PCBASMT知识-3

PCBASMT知識By:JohnnyTLHsiehPCBA12-Jan-2007SMT介紹----------------------------------------------------18:30~18:40PCB介紹----------------------------------------------------18:40~18:50元件介紹----------------------------------------------------18:50~19:00焊料介紹----------------------------------------------------19:00~19:10印刷製程----------------------------------------------------19:10~19:25置件製程----------------------------------------------------19:25~19:40休息----------------------------------------------------------19:40~19:50迴焊製程(無鉛)--------------------------------------------19:50~20:05波峰焊製程(無鉛)-----------------------------------------20:05~20:20Q&A--------------------------------------------------------20:20~20:35測驗----------------------------------------------------------20:35~21:00大綱SMT介紹SMT(SurfaceMountTechnology)即表面組裝技術是一種高密度微電子組裝技術，它與傳統插件技術相對應，具有體積小，重量輕，密度高，速度快，可靠性高等優點，廣為應用。SMT組裝先將錫膏或膠材印刷於PCB上，並將SMD黏著於印制錫膏之PCB上，經由紅外線／熱風再迴焊設備，使其融焊。PCB於爐膛內必須充份預熱，使PCB溫度逐漸上昇到攝氏150~200度，並保持60~120秒以使錫膏內助焊劑充份發揮，而不會影響焊劑飛濺，此時使印刷電路板溫度均勻，迅速提高加熱溫度使PCB板面溫度達到焊料合金潤濕溫度，其錫膏量與SMD及PCB線路接觸面大小等因素，控制PCB最高峰值溫度於攝氏235至255度，該融錫溫度221以上保持30~90秒，以便SMD於峰值溫度下受熱均勻，焊料再固化時，儘可能使冷卻段保持快速降溫，以增加焊點強度。PCB品質、零件選擇與品質、焊料選擇對於整個SMT產品與良率都佔有重要影響的因素。WETTING完成沾錫DEWETTING部份沾錫NONWETTING完全不沾錫θ90°θ180°Nonwettingθ=0°Perfectwetting0°θ90°Partialwettingθθθ=180°NonwettingSMT介紹---WETTING的定義SMT介紹---良好的焊點一﹐PCB介紹PCB介紹表面處理形式1.有機保焊劑:OSP(OranicSolderabilityPreservatives)2.浸鍍銀:I-Ag(ImmersionSilver)3.浸鍍錫:I-Sn(ImmersionTin)4.化鎳浸金:ENIG(ElectrolessNickelandImmersionGold)5.噴錫:HASL(HotAirSolderLevelling)99.3Sn/0.7Cu，熔點:227℃PCB介紹---按孔的導通狀態分L1L2L5L6L3L4L7L8L9L10L11L12通孔盲孔616386埋孔PCB上導通孔形式1.通孔2.盲孔3.埋孔PCB介紹---按成品狀態分PCB成品形式區分FPC硬板RigidPCB软板FlexiblePCB见左下图软硬板Rigid-FlexPCB见右下图PCB介紹PCB介紹主PCB介紹PCB介紹PCB介紹PCB介紹PCBDesign規范有利於PCBA生產設計，從源頭做起﹐從而提升生產單位的產品品質,生產效率以及產品的可靠度,達到產品品質穩定﹐生產成本低﹐提高產品的市場競爭力。1.連板及板邊設計和元件在PCBA上分布的要求a要求合理的拼板方式以減少產線的換線次數﹐提高產線的產量同時以減少工治具的開制,節省費用（如圖一的陰陽板制程)b布置合理的光學定位點以滿足機器的生產要求﹐以提高置件的精確度及穩定性以保証產品品質的穩定C有極性零件明確標識直觀的極性點以方便產線及現場人員確認置件方向以防止因零件反向造成品質不良PCB介紹(DesignRule)PCB拼成陰陽板以減少換線一次﹐少開鋼網及套板各一張圖一2.元件吃錫PAD的標准化元件吃錫pad標准化以在減少零件在過Reflow時空焊﹐立碑﹐短路等不良機率的發生﹐增強產品的焊接強度以提高整個產品品質的可靠度。如圖一﹕PCB介紹(DesignRule)Padsize不標准﹐pad過長易導致零件空焊.立碑NGOKPadsize標准,符合PCBDesign.Reflow后焊接OKPCB介紹(DesignRule)如圖二﹕PCB介紹(DesignRule)Pad間沒有用綠有間隔開導致短路NGPad間有用綠有間隔開,Reflow后焊接OKOK如圖三﹕PCB介紹(DesignRule)Pad同導通孔相連造成Reflow后錫膏流到孔內﹐造成錫少Pad同測試點相連Reflow后錫膏流到測試點上﹐造成錫少NGNG二﹐元件介紹元件介紹同料號大小、高度不同造成置件困擾共面性不佳造成空悍不耐溫、起泡、變形鍍層，需較高溫度才能共鎔包裝，不同包裝造成置件困擾，燒錄，需燒錄再包裝造成多一道製程SMT元件介紹SMT元件介紹SMT元件介紹SMT元件介紹---4SMT制程對元件的要求﹕1.對于有引腳的元件﹐平整度=0.1mm。（錫膏厚度在0.12~~0.15mm)2.所有濕度敏感元件﹐來料必須是真空包裝。3.對于同一種料﹐原則上來料包裝只能有一種。Taping,Tray,Tube,料帶寬度及進料Pitch必須一致。從生產效率來講﹐SMT希望來料是Taping或Tray的包裝﹐但對于燒錄IC,我們希望來料為Tube這種包裝方式。4.所有有極性的元件﹐我們希望來料極性都同一向左。SMT元件介紹(溫濕度敏感元件）MSD元件對包裝的要求﹕1.真空包裝2.干燥劑3.濕度卡SMT元件介紹(溫濕度敏感元件）材料類型條件處理方法濕度敏感材料(Level)2a-5停線后預計超過24小時內不生產防潮柜防潮停線后預計超過48小時內不生產真空包裝拆封后在空氣中暴露時間超過48小時﹐在投線前烘烤拆封的IC在空氣中暴露時間要求不能超過48小時的按來料要求執行5a拆封后預計超過24小時內不生產真空包裝6生產使用前強制性烘烤烘烤化金或噴錫PCB若來料未密封包裝﹐在投線前烘烤拆封后或從烤箱取出超過24小時未生產﹐在投線前烘烤OSPPCB拆封后預計超過24小時不生產防潮柜防潮拆封后預計超過48小時不生產密封包裝化銀板拆封后預計超過24小時不生產密封包裝使用時已超過D/C三周以上(含三周)烘烤FPC拆封后或從烤箱取出預計超過24小時不生產防潮柜防潮CSP(COMSSENSOR)使用時已超過D/C一年烘烤待生產成品面的PCBA生產完半成品面后,生產成品面的時間不能超過12小時ControlRunSMT元件介紹(溫濕度敏感元件）材料類型設定溫度(℃)時間(含升溫時間)化金或噴錫PCB125+/-52小時濕度敏感材料(Level)2a-5125+/-524小時5a125+/-528小時6參考廠商建議值參考廠商建議值待拔取BGA,TSOP,TQFP等溫濕度敏感元件之不良PCBA110+/-52小時FPC(超過D/C3周)125+/-52小時FPC(超過D/C3個月)125+/-55小時FPC(超過D/C6個月)125+/-58小時CSP(COMSSENSOR)125+/-58小時RMAFPCA125+/-51小時CSP(SOMSSENSOR)125+/-58小時SMT元件介紹(溫濕度敏感元件）三﹐焊料介紹錫膏介紹錫膏介紹錫膏組成:a.重量與体積的關係fluxmetal重量比(S)1090體積比(V)5050V=W/SS:比重無鉛錫膏金屬成份:Sn(96.5%)+Ag(3%)+Cu(0.5%)成分焊料合金粉末助焊劑主要材料作用Sn/PbSn/Ag/Cu活化劑增黏劑溶劑摇溶性附加劑SMD與電路的連接松香，甘油硬脂酸脂盐酸，联氨，三乙醇酸金属表面的净化松香，松香脂，聚丁烯净化金属表面，与SMD保持粘性丙三醇，乙二醇对焊膏特性的适应性Castor石腊（腊乳化液）软膏基剂防离散，塌边等焊接不良錫膏介紹IrregularshapesolderparticleSphericalsolderparticle％ofSamplebyWeight-NominalSizesLessthan1%Largerthan80%minimumBetween10%MaximumLesssthanType1150Microns150-75Microns20MicronsType275Microns75-45Microns20MicronsType345Microns45-20Microns20MicronsType438Microns38-20Microns20MicronsType525Microns25-15Microns15MicronsType615Microns15-5Microns5Microns一﹐錫膏介紹---1錫粉組成4大要素:1.錫粉的形狀2.錫粉的成分3.錫粉粒度的分怖4.金屬的重量百分比使用錫膏的注意事項﹕1.0~10℃以下可保存90天2.室溫25±2℃可保存25天N.A.錫膏儲存注意事項﹕一﹐錫膏介紹---21.回溫時間:4小時以上2.冷藏溫度:0~10(攝氏)度3.溫度對黏度的變化?溫度每升降1度黏度即有4%的變化4.生產時室內環境溫度請保持在22~28度溼度40~70%5.回溫後未使用放回允許一次攪拌3~8min.ref.400rpm不良的錫膏成形良好的錫膏成形錫膏介紹---錫膏成形產生適中黏度才可印刷清除零件,pad,solder之氧化層減少Solder表面張力以增加焊錫性防止加熱過程中再氧化FLUX之功能一﹐錫膏介紹---3錫膏黏度OK錫膏黏度NG常用無鉛焊料成分為﹕有鉛焊料為:錫96%,錫63%,銀3.5%,鉛37%,銅0.5%,熔點為﹕219C熔點為﹕183C波峰焊製程介紹---焊料熔化狀態下的焊錫四﹐印刷制程介紹印刷制程介紹1.印刷制程:即是把锡膏印到光PCB板上(如下图)2.印刷制程的重要性:在SMT制程中﹐70%的不良均由錫膏印刷位引起﹐由此可以看出錫膏印刷位為SMT制程中的重中之重﹐尤為關鍵的工位。它將嚴重的阻礙了SMT制程的良率提升。印刷制程介紹3.印刷制程的流程(如图)1.光PCB板2.钢网3.装板印刷4.卸板印刷制程介紹4.印刷制程中主要硬件架构a.钢网b.刮刀c.SupportPin5.印刷制程的硬件控制A:鋼網1.鋼網開口不當2.鋼網厚度不當3.鋼網開孔孔壁處理不當4.鋼網底部粘有異物將鋼網厚度增加5.鋼網擦拭不干淨鋼網底部殘留的錫膏太多B:刮刀1.刮刀磨損柔韌性變差刮刀同鋼網的角度變異2.刮刀長度比PCB長太多以需要增加壓力才能將錫膏刮干淨同時使錫膏受壓力太大變形塌陷連錫3.刮刀壓力設置不當太大或太小印刷制程介紹C:SupportPin1.Supportpin分布不均PCB受支撐力不均2.Supportpin高度不一PCB受支撐力不平衡錫膏印刷連錫2-1.Supportpin制作時本身有高度差2-2.Supportpin底部粘有異物2-3.