操作但性能不穩(wěn)定 維修次數(shù)因而增加 約占受靜電破壞元件的百分之九十在電子生產(chǎn)上進(jìn)行靜電防護(hù) 可免 增加成本 減低質(zhì)量 引致客戶不滿而影響公司信譽(yù) ESD SMAIntroduce 從一個(gè)元件產(chǎn)生以后 一直到它損壞以前 所有的過程都受到靜電的威脅 這一過程包括 元件制造 包含制造 切割 接線 檢驗(yàn)到交貨 印刷電路板 收貨 驗(yàn)收 儲存 插入 焊接 品管 包裝到出貨 設(shè)備制造 電路板驗(yàn)收 儲存 裝配 品管 出貨 設(shè)備使用 收貨 安裝 試驗(yàn) 使用及保養(yǎng) 其中最主要而又容易疏忽的一點(diǎn)卻是在元件的傳送與運(yùn)輸?shù)倪^程 ESD 遭受靜電破壞 SMAIntroduce 靜電防護(hù)要領(lǐng)靜電防護(hù)守則原則一 在靜電安全區(qū)域使用或安裝靜電敏感元件原則二 用靜電屏蔽容器運(yùn)送及存放靜電敏感元件或電路板原則三 定期檢測所安裝的靜電防護(hù)系統(tǒng)是否操作正常原則四 確保供應(yīng)商明白及遵從以上三大原則 ESD SMAIntroduce ESD 1 避免靜電敏感元件及電路板跟塑膠制成品或工具 如計(jì)算機(jī) 電腦及電腦終端機(jī) 放在一起 2 把所有工具及機(jī)器接上地線 3 用靜電防護(hù)桌墊 4 時(shí)常遵從公司的電氣安全規(guī)定及靜電防護(hù)規(guī)定 5 禁止沒有系上手環(huán)的員工及客人接近靜電防護(hù)工作站 6 立刻報(bào)告有關(guān)引致靜電破壞的可能 靜電防護(hù)步驟 SMAIntroduce 質(zhì)量控制 總次品機(jī)會 總檢查數(shù)目 每件產(chǎn)品潛在次品機(jī)會 次品的數(shù)目 總次品的機(jī)會 1000000 PPM PartsPerMillion 或DPMO DefectionPerMillionOpportunities 影響各行各業(yè)的ISO9000出現(xiàn) 在品質(zhì)管理上 它是一個(gè)很好的制度 可是 這些文件管理只產(chǎn)生官僚化現(xiàn)象 這制度只可以保證現(xiàn)有品質(zhì)要求 但在產(chǎn)品不斷改善 ContinuousImprovement 方面 并沒有什麼貢獻(xiàn) 其實(shí)在八十年代至九十年代 亦倡行全面優(yōu)質(zhì)管理方法 TotalQualityManagement 其方法是不斷改善品質(zhì) 以達(dá)到零缺點(diǎn)的夢想 PPM的計(jì)算方法 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 什么是波峰焊 波峰焊是將熔融的液態(tài)焊料 借助與泵的作用 在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波 插裝了元器件的PCB置與傳送鏈上 經(jīng)過某一特定的角度以及一定的浸入深度穿過焊料波峰而實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)焊接的過程 葉泵 移動(dòng)方向 焊料 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊機(jī) 1 波峰焊機(jī)的工位組成及其功能 裝板 涂布焊劑 預(yù)熱 焊接 熱風(fēng)刀 冷卻 卸板 2 波峰面 波的表面均被一層氧化皮覆蓋 它在沿焊料波的整個(gè)長度方向上幾乎都保持靜態(tài) 在波峰焊接過程中 PCB接觸到錫波的前沿表面 氧化皮破裂 PCB前面的錫波無皸褶地被推向前進(jìn) 這說明整個(gè)氧化皮與PCB以同樣的速度移動(dòng) SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊機(jī) 3 焊點(diǎn)成型 沿深板 焊料 A B1 B2 v v PCB離開焊料波時(shí) 分離點(diǎn)位與B1和B2之間的某個(gè)地方 分離后形成焊點(diǎn) 當(dāng)PCB進(jìn)入波峰面前端 A 時(shí) 基板與引腳被加熱 并在未離開波峰面 B 之前 整個(gè)PCB浸在焊料中 即被焊料所橋聯(lián) 但在離開波峰尾端的瞬間 少量的焊料由于潤濕力的作用 粘附在焊盤上 并由于表面張力的原因 會出現(xiàn)以引線為中心收縮至最小狀態(tài) 此時(shí)焊料與焊盤之間的潤濕力大于兩焊盤之間的焊料的內(nèi)聚力 因此會形成飽滿 圓整的焊點(diǎn) 離開波峰尾部的多余焊料 由于重力的原因 回落到錫鍋中 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊機(jī) 4 防止橋聯(lián)的發(fā)生 沿深板 焊料 A B1 B2 v v PCB離開焊料波時(shí) 分離點(diǎn)位與B1和B2之間的某個(gè)地方 分離后形成焊點(diǎn) 1 使用可焊性好的元器件 PCB2 提高助焊剞的活性3 提高PCB的預(yù)熱溫度 增加焊盤的濕潤性能4 提高焊料的溫度5 去除有害雜質(zhì) 減低焊料的內(nèi)聚力 以利于兩焊點(diǎn)之間的焊料分開 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方法 波峰焊機(jī)中常見的預(yù)熱方式有如下幾種 1 空氣對流加熱2 紅外加熱器加熱3 熱空氣和輻射相結(jié)合的方法加熱 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊工藝曲線解析 預(yù)熱開始 與焊料接觸 達(dá)到潤濕 與焊料脫離 焊料開始凝固 凝固結(jié)束 預(yù)熱時(shí)間 潤濕時(shí)間 停留 焊接時(shí)間 冷卻時(shí)間 工藝時(shí)間 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊工藝曲線解析 1 潤濕時(shí)間指焊點(diǎn)與焊料相接觸后潤濕開始的時(shí)間2 停留時(shí)間PCB上某一個(gè)焊點(diǎn)從接觸波峰面到離開波峰面的時(shí)間停留 焊接時(shí)間的計(jì)算方式是 停留 焊接時(shí)間 波峰寬 速度3 預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度是指PCB與波峰面接觸前達(dá)到的溫度 見右表 4 焊接溫度焊接溫度是非常重要的焊接參數(shù) 通常高于焊料熔點(diǎn) 183 C 50 C 60 C大多數(shù)情況是指焊錫爐的溫度實(shí)際運(yùn)行時(shí) 所焊接的PCB焊點(diǎn)溫度要低于爐溫 這是因?yàn)镻CB吸熱的結(jié)果 SMAIntroduce 波峰焊 WaveSolder 波峰焊工藝參數(shù)調(diào)節(jié) 1 波峰高度波峰高度是指波峰焊接中的PCB吃錫高度 其數(shù)值通?？刂圃赑CB板厚度的1 2 2 3 過大會導(dǎo)致熔融的焊料流到PCB的表面 形成 橋連 2 傳送傾角波峰焊機(jī)在安裝時(shí)除了使機(jī)器水平外 還應(yīng)調(diào)節(jié)傳送裝置的傾角 通過傾角的調(diào)節(jié) 可以調(diào)控PCB與波峰面的焊接時(shí)間 適當(dāng)?shù)膬A角 會有助于焊料液與PCB更快的剝離 使之返回錫鍋內(nèi)3 熱風(fēng)刀所謂熱風(fēng)刀 是SMA剛離開焊接波峰后 在SMA的下方放置一個(gè)窄長的帶開口的 腔體 窄長的腔體能吹出熱氣流 尤如刀狀 故稱 熱風(fēng)刀 4 焊料純度的影響波峰焊接過程中 焊料的雜質(zhì)主要是來源于PCB上焊盤的銅浸析 過量的銅會導(dǎo)致焊接缺陷增多5 助焊劑6 工藝參數(shù)的協(xié)調(diào)波峰焊機(jī)的工藝參數(shù)帶速 預(yù)熱時(shí)間 焊接時(shí)間和傾角之間需要互相協(xié)調(diào) 反復(fù)調(diào)整 SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 1 沾錫不良POORWETTING 這種情況是不可接受的缺點(diǎn) 在焊點(diǎn)上只有部分沾錫 分析其原因及改善方式如下 1 1 外界的污染物如油 脂 臘等 此類污染物通?？捎萌軇┣逑?此類油污有時(shí)是在印刷防焊劑時(shí)沾上的 1 2 SILICONOIL通常用于脫模及潤滑之用 通常會在基板及零件腳上發(fā)現(xiàn) 而SILICONOIL不易清理 因之使用它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會發(fā)生問題 因它會蒸發(fā)沾在基板上而造成沾錫不良 1 3 常因貯存狀況不良或基板制程上的問題發(fā)生氧化 而助焊劑無法去除時(shí)會造成沾錫不良 過二次錫或可解決此問題 1 4 沾助焊劑方式不正確 造成原因?yàn)榘l(fā)泡氣壓不穩(wěn)定或不足 致使泡沫高度不穩(wěn)或不均勻而使基板部分沒有沾到助焊劑 1 5 吃錫時(shí)間不足或錫溫不足會造成沾錫不良 因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時(shí)間WETTING 通常焊錫溫度應(yīng)高于熔點(diǎn)溫度50 至80 之間 沾錫總時(shí)間約3秒 調(diào)整錫膏粘度 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 2 局部沾錫不良DEWETTING 此一情形與沾錫不良相似 不同的是局部沾錫不良不會露出銅箔面 只有薄薄的一層錫無法形成飽滿的焊點(diǎn) 問題及原因?qū)Σ?3 冷焊或焊點(diǎn)不亮COLDSOLDERORDISTURREDSOLDERJOINTS 焊點(diǎn)看似碎裂 不平 大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動(dòng)而造成 注意錫爐輸送是否有異常振動(dòng) 4 焊點(diǎn)破裂CRACKSINSOLDERFILLET 此一情形通常是焊錫 基板 導(dǎo)通孔 及零件腳之間膨脹系數(shù) 未配合而造成 應(yīng)在基板材質(zhì) 零件材料及設(shè)計(jì)上去改善 SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 5 焊點(diǎn)錫量太大EXCESSOLDER 通常在評定一個(gè)焊點(diǎn) 希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn) 但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助 5 1 錫爐輸送角度不正確會造成焊點(diǎn)過大 傾斜角度由1到7度依基板設(shè)計(jì)方式 123 整 一般角度約3 5度角 角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚 5 2 提高錫槽溫度 加長焊錫時(shí)間 使多余的錫再回流到錫槽 5 3 提高預(yù)熱溫度 可減少基板沾錫所需熱量 曾加助焊效果 5 4 改變助焊劑比重 略為降低助焊劑比重 通常比重越高吃錫越厚也越易短路 比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋 錫尖 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 6 錫尖 冰柱 ICICLING 此一問題通常發(fā)生在DIP或WIVE的焊接制程上 在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫 6 1 基板的可焊性差 此一問題通常伴隨著沾錫不良 此問題應(yīng)由基板可焊性去探討 可試由提升助焊劑比重來改善 6 2 基板上金道 PAD 面積過大 可用綠 防焊 漆線將金道分隔來改善 原則上用綠 防焊 漆線在大金道面分隔成5mm乘10mm區(qū)塊 6 3 錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短 可用提高錫槽溫度加長焊錫時(shí)間 使多余的錫再回流到錫槽來改善 6 4 出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對 不可朝錫槽方向吹 會造成錫點(diǎn)急速 多余焊錫無法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽 6 5 手焊時(shí)產(chǎn)生錫尖 通常為烙鐵溫度太低 致焊錫溫度不足無法立即因內(nèi)聚力回縮形成焊點(diǎn) 改用較大瓦特?cái)?shù)烙鐵 加長烙鐵在被焊對象的預(yù)熱時(shí)間 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 7 防焊綠漆上留有殘錫SOLDERWEBBING 7 1 基板制作時(shí)殘留有某些與助焊劑不能兼容的物質(zhì) 在過熱之 后餪化產(chǎn)生黏性黏著焊錫形成錫絲 可用丙酮 已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑 氯化烯類等溶劑來清洗 若清洗后還是無法改善 則有基板層材CURING不正確的可能 本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商 7 2 不正確的基板CURING會造成此一現(xiàn)象 可在插件前先行烘烤120 二小時(shí) 本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商 7 3 錫渣被PUMP打入錫槽內(nèi)再噴流出來而造成基板面沾上錫渣 此一問題較為單純良好的錫爐維護(hù) 錫槽正確的錫面高度 一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時(shí)錫面離錫槽邊緣10mm高度 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 8 白色殘留物WHITERESIDUE 在焊接或溶劑清洗過后發(fā)現(xiàn)有白色殘留物在基板上 通常是松香的殘留物 這類物質(zhì)不會影響表面電阻質(zhì) 但客戶不接受 8 1 助焊劑通常是此問題主要原因 有時(shí)改用另一種助焊劑即可改善 松香類助焊劑常在清洗時(shí)產(chǎn)生白班 此時(shí)最好的方式是尋求助焊劑供貨商的協(xié)助 產(chǎn)品是他們供應(yīng)他們較專業(yè) 8 2 基板制作過程中殘留雜質(zhì) 在長期儲存下亦會產(chǎn)生白斑 可用助焊劑或溶劑清洗即可 8 3 不正確的CURING亦會造成白班 通常是某一批量單獨(dú)產(chǎn)生 應(yīng)及時(shí)回饋基板供貨商并使用助焊劑或溶劑清洗即可 8 4 廠內(nèi)使用之助焊劑與基板氧化保護(hù)層不兼容 均發(fā)生在新的基板供貨商 或更改助焊劑廠牌時(shí)發(fā)生 應(yīng)請供貨商協(xié)助 8 5 因基板制程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化 尤其是在鍍鎳過程中的溶液常會造成此問題 建議儲存時(shí)間越短越好 8 6 助焊劑使用過久老化 暴露在空氣中吸收水氣劣化 建議更新助焊劑 通常發(fā)泡式助焊劑應(yīng)每周更新 浸泡式助焊劑每兩周更新 噴霧式每月更新即可 8 7 使用松香型助焊劑 過完焊錫爐候停放時(shí)間太九才清洗 導(dǎo)致引起白班 盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善 8 8 清洗基板的溶劑水分含量過高 降低清洗能力并產(chǎn)生白班 應(yīng)更新溶劑 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 9 深色殘余物及浸蝕痕跡DARKRESIDUESANDETCHMARKS 通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端 此問題通常是不正確的使用助焊劑或清洗造成 9 1 松香型助焊劑焊接后未立即清洗 留下黑褐色殘留物 盡量提前清洗即可 9 2 酸性助焊劑留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色 且無法清洗 此現(xiàn)象在手焊中常發(fā)現(xiàn) 改用較弱之助焊劑并盡快清洗 9 3 有機(jī)類助焊劑在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班 確認(rèn)錫槽溫度 改用較可耐高溫的助焊劑即可 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 10 綠色殘留物GREENESIDUE 綠色通常是腐蝕造成 特別是電子產(chǎn)品但是并非完全如此 因?yàn)楹茈y分辨到底是綠銹或是其它化學(xué)產(chǎn)品 但通常來說發(fā)現(xiàn)綠色物質(zhì)應(yīng)為警訊 必須立刻查明原因 尤其是此種綠色物質(zhì)會越來越大 應(yīng)非常注意 通?？捎们逑磥砀纳?10 1 腐蝕的問題通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上 使用非松香性助焊劑 這種腐蝕物質(zhì)內(nèi)含銅離子因此呈綠色 當(dāng)發(fā)現(xiàn)此綠色腐蝕物 即可證明是在使用非松香助焊劑后未正確清洗 10 2 COPPERABIETATES是氧化銅與ABIETICACID 松香主要成分 的化合物 此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有高絕緣性 不影影響品質(zhì)但客戶不會同意應(yīng)清洗 10 3 PRESULFATE的殘余物或基板制作上類似殘余物 在焊錫后會產(chǎn)生綠色殘余物 應(yīng)要求基板制作廠在基板制作清洗后再做清潔度測試 以確?；迩鍧嵍鹊钠焚|(zhì) 問題及原因?qū)Σ?SMAIntroduce 波峰焊接缺陷分析 波峰焊 WaveSolder 11 白色腐蝕物 第八項(xiàng)談的是白色殘留物是指基板上白色殘留物 而本項(xiàng)目談的是零件腳及