SMT(Surface Mount Technology)

1、1 SMT(Surface Mount Technology) 製程準(zhǔn)則製程準(zhǔn)則 表面裝著技術(shù)表面裝著技術(shù) 2 綱要 SMT簡介 錫膏印刷(Solder Print)製程 零件裝著(Mount)製程 回焊(Reflow)製程 SMT製程問題分析與對策 註：本教育僅用於SEKSUN內(nèi)部教育訓(xùn)練用 3 什麼是SMT? SMT簡介 4 SMT作業(yè)略圖 錫膏印刷錫膏印刷 零件裝著零件裝著 產(chǎn)品回焊產(chǎn)品回焊 SMT簡介 5 SMT技術(shù)應(yīng)用 SMT簡介 6 與傳統(tǒng)製程相比SMT的特點(diǎn) Surface mount Through-hole SMT簡介 7 SMT組裝類別 SMT簡介 8 SMT組裝類別 SM

2、T簡介 9 SMT組裝類別 SMT簡介 10 SMT組裝類別 SMT簡介 單面、雙面、組裝、 混裝、女裝、男裝、 童裝?.X#%$ 11 SMT主要設(shè)備 SMT簡介 12 印刷製程Screen Printer Solder paste Squeegee Stencil PCB 印刷作業(yè)示意圖 Screen Printer 13 印刷作業(yè)原理 把錫膏或是導(dǎo)電膠以刮刀緩慢的壓擠過鋼版上的小把錫膏或是導(dǎo)電膠以刮刀緩慢的壓擠過鋼版上的小 開孔再使其附著到開孔再使其附著到PCB的焊墊上的焊墊上(如下圖如下圖)。 其影響印刷製程的因子如下其影響印刷製程的因子如下 錫膏錫膏( (導(dǎo)電膠導(dǎo)電膠) ) 鋼板鋼板

3、 刮刀刮刀 印刷機(jī)印刷機(jī)( (印刷參數(shù)印刷參數(shù)) ) 印刷製程Screen Printer 14 錫膏(Solder) 一般錫膏的成份一般錫膏的成份 Rosin Organic AcidSolvent 錫粉 助焊劑 增黏劑 活化劑溶劑 2000倍3700倍 混合攪拌 印刷製程Screen Printer 15 錫膏(Solder) 用以清除待焊金屬表面上的用以清除待焊金屬表面上的 氧化物氧化物 一般錫膏成份與作用一般錫膏成份與作用 印刷製程Screen Printer 16 錫膏(Solder) IPC規(guī)範(fàn)錫粉粒徑分佈規(guī)範(fàn)錫粉粒徑分佈 Grade % of sample by weight-N

4、ominal Size Less than 1% Larger than 90% minimum between 10% maximum less than Type275 microns7545 microns20 microns Type345 microns4525 microns20 microns Type438 microns3820 microns20 microns Type530 microns2515 microns15 microns Type625 microns2010 microns10 microns 印刷製程Screen Printer 17 錫膏(Solder

5、) 常用無鉛合金組成常用無鉛合金組成 印刷製程Screen Printer 無鉛焊錫化學(xué)成份無鉛焊錫化學(xué)成份 48Sn/52In 42Sn/58Bi 91Sn/9Zn 93.5Sn/3Sb/2Bi/1.5Cu 95.5Sn/3.5Ag/1Zn 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu 99.3Sn/0.7Cu 95Sn/5Sb 65Sn/25Ag/10Sb 96.5Sn/3.0Cu/0.5Ag 熔點(diǎn)範(fàn)圍熔點(diǎn)範(fàn)圍 118 C 共熔共熔 138 C 共熔共熔 199 C 共熔共熔 218 C 共熔共熔 218221 C 209 212 C 227 C 232240 C 233 C 218

6、C 共熔共熔 說說 明明 低熔點(diǎn)、昂貴、強(qiáng)度低低熔點(diǎn)、昂貴、強(qiáng)度低 已製定、強(qiáng)度低已製定、強(qiáng)度低 渣多、潛在腐蝕性渣多、潛在腐蝕性 高強(qiáng)度、很好的溫度疲勞特性高強(qiáng)度、很好的溫度疲勞特性 高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性 高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性高強(qiáng)度、好的溫度疲勞特性 高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)高強(qiáng)度、高熔點(diǎn) 好的剪切強(qiáng)度和溫度疲勞特性好的剪切強(qiáng)度和溫度疲勞特性 摩托羅拉專利、高強(qiáng)度摩托羅拉專利、高強(qiáng)度 高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)高強(qiáng)度、高熔點(diǎn) 97Sn/2Cu/0.8Sb/0.2Ag 226228 C 高熔點(diǎn)高熔點(diǎn) 18 鋼板(Stencil) 鋼板製作技術(shù)比較鋼板製作技術(shù)比較 印刷製程Screen

7、 Printer 19 鋼板(Stencil) 各類鋼板製作技術(shù)的切面各類鋼板製作技術(shù)的切面 蝕刻板蝕刻板電鑄板電鑄板 印刷製程Screen Printer 雷射切割雷射切割 製作鋼板使用之材質(zhì)製作鋼板使用之材質(zhì) Stainless(SUS301、SUS302.) Alloy 42(合金)Nickel(鎳) 20 鋼板(Stencil) 鋼板厚度選擇與開孔設(shè)計鋼板厚度選擇與開孔設(shè)計 印刷製程Screen Printer A.三球定律三球定律 : 依使用錫粉最大粒徑計算依使用錫粉最大粒徑計算 21 鋼板(Stencil) 鋼板厚度選擇與開孔設(shè)計鋼板厚度選擇與開孔設(shè)計 印刷製程Screen Pri

8、nter B.開孔最小寬度與鋼板厚度比開孔最小寬度與鋼板厚度比 Width Stencil Thickness 1.5 22 鋼板(Stencil) 鋼板厚度選擇與開孔設(shè)計鋼板厚度選擇與開孔設(shè)計 印刷製程Screen Printer C.開孔面積與切割面積比開孔面積與切割面積比 a x b 2 x d x (a + b) 0.66 23 鋼板(Stencil) 一般開孔比例原則一般開孔比例原則 (Lead Free) 印刷製程Screen Printer Stencil Opening Pad = 1 Pad Stencil Opening 24 鋼板(Stencil) 一般開孔形狀原則一般開

9、孔形狀原則 印刷製程Screen Printer Paste Particle 2 x F Adhesive Power 1 x F Adhesive Power 角型的開孔方式角型的開孔方式 較弧型開孔方式較弧型開孔方式 下錫性差，易殘下錫性差，易殘 錫錫 需要更頻繁的鋼需要更頻繁的鋼 板板 清潔次數(shù)。清潔次數(shù)。 25 刮刀(Squeegee) 印刷製程Screen Printer Polyurethane(聚氨脂聚氨脂) Thermoplastic(熱塑性塑膠熱塑性塑膠) Stainless(不銹鋼不銹鋼) 刮刀材質(zhì)種類刮刀材質(zhì)種類 26 刮刀(Squeegee) 印刷製程Screen P

10、rinter Polyurethane(聚氨脂聚氨脂) Thermoplastic(熱塑性塑膠熱塑性塑膠) 硬度與外形選擇硬度與外形選擇 Durometer HDP=50180 Diamond(正方形正方形) Rectangle(長方形長方形) single edge(單刀單刀) 27 刮刀(Squeegee) 印刷製程Screen Printer 鋼刮刀外層塗佈處理種類鋼刮刀外層塗佈處理種類 Nickel/Teflon coat(鎳鎳/鐵氟龍塗層鐵氟龍塗層) Nickel coat (鎳塗層鎳塗層) Nickel Titanium Nitride coat (鎳鈦氮化物塗層鎳鈦氮化物塗層)

11、Electroformed(電鑄處理電鑄處理) 理想刮刀所需的要求理想刮刀所需的要求 Apply Lower pressure (作業(yè)低壓力作業(yè)低壓力) Left lower amount of residue solder paste (少錫膏殘留少錫膏殘留) 28 印刷參數(shù)(Parameter) 印刷製程Screen Printer 各項(xiàng)影響印刷作業(yè)較大的參數(shù)各項(xiàng)影響印刷作業(yè)較大的參數(shù) 印刷壓力、速度印刷壓力、速度 鋼板與基板之間隙鋼板與基板之間隙 脫模距離與速度脫模距離與速度 鋼板清潔擦拭頻率與使用之溶劑鋼板清潔擦拭頻率與使用之溶劑 其它印刷設(shè)備要求其它印刷設(shè)備要求 印刷精準(zhǔn)度、穩(wěn)定性印

12、刷精準(zhǔn)度、穩(wěn)定性 設(shè)備溫濕度控制設(shè)備溫濕度控制 產(chǎn)品支撐與固定產(chǎn)品支撐與固定(真空、支撐真空、支撐Pin、上下、上下/側(cè)夾側(cè)夾) 29 印刷作業(yè)特性要因 印刷製程Screen Printer 高效高品質(zhì)高效高品質(zhì) 印刷作業(yè)印刷作業(yè) 基板基板鋼板鋼板錫膏錫膏設(shè)備設(shè)備 Pads 長度 寬度 厚度 形狀 表面處理 防焊層 尺寸 厚度 精度 相對位置 外形尺寸 平面度 材質(zhì) 基材 Pads 防焊層 開孔 長度 寬度 鋼板厚度 形狀 精度 開孔尺寸 相對位置 鋼板厚度 製作、材質(zhì) 方法 材質(zhì) 表面處理 板框 張力 錫粉 形狀 粒徑 合金成份 助焊劑 松脂 溶劑 活性劑 搖變劑 含量 流動特性 錫粉粒徑

13、焊劑含量 焊劑組成 環(huán)境溫度 時間變化 保存方式 參數(shù) 印刷壓力 印刷速度 間隙 脫模距離 脫模速度 攃拭條件 刮刀種類 基板支撐 支撐Pin/塊 真空/clamp 環(huán)境 溫/濕度 精度 夾具平面度 支撐平面度 刮刀平面度 30 裝著設(shè)備類型 裝著製程Mounter Panasonic CM402 JUKI FX-1 Sumsung SM320 高速機(jī)、泛用機(jī)、 中速機(jī) 都不訴 肯德基! 31 裝著設(shè)備類型 裝著製程Mounter 依裝著元件應(yīng)用分類 Transformer Connector HIC CSP SVP BGA-T BGA-P MTCP QFP ALC 2012 3216 Tra

14、nsistor SOP 1608 Diode 1005 0603 0402 0201 速度 元件尺寸 大 小 快慢 高速機(jī)高速機(jī)泛用機(jī)泛用機(jī) 泛泛 用用 機(jī)機(jī) 高高 速速 機(jī)機(jī) 中中 速速 機(jī)機(jī) 中速機(jī)中速機(jī) 32 裝著設(shè)備類型一 裝著製程Mounter 依裝著作業(yè)型態(tài)分類 33 裝著設(shè)備類型一 裝著製程Mounter 34 裝著設(shè)備類型二 裝著製程Mounter 35 裝著設(shè)備類型二 裝著製程Mounter 36 裝著作業(yè)程序 裝著製程Mounter 作業(yè)程式 錫膏印刷基板 元件上料 元件裝著完成 裝著作業(yè) 高效率、高精度、低拋料、低震 動、高生產(chǎn)力、作業(yè)穩(wěn)定、操作 簡易、智能化、自動校正、

15、自動 補(bǔ)償、自動檢查AI? 37 裝著元件(SMC、SMD)簡介 裝著製程Mounter 電阻(Resister) 圓形電阻 (Cylindrical Resister) 電容(Capacitor) 圓形電容 (Cylindrical Capacitor) 電感(Inductor) SMC(Surface Mount Chip)-泛指被動元件 (無源元件)如電組、電容等. SMD(Surface Mount Device)-泛指主動元 件(有源元件)如PLCC、BGA等 SMC中最小的元件01005 38 裝著元件(SMC、SMD)簡介 裝著製程Mounter SOT(Small Outlin

16、e Transistor) 小形電晶體 SOP(Small Outline Package) 小尺寸封裝 (TSOP、SSOP、MSOP、QSOP、HSOP、SOIC) SOJ(Small Outline J-leaded package) 小尺寸J形引腳封裝 選用各類元件考驗(yàn) 著您對PCB Layout 的設(shè)計與成本喔！ 39 裝著元件(SMC、SMD)簡介 裝著製程Mounter QFP(Quad Flat Package) 四方平面式封裝 QFJ(Quad Flat J-leaded package) 四方平面J形引腳式封裝 當(dāng)外部端子數(shù)目再增加時，QFP的裝 配不良率便會大幅提高。因而

17、為了配 合電子產(chǎn)品輸出入接腳越來越多的要 求，QFP這種僅利用載板週邊接腳的 封裝方式，逐漸被BGA這種利用載板 底面長有矩陣式銲錫球的封裝方式所 取代。因此，QFP僅適用於200腳數(shù) 以下的封裝，超過300隻腳以上的IC 封裝，將朝BGA發(fā)展。 40 裝著元件(SMC、SMD)簡介 裝著製程Mounter BGA() 面矩陣式晶片封裝 CSP(Chip Scale Package) 晶片級封裝 CSP 與BGA有何不同呢？ 以各種方式封裝後的IC，若封裝 體邊長較內(nèi)含晶片邊長大20%以 內(nèi)，或封裝體的面積是內(nèi)含晶片 面積的1.5倍以內(nèi)，都可稱之為 CSP封裝。 41 裝著元件(SMC、SMD

18、)簡介 裝著製程Mounter PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier ) 塑膠晶粒承載封裝 CLCC(Ceramic Leaded Chip Carrier ) 陶瓷晶粒承載封裝 42 裝著元件(SMC、SMD)簡介 裝著製程Mounter HIC(Hybrid Integrated Circuit) 混合式積體電路 係指以薄膜或厚膜半導(dǎo)體技 術(shù)為主體之被動元件，以及 各種主動元件等組合而成之 超小型電路構(gòu)造。大致上可 分成薄膜IC及厚膜IC。除了 電容器、線圈或晶體外，亦 可將電功率元件、微波元件 等特殊半導(dǎo)體，或高精密元 件加以組裝。與半導(dǎo)體IC相 比較，對電路

19、構(gòu)成有較大自 由度，很適合於製作高精密 電路，高功率電路以及微波 電路等IC。 43 裝著元件(SMC、SMD)簡介 裝著製程Mounter Connector 連結(jié)器 Oscillator 振盪器 SWA Filter 濾波器 Potentiometers 電位計 還有很多元件 族繁不及備載， 有興趣者請自行 上網(wǎng)查詢喔。 44 元件尺寸換算 裝著製程Mounter 45 裝著作業(yè)特性要因 裝著製程Mounter 目前裝著貼片設(shè)備的發(fā)展已趨完善，高速機(jī)與泛用機(jī)的界限也 日趨模糊，現(xiàn)暫且不論設(shè)備先天的條件 (精度、速度)就幾項(xiàng) 可能影響裝著的特性提列於下： 1.基板：辨識點(diǎn) 厚度 平面度 顏色

20、對比 2.元件包裝： 精度 型式 材質(zhì) 3.元件：尺寸 外型 表面 4.設(shè)備： 吸取高度 置件深度 供料方式 料站排列 裝著順序 辨識亮度 辨識方式 基板固定方式 吸嘴保養(yǎng) 供料器校正 46 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 波峰焊類型波峰焊類型 目前業(yè)界對目前業(yè)界對SMT的焊接方式，大約是以波峰焊與迴流焊為主軸的焊接方式，大約是以波峰焊與迴流焊為主軸 故就這兩種方式進(jìn)行介紹：故就這兩種方式進(jìn)行介紹： 環(huán)狀輸送型：這種形式的設(shè)備常用于焊接通孔插裝模式 的消費(fèi)性產(chǎn)品的單面印製電路板組件。 47 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 直線式：適用于通孔插裝及表面安裝的各種類型的印製電路板 組件的生

21、產(chǎn)，這種作業(yè)模式可與插件線連成一體。 48 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 波峰焊的主要作業(yè)程序： 1.塗佈焊劑2.預(yù)熱 助焊劑 旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮空氣 發(fā)泡法 波峰法 噴射法 熱風(fēng)對流 石英燈(紅外線幅射加熱) 熱板/棒加熱 49 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 波峰焊的主要作業(yè)程序： 3.波峰焊錫4.冷卻 湍流波 噴射空心波 超音波 層流波 50 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 迴流焊迴流焊 又被稱為“迴流焊”或“重熔群焊”，它是適應(yīng)SMT而研製的一種 新型的焊接方法，它適用於焊接全表面安裝組件。 51 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 迴流焊由於採用不同的熱源，迴焊爐有熱板式、

22、熱風(fēng)式、 紅外線式、紅外線熱風(fēng)式、氣相式、鐳射式等。不同的加熱模式 ，其工作原理是不同的。 種類種類 熱風(fēng)對流/紅外線迴焊 加熱方法:採用紅外輻射及熱風(fēng)對流的複合加熱模式。 優(yōu)點(diǎn)可彌補(bǔ)下列問題 1色彩靈敏度基板組成材料和元件的包封材料對紅外線的吸收比例 不同。 2陰影效應(yīng)輻射被遮擋而引起的升溫不勻。 52 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 優(yōu)點(diǎn)預(yù)熱和焊接可在同一爐膛內(nèi)完成，無污染，適合于單一品種的大 批量生產(chǎn)。 缺點(diǎn)循環(huán)空氣會使錫膏外表形成氧化層，使內(nèi)部溶劑不易揮發(fā)，迴焊 期間會引起錫爆而產(chǎn)生微小錫珠。 53 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 熱板迴焊 加熱方法: SMA與熱板直接接觸傳導(dǎo)

23、熱量。 與紅外線迴焊不同的是加熱熱源是熱板。 迴焊原理與熱風(fēng)對流/紅外線迴焊相同。 適用性小型單面安裝的基板，通常應(yīng)用于厚膜電路的生產(chǎn)。 54 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 氣相迴焊(VPS,Vapor Phase Soldering) 加熱方法 透過加熱一種氟碳化合物液體(俗稱“氟油”)，使之達(dá)到沸騰(約 215)而蒸發(fā)，用高溫蒸氣來加熱SMA。 優(yōu)點(diǎn)是迴焊溫度控制方便，峰值溫度(Peak Temp)穩(wěn)定(等于工作液的 沸點(diǎn))，因此更換產(chǎn)品調(diào)機(jī)時間短(唯一需要調(diào)節(jié)的是傳送速度)，更適 合于小批量多品種的生產(chǎn)。 缺點(diǎn)不能對錫膏進(jìn)行預(yù)熱，因此迴焊時元件與板面溫差大，容易發(fā)生 空焊。而且工作

24、液(氟碳化合物)成本高，在製程中容易損失，而且污 染環(huán)境。 55 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 鐳射焊：對其它迴焊模式的補(bǔ)充而不是替代，它主要應(yīng)用在一些特 定的場合。 加熱方法 鐳射焊是一種新型的焊接技術(shù)，它是利用鐳射光束直接照射焊接部 位而產(chǎn)生熱量使錫膏熔化, 而形成良好的焊點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn) 可焊接一些對其他種類焊接中易受熱損傷或易開裂的元器件。 可以在元件密集的電路上除去某些電路線條和增添某些元件，而無 須對整個電路板加熱。 焊接時整個電路板不承受熱應(yīng)力，因此不會使電路板翹曲。 焊接時間短，不會形成較濃的金屬氧化物層，所以焊點(diǎn)質(zhì)量可靠。 56 焊接方式介紹 迴焊製程Reflow 缺點(diǎn) 鐳射

25、光束寬度調(diào)節(jié)不當(dāng)時，會損壞相鄰元件。 雖然鐳射焊的每個焊點(diǎn)的焊接時間僅300ms，但它是逐點(diǎn)依次焊 接，而不是整體一次完成，所以效率差，且設(shè)備昂貴，因此生產(chǎn)成本 較高，阻礙了它的廣泛應(yīng)用。 57 熱風(fēng)迴焊的作業(yè)原理 迴焊製程Reflow 下圖為10區(qū)的熱風(fēng)式迴焊爐內(nèi)部，分別有8個加熱區(qū)16個加熱器(Heater) 兩個冷卻區(qū)(Cooling)，現(xiàn)將產(chǎn)品迴焊製程中所需經(jīng)過的四個工作階段概 分如下： 預(yù)熱區(qū)恆溫區(qū)迴焊區(qū)冷卻區(qū) 較多的加熱區(qū)段比較 好調(diào)整適用的溫度曲 線喔 58 熱風(fēng)迴焊的作業(yè)原理 迴焊製程Reflow 迴焊時，SMA隨著輸送帶均速地進(jìn)入隧道式爐膛，焊接對象在爐膛內(nèi)依次經(jīng) 過四個區(qū)域

26、： (Preheat) 59 熱風(fēng)迴焊的作業(yè)原理 迴焊製程Reflow 補(bǔ)償PCB上所有的零件溫度達(dá)到均溫，避免到迴焊區(qū)時 對零件的熱衝擊，此時FLUX開始變軟像液體一樣, Activator(活 性劑) 開始清除金屬氧化層，具有防 止二次氧化及熱保護(hù)的功能。恆溫區(qū)時間大約60120秒，不過 仍需取決於PCB面積的大小及零件之多寡與錫膏的特性。 恆溫(Soak) 60 熱風(fēng)迴焊的作業(yè)原理 迴焊製程Reflow (Reflow) 61 熱風(fēng)迴焊的作業(yè)原理 迴焊製程Reflow 披薩出爐囉! 咦 忘了放配料了 X!& 62 迴焊中氮?dú)獾淖饔?迴焊製程Reflow 在產(chǎn)品迴焊的過程中，元件錫膏基板均

27、在同樣的環(huán)境下 經(jīng)由爐內(nèi)的熱能來進(jìn)行焊接，而長時間的熱作用，相對於元 件引腳、錫粉、Pad與爐內(nèi)的氧而言亦是容易產(chǎn)生表面金屬 氧化物的催化劑，進(jìn)而降低錫膏中活性劑與助焊劑的作用， 且錫粉因表面氧化而無法熔化或張力不足，以至於產(chǎn)生焊接 不良、錫球等製程問題。 而氮?dú)獾淖饔脛t在於降低迴焊爐內(nèi)的含氧量，從而減少金屬 表面氧化物的生成，且熔錫後的表面張力加強(qiáng)，可改善迴焊 的良率。包含較少的錫球形成、更好的爬錫、更少的空焊與 短路。 63 影響迴焊製程的要因 迴焊製程Reflow 烤不熟? 烤太久? 那A安呢 64 影響迴焊製程的要因 迴焊製程Reflow 65 SMT製程問題分析與對策 問題與成因?qū)Σ?/p>

28、 橋架BRIDGING 坍塌SLUMPING 錫粉量少、黏度低、 粒徑大、溫度高、印 錫太多、置件壓力太 大等。(通常當(dāng)兩Pad 之間有少許錫膏搭連， 于高溫熔焊時常會被 各墊上的主錫體所拉 回去，一旦無法拉回， 將造成短路或錫球， 對細(xì)密間距都很危險)。 提升錫膏中金屬成份比例 增加錫膏的黏度 減小錫粉的粒度 降低所印錫的厚度 提升印刷的精準(zhǔn)度 調(diào)整印刷的各種作業(yè)參數(shù) 改善鋼板開孔間隙 減輕零件裝著所施加的壓力 調(diào)整預(yù)熱及熔焊的溫度曲線 檢查基板是否固定 問題、分析、對策 66 SMT製程問題分析與對策 問題與成因?qū)Σ?問題、分析、對策 錫量太多Excessive Paste 原因與“橋架”

29、相似. 降低所印錫的厚度 提升印刷的精準(zhǔn)度 調(diào)整錫膏印刷的參數(shù) 錫量過少Insufficient Paste 鋼板開孔設(shè)計、鋼板間 隙、錫膏太黏/太乾、刮 刀選用等。 調(diào)整錫膏印刷參數(shù) 增加錫膏黏性或更換 修正鋼板開孔尺寸/形式 67 SMT製程問題分析與對策 問題與成因?qū)Σ?問題、分析、對策 錫球(珠)Solder Ball 迴焊中氧化、錫膏活性 不足、錫膏印刷坍塌 調(diào)整迴焊的溫度 降低迴焊含氧量 提高錫膏的活性 調(diào)整印刷參數(shù) 調(diào)整置件深度 迴焊時產(chǎn)生的錫球，常常藏於片狀元件側(cè)面或細(xì)距引腳之間。 在元件裝著過程中，錫膏被置於片狀元件的引腳與Pad之間，隨著 SMA穿過迴焊爐，錫膏熔化變成液體

30、，如果與Pad和元件引腳等 吃錫不良，液態(tài)焊錫會因收縮而使焊點(diǎn)填充量不足，所有焊錫不能 聚集成一個焊點(diǎn)。部分液態(tài)焊錫會從焊點(diǎn)溢出，形成錫球。因此， 焊錫與Pad和元件引腳吃錫性差是導(dǎo)致錫球形成的根本原因。 分析 68 SMT製程問題分析與對策 問題、分析、對策 解決方法 1 迴焊溫度曲線設(shè)定不當(dāng)。錫膏的迴焊是溫度與時間的函數(shù)，如果未到 達(dá)足夠的溫度或時間，錫膏就不會熔錫焊接。預(yù)熱區(qū)溫度上升速度過 快、達(dá)到Peak溫度的時間過短，使錫膏內(nèi)部的水分、溶劑未完全揮發(fā) 出來，在到達(dá)迴焊溫區(qū)時，引起水分、溶劑沸騰，濺出焊錫球(錫爆)。 實(shí)驗(yàn)證明，將預(yù)熱區(qū)溫度的上升速度控制在13C/sec是較理想的。 2

31、 如果總在同一位置上出現(xiàn)焊球，就有必要檢查金層設(shè)計架構(gòu)。鋼板 開口尺寸設(shè)計較實(shí)際Pad偏大，以及表面材質(zhì)較軟(如軟板)，將造成 印刷錫膏的外形輪廓模糊，互相橋架，這種情況多出現(xiàn)下對細(xì)間距元 件的印刷時，迴焊后必然造成引腳間大量錫珠的產(chǎn)生。因此，應(yīng)針對 Pad圖形的不同形狀和間距，選擇適宜的鋼板材料及鋼板製作工藝來 保證錫膏印刷品質(zhì)。 69 SMT製程問題分析與對策 問題、分析、對策 解決方法 3 如果在貼片至迴焊的時間過長，則因錫膏中錫粉粒子表面的氧化，焊劑 變質(zhì)、活性降低，會導(dǎo)致錫膏不熔，焊球則會產(chǎn)生?？蛇x用工作壽命 長一些的錫膏(至少4小時)，則會減輕這種影響。 4 另外，錫膏印刷失敗的基

32、板清洗不充分，使錫膏殘留于基板表面及導(dǎo) 通孔。迴焊之前，被置放的元件重新對準(zhǔn)、裝著，使印刷之焊膏變 形。這些也是造成焊球的原因。因此應(yīng)加強(qiáng)操作者和工程人員在生產(chǎn) 過程的責(zé)任心，嚴(yán)格遵照工程要求和操作規(guī)範(fàn)進(jìn)行生產(chǎn)，加強(qiáng)生產(chǎn)中 的品質(zhì)管制。 70 SMT製程問題分析與對策 問題與成因?qū)Σ?問題、分析、對策 立碑Manhattan effect 迴焊預(yù)熱不足、錫膏印刷偏 移/不均/錫少、裝著置件偏 移、元件/Pad氧化髒污 Pad間距過大 調(diào)整恆溫區(qū)時間 調(diào)整印刷精度 調(diào)整置件精度 解決元件/Pad不吃 錫問題 改善鋼板模孔形狀 矩形片式元件的一端焊接在Pad上，而另一端則翹立，這種現(xiàn) 象就稱為曼哈

33、頓現(xiàn)象。引起該種現(xiàn)象主要原因是元件兩端受熱 不均勻，錫膏熔化有先后所致。 分析 71 SMT製程問題分析與對策 問題、分析、對策 解決方法 1 不良的元件排列方向設(shè)計。我們設(shè)想在 迴焊爐中有一條橫跨爐子寬度的迴焊區(qū) 線，一旦錫膏透過它就會立即熔化。片 式矩形元件的一個端頭先透過迴焊區(qū)線， 錫膏先熔化，完全焊接元件的金屬表面， 且具有液態(tài)表面張力；而另一端未達(dá)到 液相溫度，錫膏未熔化，只有Flux的黏 接力，該力遠(yuǎn)小於已熔焊錫的表面張力， 因而，使未熔化端的元件端頭向上直立。 因此，保持元件兩端同時進(jìn)入迴焊區(qū)線， 使兩端Pad上的錫膏同時熔化，形成均衡 的液態(tài)表面張力，保持元件位置不變。 72 SMT製程問題分析與對策 問題、分析、對策 解決方法 2 Pad設(shè)計的影響 若片式元件所需的一對Pad大小不同或不對稱，也會引起印刷錫膏量 不一致，小Pad對溫度反應(yīng)快，其上的錫膏易熔化，大Pad則相反，所 以，當(dāng)小Pad上的錫膏熔化后，在熔錫表面張力作用下，將元件拉直 豎起。Pad的寬度或間隙過大，也都可能出現(xiàn)立片現(xiàn)象。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)範(fàn)進(jìn)行Pad設(shè)計是解決此不良的先決條件。 曼哈頓現(xiàn)像? 高樓