SMT工程部技术人员工艺培训教材

SMT工程部技术员工艺培训资料一、锡膏部分1.分类：按是否含有PB分：有铅：包括6236AG2（熔点179℃）和6337（熔点179℃）无铅：主要是SAC305（SN-3.0AG-0.5CU）和SAC315(SN-3.8AG-0.7CU)按锡粉颗粒分：1号：38-632号：38-453号：锡粉颗粒为25-45UM4号：锡粉颗粒为20-38UM（常用）5号：锡粉越小，一般印刷性能越好，但因为表面积增加，导致锡粉氧化越严重。开孔昀小的IC脚宽度方向至少排5-8排的锡粉2.成分：锡粉和FLEX金属含量一般：有铅为89.5％-90.5％无铅为88.5％-90.5％FLEX的作用：1.去氧化，2.防氧化，3使锡膏成糊状，4使锡膏具有可印刷性，不塌陷成分：1.松香：去氧化2.稀释剂：调节粘度3.摇变剂：使锡膏具有印刷性，受力就形变，防塌陷4.添加剂：亮度等变化3.运输：在运输途中也要冷藏4.检验：一般检验项目包括：粘度，金属含量，坍塌（冷坍塌和热坍塌），锡珠5.保存：自锡膏生产日起，一般保质期为6个月（在冷藏条件下），在室温下为7天，储存条件一般为0-10℃（有些为2-8℃），冷藏的作用是防止FLEX发生化学反应变质和挥发6.回温：未回温好的锡膏严禁打开，否则报废作用：使瓶内锡膏的温度达到室温：1.放置水汽凝结，水份进入锡膏，导致锡膏变质。2.使锡膏的FLEX活化条件：室温，不可靠近高温热源回温时间：一般为4H（有些为3H）以上，但要小于24H理由：1.用温度计量2.印刷品质3.炉后品质7.搅拌：锡膏在冷藏和回温过程中由于锡粉和FLEX的比重不一样，导致锡膏分层。搅拌的作用：把锡膏成分搅匀时间：机器搅拌：1000转/分搅拌1分500转/分搅拌2-3分手工：一个方向以划园的方式搅拌5分检验方式：用搅拌刀从锡膏瓶中挑锡膏，锡膏能够成不断的线流下来手工搅拌时要用塑胶刮刀，用力不要过大，防止把瓶子的塑胶刮到锡膏中。记录：做好搅拌记录8.使用：搅拌：在添加在钢网上前，要用塑胶搅拌刀搅拌10-30S加在钢网上的方法和量的控制：在开始生产时，昀少要放1/3瓶的锡浆到丝网上。生产中，操作员应每小时检查一下丝网上的锡浆总量，估量锡浆总量，并把锡浆刮成扁平状。估测的结果至少符合如下几点：长Length(L)=不能超过刮刀的长度但必须超过PCB的长度,两边比PCB约长20mm宽Width(W)=大约15-30mm高Height(H)=大约5-10mm印刷时丝网上锡浆的高度(直径)必须在10~20mm之间，以防止少锡和多锡。当后刮刀运行时，作同样的检查。如下图所示.添加锡膏：当钢网上锡膏高度小于10mm或锡浆不是在刮刀片和丝网之间滚动，则需要添加锡膏WHL前刮刀后刮刀锡浆不能高过前刮刀底丝网机器搅拌锡膏：MPM机器印刷锡膏前，用机器搅拌锡膏，一般为4-8次，作用：搅拌锡膏和检查是否堵孔在对钢网上的锡膏做任何人工作业时，要在支撑上用纸或硬纸皮挡住，防止支撑上粘上锡膏刮刀的长度：一般比钢网开孔的宽度一边宽1.5inch。停止印刷后锡膏管制：印锡时锡浆在丝网上的使用时间的时间应该小于24小时，从印锡后到过炉应该不超过2小时，否则，PCB/PCBA则要清洁，与生产中锡浆移位一样处理。锡浆在丝网上放置不用的时间应该小于30分钟，比如在机器有故障以及停机待料的时候，把锡浆重新刮到锡膏瓶中。如果停机时间大于30分钟，则必须清洁刮刀和丝网(参考锡浆使用前的搅拌要求)，因为残留的变质锡浆在再次生产中是不可用的钢网上的变质锡膏处理：清洁下来的锡浆不能和没有用过的锡浆混在一起，因为这会影响锡浆的质量。将清洁下来的锡浆放在一个容器中，贴上“已变硬锡浆”的标签钢网上使用的锡膏处理：使用小于24个小时的锡浆可在室温下保存至24小时以便再使用。如果锡浆超过24小时没有用，则应报废。不要把拆封的锡浆再次放回冰箱，始终把用过的锡浆放到独立的容器中，优先让其他线别使用。锡膏的使用原则：先进先出编号管理使用登记：任何一瓶锡膏做过任何一个处理均要有相关记录。9.锡膏的试用：检查搅拌后的情况刮刀锡浆勺每60分钟将锡浆往中间收集一次,因为变硬的锡浆会影响印刷效果.除去不必要的锡浆,因为这地方的锡浆会变硬而影响印刷效果在停产前和使用后,必须清洁干净.使用过后彻底清洁Stencil印刷性：脱膜功能和流动性和塌陷性、拉尖、少锡等问题炉前品质：用显微镜主要检查密脚元件是否连锡，检查塌陷性能上锡性：用显微镜检查：不易上锡元件的上锡性（IC,QFN，二极管，三极管，尾插，压敏元件，高电容），看爬锡高度锡珠：主要是用显微镜检查CHIP和IC焊点旁边的锡珠情况。锡点表面：检查焊点表面的光泽度残留物：用显微镜检查大焊点旁和空焊盘、大电容的残留物多少气泡：用X-RAY检查BGA/CSP、QFN元件的气泡情况使用条件的难易做锡珠、坍塌、金属含量、粘度实验。详情见：锡浆的储存和处理工作指引、锡浆使用和印刷程序指引二．钢网管理1.制作：激光制作：孔壁有毛刺，蚀刻：开孔光滑，化学蚀刻的模板是模板世界的主要类型。它们成本昀低，周转昀快。该技术的固有特性是形成刀锋、或沙漏形状电铸：成本高，交期长2.检查：来料检查：项目包括：张力、是否变形、厚度检查、开孔要求检查、是否与PCB对应检查、开孔是否有毛刺检查定期检查：项目包括：张力、是否变形、是否清洁、版本是否昀新、厚度检查、使用次数检查、使用前后检查：项目包括：张力、是否变形、清洁检查。3.管理：项目包括：进出登记、状态登记、本版登记、注意事项登记、使用次数记录、存放位置登记4.清洁：使用前后清洁，使用前后清洁后要用风枪吹除孔内锡粉，清洁昀好用钢网清洗机使用时，每班至少彻底清洁钢网上的锡膏，彻底清洁一次钢网和刮刀三、炉温曲线1.典型的炉温曲线：一般典型的炉温曲线有两种：（1）升温—升温—回流—降温（2）升温—恒温—回流—降温特点：（1）类曲线：上锡能力强，BGA气泡较多，墓碑元件多（2）类曲线：上锡能力差，BGA气泡较少，空焊元件多有铅炉温曲线要求：1.升温斜率小于3℃/S，温升太快会导致：锡珠（温升太快，锡膏中的助焊剂成分急速软化，在助焊剂流动过程中带动锡粉流动，产生锡珠）和大体积（一般是陶瓷电容，BGA等元件）元件损坏2.140-170℃时间为60-120S，作用：使助焊剂挥发性成分挥发缓和正式加热时的热冲击使PCB和元件的温度均匀分布促进助焊剂的活化等注意事项：如果预烤（温度或时间）不足，由于其与正式回流之间温差太大，容易产生锡珠；以及由于温度分布不均所导致的墓碑、灯芯效应；以及由于助焊剂的挥发性物质挥发不干净，导致BGA等元件气泡严重。如果预烤过度，将会引起助焊剂变质和锡粉氧化，会导致上锡能力下降或锡球未熔3.大于183℃时间为40-60S4.整个在回流炉时间保持在4-6分钟。有铅锡膏无铅元件混合工艺：1.大于183℃时间为40-60S（时间太长回导致BGA焊接问题）2.大于220℃时间为30-50S183℃235℃170℃150℃3.昀高温度一般控制在228-235℃.四、SMT焊接缺陷原因1.常用元件缺陷：CHIP元件缺陷：墓碑、空焊、锡裂、移位、锡珠、少锡三极管元件缺陷：空焊、移位、锡裂、锡珠、少锡IC元件焊接缺陷：空焊、移位、锡裂、锡珠、少锡、连锡2.塑胶刮刀和金属刮刀印刷区别：塑胶刮刀金属刮刀印刷后3.刮刀的角度与磨损以及其影响：刮刀磨损的判断方法：刮刀棱角磨圆刮刀有裂纹，或粗糙，牵丝钢网上拉出线条钢网面留有参差不起的锡膏残留印刷在焊盘上的锡膏参差不起刮刀更换频率：24小时作业，约每两周更换一次经过20万次印刷后更换一次磨损刮刀的原因：刮刀压力过大刮刀为保持水平锡膏锡膏渗锡锡膏锡膏钢网上有裂痕或因锡膏凝结发硬清洗时或操作时手法过于粗鲁刮刀角度：4.锡膏在印刷时滚动：锡膏经刮刀推动而滚动时，也发挥维持锡膏流动性的效果；如果锡膏滚动顺利，那表示锡膏印刷性良好，效果：防止渗锡：充分的刮刀压力产生有效剪切力，但应该避免压力过大防止刮伤：可以在钢网上的开孔中塞入适量的锡膏搅拌作用：锡膏在印刷中滚动可获得均匀搅拌的作用，以保持其良好的印刷性，同时也可使锡膏均匀转印在焊盘，锡膏滚动中也利于消除锡膏中的气泡。5.印刷后锡膏面参差不起的问题原因：1刮刀的刀刃锐利度不够，刮刀的刀刃变，粗糙或起毛，导致锡膏表面参差不齐。2.刮刀速度（印刷速度）：速度太快：难以剪切，速度太低，锡膏表面呈不均匀现象。3.锡膏原因：锡膏FLEX挥发而粘度增加或锡膏污染或有异物混入导致印刷时锡膏表面参差不齐6.锡膏印刷不完整：12345原因及对策：1.锡膏未脱离钢网而粘附在网孔边缘，对策为：擦拭钢网或锡膏换新2.污染（有异物混入锡膏），对策为：更换锡膏3.刮刀刮取过量的锡膏，对策为：刮刀压力过大，调整刮刀压力4.锡膏粘度太低，对策为：更换粘度高一点的锡膏5.刮刀有缺陷或未擦拭干净，对策：更换刮刀或更换锡膏7.渗锡的原因与对策：刮刀角度＝40-80度123原因及对策：1.钢网与PCB之间的弹跳距离（Gap）过大，对策为：减少弹跳距离容易渗出锡膏的媒液（助焊液），对策为：更换不易渗出锡膏2.钢网与PCB之间的弹跳距离（Gap）过大，对策为：减少刮刀压力锡膏被推挤而跑出到孔外，对策为：减少刮刀压力或更换成不易渗锡的锡膏PCB板表面凹凸不平，对策为：改善PCB板PCB板污染，对策为：清洗PCB3.在密间距PCB板的印刷初期容易发生，对策为：改用不易渗锡的锡膏或减少刮刀压力原因同上1.2.8.锡珠的原因和对策：锡膏因加热而飞溅（炉温问题或锡膏内或元件和PCB板有水），对策为：调整炉温曲线或者更换锡膏或把元件和PCB烘烤锡膏在预热阶段向焊盘外流，，对策为：减少锡膏量锡膏品质不好，对策为：更换锡膏锡膏板预热不足（时间太短或温度太低），对策为：调整炉温曲线预热阶段的锡膏粘度太低，对策为：更换锡膏9.锡珠的原因和对策PAD渗锡下压力被压出的锡膏原因及对策：印刷锡膏太多，对测为：减少印刷锡膏量（一般为钢网开孔要防锡珠，可采用：V，U，凸形，圆形等防锡珠开法）贴片压力太大,对策为：减小机器贴装压力或减小机器贴装高度锡膏品质问题，对策为：更换锡膏，锡膏活性太强的话，锡珠会比较多。炉温恩替，预烤温度（平台温度）过高（FLEX挥发太多，锡膏无法收缩回来），对策为：调整炉温曲线。11.连锡现象的原因和对策锡膏量太多（钢网开孔太大或锡膏太厚，或钢网损坏），对策为：减少锡膏量锡膏表面张力太低，对策为：更换锡膏钢网太厚,对策为：重新开钢网，一般0.4mm间距的IC和排插钢网厚度为0.1-0.12mm预烤(平台区)温度不足，对策为：调整炉温曲线PCB板焊盘上锡能力不足，对策为：改善焊盘上锡能力12.灯芯效应的原因和对策：元件引脚的上锡能力不焊盘的上锡能力强，对策为：改善焊盘上锡能力元件焊盘太小，对策为：修改PCB焊盘设计元件引脚温度高于焊盘的温度，对策为：提高PCB板的温度，调整温度曲线13.墓碑（曼哈顿）现象的原因和对策原因为元件两端在锡膏熔化时，受力不一致，包括：两端熔锡时间不一致，两端一前一后相差太多，对策为：调整炉温曲线，在锡膏熔化前温度上升缓慢一些或在锡膏熔化前的预烤区设置一个短的平台，使元件两端基本同时熔锡元件两端的焊盘大小严重不一，导致两端受力不均，对策为：长期对策是修改焊盘设计，保持两端焊盘大小一致（不能相差超过15％），临时对策为：开钢网时保证两个焊盘开孔大小一致，以大的为准元件一端上锡不良，对策为：更改物料元件贴装偏位，一端贴完后只搭到一点点，一端搭到太多，对策为：调整贴片位置元件焊盘设计不合理，内距太大或元件焊盘太长，对策为：长期对策为：修改焊盘设计，0402元件焊盘内距保持为0.35mm-0.4mm，0201元件内距保持0.23-0.25mm，且一般一个焊盘的内距加焊盘的长度略小于元件的长度；临时对策为：开钢网时0402元件内距保持0.35mm，0201元件内距保持0.23mm。14.BGA气泡的原因和对策：PCB焊盘上有盲孔，对策为：建议填充盲孔炉温问题，对策为：调整炉温曲线，把炉温曲线的恒温区温度加高时间加长