1、SMT工藝培訓課件SMT工藝培訓課件SMT的特點組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的體積和重量只有傳統插裝元件的1/10左右，一般采用SMT之后，電子產品體積縮小40%60%，重量減輕60%80%。 可靠性高、抗振能力強。焊點缺陷率低。 高頻特性好。減少了電磁和射頻干擾。 易于實現自動化，提高生產效率。 降低成本達30%50%。節省材料、能源、設備、人力、時間等，SMT的特點組裝密度高、電子產品體積小、重量輕，貼片元件的為什么要用表面貼裝技術(SMT)？電子產品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮小 電子產品功能更完整，所采用的集成電路(IC)已無穿孔元件，特別是大規模、高集成

2、IC，不得不采用表面貼片元件， 產品批量化，生產自動化，廠方要以低成本高產量，出產優質產品以迎合顧客需求及加強市場競爭力 電子元件的發展，集成電路(IC)的開發，半導體材料的多元應用 電子科技革命勢在必行，追逐國際潮流為什么要用表面貼裝技術(SMT)？電子產品追求小型化，以前SMT有關的技術組成電子元件、集成電路的設計制造技術 電子產品的電路設計技術 電路板的制造技術 自動貼裝設備的設計制造技術 電路裝配制造工藝技術 裝配制造中使用的輔助材料的開發生產技術SMT有關的技術組成電子元件、集成電路的設計制造技術 SMT表面貼裝的步驟第一步 為制造著想的產品設計（DFM, Design for Ma

3、nufacture)第二步 工藝流程的控制第三步 焊接材料第四步 絲印第五步 黏合劑/環氧膠及滴膠第六步 貼放元件第七步 焊接第八步 清洗第九步 測試/檢查第十步 返工與修理SMT表面貼裝的步驟第一步 為制造著想的產品設計（DFM, 第一步 為制造著想的產品設計（DFM, Design for Manufacture)雖然對DFM有各種的定義，但有一個基本點是為大家所認同的，那就是在新產品開發的構思階段，DFM就必須有具體表現，以求在產品制造的階段，以最短的周期、最低的成本，達到盡可能高的產量。第一步 為制造著想的產品設計（DFM, Design for第二步 工藝流程的控制隨著作為銷售市場上

4、具有戰略地位的英特網和電子商務的迅猛發展，OEM面臨一個日趨激烈的競爭形勢，產品開發和到位市場的時機正在戲劇性的縮短，邊際利潤的壓力事實上已有增加。同時合約加工商(CM)發現客戶要求在增加：生產必須具有資格并持有執照，產品上的電子元件必需有效用和有可追溯性。這樣，文件的存檔已成為必不可少的了。第二步 工藝流程的控制隨著作為銷售市場上具有戰略地位的英特第三步 焊接材料理解錫膏及其如何工作，將對SMT過程的相互作用有更好的了解。適當的評估技術用來保證與錫膏相聯系的生產線的最佳表現。第三步 焊接材料理解錫膏及其如何工作，將對SMT過程的相互第四步 絲印在表面貼片裝配的回流焊接中，錫膏是元件引腳或端點

5、和電路板上焊盤之間的連接介質。除了錫膏本身之外，絲印之中有各種因素，包括絲印機，絲印方法和絲印過程的各個參數。其中絲印過程是重點。第四步 絲印在表面貼片裝配的回流焊接中，錫膏是元件引腳或端第五步 黏合劑/環氧膠及滴膠必須明確規定黏合劑的稠密度、良好的膠點輪廓、良好的濕態和固化強度、膠點大小。使用CAD或其它方法來告訴自動設備在什么地方滴膠點。滴膠設備必需有適當的精度、速度和可重復性，以達到應用成本的平衡。一些典型的滴膠問題必須在工藝設計時預計到第五步 黏合劑/環氧膠及滴膠必須明確規定黏合劑的稠密度、良第六步 貼放元件今天的表面貼片設備不僅要能夠準確貼放各種元件，而且要能夠處理日益變小的元件包裝

6、。設備必須保持其機動性，來適應可能變成電子包裝主流的新元件。設備使用者-OEM和CM-正面臨激動人心的時刻，成功的關鍵在于貼片設備供應商滿足顧客要求和在最短的時間內提交產品的能力。第六步 貼放元件今天的表面貼片設備不僅要能夠準確貼放各種元第七步 焊接批量回流焊接，過程參數控制，回流溫度曲線的效果，氮氣保護回流，溫度測量和回流 溫度曲線優化。第七步 焊接批量回流焊接，過程參數控制，回流溫度曲線的效果第八步 清洗清洗時常被描述成“非增值”過程，但這樣現實嗎？或者是太過簡化，以致于阻礙了對復雜事物的仔細思考。沒有可靠的產品和最低的成本，一個公司在今天的環球經濟中無以生存。因此制造過程中的每一步都必須

7、經過仔細檢查以確保其有助于整個成功。第八步 清洗清洗時常被描述成“非增值”過程，但這樣現實嗎？第九步 測試/檢查選擇測試和檢查的策略是基于板的復雜性，包括許多方面：表面貼片或通孔插件，單面或雙面，元件數量（包括密腳），焊點，電氣與外觀特性，這里，重點集中在元件與焊點數量。第九步 測試/檢查選擇測試和檢查的策略是基于板的復雜性，包第十步 返工與修理不把返工看作“必須的不幸”，開明的管理者明白，正確的工具和改進的技術員培訓的結合，可使返工成為整個裝配工序中一個高效和有經濟效益的步驟。第十步 返工與修理不把返工看作“必須的不幸”，開明的管理者錫膏1.前言2.錫膏的種類3.錫膏的成份4.錫膏的選擇5.

8、錫膏的檢測標準規範6.錫膏的使用方法及操作程序7.表面黏著組裝實務之影響錫膏1.前言*PCB之組裝製程主要分為兩種，表面黏著技術(SMT solder)及傳統波銲過錫爐(wave solder)。在西元1992年前不論SMT或wave solder全部都使用CFC為溶劑將助銲劑洗掉，自從1996年1月1日禁產CFC後，wave solder製程已由CFC改用HCFC、水洗及免洗製程；但在SMT solder方面，超過7成以上業者已改成免洗製程。*SMT技術之主要製程是在PCB銲墊(PAD)上印上錫膏後，將SMT零件放在錫膏上，再經過高溫reflow把SMT零件銲在PCB上面。以往用CFC溶劑清

9、洗flux，如此不會影響銲點及電性；但在免洗製程中SMT錫膏之助銲能力不能太強，否則會增加兩個相近零件之表面絕緣阻抗，而使漏電流變大，導致整個電子系統無法正常運作，嚴重者可能會腐食錫點，所以使用免洗flux之錫膏於SMT時必須要執行S.I.R(表面絕緣阻抗)的測試。*由此可知在免洗製程中，SMT所用於錫膏內flux之活性不能太強，因此為彌補SMT免洗製程中之flux助銲能力的不足，必須從其他方面著手才能使免洗製程的良率和以前使用CFC清洗flux的製程一樣好前言*PCB之組裝製程主要分為兩種，表面黏著技術(SMT sol*目前在SMT製程上所使用之錫膏主要分為RA(清洗型)及RMA(免洗型),

10、這兩種錫膏主要之最大差異,在於錫膏當中之助銲劑其活性的強弱來區分,一般來說,由於RA型錫膏需經過清洗之動作,因此活性較強,銲錫性也較好:反之,RMA型錫膏因無需清洗,而為了保持產品“可靠度”,不被銲後殘留之殘渣所腐蝕,所以其活性較弱,銲錫性也較差,因而需在N2的環境下才能維持產品的良率。*何謂活性的強弱,其區別主要在於錫膏助銲劑當中添加了多少比例的活性劑,也就是添加了多少的鹵素(氯、 溴、氟)或有機酸,依照目前現有的國際檢測之標準規範或工研院測試所依照之規範,皆以IPC-TM-650規範為基準,但是由於各種規範並未明定錫膏當中鹵素添加量不得超過的比例,因此所有RMA型錫膏皆須通過一些定性測試,

11、如“銅鏡試驗”、“銅板腐蝕試驗”、“鉻酸銀試驗”,以上為迴銲前之測試,而在迴銲後之基板,更需要進行表面絕緣阻抗(S.I.R)測試。*簡單來說,RA型的錫膏不論在“光澤度”、“銲錫性”都優於RMA型錫膏,但是在“電器的信賴性(可靠度)”卻不如RMA型,但由於環保意識的高漲,因而不得不導入免洗製程,也迫使錫膏廠商必須忍痛降低錫膏的活性(RMA型),以確保產品的可靠度,因此廠商在選擇錫膏的同時,務必注意到“活性劑添加量”的數據。錫膏的種類錫膏的種類錫膏的組成主要是由特定的錫粉合金與助銲劑共同構築形成的物質。在此將以此二大類加以簡述如下:錫粉合金:目前市面上所用之錫粉合金主要以Sn63:Pb37、Sn

12、62:Pb36:Ag2的成份為主;錫粉形狀為球形或橢圓形;錫粉粒徑為20-45、25-45或20-38m;選擇何種合金成份或粒徑之錫粉,需依照產品零件的特性來決定。助銲劑:由於各家廠商所使用之成份不同,在此僅就其作用加以簡述。1.松香(rosin)/樹脂(Resin):可分為天然及合成兩種2.溶劑(solvent):用以調整(降低)錫膏黏度3.活性劑(activator):用以清除待銲金屬表面上的氧化物4.增稠劑(thickeners):用以調整(增加)錫膏黏度5.流變劑(rheological additives):用以防止錫膏在印刷後發生崩塌現象6.其它添加劑:各家廠牌錫膏之不同配方在廠商

13、所提供之錫膏成份分析表中,必須詳實記載的項目分別為:“錫粉合金之比例”、“金屬與助銲劑之比例”、“錫粉粒徑”、“錫膏黏度”以及最為重要的“鹵素(活性劑)含有量”。以下將以圖片及文字再輔助說明錫膏的成份錫膏的組成主要是由特定的錫粉合金與助銲劑共同構築形成的物質。何謂 Solder Paste何謂 Solder Paste何謂 Solder Paste何謂 Solder Paste錫粉的製造方式Solder Paste (Solder Powder)錫粉的製造方式Solder Paste (Solder 錫粉於顯微鏡底下的放大圖示(此為真球狀錫粉,另外也有不定形狀的錫粉,目前已經很少在使用)Sol

14、der Paste (Solder Powder)錫粉於顯微鏡底下的放大圖示(此為真球狀錫粉,另外也有不定形狀*在SMT製程中，欲製造出一項完美的產品，良率的提升，除了錫膏之外，有關印刷作業中各項設定數據.鋼板的開法.零件置取機.迴銲爐.溫度設定.等，都有密切關聯，但是在設備條件無法變動下，我們勢必要學習如何以錫膏的特性及數據設定的變更來解決問題。*首先了解產品名稱，基板的種類，零件的種類，根據調查目前基板主要有：噴錫板.鍍(化)金板.鍍K金板.鍍鎳板.裸銅板.軟板，其中前兩項較容易生產，後四項問題較多；零件上以SOP.QFP零件腳尾端及connector鍍金腳的吃錫狀態為常見問題，另外CHI

15、P(0402)的立碑問題及BGA空銲問題也時常發生，因此初期可藉由這幾點來解決問題的所在。*大部分RMA型錫膏，最主要的弱點，在於其銲錫性的表現較差，最大的關鍵點就是鹵素的含有量，所以我們必須向客戶強調，新產品的銲錫性在零件腳的爬升性、包覆性、光澤度.等，在未開啟N2的情況下，絕對有把握達到RMA型在N2情況下，所展現的吃錫狀態。*以下圖示為SMT流程圖及錫膏使用上應注意事項的圖示,若能確實做好,將有助於提高產品的良率錫膏的選擇*在SMT製程中，欲製造出一項完美的產品，良率的提升，除了錫Solder Paste ( Required Properties)Solder Paste ( Requ

16、ired Proper表面黏著製程之圖示表面黏著製程之圖示Solder PasteSolder Paste目前較具公信力檢測錫膏之規範有許多種,如IPC、JIS、QQ、MIL.等,由於國內較具公信力的檢測單位“工研院”主要是以IPC之標準規範為基準,所以在此將就IPC規範當中所列舉之測試方法作一簡述如下:1.銅鏡試驗法:本法是用以檢查助銲劑腐蝕性的強弱，其做法是在一長方型的玻璃片上，以真空蒸著方式塗上一層薄銅，再滴以標準的助銲劑及所欲檢測的助銲劑，然後置於環境控制的溫濕箱中24小時，以比較各受檢者的腐蝕程度如何。(依IPC-TM-650,2、3、32)2.鉻酸銀試驗:助銲劑或其抽出液之腐蝕性如

17、何，可按IPC-TM-650中的2、3、33之試紙法去進行檢測。3.鹵化物含量:助銲劑腐蝕性的程度如何，可透過鹵化物含量之檢測而加以評估。即以助銲劑固形物中氯的等值含量作為具體表達之方式。助銲劑之固形物須按4、3、2節加以測定，而鹵化物之檢測則可按IPC-TM-650中2、3、35法去進行。4.表面絕緣組抗(SIR):助銲劑殘渣在已清洗或未清洗的情況下,需經過168hr, 85 85%RH之測試條件下,其最終測試之表面阻抗值要大於100M,可按IPC-TM-6505中2、6、3、3法去進行。重要說明：在JIS及QQ的規範中,有另外測試水溶液抵抗這個項目,其最初及最終的測試值均需大於100,00

18、0 CM錫膏的檢測標準規範目前較具公信力檢測錫膏之規範有許多種,如IPC、JIS、QQ(1)、保存方法 成品保管要控制在0-10的環境下。 使用期限為5個月(未開封)。 不可放置於陽光照射處。(2)、操作注意事項 非作業者不可操作使用。 使用時須戴手套和眼鏡等保護用具。 若與皮膚接觸時,使用乙醇或IPA等溶劑擦拭。(3)、使用方法 開封前須將溫度調回使用環境溫度上,回溫時間2-3小時,禁止使用其它加熱器 使其溫度上昇的作法。 開封後須充份攪拌,使用攪拌機時間為1-3min,視攪拌機機種而定。 當天未使用完之錫膏,不可與尚未使用之錫膏共同置放,應另外存放在別的容器 之中,以確保品質的穩定性。 錫

19、膏印刷在基板後,建議於6-8小時內置放零件完成部品著裝。 室內溫度請控制在22-28,濕度RH30-60%為最好作業環境。 欲擦拭印刷錯誤的基板,建議使用乙醇、IPA或去漬油等。 如需調整錫膏黏度時,請使用專用稀釋劑SLOV-H。錫膏的使用方法及操作程序(1)、保存方法錫膏的使用方法及操作程序在實際組裝的情況下,將朝向印刷性、銲錫性及信賴性三大類作一探討：1、印刷性： a. 粉末粒徑與鋼版的開口大小的相關性 b. 黏度及黏著指數(Thixotropy)與鋼版脫模的關連性 c. 黏度與溫度的關連性2.、銲錫性： a. 活性劑的添加量 b. 活性劑的種類(鹵素及有機酸) c. Reflow的溫度3

20、.、信賴性： a. 清洗或免清洗 b. SIR(表面絕緣阻抗) c. 活性劑的殘留量表面黏著組裝實務之影響在實際組裝的情況下,將朝向印刷性、銲錫性及信賴性三大類作一探印刷機(PRINTER)MPM2000MPM3000印刷機(PRINTER)MPM2000MPM2000/3000印刷機比較GeneralBoard HandlingPrint HeadStencilSqueegeeVision systemProgramMPM2000/3000印刷機比較GeneralGeneralModelUltraprint 3000 HiEUltraprint 2000 HiELength (inches)

21、6363Width (inches)6346Height (inches)6064AutomationFully automaticFully automaticGeneralModelUltraprint 3000 HiBoard HandlingBoard HandlingPrint HeadPrint HeadStencilStencilSqueegeeSqueegeeVision systemVision systemProgramProgram貼片機的種類拱架型(Gantry):QP242,QP341轉塔型(Turret):CP642,CP643,CP742貼片機的種類拱架型(Gan

22、try):QP242,QP341拱架型(Gantry)的特點(一)元件送料器、基板(PCB)是固定的，貼片頭(安裝多個真空吸料嘴)在送料器與基板之間來回移動，將元件從送料器取出，經過對元件位置與方向的調整，然后貼放于基板上。由于貼片頭是安裝于拱架型的X/Y坐標移動橫梁上，所以得名。 對元件位置與方向的調整方法：1)、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法能達到的精度有限，較晚的機型已再不采用。2)、激光識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法可實現飛行過程中的識別，但不能用于球柵列陳元件BGA。3)、相機識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴旋轉調整方向，一般相機固定，貼片頭

23、飛行劃過相機上空，進行成像識別，比激光識別耽誤一點時間，但可識別任何元件，也有實現飛行過程中的識別的相機識別系統，機械結構方面有其它犧牲。 拱架型(Gantry)的特點(一)元件送料器、基板(PCB)拱架型(Gantry)的特點(二)這種形式由于貼片頭來回移動的距離長，所以速度受到限制。現在一般采用多個真空吸料嘴同時取料(多達上十個)和采用雙梁系統來提高速度，即一個梁上的貼片頭在取料的同時，另一個梁上的貼片頭貼放元件，速度幾乎比單梁系統快一倍。但是實際應用中，同時取料的條件較難達到，而且不同類型的元件需要換用不同的真空吸料嘴，換吸料嘴有時間上的延誤。 這類機型的優勢在于：系統結構簡單，可實現高

24、精度，適于各種大小、形狀的元件，甚至異型元件，送料器有帶狀、管狀、托盤形式。適于中小批量生產，也可多臺機組合用于大批量生產。拱架型(Gantry)的特點(二)這種形式由于貼片頭來回移動轉塔型(Turret)的特點(一)元件送料器放于一個單坐標移動的料車上，基板(PCB)放于一個X/Y坐標系統移動的工作臺上，貼片頭安裝在一個轉塔上，工作時，料車將元件送料器移動到取料位置，貼片頭上的真空吸料嘴在取料位置取元件，經轉塔轉動到貼片位置(與取料位置成180度)，在轉動過程中經過對元件位置與方向的調整，將元件貼放于基板上。 對元件位置與方向的調整方法：1)、機械對中調整位置、吸嘴旋轉調整方向，這種方法能達

25、到的精度有限，較晚的機型已再不采用。2)、相機識別、X/Y坐標系統調整位置、吸嘴自旋轉調整方向，相機固定，貼片頭飛行劃過相機上空，進行成像識別。轉塔型(Turret)的特點(一)元件送料器放于一個單坐標移轉塔型(Turret)的特點(二) 一般，轉塔上安裝有十幾到二十幾個貼片頭，每個貼片頭上安裝24個真空吸嘴(較早機型)至56個真空吸嘴(現在機型)。由于轉塔的特點，將動作細微化，選換吸嘴、送料器移動到位、取元件、元件識別、角度調整、工作臺移動(包含位置調整)、貼放元件等動作都可以在同一時間周期內完成，所以實現真正意義上的高速度。目前最快的時間周期達到0.080.10秒鐘一片元件。 此機型在速度

26、上是優越的，適于大批量生產，但其只能用帶狀包裝的元件，如果是密腳、大型的集成電路(IC)，只有托盤包裝，則無法完成，因此還有賴于其它機型來共同合作。這種設備結構復雜，造價昂貴，最新機型約在US$50萬，是拱架型的三倍以上。轉塔型(Turret)的特點(二) 一般，轉塔上安裝有十幾樹立質量法制觀念、提高全員質量意識。9月-229月-22Wednesday, September 21, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。19:07:5519:07:5519:079/21/2022 7:07:55 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。9月-2219:07:5519:07Sep-

27、2221-Sep-22加強交通建設管理，確保工程建設質量。19:07:5519:07:5519:07Wednesday, September 21, 2022安全在于心細，事故出在麻痹。9月-229月-2219:07:5519:07:55September 21, 2022踏實肯干，努力奮斗。2022年9月21日7:07 下午9月-229月-22追求至善憑技術開拓市場，憑管理增創效益，憑服務樹立形象。21 九月 20227:07:55 下午19:07:559月-22嚴格把控質量關，讓生產更加有保障。九月 227:07 下午9月-2219:07September 21, 2022作業標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/9/21 19:07:5519:07:5521 September 2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。7:07:55 下午7:07 下午19:07:559月-22一馬當先，全員舉績，梅開二度，業績保底。9月-229月-2219:0719:07:5519: