SMT新手入門課件

1、SMT新手入門 MADE BY SEAMAN.LUOSMT的定義大量的管理資料下載SMT的特點(diǎn)組裝密度高、電子產(chǎn)品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統(tǒng)插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產(chǎn)品體積縮小40%60%，重量減輕60%80%。 可靠性高、抗振能力強(qiáng)。焊點(diǎn)缺陷率低。 高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。 降低成本達(dá)30%50%。節(jié)省材料、能源、設(shè)備、人力、時(shí)間等，大量的管理資料下載為什么要用表面貼裝技術(shù)(SMT)？電子產(chǎn)品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小 電子產(chǎn)品功能更完整，所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規(guī)模、

2、高集成IC，不得不采用表面貼片元件， 產(chǎn)品批量化，生產(chǎn)自動(dòng)化，廠方要以低成本高產(chǎn)量，出產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以迎合顧客需求及加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 電子元件的發(fā)展，集成電路(IC)的開發(fā)，半導(dǎo)體材料的多元應(yīng)用 電子科技革命勢(shì)在必行，追逐國際潮流大量的管理資料下載SMT有關(guān)的技術(shù)組成電子元件、集成電路的設(shè)計(jì)制造技術(shù) 電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)技術(shù) 電路板的制造技術(shù) 自動(dòng)貼裝設(shè)備的設(shè)計(jì)制造技術(shù) 電路裝配制造工藝技術(shù) 裝配制造中使用的輔助材料的開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)大量的管理資料下載SMT表面貼裝的步驟第一步 為制造著想的產(chǎn)品設(shè)計(jì)（DFM, Design for Manufacture)第二步 工藝流程的控制第三步 焊接材料第四步 絲印

3、第五步 黏合劑/環(huán)氧膠及滴膠第六步 貼放元件第七步 焊接第八步 清洗第九步 測(cè)試/檢查第十步 返工與修理大量的管理資料下載第一步 為制造著想的產(chǎn)品設(shè)計(jì)（DFM, Design for Manufacture)雖然對(duì)DFM有各種的定義，但有一個(gè)基本點(diǎn)是為大家所認(rèn)同的，那就是在新產(chǎn)品開發(fā)的構(gòu)思階段，DFM就必須有具體表現(xiàn)，以求在產(chǎn)品制造的階段，以最短的周期、最低的成本，達(dá)到盡可能高的產(chǎn)量。大量的管理資料下載第二步 工藝流程的控制隨著作為銷售市場(chǎng)上具有戰(zhàn)略地位的英特網(wǎng)和電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，OEM面臨一個(gè)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，產(chǎn)品開發(fā)和到位市場(chǎng)的時(shí)機(jī)正在戲劇性的縮短，邊際利潤的壓力事實(shí)上已有增加。同時(shí)合

4、約加工商(CM)發(fā)現(xiàn)客戶要求在增加：生產(chǎn)必須具有資格并持有執(zhí)照，產(chǎn)品上的電子元件必需有效用和有可追溯性。這樣，文件的存檔已成為必不可少的了。大量的管理資料下載第三步 焊接材料理解錫膏及其如何工作，將對(duì)SMT過程的相互作用有更好的了解。適當(dāng)?shù)脑u(píng)估技術(shù)用來保證與錫膏相聯(lián)系的生產(chǎn)線的最佳表現(xiàn)。大量的管理資料下載第四步 絲印在表面貼片裝配的回流焊接中，錫膏是元件引腳或端點(diǎn)和電路板上焊盤之間的連接介質(zhì)。除了錫膏本身之外，絲印之中有各種因素，包括絲印機(jī)，絲印方法和絲印過程的各個(gè)參數(shù)。其中絲印過程是重點(diǎn)。大量的管理資料下載第五步 黏合劑/環(huán)氧膠及滴膠必須明確規(guī)定黏合劑的稠密度、良好的膠點(diǎn)輪廓、良好的濕態(tài)和固

5、化強(qiáng)度、膠點(diǎn)大小。使用CAD或其它方法來告訴自動(dòng)設(shè)備在什么地方滴膠點(diǎn)。滴膠設(shè)備必需有適當(dāng)?shù)木?、速度和可重?fù)性，以達(dá)到應(yīng)用成本的平衡。一些典型的滴膠問題必須在工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)計(jì)到大量的管理資料下載第六步 貼放元件今天的表面貼片設(shè)備不僅要能夠準(zhǔn)確貼放各種元件，而且要能夠處理日益變小的元件包裝。設(shè)備必須保持其機(jī)動(dòng)性，來適應(yīng)可能變成電子包裝主流的新元件。設(shè)備使用者-OEM和CM-正面臨激動(dòng)人心的時(shí)刻，成功的關(guān)鍵在于貼片設(shè)備供應(yīng)商滿足顧客要求和在最短的時(shí)間內(nèi)提交產(chǎn)品的能力。大量的管理資料下載第七步 焊接批量回流焊接，過程參數(shù)控制，回流溫度曲線的效果，氮?dú)獗Ｗo(hù)回流，溫度測(cè)量和回流 溫度曲線優(yōu)化。大量的管理資

6、料下載第八步 清洗清洗時(shí)常被描述成“非增值”過程，但這樣現(xiàn)實(shí)嗎？或者是太過簡(jiǎn)化，以致于阻礙了對(duì)復(fù)雜事物的仔細(xì)思考。沒有可靠的產(chǎn)品和最低的成本，一個(gè)公司在今天的環(huán)球經(jīng)濟(jì)中無以生存。因此制造過程中的每一步都必須經(jīng)過仔細(xì)檢查以確保其有助于整個(gè)成功。大量的管理資料下載第九步 測(cè)試/檢查選擇測(cè)試和檢查的策略是基于板的復(fù)雜性，包括許多方面：表面貼片或通孔插件，單面或雙面，元件數(shù)量（包括密腳），焊點(diǎn)，電氣與外觀特性，這里，重點(diǎn)集中在元件與焊點(diǎn)數(shù)量。大量的管理資料下載第十步 返工與修理不把返工看作“必須的不幸”，開明的管理者明白，正確的工具和改進(jìn)的技術(shù)員培訓(xùn)的結(jié)合，可使返工成為整個(gè)裝配工序中一個(gè)高效和有經(jīng)濟(jì)效

7、益的步驟。大量的管理資料下載錫膏1.前言2.錫膏的種類3.錫膏的成份4.錫膏的選擇5.錫膏的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn)6.錫膏的使用方法及操作程序7.表面黏著組裝實(shí)務(wù)之影響大量的管理資料下載*PCB之組裝製程主要分為兩種，表面黏著技術(shù)(SMT solder)及傳統(tǒng)波銲過錫爐(wave solder)。在西元1992年前不論SMT或wave solder全部都使用CFC為溶劑將助銲劑洗掉，自從1996年1月1日禁產(chǎn)CFC後，wave solder製程已由CFC改用HCFC、水洗及免洗製程；但在SMT solder方面，超過7成以上業(yè)者已改成免洗製程。*SMT技術(shù)之主要製程是在PCB銲墊(PAD)上印上錫膏後，

8、將SMT零件放在錫膏上，再經(jīng)過高溫reflow把SMT零件銲在PCB上面。以往用CFC溶劑清洗flux，如此不會(huì)影響銲點(diǎn)及電性；但在免洗製程中SMT錫膏之助銲能力不能太強(qiáng)，否則會(huì)增加兩個(gè)相近零件之表面絕緣阻抗，而使漏電流變大，導(dǎo)致整個(gè)電子系統(tǒng)無法正常運(yùn)作，嚴(yán)重者可能會(huì)腐食錫點(diǎn)，所以使用免洗flux之錫膏於SMT時(shí)必須要執(zhí)行S.I.R(表面絕緣阻抗)的測(cè)試。*由此可知在免洗製程中，SMT所用於錫膏內(nèi)flux之活性不能太強(qiáng)，因此為彌補(bǔ)SMT免洗製程中之flux助銲能力的不足，必須從其他方面著手才能使免洗製程的良率和以前使用CFC清洗flux的製程一樣好前言大量的管理資料下載*目前在SMT製程上所使

9、用之錫膏主要分為RA(清洗型)及RMA(免洗型),這兩種錫膏主要之最大差異,在於錫膏當(dāng)中之助銲劑其活性的強(qiáng)弱來區(qū)分,一般來說,由於RA型錫膏需經(jīng)過清洗之動(dòng)作,因此活性較強(qiáng),銲錫性也較好:反之,RMA型錫膏因無需清洗,而為了保持產(chǎn)品“可靠度”,不被銲後殘留之殘?jiān)g,所以其活性較弱,銲錫性也較差,因而需在N2的環(huán)境下才能維持產(chǎn)品的良率。*何謂活性的強(qiáng)弱,其區(qū)別主要在於錫膏助銲劑當(dāng)中添加了多少比例的活性劑,也就是添加了多少的鹵素(氯、 溴、氟)或有機(jī)酸,依照目前現(xiàn)有的國際檢測(cè)之標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn)或工研院測(cè)試所依照之規(guī)範(fàn),皆以IPC-TM-650規(guī)範(fàn)為基準(zhǔn),但是由於各種規(guī)範(fàn)並未明定錫膏當(dāng)中鹵素添加量不得超過

10、的比例,因此所有RMA型錫膏皆須通過一些定性測(cè)試,如“銅鏡試驗(yàn)”、“銅板腐蝕試驗(yàn)”、“鉻酸銀試驗(yàn)”,以上為迴銲前之測(cè)試,而在迴銲後之基板,更需要進(jìn)行表面絕緣阻抗(S.I.R)測(cè)試。*簡(jiǎn)單來說,RA型的錫膏不論在“光澤度”、“銲錫性”都優(yōu)於RMA型錫膏,但是在“電器的信賴性(可靠度)”卻不如RMA型,但由於環(huán)保意識(shí)的高漲,因而不得不導(dǎo)入免洗製程,也迫使錫膏廠商必須忍痛降低錫膏的活性(RMA型),以確保產(chǎn)品的可靠度,因此廠商在選擇錫膏的同時(shí),務(wù)必注意到“活性劑添加量”的數(shù)據(jù)。錫膏的種類大量的管理資料下載錫膏的組成主要是由特定的錫粉合金與助銲劑共同構(gòu)築形成的物質(zhì)。在此將以此二大類加以簡(jiǎn)述如下:錫粉合

11、金:目前市面上所用之錫粉合金主要以Sn63:Pb37、Sn62:Pb36:Ag2的成份為主;錫粉形狀為球形或橢圓形;錫粉粒徑為20-45、25-45或20-38m;選擇何種合金成份或粒徑之錫粉,需依照產(chǎn)品零件的特性來決定。助銲劑:由於各家廠商所使用之成份不同,在此僅就其作用加以簡(jiǎn)述。1.松香(rosin)/樹脂(Resin):可分為天然及合成兩種2.溶劑(solvent):用以調(diào)整(降低)錫膏黏度3.活性劑(activator):用以清除待銲金屬表面上的氧化物4.增稠劑(thickeners):用以調(diào)整(增加)錫膏黏度5.流變劑(rheological additives):用以防止錫膏在印刷

12、後發(fā)生崩塌現(xiàn)象6.其它添加劑:各家廠牌錫膏之不同配方在廠商所提供之錫膏成份分析表中,必須詳實(shí)記載的項(xiàng)目分別為:“錫粉合金之比例”、“金屬與助銲劑之比例”、“錫粉粒徑”、“錫膏黏度”以及最為重要的“鹵素(活性劑)含有量”。以下將以圖片及文字再輔助說明錫膏的成份大量的管理資料下載何謂 Solder Paste大量的管理資料下載何謂 Solder Paste大量的管理資料下載錫粉的製造方式Solder Paste (Solder Powder)大量的管理資料下載錫粉於顯微鏡底下的放大圖示(此為真球狀錫粉,另外也有不定形狀的錫粉,目前已經(jīng)很少在使用)Solder Paste (Solder Powde

13、r)大量的管理資料下載*在SMT製程中，欲製造出一項(xiàng)完美的產(chǎn)品，良率的提升，除了錫膏之外，有關(guān)印刷作業(yè)中各項(xiàng)設(shè)定數(shù)據(jù).鋼板的開法.零件置取機(jī).迴銲爐.溫度設(shè)定.等，都有密切關(guān)聯(lián)，但是在設(shè)備條件無法變動(dòng)下，我們勢(shì)必要學(xué)習(xí)如何以錫膏的特性及數(shù)據(jù)設(shè)定的變更來解決問題。*首先了解產(chǎn)品名稱，基板的種類，零件的種類，根據(jù)調(diào)查目前基板主要有：噴錫板.鍍(化)金板.鍍K金板.鍍鎳板.裸銅板.軟板，其中前兩項(xiàng)較容易生產(chǎn)，後四項(xiàng)問題較多；零件上以SOP.QFP零件腳尾端及connector鍍金腳的吃錫狀態(tài)為常見問題，另外CHIP(0402)的立碑問題及BGA空銲問題也時(shí)常發(fā)生，因此初期可藉由這幾點(diǎn)來解決問題的所在

14、。*大部分RMA型錫膏，最主要的弱點(diǎn)，在於其銲錫性的表現(xiàn)較差，最大的關(guān)鍵點(diǎn)就是鹵素的含有量，所以我們必須向客戶強(qiáng)調(diào)，新產(chǎn)品的銲錫性在零件腳的爬升性、包覆性、光澤度.等，在未開啟N2的情況下，絕對(duì)有把握達(dá)到RMA型在N2情況下，所展現(xiàn)的吃錫狀態(tài)。*以下圖示為SMT流程圖及錫膏使用上應(yīng)注意事項(xiàng)的圖示,若能確實(shí)做好,將有助於提高產(chǎn)品的良率錫膏的選擇大量的管理資料下載Solder Paste ( Required Properties)大量的管理資料下載表面黏著製程之圖示大量的管理資料下載Solder Paste大量的管理資料下載目前較具公信力檢測(cè)錫膏之規(guī)範(fàn)有許多種,如IPC、JIS、QQ、MIL.等

15、,由於國內(nèi)較具公信力的檢測(cè)單位“工研院”主要是以IPC之標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn)為基準(zhǔn),所以在此將就IPC規(guī)範(fàn)當(dāng)中所列舉之測(cè)試方法作一簡(jiǎn)述如下:1.銅鏡試驗(yàn)法:本法是用以檢查助銲劑腐蝕性的強(qiáng)弱，其做法是在一長方型的玻璃片上，以真空蒸著方式塗上一層薄銅，再滴以標(biāo)準(zhǔn)的助銲劑及所欲檢測(cè)的助銲劑，然後置於環(huán)境控制的溫濕箱中24小時(shí)，以比較各受檢者的腐蝕程度如何。(依IPC-TM-650,2、3、32)2.鉻酸銀試驗(yàn):助銲劑或其抽出液之腐蝕性如何，可按IPC-TM-650中的2、3、33之試紙法去進(jìn)行檢測(cè)。3.鹵化物含量:助銲劑腐蝕性的程度如何，可透過鹵化物含量之檢測(cè)而加以評(píng)估。即以助銲劑固形物中氯的等值含量作為具體表

16、達(dá)之方式。助銲劑之固形物須按4、3、2節(jié)加以測(cè)定，而鹵化物之檢測(cè)則可按IPC-TM-650中2、3、35法去進(jìn)行。4.表面絕緣組抗(SIR):助銲劑殘?jiān)谝亚逑椿蛭辞逑吹那闆r下,需經(jīng)過168hr, 85 85%RH之測(cè)試條件下,其最終測(cè)試之表面阻抗值要大於100M,可按IPC-TM-6505中2、6、3、3法去進(jìn)行。重要說明：在JIS及QQ的規(guī)範(fàn)中,有另外測(cè)試水溶液抵抗這個(gè)項(xiàng)目,其最初及最終的測(cè)試值均需大於100,000 CM錫膏的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn)大量的管理資料下載(1)、保存方法 成品保管要控制在0-10的環(huán)境下。 使用期限為5個(gè)月(未開封)。 不可放置於陽光照射處。(2)、操作注意事項(xiàng) 非作業(yè)

17、者不可操作使用。 使用時(shí)須戴手套和眼鏡等保護(hù)用具。 若與皮膚接觸時(shí),使用乙醇或IPA等溶劑擦拭。(3)、使用方法 開封前須將溫度調(diào)回使用環(huán)境溫度上,回溫時(shí)間2-3小時(shí),禁止使用其它加熱器 使其溫度上昇的作法。 開封後須充份攪拌,使用攪拌機(jī)時(shí)間為1-3min,視攪拌機(jī)機(jī)種而定。 當(dāng)天未使用完之錫膏,不可與尚未使用之錫膏共同置放,應(yīng)另外存放在別的容器 之中,以確保品質(zhì)的穩(wěn)定性。 錫膏印刷在基板後,建議於6-8小時(shí)內(nèi)置放零件完成部品著裝。 室內(nèi)溫度請(qǐng)控制在22-28,濕度RH30-60%為最好作業(yè)環(huán)境。 欲擦拭印刷錯(cuò)誤的基板,建議使用乙醇、IPA或去漬油等。 如需調(diào)整錫膏黏度時(shí),請(qǐng)使用專用稀釋劑SL

18、OV-H。錫膏的使用方法及操作程序大量的管理資料下載在實(shí)際組裝的情況下,將朝向印刷性、銲錫性及信賴性三大類作一探討：1、印刷性： a. 粉末粒徑與鋼版的開口大小的相關(guān)性 b. 黏度及黏著指數(shù)(Thixotropy)與鋼版脫模的關(guān)連性 c. 黏度與溫度的關(guān)連性2.、銲錫性： a. 活性劑的添加量 b. 活性劑的種類(鹵素及有機(jī)酸) c. Reflow的溫度3.、信賴性： a. 清洗或免清洗 b. SIR(表面絕緣阻抗) c. 活性劑的殘留量表面黏著組裝實(shí)務(wù)之影響大量的管理資料下載印刷機(jī)(PRINTER)MPM2000MPM3000大量的管理資料下載MPM2000/3000印刷機(jī)比較General

19、Board HandlingPrint HeadStencilSqueegeeVision systemProgram大量的管理資料下載GeneralModelUltraprint 3000 HiEUltraprint 2000 HiELength (inches)6363Width (inches)6346Height (inches)6064AutomationFully automaticFully automatic大量的管理資料下載Board Handling大量的管理資料下載Print Head大量的管理資料下載Stencil大量的管理資料下載Squeegee大量的管理資料下載Vi

20、sion system大量的管理資料下載Program大量的管理資料下載貼片機(jī)的種類拱架型(Gantry):QP242,QP341轉(zhuǎn)塔型(Turret):CP642,CP643,CP742大量的管理資料下載拱架型(Gantry)的特點(diǎn)(一)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(duì)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。 對(duì)元件位置與方向的調(diào)整方法：1)、機(jī)械對(duì)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(shí)別、X/Y坐

21、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(shí)別，但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機(jī)識(shí)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(shí)別，比激光識(shí)別耽誤一點(diǎn)時(shí)間，但可識(shí)別任何元件，也有實(shí)現(xiàn)飛行過程中的識(shí)別的相機(jī)識(shí)別系統(tǒng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)方面有其它犧牲。 大量的管理資料下載拱架型(Gantry)的特點(diǎn)(二)這種形式由于貼片頭來回移動(dòng)的距離長，所以速度受到限制?，F(xiàn)在一般采用多個(gè)真空吸料嘴同時(shí)取料(多達(dá)上十個(gè))和采用雙梁系統(tǒng)來提高速度，即一個(gè)梁上的貼片頭在取料的同時(shí)，另一個(gè)梁上的貼片頭貼放元件，速度幾乎比單梁系統(tǒng)快一倍。但是實(shí)際應(yīng)用中，同時(shí)取料的條件較難達(dá)到，而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴，換吸料嘴有時(shí)間上