元器件工藝要求

1、目的和適用范圍 1.1目的 元器件的工藝性對于生產(chǎn)加工和產(chǎn)品質(zhì)量非常重要，是必不可少的一項性能指標(biāo)，本要求規(guī)定了表面貼裝元器件和插裝元器件的工藝性要求，以保證所選用的元器件具有良好的工藝性。 1.2 適用范圍： 作為單板工藝人員進行單板工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計時確定元器件工藝性的標(biāo)準(zhǔn)，和元器件認(rèn)證時保證元器件良好工藝性的依據(jù)。 本要求將隨工藝水平的提高而更新。 2. 引用和參考的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) EIA/IS-47 Contact Terminations Finish for Surface Mount Device J-STD-001B Requirements for Soldered Electrical

2、 and Electronic Assemblies IEC68-2-69 Solderability testing of electronic conponents for surface mounting technology by the wetting balance methods EIA-481-A 表面安裝器件卷帶盤式包裝 IEC286 表面安裝器件卷帶盤式包裝 IPC-SM-786AProcedures for Characterizing and Handling of Moisture/Reflow Sensitive Plastic ICs J-STD-020 Mois

3、ture/Reflow Sensitivity Classification of Plastic Surface Mount Devices IPC-SC-60* Post Solder Solvent Cleaning Handbook IPC-AC-62A Post Solder Aqueous Cleaning Handbook IPC-CH-65 Guidelines for Cleaning of Printed Boards and Assemblies IPC-7711 Rework of Electronic Assemblies(Replaces IPC-R-700) IP

4、C-7721 Repair and Modification of Printed Boards and Electronic Assemblies(Replaces IPC-R-700) IPC-SM-780 Guidelines for Component Packaging and Interconnection with Emphasis on Surface Mounting J-STD-004 Requirememt for Soldering Flux 3. 術(shù)語 無 4. 要求 4.1 元器件管腳表面涂層要求（表面貼裝與插裝元器件的要求相同） 41.1 錫鉛合金表面涂層和鍍金涂

5、層（必須有鎳阻擋層）為常用的元器件引腳表面處理方式，優(yōu)選。表一列舉了常見的引腳涂層及厚度要求。4.1.2 引腳表面涂層為銀的元器件禁止選用。在必須選用的情況下，應(yīng)要求供應(yīng)商改變引腳表面處理方法，可以改為錫鉛合金或鍍金。4.1.3 引腳表面為純錫涂層的元器件為非優(yōu)選器件。4.1.4 涂層制作工藝主要有浸漬和電鍍兩種方法，兩種方法都是可選的，有些電鍍涂層在電鍍后還要進行回流（或叫熔合），目的是把電鍍形成的錫鉛顆粒熔成焊料合金，提供一層致密的涂層，并消除孔隙。表二列舉了各種表面涂層及其制作工藝的優(yōu)缺點。4.1.5 對于片式電阻器和陶瓷電阻器，由于通常采用貴金屬電極以接觸元器件起作用的部分，為防止焊接

6、時貴金屬擴散，在電極和焊接表面之間采用阻擋層加以保護，阻擋層通常選用鎳，有時也用銅。 4.1.6 我公司目前使用的是ORL0助焊劑，元器件引腳金屬成分和可焊鍍層金屬成分要與之相匹配，表三列舉了常見金屬的可焊性。 表一、常見的涂層要求： 涂層成分要求厚度(單位:um)備注SnPb（底層為Ni)12-30um(Ni層2-6um) Pd(底層為Ni)0.1-0.5um(Ni層2-6um) Pd(底層為Cu) Au(底層為Ni)小于1um (Ni層2-6um) Ag大于7um不推薦使用, 如必須選用, 必須采用真空包裝，要使用含銀焊料。AgPd, AgPt大于7

7、um貼片電阻,電容不許選用注：元器件管腳表面可焊鍍層成分必須由供應(yīng)商給出。 表二、各種表面涂層的優(yōu)缺點比較： 要求優(yōu)點缺點備注錫鉛合金涂層· 提供與焊料兼容的金相  · 接近共熔點的合金兼容性最好 焊料人工浸漬涂層· 貯存壽命長 · 共熔合金涂敷 · 昂貴 · 難于控制表面集合幾何形狀 · 電鍍涂層· 較好地控制表面幾何形狀 · 比浸漬成本低 · 錫鉛比例對電鍍參數(shù)敏感 · 易受氧化 · 細顆粒電鍍可焊性比粗顆粒的長    &

8、#160;電鍍涂層回流· 錫鉛合金電鍍 · 氣孔率降低 · 為基底金屬的可焊性提供反饋 · 成本增加 · 控制表面幾何形狀的能力減弱 · 關(guān)于這種工藝的意見分歧較大 貴金屬上的阻擋層· 提高了浸析阻力 · 成本增加  表三、常見金屬的可焊性（僅供參考） 可焊性遞降的順序助焊劑類型金屬AL0金錫/鉛合金錫BL1銅銀銅+2%鐵銀/鈀金/鉑4.2 可焊性要求 4.2.1 可焊性試驗有很多種方法，各種試驗的目的和優(yōu)缺點有所不同（見表四）。如果供應(yīng)商或器件資料上不能很好地說明可焊性測試過程和結(jié)果及依照的標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)

9、為該供應(yīng)商不能很好地保證可焊性，或者考慮按照公司現(xiàn)有的規(guī)范對其樣品進行可焊性測試。 4.2.2 不論供應(yīng)商采用哪一種試驗方法，最終插件的可焊性需要滿足我公司插裝元器件引線可焊性檢測規(guī)范中的要求，表面貼裝元器件的可焊性可以與供應(yīng)商按照下面的2種方法之一做定性/定量的測試。 表四、可焊性試驗的幾種方法比較 試驗方法優(yōu)點缺點備注浸漬試驗可做迅速而廉價的可焊性定性測試有比較大的主觀性  浸潤平衡試驗可以給出定量測量結(jié)果試驗時間較長、成本較高 4.3 元器件包裝及存儲期限的要求。 4.3.1 為了保持元器件的可靠性和可焊性，避免在運輸和貯存過程造成的不良影響，表五對包裝的防潮性能作了

10、要求，插裝元器件與表面貼裝元器件的要求相同，由焊端表面涂層和封裝形式來確定應(yīng)該選擇的包裝形式，此要求為最低要求。 4.3.2 元器件運輸、存儲時的環(huán)境條件會對可焊性造成影響，要求如表六，表面貼裝與插裝元器件的要求相同。 4.3.3 表面貼裝的元器件優(yōu)先選用卷帶（Tape/reel）包裝?？紤]到貼片效率，盡量不選用托盤裝和管狀包裝。 4.3.4 卷帶前部無元器件部分長度至少為450mm，尾部無元器件部分長度至少為40mm，方便貼片機裝料。 4.3.5 需要在貼片前加載軟件的器件，采用托盤或管式包裝。 4.3.6 托盤尺寸必須滿足現(xiàn)有設(shè)備處理能力要求，最大的托盤尺寸：300mm X 200mm。

11、4.3.7 盤裝零件料盤應(yīng)有一切角，用以辨別裝料方向。 4.3.8 插件元器件優(yōu)先選用卷帶包裝。 盡量不要選用散裝包裝。 4.3.9 潮濕敏感器件的包裝（卷帶、托盤或管式）需要滿足烘干要求：125，24小時或 45、RH5%條件下烘烤192小時以上。 表五、包裝的防潮性能要求 器件類型焊端表面涂層包裝要求電阻、電容、無引線芯片載體SnPb（底層為Ni)無特殊要求Au(底層為Ni)無特殊要求AgPd, AgPt無特殊要求Ag真空包裝, 干燥劑防潮LSI ICSnPb, Pd（底層為Ni)等無特殊要求ULSI, VLSI(塑料封裝)真空包裝, 干燥劑防潮MODULES(雙工器, 功率模塊, VCO

12、等)無特殊要求注：表中未列的器件依照其引腳涂層類型，結(jié)合表五確定。 表六、運輸存儲的環(huán)境要求 相對濕度15-70%溫度-5-40二氧化硫平均含量0.3mg/m3硫化氫平均含量0.1mg/m34.4 表面貼裝器件的共面度要求: 共面度定義：以零件的三個最低的引腳形成的平面為基準(zhǔn)面，其余的引腳與之比較而得到的最大偏差。 4.4.1 引腳間距（pitch）小于0.635mm的QFP、SOP，共面度要求小于0.10mm，其余共面度要求小于0.15mm（含SOJ、PLCC封裝的器件）。 4.4.2 引腳間距（pitch）小于1.0mm的uBGA/CSP，共面度要求小于0.10mm，其余BGA共面度要求小

13、于0.15mm。 4.4.3 引腳間距（pitch）小于0.5mm的表貼接插件，共面度要求小于0.05mm，其余表貼接插件共面度要求小于0.10mm。 4.4.4 LCCC封裝的底面及焊端的共面度要求小于0.10mm。 4.5 外型尺寸及重量要求 4.5.1 表面貼裝和插裝元器件資料中要有完整準(zhǔn)確的器件外型尺寸，所選器件的外型尺寸必須在我司設(shè)備加工能力范圍之中。見附表十二的設(shè)備能力。 4.5.2 0.4mm 引腳中心距（PITCH）以下的（不含0.4mm）細間距表面貼裝IC禁止選用。 4.5.3 BGA及0.8mm 引腳中心距以下的的uBGA/CSP可以選用，但是需要注意印制板的加工能力。 4

14、.5.4 0.8mm PITCH以下的（不含0.8mm）的表面貼裝接插件禁止選用。 4.5.5 封裝尺寸在0402以下的（不含0402）的片式器件禁止選用。 4.5.6 重量及其他要求參照附表十二的設(shè)備能力。 4.6 潮濕敏感器件要求 4.6.1 器件資料中要明確指出器件的潮濕敏感等級，分類標(biāo)準(zhǔn)見表七，以便確定器件的防潮措施，一般而言，所有的塑封表面貼 裝IC（如SOJ、SOIC、PLCC、PQFP、TQFP、PBGA、TQFP、TSOP等）都是潮濕敏感器件。 4.6.2 2級以上須采用防潮包裝袋真空包裝，包裝袋要防靜電，包裝袋內(nèi)必須使用干燥劑， 在包裝袋上注明該器件是潮濕敏感器件和潮濕敏感等

15、級、 警告標(biāo)簽和包裝袋本身密封日期的標(biāo)簽。見表八。 4.6.3 器件資料和包裝袋中要指明潮濕敏感器件的存儲條件要求和最長存儲期限。 4.6.4 器件資料中要指明器件受潮后的處理方法及注意事項。 表七、SMD潮濕敏感器件潮濕敏感等級分類標(biāo)準(zhǔn)： 潮濕敏感等級 MOISTURE SENSITIVITY LEVEl拆封后存放條件及最大時間1無限制，85%RH（相對濕度）2一年，30/60%RH（相對濕度）3一周，30/60%RH（相對濕度）472小時，30/60%RH（相對濕度548小時，30/60%RH（相對濕度）624小時，30/60%RH（相對濕度）表八、SMD潮濕敏感器件包裝要求： 潮濕敏感等

16、級包裝袋 （Bag）干燥材料 （Desiccant）警告標(biāo)簽1無要求無要求無要求2-5MBB要求（含HIC）要求要求6特殊MBB（含HIC）特殊干燥材料要求說明： MBB：Moisture Barrier Bag，即防潮包裝袋。 HIC：Humidity Indicator Card，即潮濕顯示卡，打開真空防潮包裝袋，HIC將顯示袋內(nèi)潮濕程度(一般HIC上有三個圓點，分別代表相對濕度10、20、30，三圓點原色為藍色，當(dāng)某圓點由藍色變?yōu)榧t色時，則表明袋內(nèi)已達到或超過該圓點對應(yīng)的相對濕度），若潮濕度顯示超過20%，表明生產(chǎn)前需要進行烘烤。 警告標(biāo)簽：Warning Label，即防潮包裝袋外的含

17、MSIL（Moisture Sensitive Identification Label）符號、芯片的潮濕敏感等級（或含密封存儲條件和拆封后存放最長時間及受潮后烘烤條件）和包裝袋本身密封日期的標(biāo)簽。 4.7 防靜電要求 4.7.1 靜電敏感器件的防靜電要求或靜電敏感等級（見表九）要明確，表十是 常見器件的靜電敏感電壓舉例，可供參考。 4.7.2 所有元器件須采用防靜電包裝，靜電敏感器件在包裝上必須有防靜電標(biāo)識， 靜電敏感器件注明該器件的靜電敏感等級或靜電敏感電壓。 4.7.3 防靜電要求過于嚴(yán)格的器件（靜電門限電壓在100V以下）需要考慮公司的現(xiàn)有防靜電水平，慎選。 表九、器件靜電敏感度的分級

18、： I級01999VII級2000V3999VIII級4000V15999V非敏感16000V以上表十、器件的靜電敏感度舉例（僅做參考）： 器件類型實例靜電敏感度（單位：V）MOSFET3CO，3D0系列100200J FET3CT系列1401000GaAs FET 100300CMOSCO00，CD40002502000HMOS6800系列50500E/D MOSZ80系列2001000VMOS 301800PROM 100EPROM 100500SCHOTTKY DIODES 3002500SAW 150500OPAMP 

19、;1902500N-MOS 60500ECL電路E000系列3002500SCL（可控硅） 6801000ECL 5002000S-TTL54S，74S系列3002500DTL 7400，5400系列3807000石英及壓電晶體 10 0004.8 加工過程要求 4.8.1 元器件的組裝方式必須是回流焊、波峰焊或是其中一種。如果是其他方式（如手工焊接），焊接工具、焊接溫度、焊接時間、極限溫度等工藝參數(shù)需要確認(rèn)是否符合公司工藝能力要求。 4.8.2 元器件允許的焊接溫度參數(shù)與我司現(xiàn)有的加工工藝要求一致。 4.8.2.1 回流焊最高溫度：250+/-5 ，時

20、間：10S。 4.8.2.2 表面貼裝元器件過波峰焊最高溫度：250 +/-5 ，時間：10S。 4.8.2.3 插裝元器件過波峰焊最高溫度：200 +/-5 ，時間：5秒。 4.8.2.4 回流焊預(yù)熱溫度：140-160。時間：60-90秒。 4.8.2.5 波峰焊預(yù)熱溫度： 140-160。時間：60-90秒。 4.8.2.6 回流焊升溫與降溫速率：3-5/秒 4.8.3 滿足公司老化溫度要求：45-55，時間：72小時。 4.8.4 滿足烘干溫度要求：130，24小時。 4.8.5 特殊封裝的器件（如LCCC）需要指明對焊膏印刷的厚度要求。 4.8.6 如果選用穿孔回流焊工藝，插裝元器件

21、需要滿足回流焊溫度要求。 4.8.7 如果對焊料有特殊要求，需要指出推薦使用的焊料種類。 4.9 需要提供推薦的PCB焊盤設(shè)計尺寸，插裝元件需要提供推薦的引腳成型尺寸或者安裝方式說明。 4.10 表面貼裝器件封裝 4.10.1 器件資料中應(yīng)說明基體材料，以便全面地了解器件的工藝性，常見的用于IC器件封裝的基體材料見表十一。 表十一、用于IC器件封裝的材料舉例 氧化鋁陶瓷燒成溫度1620 1670高溫真空封接玻璃封接溫度為880 950 低熔封接玻璃封接溫度為430 460 熱固性模塑料（塑料材料有以高分子化合物合成樹脂為基體的改性環(huán)氧）塑模固化溫度約為170 190 。氧化鈹陶瓷 氮

22、化鋁陶瓷 碳化硅陶瓷 4.10.2 元器件基體材料的CTE不應(yīng)與所用PCB基材的CTE相差太大。通常選用的FR-4 板材XY向的CTE是1216PPM/。 4.10.3 器件資料中應(yīng)說明引線及引線框架材料，以便全面地了解器件的工藝性。用于制作引線框架和相關(guān)零件的金屬材料主要有（不限于）可伐合金、鐵鎳合金、銅鐵合金等， 4.10.5 器件資料中應(yīng)說明外引線涂層及涂層制作工藝。 4.10.6 封裝遵循的標(biāo)準(zhǔn)不同，元器件的封裝尺寸可能會有所不同，常用的關(guān)于封裝的幾個世界標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)有EIA、JEDEC、IPC、MIL-STD（美國），IECQ（歐洲），EIAJ（日本），供應(yīng)商需提供元

23、器件封裝尺寸所遵循的標(biāo)準(zhǔn)，其中EIAJ多采用公制尺寸封裝，其余標(biāo)準(zhǔn)多采用英制尺寸封裝，選擇按EIAJ標(biāo)準(zhǔn)封裝的器件需要注意正確選取相應(yīng)的焊盤庫。 4.11 清洗要求 4.11.1 需要說明器件是否能夠清洗。 如果可以清洗，須指明可以使用的清洗方法，對清洗劑和清洗工藝的要求。 4.11.3 需要說明清洗后是否需要烘干和對烘干工藝的要求。 4.11.5 清洗劑與封裝體上的絲印在化學(xué)性能上兼容。 4.11.4 電子裝聯(lián)中常用的清洗方法有：噴淋，浸洗，超聲波清洗，手工清洗等。 4.12 返修要求 4.12.1 器件資料需包含器件能承受的最高焊接溫度，能承受的返修次數(shù)。 4.13 封裝一致性要求（針對一

24、個項目編碼有兩個供應(yīng)商的情況） 4.13.1 如果新器件需要與已有的器件共用一個項目編碼，新器件的安裝尺寸必須與原有的器件安裝尺寸（如：表貼元器件的焊盤設(shè)計）完全一致，其他參數(shù)如尺寸、形狀、高度、重量等需要與工藝人員共同確認(rèn)。 5、參考資料： 1. Handbook of Surface Mounting Technologyby Stephen W. Hinch 2. 集成電路封裝試驗手冊 電子封裝技術(shù)叢書編委會 3. Surface mounting technologyby Rudolf Strauss 表十二、設(shè)備加工能力 參數(shù)機型80S2080F480F5CM82-MECM92P-M

25、T旋轉(zhuǎn)頭12吸嘴旋轉(zhuǎn)頭12吸嘴旋轉(zhuǎn)頭6吸嘴旋轉(zhuǎn)頭16吸嘴旋轉(zhuǎn)頭×IC CAMERA×55×55mm55×55mm×LASERFC CAMERA×20×20mm20×20mm××PCB最大尺寸50×50×0.5mm50×50×0.5mm50×50×0.5mm50×50×0.5mm50×50×0.5mmPCB最大尺寸515×460×5mm515×460×5mm515×460×5mm330×250×3mm330×250×3mm元件最小尺寸（旋轉(zhuǎn)頭）0.5×0.5mm0.5×0.5mm0.5×0.5mm1.0×0.5mm×元件最大尺寸（旋轉(zhuǎn)頭）18.7&