SMT技術(shù)手冊1

1、 SMT 技術(shù)手冊(版本： 1.0)單位：工程技轉(zhuǎn)作者：審核：日期：1 版本記錄版本日期說明1.02005/01/03初版2目錄版本記錄.2目錄 .31. 前言 .52. SMT 簡介 .52.1.何謂 SMT(Surface Mount Technology)呢？ .52.2.SMT 之放置技術(shù) .52.3.錫膏的成份 .52.3.1.焊錫粉末 .52.3.2.錫膏 / 紅膠的使用 .52.3.3.錫膏專用助焊劑 (FLUX) .62.4.回溫 .62.5.攪拌 .62.6.印刷機 .62.7.錫膏印刷不良原因 .72.8.印刷不良原因與對策 .82.9.PCB 自動送板的操作 .82.10

2、.貼片機不良問題之分類 .82.10.1.裝著前的問題 (零件吸取異常 ) .82.10.2.裝著後的問題 (零件裝著異常 ) .92.10.3.問題對策的重點 .92.10.4.零件吸取異常的要因與對策.92.10.5.裝著位置偏斜或角度不正的要因?qū)Σ?92.10.6.零件破裂的原因 .102.10.7.裝著後缺件原因 .102.11. 熱風(fēng)回焊爐 (Reflow) .102.11.1.操作方法及程式 .102.11.2.熱風(fēng)回流區(qū)溫度設(shè)定參考值.102.11.3.熱風(fēng)迴焊溫度曲線圖 (PROFILE) .102.11.4.調(diào)整溫度曲線 .122.12. 常見問題原因與對策 .132.12.

3、1.料帶 PITCH 計算方法如下： .132.12.2.吸取率惡化時的處理流程圖.142.12.3.裝著位置偏斜或角度不正的要因?qū)Σ?152.12.4.零件破裂的原因 .152.12.5.裝著後缺件的原因 .152.13. 熱風(fēng)迴焊爐 (REFLOW) .162.13.1.不良原因與對策 .162.13.2.墓碑效應(yīng) .192.14. SMT 外觀檢驗 .213 2.15. 注意事項224 1. 前言使 SMT 從業(yè)人員提升專業(yè)技術(shù)，並確保產(chǎn)品品質(zhì)。凡從事SMT 從業(yè)人員均適用之。2.SMT 簡介2.1.何謂 SMT(Surface Mount Technology)呢？所謂 SMT 就是可

4、在 “PCB”印上錫膏，然後放上多數(shù) “表面黏裝零件 ”，再過 REFLOW使錫膏溶融，讓電子零件與基板焊墊接合裝配之技術(shù)。有時也可定義為：“凡是電子零件，不管有腳無腳 ，皆可在基板的單面或雙面進行裝配 ，並與板面上的焊墊進行機械及電性接合，並經(jīng)焊錫過程之金屬化後，使之搭接成為一體 ”。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行金屬化而成為一體。前者能在板子兩面同時進行焊接，後者則否。2.2.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)計之快速發(fā)展，也連帶刺激自動放置機的不斷的革新。多數(shù)品牌的放置機，其對 SMD 自動放置的基本理念均屬大同小異。其工作

5、順序是：（1） 由真空轉(zhuǎn)軸及吸頭所組成的取料頭先將零件拾起。（2） 利用機械式夾抓或照像視覺系統(tǒng)做零件中心之校正。（3） 旋轉(zhuǎn)零件方向或角度以便對準(zhǔn)電路板面的焊墊。（4） 經(jīng)釋除真空吸力後，可使零件放置在板面的焊墊上。2.3.錫膏的成份焊錫粉末一般常用為錫 (63%)鉛(37%)合金，其熔點為183。錫膏 /紅膠的使用（1） 錫膏 /紅膠的保存以密封狀態(tài)存放在恆溫 ,恆濕的冰箱內(nèi) ,保存溫度為 0100 C,溫度太高 ,錫膏中的合金粉未和助焊劑起化學(xué)反應(yīng)後 ,使粘度上升而影響其印刷性 ,溫度過低 ,助焊劑中的松香成份會產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象 ,使得錫膏惡化。（2） 錫膏從冰箱中取出時 ,應(yīng)在其密封狀態(tài)下

6、回溫 6-8 hrs(kester)/1-2hrs(千住 )後再開封 . 如一取出就開封 ,存在的溫差使錫膏結(jié)露出水份 ,這時錫膏回焊時易產(chǎn)生錫珠 ,但也5 不可用加熱的方法使其回到室溫,這會使錫膏品質(zhì)劣化。（3） 錫膏使用前 ,先用攪拌機攪30-40sec(kester)/5min(千住 ),攪拌時間不可過長 ,因錫粉末中粒間摩擦 ,使錫膏溫度上升 ,而引起粉未氧化 ,其特性質(zhì)化 ,黏度降低。（4） 錫膏 /紅膠開封後盡可能在 24小時內(nèi)用完 ,不同廠牌和不同 TYPE 的錫膏 /紅膠不可混用。錫膏專用助焊劑 (FLUX)構(gòu)成成份主要功能揮發(fā)形成份溶劑粘度調(diào)節(jié)，固形成份的分散樹脂主成份，助焊

7、催化功能固形成份分散劑防止分離，流動特性活性劑表面氧化物的除去2.4.回溫（1） 錫膏 /紅膠運送過程必須使用密閉容器以保持低溫。（2） 錫膏 /紅膠必須儲存於010之冰箱中 ,且須在使用期限內(nèi)用完。（3） 未用完之錫膏 /紅膠必須立即緊密封蓋並記錄時間放回冰箱以維持其活性,紅膠在常溫下最低回溫1-2 小時方可使用 ,無需攪拌。2.5.攪拌（1） 打開本機上蓋 ,轉(zhuǎn)動機器錫膏夾具之角度,以手轉(zhuǎn)動夾具測之圓棒 ,放入預(yù)攪拌之錫膏並鎖緊。（2） 左右兩夾具上的錫膏罐重量要適配(差異不可過高 +/-100 克)機器高速轉(zhuǎn)動可避免晃動。（3） 蓋上上蓋設(shè)定較佳的攪拌時間 ,按 (ON/OFF)鍵後機器

8、自動高速攪拌 ,並倒數(shù)計時 ,待設(shè)定時間完成後將自動停止。（4） 作業(yè)完成後 ,打開上蓋 ,依相反動作順序打開夾具的錫膏罐。2.6.印刷機（1） 在機臺上用頂針頂住PCB 定位孔 ,固定好 PCB,PCB 不能晃動。（2） 調(diào)好刮刀角度 (60°90°)及高度 (7.0 ±0.2mm),鋼板高度 (8.0 ±0.2mm),左右刮刀壓力 (1.3 ±0.1kg/cm2 )及機臺速度 20±2rpm。（3） 選擇手動模式按臺扳進鋼板下降鋼板松目視鋼板上的焊孔是否完全對準(zhǔn)PCB 上銅箔鋼板夾住臺扳出自動試刷一塊,若錫膏不正可根據(jù)情況調(diào)整。6

9、 （4） 根據(jù)機不同可設(shè)單 / 雙面印刷及刮刀速度2.7.錫膏印刷不良原因摸迭癹綵瞷禜竚熬耞隔餞玴筁玴/ ì秖奎爵琖奎爵秖鎊奎 à奎瞴熬炒訣奎 籌弘牟 跑 吏掛翲葵丁 回采 畖硉采 畖 潰聾 采叉 餞 硉秖潰 秖簎 笆 桿眎弘祑耞彩錄 耞矪 瞶痷弘借秨簧 轟玴葵膀 狾2.8.印刷不良原因與對策7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?提高 PCB製程能力?刮刀材質(zhì)太硬?刮刀選軟一點?刮刀壓力太小?印刷壓力加大?刮刀角度太大?刮刀角度變小，一般為 6090度?印刷速度太快?印刷速度放慢?錫膏黏度太高?降低錫膏黏度?錫膏顆粒太大或不均?選擇較小錫粉之錫膏?鋼

10、版斷面形狀、粗細不佳?蝕刻鋼版開孔斷面中間會凸起，鐳射切割會得到較好的結(jié)果短路?錫膏黏度太低?增加錫膏的黏度?印膏太偏?加強印膏的精確度?印膏太厚?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 )黏著力不足?環(huán)境溫度高、風(fēng)速大?選用較小的錫粉之錫膏?錫粉粒度太大?降低錫膏黏度?錫膏黏度太高，下錫不良坍塌、模糊?錫膏金屬含量偏低?增加錫膏中的金屬含量百分比?錫膏黏度太底?增加錫膏黏度?印膏太厚?減少印膏之厚度2.9.PCB 自動送板的操作（1） 按電源開關(guān)連接電源。（2） 當(dāng)按啟動開關(guān)後 ,你可選擇自動或手動模式操作本機。選擇手動操作模式 - 按自 /手動鍵若選擇手動鍵

11、:可任意操作以下任一開關(guān)鍵,開降臺料架 ,送板間隔設(shè)定 ,送基板。選擇自動操作模式 -按自 /手動鍵 (若選自動操作式本按鍵燈亮)。2.10. 貼片機不良問題之分類裝著前的問題 (零件吸取異常 )（1） 無法吸件（2） 立件（3） 半途零件落8 裝著後的問題 (零件裝著異常 )（1） 零件偏移（2） 反面裝著（3） 缺件（4） 零件破裂問題對策的重點（1） 不良現(xiàn)象發(fā)生多少次？（2） 是否為特定零件？（3） 是否為特定批量？（4） 是否出現(xiàn)在特定機器設(shè)備上？（5） 發(fā)生是否週期性？零件吸取異常的要因與對策零件方面的原因（1） 粘於紙帶底部（2） 紙帶孔角有毛邊（3） 零件本身毛邊勾住紙帶（4）

12、 紙帶孔過大，零件翻轉(zhuǎn)（5） 紙帶孔太小，卡住零件機器方面的原因（1） 吸嘴不良、真空管路阻塞、真空閥是否異常？（2） 吸料高度太高，即吸料時吸嘴與零件有間隙，也會造成立件。（3） 供料器不良、紙帶 (或塑膠帶 )裝入是否不良？（4） 上層透明帶剝離是否不良？（5） 供料器 PITCH 是否正確？裝著位置偏斜或角度不正的要因?qū)Σ撸?） 零件吸嘴上運送時好生偏移,其原因大致為真空吸力下降吸嘴移動時導(dǎo)致振動。（2） 裝著瞬間發(fā)生偏位 ,裝著後 X.Y-TABLE 甩動還有基板移出過程的晃動等。9 零件破裂的原因（1） 原零件不良。（2） 掌握發(fā)生狀況：是否為特定的零件?是否為固定批量？是否發(fā)生於固

13、定機臺？發(fā)生時間一定嗎？（3） 發(fā)生於裝置上的主因通常是正方向受力太大 ,固需檢查吸料高度與零件厚度是否設(shè)定正確。裝著後缺件原因（1） 掌握現(xiàn)象：如裝著時帶走零件，裝著後 XY-TABLE 甩動致零件掉落，零件與錫膏量愈小則愈易發(fā)生。（2） 機器上的問題：如吸嘴端,吸嘴上下動作不良，真空閥切換不良，裝著時高度水準(zhǔn)不準(zhǔn)，基板固定不良，裝著位置太偏。（3） 其他原因：零件面附有異物被吸嘴吸入或零件在製造時零件下面附有油或脫離劑，導(dǎo)致無法附著於錫膏上，另一方面基板板彎太大，裝著過會振動或錫膏粘著力不足時也會發(fā)生缺件情況。2.11. 熱風(fēng)回焊爐 (Reflow)操作方法及程式（1） 開啟 power

14、開關(guān)（2） 各單體開關(guān)旋鈕，即可變?yōu)榭蓜幼黠@示。（3） 將溫度控制器，調(diào)整至適當(dāng)?shù)臏囟仍O(shè)定值。熱風(fēng)回流區(qū)溫度設(shè)定參考值（1） 爐溫各區(qū)溫度設(shè)定依PCB 與錫膏特性而定。（2） 輸送裝置速度調(diào)整單位元0.80 ±0.2M/Min( 七區(qū) )或 28±3in/min( 四區(qū) )。（3） 自動，手動 AUTO( 當(dāng)此開關(guān)位在 ”O(jiān)N”自動時 ,OFF 為手動 )。熱風(fēng)迴焊溫度曲線圖 (PROFILE)（1） 一般情況中，下圖為錫膏推移之溫昇速度設(shè)定之依據(jù)，若有焊接不良的情況發(fā)生，請依實際情況變更調(diào)整，以改善迴焊品質(zhì)。10 （2） 昇溫速度請設(shè)定23 /sec以下，其功用在使溶劑的

15、揮發(fā)與水氣的蒸發(fā)。（3） 預(yù)熱區(qū)段，130140至 160195 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。（4） 迴焊區(qū)段，最低 200，最高 240的範(fàn)圍加熱進行 。其目的為 FLUX 的活性作用，錫膏的溶融流動。（5） 冷卻區(qū)段，設(shè)定冷卻速度為45/秒。本區(qū)在於焊點接著與凝固。最高不可超過 230200200以上 2030秒15010050冷卻速度為 45/ 秒溫昇速度 23/ 秒6090 秒180 秒（6） 下圖為紅膠爐溫曲線參考圖,若有異常 ,則依實際情況調(diào)整溫度最高溫度不可超過180 2101801501209090130 sec6030<2.

16、5 /sec6090120150180210240270300時間 (秒)（7） 升溫變化不可超過2.5 /sec。11 （8） 硬化溫度最好在150 180 不可超過 180 且硬化時間維持在90130 秒內(nèi)。調(diào)整溫度曲線調(diào)整溫度曲線可參考下表來加以修正條件情況發(fā)生對應(yīng)對策1. 預(yù)熱區(qū)溫度及時間不足 預(yù)熱區(qū)加溫不足時， FLUX START成份中的活性化不足，於迴 昇溫速度 2 3/SEC 焊區(qū)時溫度分佈不均，易造 130160的範(fàn)圍中成零件劣化及焊接不良。60120SEC 中徐徐加溫2. 預(yù)熱區(qū)溫度及時間過剩 錫粉末過度氧化作用。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

17、加溫爐裝置不同，各型由預(yù)熱區(qū)至迴焊區(qū)時昇溫基板的大小及所需的基板溫速度為 34 /SEC度不同，只要加熱溫度分佈4.預(yù)熱區(qū)曲線斜面均勻，預(yù)熱區(qū)曲線平緩或斜面並無太大影響。請多方實驗後，根據(jù)最合適之溫昇使用。5. 迴焊區(qū)溫度及時間不足 由於加熱不足，易造成焊接 迴焊區(qū)為液相線 183以上不良、空焊、墓碑效應(yīng)、小 2040SEC 加熱。錫珠產(chǎn)生及跨橋現(xiàn)象。6. 迴焊區(qū)溫度及時間過剩加熱過度， FLUX 炭化將時間計算，停留溫度在210230的範(fàn)圍中。7. 冷卻區(qū)溫度及時間速度 基本上冷卻的速度快，焊接 冷卻的速度為 45 /SEC太快強度較佳。如冷卻的速度太快，於凝固時的應(yīng)力，而造成強度降低 。8

18、. 冷卻區(qū)溫度及時間速度 加熱過度，焊接點強度降低 。太慢2.12. 常見問題原因與對策料帶 PITCH 計算方法如下：12 PITCH定義為 TAPE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個導(dǎo)孔，其 PITCH為3孔*4mm=12mm導(dǎo)孔13 吸取率惡化時的處理流程圖粄醚 ERRORNG秨礚箂浪琩PARTS DATA砞OK浪琩竟YES龜悔箂OKNG浪琩糒繷場OKOKNG修正瞶 NGOR浪琩 痷傳NGOK更換修理NGOR浪琩 痷皌恨更換NGOK更換修理NG浪琩 痷恨OR濺 )更換OK修理NG浪 琩OR糒 棒峨更換NO竟玡 籠YES竟崩秈場箂 擋

19、竟箂箂盿NO硓盿耞NO硓盿輩 盽NONG浪琩祘 戈修正OK 浪NG修SENSOR OK正YES盿NG修潰籠正峨 ?YESOK訣竟NG修崩 笆竟 笆正OKOK輩盿NG修近笆雌正OKNG浪琩箂修正OKSMT箂 矪瞶瑈祘瓜裝著位置偏斜或角度不正的要因?qū)Σ?4 （1） 零件吸嘴上運送時發(fā)生偏移，其原因大致為真空吸力下降，吸嘴移動時導(dǎo)致振動，尤其遇上如下圖的零件更常發(fā)生。（2） 裝著瞬間發(fā)生偏位，裝著後 XY TABLE 甩動還有基板移出過程的晃動等，下圖為易發(fā)生裝著時位置偏位元的零件。零件破裂的原因（1） 掌握源頭：是否發(fā)生於裝著或原零件就不良。（2） 原零件不良（3） 掌握發(fā)生狀況：是否為特定的零件

20、？是否為固定批？是否發(fā)生於固定機臺？發(fā)生時間一定嗎？（4） 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（1） 掌握現(xiàn)象：如裝著時帶走零件；裝著後 XY-TABLE 甩動致零件掉落；零件與錫膏量愈小則愈易發(fā)生。（2） 機器上的問題：如吸嘴端髒了；吸嘴上下動作不良；真空閥切換不良；裝著時的15 高度水準(zhǔn)不準(zhǔn)，基板固定不良；裝著位置太偏。（3） 其他原因：零件面附有異物被吸嘴吸入或零件在製造時零件下面附有油或脫離劑，導(dǎo)致無法附著於錫膏上。另一方面基板板彎太大，裝著時會振動或錫膏粘著力不足時也會發(fā)生缺件情況。2.13. 熱風(fēng)迴焊爐 (REFLO

21、W)不良原因與對策不良狀況與原因?qū)Σ邩蚪?、短路?錫膏印刷後坍塌?提高錫膏黏度?鋼版及PCB印刷間距過大?調(diào)整印刷參數(shù)?置件壓力過大，LEAD擠壓 PASTE ?調(diào)整裝著機置件高度?錫膏無法承受零件的重量?提膏錫膏黏度?升溫過快?降低升溫速度與輸送帶速度? SOLDER PASTE與 SOLDER MASK潮 ? SOLDER MASK 材質(zhì)應(yīng)再更改濕? PASTE收縮性不佳? PASTE 再做修改?降溫太快?降低升溫速度與輸送帶速度零件移位元或偏斜：?錫膏印不準(zhǔn)、厚度不均?改進錫膏印刷的精準(zhǔn)度?零件放置不準(zhǔn)?改進零件放置的精準(zhǔn)度?焊墊太大，常發(fā)生於被動零件，熔?修改焊墊大小焊時造成歪斜16

22、空焊：? PASTE透錫性不佳? PASTE 透錫性、滾動性再提高?鋼版開孔不佳?鋼版開設(shè)再精確?刮刀有缺口?刮刀定期檢視?焊墊不當(dāng)，錫膏印量不足? PCB焊墊重新設(shè)計?刮刀壓力太大?調(diào)整刮刀壓力。元件腳平整度不佳?元件使用前作檢視?升溫太快?降低升溫速度與輸送帶速度?焊墊與元件過髒? PCB及元件使用前清洗或檢視其清潔度? FLUX量過多，錫量少? FLUX比例做調(diào)整?溫度不均?要求均溫? PASTE量不均?調(diào)整刮刀壓力? PCB水份逸出? PCB確實烘烤冷焊：?輸送帶速度太快，加熱時間不足?降低輸送帶速度?加熱期間，形成散發(fā)出氣，造成表? PCB作業(yè)前必須烘烤面龜裂?錫粉氧化，造成斷裂?錫

23、粉須在真空下製造?錫膏含不純物，導(dǎo)致斷裂?降低不純物含量?受到震動，內(nèi)部鍵結(jié)被破壞，造成?移動時輕放斷裂沾錫不良：? PASTE透錫性不佳? PASTE透錫性、滾動性再要求?鋼版開孔不佳?鋼版開設(shè)再精確?刮刀壓力太大?調(diào)整刮刀壓力?焊墊設(shè)計不當(dāng)? PCB重新設(shè)計?元件腳平整度不佳?元件使用前應(yīng)檢視?升溫太快?降低升溫速度與輸送帶速度?焊墊與元件髒汙? PCB及元件使用前要求其清潔度? FLUX量過多，錫量少? FLUX和錫量比例再調(diào)整?溫度不均，使得熱浮力不夠?爐子之檢測及設(shè)計再修定?刮刀施力不均?調(diào)整刮刀壓力?板面氧化? PCB製程及清洗再要求? FLUX起化學(xué)作用?修改FLUX SYSTE

24、M? PASTE內(nèi)聚力不佳?修改FLUX SYSTEM17 不熔錫：?輸送帶速度太快?降低輸送帶速度?吸熱不完全?延長REFLOW時間?溫度不均?檢視爐子並修正錫球：?預(yù)熱不足，升溫過快?降低升溫速度與輸送帶速度?錫膏回溫不完全?選擇免冷藏之錫膏或回溫完全?錫膏吸濕產(chǎn)生噴濺?錫膏儲存環(huán)境作調(diào)適? PCB中水份過多?PCB於作業(yè)前須作烘烤?加過量稀釋劑?避免添加稀釋劑? FLUX比例過多?FLUX及 POWDER比例做調(diào)整?粒子太細、不均?錫粉均勻性須協(xié)調(diào)?錫粉己氧化?錫粉製程須再嚴(yán)格要求真空處理? SOLDER MASK含水份?PCB烘考須完全去除水份焊點不亮：?升溫過快，F(xiàn)LUX氧化?降低升

25、溫速度與輸送帶速度?通風(fēng)設(shè)備不佳?避免通風(fēng)口與焊點直接接觸?迴焊時間過久，錫粉氧化時間增長?調(diào)整溫度及速度? FLUX比例過低?調(diào)整FLUX比例? FLUX活化劑比例不當(dāng)或TYPE不合 ?重新選擇活化劑或重新選擇FLUX TYPE適，無法清除不潔物?焊墊太髒? PCB須清洗墓碑效應(yīng)18 ? 定義板面上為數(shù)可觀的各種無接腳 ，小型片狀零件如片狀電阻 、電容等，當(dāng)過 Reflow 時，主要是因為兩端焊點未能達到同時均勻的融，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)稱之。? 分類自行歸正：當(dāng)零件裝著時發(fā)生歪斜，但由於過 Reflow 時兩焊點同時熔融，其兩邊所出現(xiàn)的均勻沾錫力量，又會將零件拉回到正確的位置。自動歸正拉得更斜：當(dāng)兩焊點未能同時熔融，或沾錫力量相差很遠時，則其中某一焊墊上的沾錫力量會將零件拉得更斜?；蛞蛟摵笁|沾錫力量更大時，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。19 拉得更歪單點拉正墓碑效應(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小零件上，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。2.14. SMT 外觀檢驗?zāi)恳暀z驗是各種生產(chǎn)線上最常見的檢查方法，因其投資不大，故廣受歡迎。受過訓(xùn)練的作業(yè)員只要利