SMT制程基礎(chǔ)及異常分析課件

FoxconnTechnologyGroupSMTTechnologyDevelopmentCommitteeSMTTechnologyCenterSMT技術(shù)中心SMT制程基礎(chǔ)及異常分析FoxconnTechnologyGroupSMTTe教材大綱：制程基礎(chǔ)異常分析教材大綱：制程基礎(chǔ)一.制程基礎(chǔ)制程﹐簡而言之﹐也就是製造的過程。從狹義上講﹐僅指PCBA生產(chǎn)在表面貼裝部份的製造過程。亦即將各種電子元件貼裝于空的線路板上這一生產(chǎn)過程。但這是狹義的制程。

實際生產(chǎn)需要的是廣義的制程，包括以下各個方面：----PCBLAYOUT設(shè)計對生產(chǎn)的影響----PCB制程對生產(chǎn)的影響----IQC進料品質(zhì)管控對生產(chǎn)的影響----SMT生產(chǎn)自身問題掌握一塊PCB在生產(chǎn)線上從頭到尾所發(fā)生的物理和化學(xué)變化，建立起一個動態(tài)變化的流動模型。----狹義了解影響SMT量產(chǎn)的各種因素并通過改善它們來改善品質(zhì)。----廣義一.制程基礎(chǔ)制程﹐簡而言之﹐也就是製造的過程。掌握一塊PCBSMT理解SMT,即表面組裝技術(shù)（SurfaceMountedTechnology的縮寫），是目前電子組裝行業(yè)里最流行的一種技術(shù)和工藝.

SMT理解SMT,即表面組裝技術(shù)（SurfaceMounSMT的組成部分設(shè)備：印刷機/貼片機--三維坐標(biāo)系的應(yīng)用回焊爐—完美的溫度曲線制程：過程研究及改善>>建立PCB從投入到形成焊點的微觀動態(tài)變化模型，從廣義的角度進行全面的改善。SMT線體配置：印刷貼裝回焊SMT的組成部分設(shè)備：印刷機/貼片機--三維坐標(biāo)系的應(yīng)用印刷1.鋼網(wǎng)“好的模板得到好的印刷結(jié)果，然后自動化使其結(jié)果可以重復(fù)?！?/p>

模板的主要功能是幫助錫膏的沉積(deposition)。目的是將準(zhǔn)確數(shù)量的材料轉(zhuǎn)移到光板(barePCB)上準(zhǔn)確的位置。對於鋼板的使用完全按照(鋼板管理作業(yè)辦法)執(zhí)行。

模板制造技術(shù)

模板制造的三個主要技術(shù)是，化學(xué)蝕刻(etch)、激光(laser)切割和電鑄成形(electroform)。每個都有獨特的優(yōu)點與缺點。化學(xué)蝕刻和激光切割是遞減(substractive)的工藝、電鑄成形是一個遞增的工藝。ScreenPrinter：1.鋼網(wǎng)ScreenPrinter：附：三種制作方法制作的鋼板效果比較：化學(xué)蝕刻(etch)、激光(laser)切割和激光切割+電拋光蝕刻鐳射切割激光切割+電拋光ScreenPrinter：附：三種制作方法制作的鋼板效果比較：蝕刻鐳射切割激光切割+電2.錫膏包括以下三大組成部分：--合金粉粒--助焊劑--溶劑3.印刷參數(shù)設(shè)定--印刷速度--刮刀壓力--印刷間距4.Support支撐5.人員操作ScreenPrinter：2.錫膏ScreenPrinter：表面貼裝元件介紹阻容元件識別方法MOUNT：表面貼裝元件介紹阻容元件識別方法MOUNT：MOUNT：表面貼裝元件介紹MOUNT：表面貼裝元件介紹MOUNT：MOUNT：MOUNT：MOUNT：MOUNT：Chip阻容元件阻容元件識別方法1．元件尺寸公英制換算（0.12英寸=120mil、0.08英寸=80mil）英制名稱公制mm120608050603040202013.2×1.62.0×1.251.6×0.81.0×0.50.6×0.3MOUNT：Chip阻容元件阻容元件識別方法英制名稱公制MOUNT：阻元件識別方法2．片式電阻識別標(biāo)記電阻標(biāo)印值電阻值2R25R61026823331045642.2Ω

5.6Ω

1KΩ

6800Ω

33KΩ

100KΩ

560KΩ

Reflow:(略)MOUNT：阻元件識別方法電阻標(biāo)印值電阻值2R25二.常見異常分析1.焊錫珠產(chǎn)生的原因及處理：焊錫珠（SOLDERBALL

）現(xiàn)象是表面貼裝（SMT）過程中的主要缺陷，主要發(fā)生在片式阻容元件（CHIP）的周圍，由諸多因素引起。SolderBall二.常見異常分析1.焊錫珠產(chǎn)生的原因及處理：焊錫珠（SOL一般來說，焊錫珠的產(chǎn)生原因是多方面，綜合的。錫珠產(chǎn)生的原因及處理：因素一：焊膏的選用直接影響到焊接質(zhì)量焊膏中金屬的含量、焊膏的氧化度，焊膏中合金焊料粉的粒度度都能影響焊珠的產(chǎn)生。

a.焊膏的金屬含量

(焊膏中金屬含量其質(zhì)量比約為88％～92％，體積比約為50%。當(dāng)金屬含量增加時，焊膏的黏度增加，就能有效地抵抗預(yù)熱過程中汽化產(chǎn)生的力。另外，金屬含量的增加，使金屬粉末排列緊密，使其在熔化時更容結(jié)合而不被吹散。此外，金屬含量的增加也可能減小焊膏印刷后的“塌落”，因此，不易產(chǎn)生焊錫珠。)

b.焊膏的金屬氧化度在焊膏中，金屬氧化度越高在焊接時金屬粉末結(jié)合阻力越大，焊膏與焊盤及元件之間就越不浸潤，從而導(dǎo)致可焊性降低。實驗表明：焊錫珠的發(fā)生率與金屬粉末的氧化度成正比。一般的，焊膏中的焊料氧化度應(yīng)控制在0.05％以下，最大極限為0.15％。一般來說，焊錫珠的產(chǎn)生原因是多方面，綜合的。錫珠產(chǎn)生的原因及錫珠產(chǎn)生的原因及處理：因素一：錫膏的選用直接影響到焊接質(zhì)量

c.錫膏中金屬粉末的粒度

錫膏中粉末的粒度越小，錫膏的總體表面積就越大，從而導(dǎo)致較細粉末的氧化度較高，因而焊錫珠現(xiàn)象加劇。我們的實驗表明：選用較細顆粒度的錫膏時，更容易產(chǎn)生焊錫粉。d.錫膏中助焊劑的量及焊劑的活性

焊劑量太多，會造成錫膏的局部塌落，從而使錫珠容易產(chǎn)生。另外，焊劑的活性小時，焊劑的去氧化能力弱，從而也容易產(chǎn)生錫珠。免清洗錫膏的活性較松香型和水溶型錫膏要低，因此就更有可能產(chǎn)生錫珠。e.其它注意事項

此外，錫膏在使用前，一般冷藏在冰箱中，取出來以后應(yīng)該使其恢復(fù)到室溫后打開使用，否則，錫膏容易吸收水分，在再流焊錫飛濺而產(chǎn)生錫珠。

因此，錫膏品牌的選用(工程評估)及正確使用(完全依照錫膏使用管理辦法)，直接影響錫珠的產(chǎn)生。錫珠產(chǎn)生的原因及處理：因素一：錫膏的選用直接影響到焊接質(zhì)量a.模板的開口我們一般根據(jù)印制板上的焊盤來制作模板，所以模板的開口就是焊盤的大小。在印刷錫膏時，容易把錫膏印刷到阻焊層上，從而在再流焊時產(chǎn)生錫珠。因此，我們可以這樣來制作模板，把模板的開口比焊盤的實際尺寸減小10％，另外，可以更改開口的外形來達到理想的效果。

b.模板的厚度錫膏在印制板上的印刷厚度。焊膏印刷后的厚度是漏板印刷的一個重要參數(shù)，通常在0.13mm-0.17mm之間。焊膏過厚會造成錫膏的“塌落”，促進錫珠的產(chǎn)生。因素二：模板的制作及開口

錫珠產(chǎn)生的原因及處理：a.模板的開口因素二：模板的制作及開口錫珠產(chǎn)生的原錫珠產(chǎn)生的原因及處理：因素三：

貼片機的貼裝壓力如果在貼裝時壓力太高，錫膏就容易被擠壓到元件下面的阻焊層上，在再流焊時焊錫熔化跑到元件的周圍形成錫珠。解決方法可以減小貼裝時的壓力，并采用合適的模板開口形式，避免錫膏被擠壓到焊盤外邊去。因素四：爐溫曲線的設(shè)置錫珠是在印制板通過再流焊時產(chǎn)生的，在預(yù)熱階段使錫膏和元件及焊盤的溫度上升到120C—150C之間，減小元器件在再流時的熱沖擊，在這個階段，錫膏中的焊劑開始汽化，從而可能使小顆粒金屬分開跑到元件的底下，在再流時跑到元件周圍形成錫珠。在這一階段，溫度上升不能太快，一般應(yīng)小于2.0C/s，過快容易造成焊錫飛濺，形成錫珠。所以應(yīng)該調(diào)整再流焊的溫度曲線，采取較適中的預(yù)熱溫度和預(yù)熱速度來控制錫珠的產(chǎn)生。錫珠產(chǎn)生的原因及處理：因素三：貼片機的貼裝壓力因素四：爐溫錫珠產(chǎn)生的原因及處理：其他外界因素的影響：

一般錫膏印刷時的最佳溫度為25C+-3C，濕度為相對濕度40%-60％，溫度過高，使錫膏的黏度降低，容易產(chǎn)生“塌落”，濕度過高，錫膏容易吸收水分，容易發(fā)生飛濺，這都是引起錫珠的原因。另外，印制板暴露在空氣中較長的時間會吸收水分，并發(fā)生焊盤氧化，可焊性變差。錫珠產(chǎn)生的原因及處理：其他外界因素的影響：2.立碑問題分析及處理

矩形片式元件的一端焊接在焊盤上，而另一端則翹立，這種現(xiàn)象就稱為立碑。引起該種現(xiàn)象主要原因是錫膏熔化時元件兩端受力不均勻所致。Tombstone2.立碑問題分析及處理矩形片式元件的一端焊接在焊盤上T1T3dT2立碑問題分析及處理受力示意圖：T1+T2＜T3

T1.零件的重力使零件向下T2.零件下方的熔錫也會使零件向下T3.錫墊上零件外側(cè)的熔錫會使零件向上T1T3dT2立碑問題分析及處理受力示意圖：T1+T2立碑問題分析及處理產(chǎn)生的原因：因素一：熱效能不均勻，焊點熔化速率不同我們設(shè)想在再流焊爐中有一條橫跨爐子寬度的再流焊限線，一旦錫膏通過它就會立即熔化。片式矩形元件的一個端頭先通過再流焊限線，錫膏先熔化，完全浸潤元件的金屬表面，具有液態(tài)表面張力；而另一端未達到183°C液相溫度，錫膏未熔化，只有焊劑的粘接力，該力遠小于再流焊錫膏的表面張力，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入再流焊限線，使兩端焊盤上的錫膏同時熔化，形成均衡的液態(tài)表面張力，保持元件位置不變。a.PCBpad大小不一，可使零件兩端受熱不均；b.PCBpad分布不當(dāng)（pad一端獨立，另一端與大銅面共累）立碑問題分析及處理產(chǎn)生的原因：因素一：熱效能不均勻，焊點熔化立碑問題分析及處理因素二：元器件兩個焊端或PCB焊盤的兩點可焊性不均勻因素三：在貼裝元件時偏移過大，或錫膏與元件連接面太小針對以上個因素，可采用以下方法來減少立碑問題：

①適當(dāng)提高回流曲線的溫度②嚴(yán)格控制線路板和元器件的可焊性③嚴(yán)格保持各焊接角的錫膏厚度一致④避免環(huán)境發(fā)生大的變化⑤在回流中控制元器件的偏移⑥提高元器件角與焊盤上錫膏的之間的壓力立碑問題分析及處理因素二：元器件兩個焊端或PCB焊盤的兩點可橋接問題：焊點之間有焊錫相連造成短路Short橋接問題：焊點之間有焊錫相連造成短路Short橋接問題：產(chǎn)生原因：

①由于鋼網(wǎng)開孔與焊盤有細小偏差，造成錫膏印刷不良有偏差②錫膏量太多可能是鋼網(wǎng)開孔比例過大③錫膏塌陷④錫膏印刷后的形狀不好成型差⑤回流時間過慢⑥元器件與錫膏接觸壓力過大橋接問題：產(chǎn)生原因：解決方法：

①選用相對粘度較高的錫膏，一般來說，含量在85—87%之間橋連現(xiàn)象較多，至少合金含量要在90%以上。②調(diào)整合適的溫度曲線③在回流焊之