SMT制程标准化

1.電子行業發展與趨勢汽車用電子設備電腦、周邊設備消費電子產品電腦通信設備網絡技朮精量技朮光電技朮液晶顯示技朮納米電子時代電子行業發展與趨勢﹕短﹐薄﹐輕﹐小﹐高技朮含量2.SMT制造業發展與趨勢SMT有鉛制程SMT無鉛制程WEEE指令全面實施ROHS指令全面實施全球綠色制造SMT制造業發展與趨勢﹕全球綠色制造铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯（PBB）、多溴二苯醚（PBDE）及其他有毒有害物质的含量將被雙規。3.SMT設備的認識印刷貼片回流焊4.常見電子元件的認識BGAPLCCQFPSOPSOT(Smalloutlinetransistor)RRNLEDTRRDCC5.貼片技術組裝流程圖SurfaceMountingTechnologyProcessFlowChart發料PartsIssue基板烘烤BareBoardBaking錫膏印刷SolderPastePrinting泛用機貼片MultiFunctionMounting迴焊前目檢VisualInsp.b/fReflow迴流焊ReflowSoldering修理Rework/Repair爐后比對目檢ICT/FT測試品檢修理Rework/Repair點固定膠GlueDispnsing高速機貼片Hi-SpeedMounting修理Rework/Repair供板PCBLoading印刷目檢VI.afterprinting插件M.I/A.I波峰焊WaveSoldering裝配/目檢Assembly/VI入庫Stock6.SMT元件常見不良圖示反白空焊短路錫珠多錫偏位立碑少件PAD脫落多錫空焊錫渣7.制程的主要內容Costdown&技朮支援作業過程監控原材料品質判定作業方法訂定&檢討修訂品質提升&失效分析對策產品可靠性驗証產品品質評估設備投入&利用率評估人力工時評估利用率評估Layout制定,產能評估提升新產品導入制程分析制程8.SMT制程標准化CROSSSECTION離子濃度分析剝離試驗熱沖擊測試TEMP,.&HUMIDUTETESTBONDTESTX-RAYMACHINESOPAOIMACHINEREFLOWMOUNTINGMACHINEMATERIALLOADERPRINTERMACHINESTENCILSOLDERPASTEPCB制造工藝管制SMT制程標准化9.錫膏,鋼網&印刷錫膏管制錫膏的成份及作用錫膏的使用錫膏類型的選擇錫膏的檢驗錫膏的運輸.儲存9.1錫膏9.1錫膏原材料重量(%)功效金屬合金85--92元件與電路板間電氣性和機機械的接合助焊劑松香(Rosin)2--8給以黏性﹐黏著力﹐金屬氧化物的去除黏著劑1--2防止滴下﹐防止焊料表面氧化活性劑0--1金屬氧化物的去除溶劑1--7黏性﹐印刷性的調整a.錫膏的基本成份配合合成比例表9.錫膏,鋼網&印刷b.錫膏的選用原則:客戶指定錫膏的合金成分及比例錫膏的錫粉顆粒大小20-38微米-400~+635TYPE425-45微米-325~+500TYPE345-75微米-200~+325TYPE2顆粒球經大小網眼大小顆粒等級20-38微米-400~+635TYPE425-45微米-325~+500TYPE345-75微米-200~+325TYPE2顆粒球經大小網眼大小顆粒等級Type2:用於標準的SMT,間距為50mil(1.25mm),當間距小於30mil(0.75mm)時,必須用3型;Type3:用於小間距(30mil~15mil),即(0.75mm~0.38mm),在間距為15mil或更小時,必須使用;Type4:精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏,間距0.5mm時,焊膏顆粒尺寸應在20-38um之間.低黏度的錫膏:V600KCPS;中黏度的錫膏:600KCPSV800KCPS;高黏度的錫膏:V800KCPS備註:1mil=0.0254mm9.2.選擇助焊劑的要素A.化學活性(除去母材和焊料表面的氧化膜)﹔B.對母材來講﹐助焊劑的浸潤性和流動性要好﹔C.良好的覆蓋性(在焊接過程中防止母材被氧化)﹔D.良好的穩定性(在焊接溫度時保持活性)E.電化學的活性(對不鏽鋼和鋁而言)F.其殘渣易去除﹔G.助焊劑反應迅速(用于高頻焊接)H.電絕緣性好﹔I.對人體和設備無害﹐并且經濟9.錫膏,鋼網&印刷A.保存：需保存4~10℃冷藏下，會影響錫膏性能。儲存時間不超過6個月。B.回溫:在錫膏回溫到室溫前切勿拆開容器或攪拌錫膏,一般回溫時間約為4~8小時(以自然回溫方式;如未回溫完全即使用，錫膏會冷凝空氣中的水氣。C.使用:時間不超過8小時，回收,隔夜之錫膏最好不要用，印刷錫膏過程在23~28℃,40%~70%RH環境作業最好，不可有冷風或熱風直接對著吹，錫膏使用前攪拌約2.5分鐘。9.3.錫膏管理:9.4.錫膏的檢驗內容:1.BondingTest2.Solder-jointQuality3.焊點外觀檢驗4.殘留物檢驗5.BGA焊點SIZE檢驗6.合金及不純物檢驗7.銅鏡試驗8.鉻酸銀試紙試驗9.氟含量試驗10.銅片腐蝕試驗11.表面絕緣阻抗12.錫粉粒徑13.錫粉顆粒形狀14.金屬含量試驗15.粘度檢驗16.錫球試驗17.錫膏粘力試驗9.錫膏,鋼網&印刷9.5.鋼板(Stencil)9.錫膏,鋼網&印刷1.化学蚀刻模板2./激光模板3.电铸模板9.錫膏,鋼網&印刷•2.3.3.印刷參數2.3.3.1.印刷速度2.3.3.2.印刷角度2.3.3.3.印刷壓力2.3.3.4.脫模速度2.3.3.5.清洗方式•2.3.4.印刷機調整•2.3.5.CPK2.3.5.1.印刷精度2.3.5.2.印刷高度9.6.印刷10.貼片1.零件的選取正确2.FEEDER的選取正确3.零件貼裝位置正确並准确4.貼裝路徑的优化5.貼裝程式的重要參數6.PCB貼裝中的支撐7.機臺保養的意義8.常見貼裝不良的分析及改善方向9.貼裝CPK2.零件著裝的基本要點:1.程序的制作:1.PCBdata2.PARTdata/NOZZLEdata/FEEDERdata3.MARKdata4.MOUNTdata/BLOCKdata5.CHECK&IMPORTandEXPORT6.DOWNLOAD&TEACHER11.設置爐溫曲線理论上理想的曲线由預熱﹑恆溫﹑回流和冷卻四个溫區组成，前面三个溫區加热、最后一个溫區冷却。1.預熱區该区域的目的是把室温的PCB尽快加热，用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。在这个区，产品的温度以不超过每秒2~5°C速度连续上升，温度升得太快会产生热冲击，电路板和元件都可能受损，如陶瓷电容的细微裂纹，而温度上升太慢，锡膏会感温过度，溶剂挥发不充分，没有足够的时间使PCB达到活性温度。炉的预热区一般占整个加热通道长度的25~33%，上升速率设定为1~3℃/S。典型的升温速率为2℃/S。11.設置爐溫曲線2.恆溫區指温度从130℃一160℃升至焊膏熔点的区域，也叫活性區，有两个功用，第一，将PCB在相当稳定的温度下感温，允许不同质量的元件在温度上同质，减少它们的相当温差。第二，保証助焊剂活性化，挥发性的物质从锡膏中充分挥发。一般普遍的活性温度范围是120~150°C，如果活性区的温度设定太高，助焊剂没有足够的时间活性化，温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率。这个区一般占加热通道的33~50%。3.回流區該区的作用是将PCB装配的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度，在这一区域里加热器的温度设置得最高，使组件的温度快速上升至峰值温度，峰值温度视所用焊膏的不同而不同，一般推荐为焊膏的溶点温度加20-40℃。对于熔点为183℃的63Sn/37Pb焊膏和熔点为179℃的Sn62/Pb36/Ag2焊膏，峰值温度一般为205-230℃，再流时间不要过长，以防对PABA造成不良影响。理想的温度曲线是超过焊锡熔点的“尖端区”覆盖的面积最小。4.冷卻區冷卻區焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于得到明亮的焊点并有好的外形和低的接触角度。缓慢冷却会导致电路板的更多分解而进入锡中，从而产生灰暗毛糙的焊点。在极湍的情形下，它能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。冷却段降温速率一般为3~10℃/S，冷却至75℃即可。1.無鉛爐溫設置標准11.設置爐溫曲線11.設置爐溫曲線2.無鉛爐溫設置標准11.設置爐溫曲線3.無鉛爐溫設置標准12.SMT制程標准化方法貼片程式優化DOE印刷參數DOE錫膏DOE治具DOE鋼板DOE波峰爐Flux選用DOE波峰爐參數DOEREFLOWDOE制程標准化設計SMT制程標准化DOE墓碑人材料方法機器環境PCB錫膏PAD有雜物PAD內距大PAD氧化PAD吃錫性不好PAD有損PAD有異物PAD位置不當PCB不平氧化損件尺寸不符受潮過周期吃錫性差零件厚度不均特殊零件親金屬性低存放條件不好助焊劑退冰時間不夠有異物黏度高使用時間長印刷位移刮刀不水平錫膏量少刮刀變形參數設定不當刮刀角度不佳印刷速度過快錫膏機鋼板開口尺寸鋼板不潔開口與PAD不合開口方法開口阻塞鋼板吸嘴彎曲置件不穩Clamp松動Feeder不良座標偏移抓料偏移PARTDATA吸嘴型號錫量不足置件偏移冷卻過快加熱方法抽風溫度設定不當軌道速度預熱時間過長溼度過大通風設備溫度高markscan設置不當停電氣壓過大過強刮刀變形手印厚薄不均備料時料帶過緊手印缺錫手放散料手印錫膏力度不夠錫膏攪拌方法抆鋼板方法未按SOP操作PCB設計零件過于靠近板邊堆板時間長舊錫膏管制不當手抹錫膏工作態度/情緒不恰當操機座標修改錯誤IPA用量過多手放零件位移手印錫膏不飽滿上錫量過多程式座標錯誤零件有一邊PAD吃錫不良修機時間長缺乏品質意識PCB未烘烤PCB印刷狀況檢查不夠仔細上錫不均手印台搖動回焊爐零件軌道上有錫膏手印錫膏位移錫膏印刷薄手印錫尖過長錫膏添加不及時無法正確辨認mark點元件與PAD不符吸嘴磨損真空不暢Tolerance不當clicklimit小置件速度過快無塵布起毛兩邊PAD大小不一設計不良露銅錫膏變干刮刀壓力不當置件不穩吸嘴磨損空氣中灰塵過多PCB表面不潔錫膏本身特性厚度不均板彎重量新舊錫膏混用一只腳汙染撿板造成一只腳缺錫刮刀變形profile斜率及時間鋼板材質軌道未及時清理抆鋼板不夠認真爐膛內有雜物撿板碰到PCB板上零件上錫量過多不正確關閉Mark點PCB板在回焊爐中運行速度鋼板開口不對稱撞板設置,更改方法熱沖擊上料方法不正確印刷厚度不均備料方法不正確錫膏選擇不當支撐pin調試不當機器異常人為張貼鋼板孔人為更改抓料位置12.SMT制程標准化方法SMT制程標准化分析方法波峰焊接最佳參數------DOE試驗設計•實驗設計對象目標和架構•材料選擇•實驗layout•田口實驗設計(samplesize)•田口實驗分析方法•實驗結果DOE實驗設計•實驗對象無鉛物料及工藝的導入帶來諸多的品質缺陷,其中波峰焊接過程的控制是其中最重要的一個環節:•尋找波峰焊接的最佳參數,為將來的調整提供依據.•驗証最佳參數的合理化•盡可能使用少的時間和試驗次數,以及試驗樣本,尋找到最佳合理化參數,本文重點介紹”田口試驗方法.•基于實驗要求我們可分為三大部分展開1.優化波峰爐參數.利用田口試驗方法優化參數,減少試驗樣本2.產品品質驗証利用可靠性驗証參數設置效果3.參數效果確認參數設置后其效果參數規定在一定相隔時間內取得,且必須確認波峰爐狀態已在設置參數范圍內實驗設計•實驗架構實驗設計試驗材料焊錫鈀(name)產品名(name)助焊劑名(name)設備名(name)樣本•樣本數量•試驗layout波峰爐參數田口方法分析參數優化(part1)試驗樣本可靠性測試產品質量驗証(Part2)參數驗証(part3)噪音因素冷卻斜率控制因素1.預熱溫度2.鏈速3.錫溫4.助焊劑量試驗種類切片.產能拉力試驗材料•材料選擇•錫巴:ShenMaoSn96.43Ag3.0Cu0.5Ni0.06Ge0.01•FluxSelection:EuroNL6836•Products:A產品•Equipmen