SMT技術(shù)手冊(cè)管理管理

1、目錄 頁(yè)次目錄1 TOC o 1-1 1. 目的 PAGEREF _Toc3 h 22. 範(fàn)圍 PAGEREF _Toc4 h 23. SMT簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc5 h 24. 常見(jiàn)問(wèn)題原因與對(duì)策 PAGEREF _Toc6 h 55. SMT外觀檢驗(yàn) PAGEREF _Toc7 h 136. 注意事項(xiàng): PAGEREF _Toc8 h 147. 測(cè)驗(yàn)題: PAGEREF _Toc9 h 151. 目的 使從業(yè)人員提升專(zhuān)業(yè)技術(shù)，做好產(chǎn)品品質(zhì)。 2. 範(fàn)圍凡從事SMT組裝作業(yè)人員均適用之。3. SMT簡(jiǎn)介 SMT之詮譯何謂SMT(Surface Mount Technology)呢所謂

2、SMT乃是可在 “PCB” 印上錫膏，然後放上極多數(shù) “表面黏裝零件”(SMD= Surface mount device，有時(shí)亦稱(chēng)為SMC= Surface mount components)，再過(guò)REFLOW使錫膏溶融，讓電子零件與基板焊墊接合裝配品之一種技術(shù)。也可被定義為： “凡是電子零件，不管有腳無(wú)腳，皆可在基板的單面或雙面進(jìn)行裝配，並與板面上的焊墊進(jìn)行機(jī)械及電性接合，並經(jīng)焊錫過(guò)程之金屬化後，使之搭接成為一體” 之謂也。相反地，傳統(tǒng)零件與底材板接合的方式，是將零件腳插入通孔，然後使焊錫填充其中進(jìn)行金屬化而成為一體。前者能在板子兩面同時(shí)進(jìn)行焊接，後者則否。 要使用SMT技術(shù)，必須具備以下

3、物品 著裝機(jī)具(CHIP MOUNTER)：分中、高速機(jī)及泛用機(jī)，中高速機(jī)可著裝一般的SMD，如CHIP電容、電阻、IC等，泛用機(jī)可著裝異型的SMD，如接線座、大型IC(如QFP)等異型或大型零件。 SMT零件：主要是以陶瓷板(CERAMIC)切割成小片(CHIP)製程的電容、電阻以及其他各功能不同之IC、二極體等。 將零件焊接於電路板上的媒介材料，如錫膏(SOLDER PASTE)、熱硬化膠(ADHESIVE)。 其他還有印刷機(jī)與迴焊爐：前著是在基板上印上錫膏，後者為經(jīng)高溫使錫膏溶化使零件與基板焊墊接合。 SMT之放置技術(shù):由於表面黏裝技術(shù)及新式零件封裝設(shè)計(jì)之快速發(fā)展，也連帶刺激自動(dòng)放置機(jī)的

4、不斷的革新。多數(shù)品牌的放置機(jī)，其對(duì)SMD自動(dòng)放置的基本理念均屬大同小異。其工作順序是： 由真空轉(zhuǎn)軸及吸頭所組成的取料頭先將零件拾起。 利用機(jī)械式夾抓或照像視覺(jué)系統(tǒng)做零件中心之校正。 旋轉(zhuǎn)零件方向或角度以便對(duì)準(zhǔn)電路板面的焊墊。 經(jīng)釋除真空吸力後，可使零件放置在板面的焊墊上。 SMT之優(yōu)點(diǎn) 能使封裝密度提高5070%。 可使用更高腳數(shù)之各種零件。 由於其零件腳及接線均甚短，故可提高傳輸速度。 組裝前無(wú)而任何準(zhǔn)備工作(指零件腳之成型)。 具有更多且快速之自動(dòng)化生產(chǎn)能力。 減少零件貯存空間。 節(jié)省製造廠房空間。 總成本降低。 錫膏的成份 焊錫粉末(POWDER) 一般常用為錫(63%)鉛(37%)合金

5、，其熔點(diǎn)為183。其粉末單位類(lèi)別區(qū)分如下 (1) mesh：其計(jì)算單位為錫粉末不規(guī)則狀時(shí)代用之，使用每英吋網(wǎng)目篩選。 (2) m：目前科技進(jìn)步已進(jìn)入圓球時(shí)代，以光學(xué)儀器檢測(cè)粒徑，採(cǎi)圓球直徑計(jì)算。 錫膏專(zhuān)用助焊劑(FLUX) 構(gòu) 成 成 份主 要 功 能揮發(fā)形成份溶劑粘度調(diào)節(jié)，固形成份的分散固形成份樹(shù)脂主成份，助焊催化功能分散劑防止分離，流動(dòng)特性活性劑表面氧化物的除去 熱風(fēng)迴焊溫度曲線圖(PROFILE) 目前廠內(nèi)所使用的為千住錫膏，一般情況中，下圖為千住錫膏推獎(jiǎng)之溫昇速度設(shè)定之依據(jù)，若有焊接不良的情況發(fā)生，請(qǐng)依實(shí)際情況變更調(diào)整，以改善迴焊品質(zhì)。 (1) 昇溫速度請(qǐng)?jiān)O(shè)定23/sec以下，其功用在

6、使溶劑的揮發(fā)與水氣的蒸發(fā)。 (2) 預(yù)熱區(qū)段，130140至160170的範(fàn)圍徐徐昇溫，其功用可使溶劑蒸發(fā)、FLUX軟化與FLUX活性化。 (3) 迴焊區(qū)段，最低200，最高230的範(fàn)圍加熱進(jìn)行。其目的為FLUX的活性作用，錫膏的溶融流動(dòng)。 (4) 冷卻區(qū)段，設(shè)定冷卻速度為45/秒。本區(qū)在於焊點(diǎn)接著與凝固。 調(diào)整溫度曲線可參考下表來(lái)加以修正條 件情 況 發(fā) 生對(duì) 應(yīng) 對(duì) 策1. 預(yù)熱區(qū)溫度及時(shí)間不足預(yù)熱區(qū)加溫不足時(shí)，F(xiàn)LUX成份中的活性化不足，於迴焊區(qū)時(shí)溫度分佈不均，易造成零件劣化及焊接不良。START昇溫速度23/SEC130160的範(fàn)圍中60120SEC中徐徐加溫2. 預(yù)熱區(qū)溫度及時(shí)間過(guò)剩

7、錫粉末過(guò)度氧化作用。易形成飛散錫珠，冷焊，錫珠，短路現(xiàn)象。3. 預(yù)熱區(qū)曲線平緩因各加溫爐裝置不同，各型基板的大小及所需的基板溫度不同，只要加熱溫度分佈均勻，預(yù)熱區(qū)曲線平緩或斜面並無(wú)太大影響。請(qǐng)多方實(shí)驗(yàn)後，根據(jù)最合適之溫昇使用。由預(yù)熱區(qū)至迴焊區(qū)時(shí)昇溫速度為34/SEC4. 預(yù)熱區(qū)曲線斜面5. 迴焊區(qū)溫度及時(shí)間不足由於加熱不足，易造成焊接不良、空焊、墓碑效應(yīng)、小錫珠產(chǎn)生及跨橋現(xiàn)象。迴焊區(qū)為液相線183以上2040SEC加熱。6. 迴焊區(qū)溫度及時(shí)間過(guò)剩加熱過(guò)度，F(xiàn)LUX炭化將時(shí)間計(jì)算，停留溫度在210230的範(fàn)圍中。7. 冷卻區(qū)溫度及時(shí)間速度太快基本上冷卻的速度快，焊接強(qiáng)度較佳。如冷卻的速度太快，於

8、凝固時(shí)的應(yīng)力，而造成強(qiáng)度降低。冷卻的速度為45/SEC8. 冷卻區(qū)溫度及時(shí)間速度太慢加熱過(guò)度，焊接點(diǎn)強(qiáng)度降低。4. 常見(jiàn)問(wèn)題原因與對(duì)策 錫膏印刷： 印刷不良的內(nèi)容與特性要因圖 印刷不良原因與對(duì)策不良狀況與原因?qū)Σ哂×坎蛔慊蛐螤畈涣?銅箔表面凹凸不平刮刀材質(zhì)太硬刮刀壓力太小刮刀角度太大印刷速度太快錫膏黏度太高錫膏顆粒太大或不均鋼版斷面形狀、粗細(xì)不佳提高PCB製程能力刮刀選軟一點(diǎn)印刷壓力加大刮刀角度變小，一般為6090度印刷速度放慢降低錫膏黏度選擇較小錫粉之錫膏蝕刻鋼版開(kāi)孔斷面中間會(huì)凸起，鐳射切割會(huì)得到較好的結(jié)果鐳射鋼版蝕刻鋼版鐳射鋼版蝕刻鋼版短路錫膏黏度太低工作環(huán)境溫度太高印膏太偏印膏太厚 增加

9、錫膏的黏度降低環(huán)境的溫度(降至27度以下)加強(qiáng)印膏的精準(zhǔn)度降低所印錫膏的厚度(降低鋼版與PCB之間隙，減低刮刀壓力及速度)膏量太多印膏太偏印膏太厚提升印刷之精準(zhǔn)度減少所印之錫膏厚度(降低鋼版與PCB之間隙，減低刮刀壓力及速度)黏著力不足環(huán)境溫度高、風(fēng)速大以及錫粉粒度太大錫膏黏度太高，下錫不良消除溶劑逸失的條件(如降低室溫，減少吹風(fēng)等)選用較小的錫粉之錫膏降低錫膏黏度坍塌、模糊錫膏金屬含量偏低錫膏黏度太底工作環(huán)境溫度太高印膏太厚增加錫膏中的金屬含量百分比增加錫膏黏度降低環(huán)境溫度減少印膏之厚度 表面裝著機(jī)： 不良問(wèn)題之分類(lèi)如下： 裝著前的問(wèn)題(零件吸取異常)(A) 無(wú)法吸件(B) 立件(C) 視覺(jué)

10、辨視異常(D) 半途零件掉落(E) 其他 裝著後的問(wèn)題(零件裝著異常)(A) 零件偏移(B) 反面裝著(C) 缺件(D) 零件破裂(E) 其他 問(wèn)題對(duì)策的重點(diǎn)(A) 不良現(xiàn)象發(fā)生多少次(B) 是否為特定零件(C) 是否為特定批？(D) 是否出現(xiàn)在特定機(jī)器(E) 發(fā)生期間是否固定 零件吸取異常的要因與對(duì)策 零件方面的原因：(A) 粘於紙帶底部(B) 紙帶孔角有毛邊(C) 零件本身毛邊勾住紙帶(D) 紙帶孔過(guò)大，零件翻轉(zhuǎn)(E) 紙帶孔太小，卡住零件 機(jī)器方面的原因：(A) 吸嘴不良、真空管路阻塞、真空閥是否異常(B) 吸料高度太高，即吸料時(shí)吸嘴與零件有間隙，也會(huì)造成立件。(C) 供料器不良、紙帶(

11、或塑膠帶)裝入是否不良上層透明帶剝離是否不良供料器PITCH是否正確料帶PITCH計(jì)算方法如下： PITCH定義為T(mén)APE式的零件包裝方式，其相鄰的兩顆零件間距。 公式為 導(dǎo)孔數(shù)*4mm 以下圖為例，兩零件間有3個(gè)導(dǎo)孔，其PITCH為 3孔*4mm=12mm 吸取率惡化時(shí)的處理流程圖 裝著位置偏斜或角度不正的要因?qū)Σ?零件吸嘴上運(yùn)送時(shí)發(fā)生偏移，其原因大致為真空吸力下降，吸嘴移動(dòng)時(shí)導(dǎo)致振動(dòng)，尤其遇上下圖的零件更常發(fā)生。 裝著瞬間發(fā)生偏位，裝著後XY TABLE甩動(dòng)還有基板移出過(guò)程的晃動(dòng)等，下圖為易發(fā)生裝著時(shí)位置偏位的零件。 零件破裂的原因 掌握源頭：是否發(fā)生於裝著或原零件就不良。 原零件不良 掌

12、握發(fā)生狀況：是否為特定的零件是否為固定批是否發(fā)生於固定機(jī)臺(tái)發(fā)生時(shí)間一定嗎 發(fā)生於裝置上的主因通常是Z方向受力太大，固需檢查吸料高度與零件厚度是否設(shè)定正確。 裝著後缺件的原因 掌握現(xiàn)象：如裝著時(shí)帶走零件；裝著後XY-TABLE甩動(dòng)致零件掉落；零件與錫膏量愈小則愈易發(fā)生。 機(jī)器上的問(wèn)題：如吸嘴端髒了；吸嘴上下動(dòng)作不良；真空閥切換不良；裝著時(shí)的高度水平不準(zhǔn)，基板固定不良；裝著位置太偏。 其它原因：零件面附有異物被吸嘴吸入或零件在製造時(shí)零件下面附有油或脫離劑，導(dǎo)致無(wú)法附著於錫膏上。另一方面基板板彎太大，裝著時(shí)會(huì)振動(dòng)或錫膏粘著力不足時(shí)也會(huì)發(fā)生缺件情況。 熱風(fēng)迴焊爐(REFLOW) 不良原因與對(duì)策不 良

13、狀 況 與 原 因?qū)?策橋接、短路：錫膏印刷後坍塌鋼版及PCB印刷間距過(guò)大置件壓力過(guò)大，LEAD擠壓PASTE錫膏無(wú)法承受零件的重量升溫過(guò)快SOLDER PASTE與SOLDER MASK潮濕PASTE收縮性不佳降溫太快提高錫膏黏度調(diào)整印刷參數(shù)調(diào)整裝著機(jī)置件高度提膏錫膏黏度降低升溫速度與輸送帶速度SOLDER MASK材質(zhì)應(yīng)再更改PASTE再做修改降低升溫速度與輸送帶速度零件移位或偏斜：錫膏印不準(zhǔn)、厚度不均零件放置不準(zhǔn)焊墊太大，常發(fā)生於被動(dòng)零件，熔焊時(shí)造成歪斜改進(jìn)錫膏印刷的精準(zhǔn)度改進(jìn)零件放置的精準(zhǔn)度修改焊墊大小空焊：PASTE透錫性不佳鋼版開(kāi)孔不佳刮刀有缺口焊墊不當(dāng)，錫膏印量不足刮刀壓力太大。

14、元件腳平整度不佳升溫太快焊墊與元件過(guò)髒FLUX量過(guò)多，錫量少溫度不均PASTE量不均PCB水份逸出PASTE透錫性、滾動(dòng)性再提高鋼版開(kāi)設(shè)再精確刮刀定期檢視PCB焊墊重新設(shè)計(jì)調(diào)整刮刀壓力元件使用前作檢視降低升溫速度與輸送帶速度PCB及元件使用前清洗或檢視其清潔度FLUX比例做調(diào)整要求均溫調(diào)整刮刀壓力PCB確實(shí)烘烤冷焊：輸送帶速度太快，加熱時(shí)間不足加熱期間，形成散發(fā)出氣，造成表面龜裂錫粉氧化，造成斷裂錫膏含不純物，導(dǎo)致斷裂受到震動(dòng)，內(nèi)部鍵結(jié)被破壞，造成斷裂降低輸送帶速度PCB作業(yè)前必須烘烤錫粉須在真空下製造降低不純物含量移動(dòng)時(shí)輕放沾錫不良：PASTE透錫性不佳鋼版開(kāi)孔不佳刮刀壓力太大焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng)元

15、件腳平整度不佳升溫太快焊墊與元件髒污FLUX量過(guò)多，錫量少溫度不均，使得熱浮力不夠刮刀施力不均板面氧化FLUX起化學(xué)作用PASTE內(nèi)聚力不佳PASTE透錫性、滾動(dòng)性再要求鋼版開(kāi)設(shè)再精確調(diào)整刮刀壓力PCB重新設(shè)計(jì)元件使用前應(yīng)檢視降低升溫速度與輸送帶速度PCB及元件使用前要求其清潔度FLUX和錫量比例再調(diào)整爐子之檢測(cè)及設(shè)計(jì)再修定調(diào)整刮刀壓力PCB製程及清洗再要求修改FLUX SYSTEM修改FLUX SYSTEM不熔錫：輸送帶速度太快吸熱不完全溫度不均降低輸送帶速度延長(zhǎng)REFLOW時(shí)間檢視爐子並修正錫球：預(yù)熱不足，升溫過(guò)快錫膏回溫不完全錫膏吸濕產(chǎn)生噴濺PCB中水份過(guò)多加過(guò)量稀釋劑FLUX比例過(guò)多粒

16、子太細(xì)、不均錫粉己氧化SOLDER MASK含水份降低升溫速度與輸送帶速度選擇免冷藏之錫膏或回溫完全錫膏儲(chǔ)存環(huán)境作調(diào)適PCB於作業(yè)前須作烘烤避免添加稀釋劑FLUX及POWDER比例做調(diào)整錫粉均勻性須協(xié)調(diào)錫粉製程須再?lài)?yán)格要求真空處理PCB烘考須完全去除水份焊點(diǎn)不亮：升溫過(guò)快，F(xiàn)LUX氧化通風(fēng)設(shè)備不佳迴焊時(shí)間過(guò)久，錫粉氧化時(shí)間增長(zhǎng)FLUX比例過(guò)低FLUX活化劑比例不當(dāng)或TYPE不合適，無(wú)法清除不潔物焊墊太髒降低升溫速度與輸送帶速度避免通風(fēng)口與焊點(diǎn)直接接觸調(diào)整溫度及速度調(diào)整FLUX比例重新選擇活化劑或重新選擇FLUX TYPEPCB須清洗 墓碑效應(yīng) 定義：板面上為數(shù)可觀的各種無(wú)接腳，小型片狀零件如片

17、狀電阻、電容等，當(dāng)過(guò)Reflow時(shí)，主要是因?yàn)閮啥撕更c(diǎn)未能達(dá)到同時(shí)均勻的融，而導(dǎo)致力量不均衡，其中沾錫力量較大的一端，會(huì)將其體重很輕的零件拉偏、拉斜，甚至像吊橋一樣拉起，為三度空間的直立或斜立狀態(tài)稱(chēng)之。分類(lèi)：1. 自行歸正：當(dāng)零件裝著時(shí)發(fā)生歪斜，但由於過(guò)Reflow時(shí)兩焊點(diǎn)同時(shí)熔融，其兩邊所出現(xiàn)的均勻沾錫力量，又會(huì)將零件拉回到正確的位置。2. 拉得更斜：當(dāng)兩焊點(diǎn)未能同時(shí)熔融，或沾錫力量相差很遠(yuǎn)時(shí)，則其中某一焊墊上的沾錫力量會(huì)將零件拉得更斜?；蛞蛟摵笁|沾錫力量更大時(shí)，不但拉正而且完全拉向自己，以致形成單邊焊接之情形如圖所示。3. 墓碑效應(yīng)：這種立體異常的現(xiàn)像，多出現(xiàn)在兩端有金屬封頭的被動(dòng)小零件上

18、，尤其是當(dāng)重量輕而兩端沾錫力量又相差很大的情況下，所發(fā)生三度空間的焊接異常。5. SMT外觀檢驗(yàn)?zāi)恳暀z驗(yàn)是各種生產(chǎn)線上最常見(jiàn)的檢查方法，因其投資不大，故廣受歡迎。受過(guò)訓(xùn)練的作業(yè)員只要利用簡(jiǎn)單的光學(xué)放大設(shè)備，即可對(duì)複雜的板子進(jìn)行檢查。但目檢很難對(duì)各種情形定出一種既簡(jiǎn)單又正確的判斷準(zhǔn)則。另一個(gè)目檢缺失是其變異性太大，幾乎完全是在主觀意識(shí)下去解釋規(guī)範(fàn)所言，不同人判斷所產(chǎn)生的結(jié)果將完全不同，即使同一人在不同板子上由於光線、疲倦，及趕貨的緊張壓力，客觀條件不同時(shí)，也可能做出不同的判斷標(biāo)準(zhǔn)。下圖為一般焊點(diǎn)之判斷情形6. 注意事項(xiàng): 錫膏的保存最好以密封形態(tài)存放在恒溫、恒濕的冰箱內(nèi)，保存溫度為010，如溫度太高，錫膏中的合金粉末和助焊劑化學(xué)反應(yīng)後，使粘度上升而影響其印刷性，如溫度過(guò)低，焊劑中的松香成份會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，使得錫膏惡化。 錫膏從冰箱中取出時(shí)，應(yīng)在其密封狀態(tài)下，回到室溫後再開(kāi)封，如果一取出就開(kāi)封，存在的溫差使錫膏結(jié)露出水份，這種狀態(tài)的錫膏迴焊時(shí)易產(chǎn)生錫珠，但也不可用加熱的方法使其回到室溫，這也會(huì)使得錫膏品質(zhì)的劣化。 錫膏使用前先用攪拌刀或電動(dòng)攪拌機(jī)攪拌均勻才可使用