在SM制程之挑戰(zhàn)

0201在SMT製程之挑戰(zhàn)一.簡介二.印刷技術(shù)三.貼片作業(yè)四.迴流焊作業(yè)五.檢驗(yàn)&QA六.REWORK七.結(jié)論12/13/2022TopUnion一.簡介0201元件:1)尺寸L0.6xW0.3xT0.25mm;重量約0.15mg2)元件比0402小77%.3)PAD面積比0402小66%2.用途： 目前大都用於手機(jī),PDA,GPS等(WirelessLAN)無線行動通訊用產(chǎn)品.12/13/2022TopUnion應(yīng)用趨勢(表1)資料來源:Ascentex12/13/2022TopUnion

3.0201可能發(fā)生之焊點(diǎn)缺失1)

Tombstoning(立碑)2)Pillowing(枕銲):一端焊接,另一端空焊.3)Solderbridging(橋接)4)Solderbeading(錫珠)5)Inconsistentsoldervolume(錫量不足或過多)6)Componentshift(零件偏移) 7)Missingcomponent(缺件)12/13/2022TopUnion4. 0201需克服之點(diǎn)

1)

PCB元件高密度擺放,元件間互相干涉.2)

高速機(jī)設(shè)備的精準(zhǔn)度.3)元件太輕,造成之焊接不良.應(yīng)用趨勢(表2)資料來源:Ascentex12/13/2022TopUnion窄間距表面粘著的基本概念和議題吸嘴吸嘴外形的誤差量吸嘴中心與零件中心的偏移量GAP(相鄰間距)后置零件先置零件銅箔零件尺寸誤差程式置件位置資料來源:Ascentex12/13/2022TopUnion零件尺寸相對于高密度置件之關(guān)係零件可靠性βPitch=150μm10054.68σ16082.72σ20122.38σPitch=150μm之良率100599.999717%160899.34000%201298.26000%6σ範(fàn)圍內(nèi)鄰接Gap10050.198mm16080.327mm20120.380mm4σ範(fàn)圍內(nèi)鄰接Gap10050.132mm16080.226mm20120.262mm3σ範(fàn)圍內(nèi)鄰接Gap10050.099mm16080.176mm20120.203mmCP7series資料來源:Ascentex12/13/2022TopUnion各公司SMD尺寸精度（SMD0201）零件外觀尺寸的最大容許誤差值0.03mmABCDEMURATA0.6±0.030.3±0.030.3±0.03T.D.K0.6±0.030.3±0.030.3±0.030.10~0.20KYOCERA0.6±0.030.3±0.030.33MAXTaiyoYudenRohmPHILIPSMatsushitaelectroniccomponents0.6±0.030.3±0.030.3±0.03TaiyoElectric0.6±0.030.3±0.030.23±0.03RohmMatsushitaelectroniccomponents0.6±0.030.3±0.030.25±0.050.15±0.05HokurikuElectricIndustruy0.6±0.050.3±0.030.23±0.030.13±0.08KOA0.6±0.030.3±0.030.23±0.03KamayaElectric0.6±0.030.3±0.030.25±0.030.15±0.05KyoceraCapacitorResistorAEDBC資料來源:Ascentex12/13/2022TopUnion印刷機(jī)溫度曲線溫度偏差△t均溫性檢查立碑檢查回焊送料精度吸件位置互換精度（組裝）供料器組裝精度置件精度零件辨識精度（影像處理）不同零件的吸取率吸嘴和相鄰零件的干涉粘著機(jī)印刷精度錫膏形狀的精度鋼板製作鋼板厚度（適當(dāng)?shù)腻a量）不同廠家的吸取率料帶零件孔開孔精度料帶送料孔開孔精度零件尺寸精度零件形狀電極精度SMD錫膏顆料直徑錫膏粘度無鉛錫膏助焊劑的特性印刷機(jī)、刮刀的影響錫膏考慮到置件後焊錫量的銅箔設(shè)計Resist精度的知識減少基板彎曲的設(shè)計窄間距的設(shè)計基板的設(shè)計銅箔形狀、尺寸0201與高密度粘著5.要因分析資料來源:Ascentex12/13/2022TopUnion1.和印刷有關(guān)的控制點(diǎn)操作員設(shè)備材料方式環(huán)境教育訓(xùn)練知識細(xì)心度執(zhí)掌印刷機(jī)刮刀印刷平臺與支撐檢視系統(tǒng)印刷再現(xiàn)性鋼板助焊劑錫膏成分錫膏粒徑PCB平面度焊墊平面度刮刀下限距離刮刀壓力印刷速率離板速率鋼板清洗灰塵空調(diào)系統(tǒng)空氣溼度環(huán)境溫度二.印刷技術(shù)之挑戰(zhàn)12/13/2022TopUnion功力好好壞貼貼片後後見分分曉資料來來源:Ascentex貼片前前後的的比較較(1)12/8/2022TopUnion資料來來源:Ascentex貼片前前後的的比較較(2)12/8/2022TopUnion2.鋼鋼板與焊焊墊的相相對關(guān)係係與設(shè)計計原則(2)W:焊焊墊寬度度L:焊墊墊長度S:端端接點(diǎn)內(nèi)內(nèi)距12/8/2022TopUnion貼片角度原PAD寸法鋼板開孔寸法說明90度(與PCB行進(jìn)方向平行)W=0.48mmL=0.3mmS=0.23mmW=0.46mmL=0.28mm外擴(kuò)0.013mm鋼板厚度0.13mm0度(與PCB行進(jìn)方向垂直)W=0.46mmL=0.3mmS=0.23mmW=0.45mmL=0.28mm外擴(kuò)0.013mm鋼板厚度0.13mm參考數(shù)據(jù)據(jù)12/8/2022TopUnion3.錫錫膏的選選擇與運(yùn)運(yùn)用SnPb系列錫錫膏.加工物性性A)黏度度:180~210Pa.sB)錫膏膏層積(PasteDeposit):愈愈慢愈佳C)粒徑徑:愈小小愈佳12/8/2022TopUnion粒徑說明>20um元件易發(fā)生傾斜.易阻塞鋼板開孔.高密度置件易發(fā)生短路.<20um不易購買且錫膏單價高C)錫膏膏粒徑對0201焊焊點(diǎn)品質(zhì)之之影響(4)12/8/2022TopUnion4.印刷刷製程的管管制事項(xiàng)元件0201印刷速率1.0in/sec刮刀不銹鋼印刷角度60度印刷壓力2.3lb/in印刷高度0,完全貼緊離板速率0.02in/sec參考數(shù)據(jù)12/8/2022TopUnion1.貼片片參數(shù)操作員設(shè)備材料方式環(huán)境教育訓(xùn)練知識細(xì)心度執(zhí)掌移動軸置件頭吸料嘴PCB支撐檢視系統(tǒng)置件準(zhǔn)確性與再現(xiàn)性供料器軟體元件PCB平面度PCB焊墊平面度錫膏黏性接著劑黏性檢視資料元件資料吸料嘴PCB支撐與鉗夾力投料方式轉(zhuǎn)換方式灰塵空調(diào)系統(tǒng)空氣溼度環(huán)境溫度三.貼片片作業(yè)12/8/2022TopUnion2.選擇擇合適的貼貼片機(jī)廠商型號ASSEMBL’EONFCM,SapphireXII,Topaz-X(i)II,Topaz-X(i),Emerald-X(i)II,Emerald-X(i)CONTACTC7d,C7ESSEMTECCLM9000VEUROPLACERXpress20,Xpress10FUJICP732E,CP643E,NP-153EXL,NP-251EXL,QP-341E,QP-351E,XP-141EI-PULSEM1,M1a,MCUBEIVASTECHPLM4000,PLM2000設(shè)備規(guī)格:各設(shè)備的的機(jī)型參考考(表1)2002.1012/8/2022TopUnionJUKIKE-2030,KE-2020,KE-2010,KJ-01,KJ-02MYDATAMY19,MY15,MY12,MY9PANASONICMSR,MSH-3,CM88C-M1,MSF,MV2-V,MCF,CM202-DHU,CM201-DHU,CM20F-M,CM301SAMSUNGCP60L,CP45F,CP45FV,CP40C/CVSANYOTCM-X100,TCM-X100J,TCM-200,TCM-X300,TCM3700,TCM3500Z,TCM3000Z,TCM3600J,TCM3200J,TCM3100JSIEMENSSiplaceHS-50,SiplaceS-25HM,SiplaceF5HM,SiplaceF4SONYSI-E1000MKIIITYCOIntelliplacer,Flexplacer8UNIVERSAL4797A/S,4796L,4796B/RYAMAHAYV180Xg,YV100Xg,YV100X,YV100-II,YV88Xg,YV88X設(shè)備規(guī)格:各設(shè)備的的機(jī)型參考考(表2)2002.1012/8/2022TopUnion3.貼貼片片機(jī)在在功能能上的的限制制0201元件限制改善重量輕真空吸力貼片壓力移動速率真空吸力需降低貼片壓力需降低移動速率需降低面積小吸件偏移貼片偏移雙孔式真空吸嘴高倍率Camera貼片方式1)貼貼片機(jī)機(jī)之機(jī)機(jī)構(gòu)與與條件件12/8/2022TopUnion部位說明VacuumNozzle雙孔式真空吸嘴CameraCCDCameras<32umAOI畫素<20um(Before-Reflow)2)貼貼片機(jī)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)12/8/2022TopUnion2.A)VacuumNozzle(4)12/8/2022TopUnion2.B)VacuumNozzle之之建議操操作條件件(5)NozzletypeVacuumforcekPaAperturesurfaceareamm2Vacuumpick-upforcegTacktimesec0201“93.30.0720.660.20402“93.30.1961.810.0850603“93.30.3853.550.08512/8/2022TopUnion2.C)VacuumNozzle吸吸件容容許偏移移角度(3)12/8/2022TopUnion2.D)Nozzle規(guī)格格之選擇擇(5)12/8/2022TopUnionSpecialNozzlefor0201200μm902Nozzlefor0402and0201HighFlexibilityIntroductionof0201906Nozzleonlyfor0201Robustplacementprocess(4)ofgapsdownto200μμmHighvolume0201placements350μm450μm500μm800μmSource:Siemens12/8/2022TopUnionTouchlessPICKUPTouchlessPickUpZ-Axismovestoafixedheightabovethecomponent.ComponentissuckedoutofthepocketNormalPickUpZ-AxismovestillcomponentistouchedThenZ-AxismovesbackandcomponentispickedupSource:Siemens12/8/2022TopUnion3)貼片速速率與精度之之關(guān)係(4)Z=0X(mm)-0.15-0.10-0.0500.050.100.15Y(mm)0.15XΔ0.10XOOOX0.05O0OOOOΔ-0.05O-0.10XΔOOX-0.15Δ註:O:表表取件速率與與置件精度皆皆佳Δ:表取件速速率佳,但但置件精度差差X:表取取件速率與置置件精度皆差差12/8/2022TopUnion4)貼貼件件偏偏移移對對焊焊點(diǎn)點(diǎn)不不良良率率之之影影響響(5)12/8/2022TopUnion4.供供料料器器(6)12/8/2022TopUnion5.其其他他考考量量因因素素SMT治治具具PCB平平面面度度與與厚厚度度震動動12/8/2022TopUnion1.迴迴流流焊參參數(shù)操作員設(shè)備材料方式環(huán)境教育訓(xùn)練知識輸送帶中心支撐加熱區(qū)冷卻區(qū)助焊劑合金組成合金粒徑PAD表面焊接環(huán)境壓力預(yù)熱滯留迴流焊冷卻輸送帶速率灰塵空調(diào)系統(tǒng)四.迴迴流流焊作作業(yè)12/8/2022TopUnion2.迴迴焊焊爐之之選擇擇要點(diǎn)點(diǎn)加熱區(qū)區(qū):上上七七區(qū);下下四區(qū)區(qū).加熱區(qū)區(qū)長度度:每每區(qū)區(qū)60cmSnPb焊焊料不不需需氮?dú)鈿夤┙o給.若若為為無鉛鉛焊料料,則則氧氧氣濃濃度需需低於於5000ppm.(參參考數(shù)數(shù)據(jù))12/8/2022TopUnion3.溫溫度度問題題元件0201preheating120~240sec150~180℃一般80~90sec;最多2min>183℃一般30~60sec;最多90secTpeak210~235℃升溫速率Max.3℃/sec降溫速率Max.3℃/sec1)SnPb焊料料之操操作條條件12/8/2022TopUnion2)量量測Profile之方法法測量Profile,黏貼貼Thermocouple常用之之方法:A)高高溫焊料料:業(yè)業(yè)界公認(rèn)認(rèn)最可靠靠之測量量方法,惟其其較費(fèi)時時及易傷害害測點(diǎn).B)Al膠膠帶:主主要是是使用簡簡便,但但仍需需以防焊焊膠帶再再固定,避免受熱熱後脫膠膠.C)防防焊膠帶帶:主要要是使用用簡便,但易易脫膠.D)環(huán)環(huán)氧樹脂脂:最最簡單之之接著方方式,但但需考考量熱傳傳導(dǎo)速率率.12/8/2022TopUnion1.檢檢驗(yàn)設(shè)備備之選擇擇0201元件設(shè)備顯微鏡>20XAOI畫素<15um五.檢檢驗(yàn)&QA12/8/2022TopUnion2.0201元件件要求尺寸:L:0.60+/-0.03mmW:0.30+/-0.03mma:0.15+/-0.05mmb:0.15+/-0.05mmt:0.25+/-0.05mm重量:0.15g+/-0.03g12/8/2022TopUnion3.印印刷之之要求求(4)Placementofsolderpastewithrespecttosolderland0.023mmToleranceonapertures0.012mmLinewideningpastedeposit0.020mmStencilthickness0.100~0.150mmDimensionalstabilityofstencil0.004%Metalcontentbyvolume45%參考數(shù)數(shù)據(jù)12/8/2022TopUnion4.焊焊點(diǎn)點(diǎn)易發(fā)發(fā)生之之缺失失檢查查1)立立碑碑2)橋橋接接3)錫錫珠珠4)錫錫量量不足足或過過多5)零零件件偏移移12/8/2022TopUnion六.REWORK(7)1.0201rework1)重重工工細(xì)細(xì)小小元元件件主主要要是是費(fèi)費(fèi)時時.2)重重工工有有對對流流與與傳傳導(dǎo)導(dǎo)兩兩種種組組合合.12/8/2022TopUnion2.0201重重工工方方式式1)0201元元件件