SMT实装技术

生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　1/158１．目的　这个操作书是在基板实装的各焊接和自动机实装时，对于从事生产、现场管理者有必要明确知识和技能，根据持续实施下来的基础教育计划，提高现场的技术及管理水平的向上。把先锋公司全体的实装品质的维持和企图向上作为目地。２．适用范围　这个操作书适用在先锋股份公司以及包含海外相关连公司的各事业所的担当部门中，进行实装技术教育。　本操作书、根据需要对于相关连的公司也应认可所适用的内容。３。运用方法　若有脱离此操作书的修改和废除及标准以外运用等，在实装技术分科会（以下分科会と略）上检讨，协义之后决定。　本分科会的委员是由生产技术部门的委员以及先锋商标相关连公司的生产技术部门的选出者来构成的。　本操作书由公司生产技术规定类管理事务局（技术生产统括部）恰当运用。４．构成和内容　本操作书是从以下的内容中构成的。４．１　　本操作书的适用范围４．２　　焊接的基础知识４．３　　手工焊接４．４　　波峰焊接【基础编】４．５　　波峰焊接【管理編】４．６　　回流焊接４．７　　自动机工程４．８　　关于有铅焊锡和无铅焊锡的不同４．９　　不良事例相关规定（公司生产技术规定・标准）ZES-A013自动焊接装置管理規定ZES-A025補助材・材料消耗材标准部品規定ZES-B014自动焊接装置管理运用标准ZES-A041防湿梱包面实装部品的保管及操作规定ZES-A015手工焊接管理规定ZES-A043手工焊接作业管理规定（无铅焊锡用）ZES-B016手工焊接作业标准ZES-A044自动焊接装置管理规定（无铅焊锡用）ZES-A017手工焊接作业资格认定规定ZES-A045回流焊接管理规定（无铅焊锡用）ZES-A018回流焊接管理规定ZES-A048自动焊接装置管理資格认定规定ZES-B019回流焊接运用标准ZES-A049工程管理制約情報運用規定ZES-B020PCBＡｓｓｙ检查管理标准ZES-A051chip接着剂塗布工程管理規定５．　发行和修定　本操作书的发行从２００４年４月１日开始　本操作书根据需要进行重新修改。　改定的内容由分科会和必要部门协义之后进行。　在解说上，做出关于这次制定的成员以及分科会６．其他　在解说上做出这次制定的过程及要点。实装技术教育操作书(04.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　2/158４．１　本操作书的适用范围　本操作书，不仅针对于从事基板实装工程的现场部门的作业者、監督者、而且作为生产技术者，应总结知道的内容，作为全公司统一的实装技术教育资料。　内容是在基板实装工程以昀容易左右品质的焊接和自动机实装为中心，从基础的知识开始，记载了现场的管理方式，还有技能的部分。还有，在关系到全公司生产技术规定、標準上，根据记载着应该遵守的管理项目、规定值，也有解说的内容。关于必要性、背景，理解成很深的内容.　还有，使用本操作书教育的对象者是在国内外生产现场中，特别为了把从事基板实装的人员作为对象，那个范围是作业者、作业管理者、监督者也包含制造技术、生产技术员。逐渐，教育担当部门根据对象者，选择本操作书的必要部分实施教育　在本操作书中被记载在全公司技术规定类中规定的规定值、管理项目.因为全公司生产技术规定类有必要适当地进行改定,本操作书中的规定值、管理項目作为参考水平,经常以昀新版的规定类进行作业及管理.(04.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　3/158４．２　焊接的基础知识4.2.1　焊锡　　　　所说的焊锡是指电气的,机械的将基板和部品连接的金属物质、我们主要使用的焊锡是　　　由锡含量约６０％、铅含量约４０％组成的合金。　但是近年,因铅是有害物质,不含铅的焊锡(无铅焊锡)正在研究,　　在不久的将来,将全部置换成无铅的焊锡.先锋公司使用的「无铅焊锡」的组成Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ(回流/波峰焊)Ｓｎ／８Ｉｎ／３．５Ａｇ／０．５Ｂｉ(　　回流)Ｓｎ／３．０Ａｇ／２．５Ｉｎ／１．０Ｂｉ／(回流)Ｓｎ／０．６Ｃｕ／微量Ｎｉ(波峰焊/手动焊锡)Ｓｎ／２．８Ａｇ／０．５Ｃｕ／１．０Ｂｉ(波峰焊)Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．７Ｃｕ(　手工焊锡　　)詳細的参照「无铅和有铅的不同」位置Sn：錫　　　Ag：銀　　　Cu：銅　　In：铟Bi：铋　　Ni：镍4.2.2　焊接焊接的机能是保持部品的机械和电气的导电性,该功能不仅在初期,而且在制品的使用环境下必须在某期间安稳的维持。在製品内有数千个焊接点，不论在何处有一个接触不良，该制品无法发挥其机能。因此，焊接具有影响制品的质量和信赖性的重要作用。如有一处接触不良，产品的机能完全消失。(03.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　4/1584.2.3　为什么要进行焊接？　焊接是焊锡的组成成分,锡是被吸到母材金属上（部品的脚，又有基板上的铜箔）在界面形成合金層（金属間化合物）。（合金层未形成的时候，不能说已正常的焊接了。）所谓“焊锡”就是沿着焊接金属的表面，因焊锡关系，焊接的好与坏是根据那部分的吸锡性而影响的.　通常使用的部品、基板、焊锡在表面上有很薄的氧化膜等，如果不使用松香无法焊接.定量地评价吸锡性方法有评价图。参照下图焊锡合金層焊锡合金層合金層管脚铜箔铜箔右图是用锡和铜的合金层进行接合的例子。接合状态接合完成的时间(t1)吸锡开始的时间(t0)吸锡时间(t)最小接合力最大吸锡力(Fmax)最终吸锡力(Fmax)焊锡付着量0线t0:浸入开始时间t1:浮力最大的时间t2:吸锡力返回0的时间t3:最大吸锡力的2/3时间t4:最大吸锡力的时间Fmax:最大吸锡Fend:浸入终了的时间吸锡良好吸锡不完全吸锡缓慢吸锡不好浸入深度大吸锡过快(03.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　5/1584.2.4　焊接的温度和时间的关系进行焊接时存在适当的温度范围，过度的加热会破坏实装品，由于过度的合金层的形成降低机械的强度,松香的分解引起吸锡性的恶化。温度加热不足因松香非活性化而引起吸锡恶化、焊锡未溶化。Ｓｎ－Ｐｂ系平衡状態図4.2.5　松香松香的作用有以下3项：　１）除去在接合材料（基板的銅箔、部品的管脚、焊锡）表面上的很薄的污染层（氧化膜、硫化物等）　容易形成合金层的状态。　２）在加热中为了防止氧化，焊接时覆盖接合材料的表面，为了不直接与空气接触。　３）焊融的焊锡由于表面张力的作用，有形成球状的性质，溶化焊锡表面的氧化膜，　增加流动性，减少表面张力，以助吸锡。θ＞90°：不可吸锡　，　θ＜90°：吸锡在进行适当的焊接时，在适当的时间，加热适当的温度是有必要的。錫液相線温度是2３2℃、鉛是327.5℃。混合时，液相線温度有变化、共晶点为183℃。过度的合金层形成降低机械的強度。焊接后的冷却也相当重要θθθ如玻璃上的水滴状态。松香作用于基板上的水滴状态。镀金，金属层的溶解时间部品，素材等损伤开始时间焊接需要的时间松香的分解，热不安定化时间焊接可能的温度安全焊接操作作业范围焊接的溶点安全焊接操作作业范围(03.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　6/158像这样的焊接，松香虽然有着重要的作用，但因为松香是一种腐化剂，所以焊接之后不希望残留。因此，根据厂商和用途有时实施洗净工程。松香残渣带来的影响：下列记项。１）腐化的进行２）电气绝缘性的恶化３）外观检查性恶化４）搬送系的故障５）万用表测定的接触不良4.2.6　焊锡接合部的信赖性对于焊锡接合部的代表的物理性质有以下几点：１）静态强度　　　・・・　拉伸强度、按压強度、弯曲強度２）疲劳强度　　　　・・・　热冲击３）破坏，强度特性　　・・・　１）＆２）例）热冲击试验(+80℃1ｈ_-30℃1ｈを1500ｃｙｃ)之后的焊锡裂痕的例子【写真－１】Ａ）ＩＣ管脚Ｂ）左边照片扩大角电阻信頼性・再結晶化温度这是因为基板和部品的膨張・収縮率不同。在焊锡接合部受于压力，昀終变成裂痕的例子4.2.7　焊锡的再结晶温度在固体的金属内，因超过再結晶温度，产生自己拡散的现象。这是原子（分子）移动物质内空孔的现象，这个移动在活跃的时候，组织变得粗大而又脆脆弱。再結晶温度[Ｋ]计算出、因为錫鉛共晶焊锡的时候融点是１８３℃(Ｔｍ　＝　物质的融点)再結晶温度如以下：１８３＋２７３＝４５６[Ｋ]４５６／２＝２２８[Ｋ]２２８－２７３＝－４５℃锡铅共晶焊锡的自己扩散因超过－４５℃而产生的，在常温环境就那么严重了，在夏天车内的环境下就更不用说了。对应）虽然根本的对应没有，但是如果焊接后进行冷却的话、原本的组织会变得紧密、強固。但是、对部品的温度升降等有必要十分的注意。ＳｎＰｂ焊锡裂痕拡大焊锡裂痕Ｔｍ　２松香也有不好的一面焊锡虽然是金属，但认识为软、脆的物质。设计階段是理所当然的，即使在生产上，也有必要注意设计階段，既然在生产上有必要注意不可施加不要的压力。当然，压力施加的部位因不合理的焊锡，不能进行稳固等。比如，接触Sn-Sn(同一金属)的时候，自己扩散所产生的扩散，叫做Sn-Cu(異材間)之间产生的扩散相互扩散。(03.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　7/158【付録】将4.1.1～4.1.7概括成以下的内容：所谓焊接通常，在接合部分焊锡，母材上有良好的吸锡现象、可以说焊接良好。也就是狭义地解释、所谓说焊接就是熔融的焊锡和固体的表面能否满足各种各样的物理・化学性的接合条件，为昀适合的。尚且在实用方面,因为在焊锡和母材的表面有着所定的机械强度,有必要形成所定厚度的合金层（金属间化合物层）所以只可以说是具有“吸锡”的现象，为了得到良好接缝所以进行充分的判断条件。也就是说、金层的厚度如果过剰的话有必要注意机械的强度下降等。因此、在所定的时间内要求所定的焊锡量，是否能安定的接续特性的接缝也包含观点。必须判断焊接是否真正的良好。社団法人日本溶接協会micro-soldering技術教本より抜粋关于焊接，像这样必须注意的地方有很多、这些规定化是由公司生产技术规定的。由此、各个工程有必有遵守公司生产技术的规定。还有、公司生产技术的规定需要定期的进行修定，在修定的时候，各个手顺书也有必要修定。很久以前、铁匠先生从熔铁炉中取出铁块，经锤打之后，把其浸入水中，这样做是符合道理的。温度・時間・松香部番・焊锡部番　・・・・・・・。(03.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　8/1584.2.8　工程代表的工程順序・卧式插入→立式插入→手制实装→波峰焊接・卧式插入→立式插入→反转→表面实装(接着剤)→反转→手动实装→波峰焊接・回流焊→卧式插入→立式插入→反转→表面实装(接着剤)→反转→手动实装→波峰焊接・回流焊(先面)→反转→回流焊(後面)例　：　回流焊→卧式插入→立式插入→反转→表面实装(接着剤)→反转→(手动实装)→波峰焊接→实装→手工焊接1)基板2)回流焊锡膏印刷、部品手动实装焊锡接合热炉焊内投入3)卧式插入及立式插入部品插入后、弯曲管脚暂时固定4)表面实装(接着剤)用接着剤暂定固定表面手动实装部品5)波峰焊接实装部品投入自动焊接装置这个图不是手动实装部品焊锡接合6)手工焊接焊锡接合自动波峰焊接不可部品、手工焊接(03.02.01)実装技術教育マニュアル生産技術標準ZES-B053-0　　　頁　9/158４．３手动焊接　4.3.1手动焊接的必要工具・电烙铁焊接　　　（根据附有电烙铁温度调整器和电阻温度不同改变电烙铁的温度。如右图所附电烙铁度调整器的类型）禁止使用下述的电烙铁。1)烙铁头不吸锡。2）烙铁头被腐蚀。3)绝缘不良。　　4)把手、螺帽、电阻帽等有松动。5)柄变热。・烙铁台为了防止烫伤及部品、产品损伤，必须使用烙铁台。・清洁烙铁台使用含有水分的清洁海绵。清除烙铁头上附着的松香氧化物时使用。使用铁丝线等。　　　　　烙铁头氧化、黑色化时，加焊锡也没法使焊锡粘性恢复。（烙铁头附着不上焊锡。）・烙铁头温度计将烙铁头